一种新型碳纤维复合材料及其制造方法技术

本发明专利技术公开了一种新型碳纤维复合材料，该新型碳纤维复合材料包括60%‑80%碳纤维、19%‑31%热塑性树脂、12%‑18%陶瓷材料和1%‑9%固化剂，所述碳纤维、热塑性树脂、陶瓷材料和固化剂的混合配比为14:5:3:1，本发明专利技术同时还公开了一种新型碳纤维复合材料的制造方法，该方法包括S1：设置碳纤维束互联体结构；S2：制作海因环氧树脂、偏氟乙烯树脂或偏氟乙烯共聚物树脂基体溶液、陶瓷材料粉末的混合浆液；S3：浇筑；S4：热压成形工序，本发明专利技术将碳纤维通过互联体结构设置在一起，利用热塑性树脂、陶瓷材料以及固化剂将多组碳纤维热压成形，整体结构上增加了新型碳纤维复合材料的强度、韧性以及使用寿命，比传统的碳纤维复合材料结构更稳定。

A new type of carbon fiber composite and its manufacturing method

The invention discloses a novel carbon fiber composite materials, the new carbon fiber composite material comprises 60% 80% carbon fiber and 19% 31% thermoplastic resin, 12% 18% ceramic materials and 1% 9% curing agent, the carbon fiber, thermoplastic resin, ceramic material and curing agent mixture ratio for 14:5:3:1, the invention also discloses a manufacturing method of a new type of carbon fiber composite material, the method includes: setting S1 carbon fiber bundle interconnect structure; S2: mixed slurry making hydantoin epoxy resin, vinylidene fluoride resin or vinylidene fluoride copolymer resin solution, Tao Cicai powder; S3: Casting; S4: hot embossing process, the carbon fiber arranged together through the interconnection structure, using thermoplastic resin, ceramic material and curing agent to forming multiple carbon fiber hot pressing, the whole structure of the new increase The strength, toughness and service life of carbon fiber composites are more stable than those of traditional carbon fiber composites.

【技术实现步骤摘要】
一种新型碳纤维复合材料及其制造方法
本专利技术涉及碳纤维复合材料
，具体为一种新型碳纤维复合材料及其制造方法。
技术介绍
在复合材料大家族中，纤维增强材料一直是人们关注的焦点。自玻璃纤维与有机树脂复合的玻璃钢问世以来，碳纤维、陶瓷纤维以及硼纤维增强的复合材料相继研制成功，性能不断得到改进，使其复合材料领域呈现出一派勃勃生机。纤维主要是由碳元素组成的一种特种纤维，其含碳量随种类不同而异，一般在90%以上。碳纤维具有一般碳素材料的特性，如耐高温、耐摩擦、导电、导热及耐腐蚀等，但与一般碳素材料不同的是，其外形有显著的各向异性、柔软、可加工成各种织物，沿纤维轴方向表现出很高的强度。碳纤维比重小，因此有很高的比强。根据对比文件CN103648763提出的一种碳纤维复合材料及其制造方法，该碳纤维增强复合材料含有至少2片碳纤维织物和热塑性树脂，所述至少2片碳纤维织物分别由解开碳纤维束而得的开松纤维丝构成，并且所述热塑性树脂以固化的状态含浸于所述至少2片碳纤维织物内，由此，所述碳纤维增强复合材料整体一体化，该制造方法中并未公开一体化结构使用的其他材料，因此本专利技术提出一种新型碳纤维复合材料及其制造方法。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种新型碳纤维复合材料及其制造方法，以解决
技术介绍
中提出的问题。为实现目的，本专利技术提供如下技术方案，一种新型碳纤维复合材料，该新型碳纤维复合材料包括60%-80%碳纤维、19%-31%热塑性树脂、12%-18%陶瓷材料和1%-9%固化剂，所述碳纤维、热塑性树脂、陶瓷材料和固化剂的混合配比为14:5:3:1。优选的，所述碳纤维为多根碳纤维单纱构成的碳纤维束，且多根碳纤维单纱为互联体结构，且单根碳纤维单纱的直径不超过180nm。优选的，所述热塑性树脂由海因环氧树脂与偏氟乙烯树脂或偏氟乙烯共聚物树脂基体复合而成，且热塑性树脂为混合液体状态。优选的，所述海因环氧树脂和偏氟乙烯树脂或偏氟乙烯共聚物树脂基体的混合配比为15:1。优选的，所述陶瓷材料为陶瓷浆料，且陶瓷浆料中包含有直径小于3um的陶瓷颗粒。优选的，该新型碳纤维复合材料包括62%碳纤维、23%热塑性树脂、12%陶瓷材料和3%固化剂。优选的，该新型碳纤维复合材料包括65%碳纤维、20%热塑性树脂、14%陶瓷材料和1%固化剂。优选的，该新型碳纤维复合材料包括60%碳纤维、24%热塑性树脂、12%陶瓷材料和4%固化剂。一种新型碳纤维复合材料的制造方法，其生产过程包括以下步骤：S1：将多组碳纤维束通过拉丝紧固装置进行等间距平行设置，构成碳纤维束互联体结构；S2：取上述混合配比的海因环氧树脂、偏氟乙烯树脂或偏氟乙烯共聚物树脂基体溶液，向其中加入粒径在20nm-3um的陶瓷材料粉末，搅拌超声分散1h-2h，组合成热塑性树脂与陶瓷材料的混合浆液；S3：向步骤S1的碳纤维互联体结构中灌入步骤S2制得的混合浆液，保证浆液充满整个浇筑腔；S4：向上述浇筑腔中加入固化剂，进行热压成形工序对整个碳纤维、热塑性树脂、陶瓷材料以及固化剂组成的结构进行热压成形工序。优选的，所述步骤S4中反复热压成形的次数不少于三次，且每次时间不少于一小时。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：本专利技术将碳纤维通过互联体结构设置在一起，利用热塑性树脂、陶瓷材料以及固化剂将多组碳纤维热压成形，整体结构上增加了新型碳纤维复合材料的强度、韧性以及使用寿命，比传统的碳纤维复合材料结构更稳定。附图说明图1为本专利技术热压成形设备局部结构示意图。图中：1固定机构、2碳纤维互联体结构、3浇筑件、4注液孔。具体实施方式下面对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。本专利技术提供一种技术方案：下面结合具体实施方式对本专利的技术方案作进一步详细地说明。实施例1该新型碳纤维复合材料包括62%碳纤维、23%热塑性树脂、12%陶瓷材料和3%固化剂。该新型碳纤维复合材料的制造方法包括以下步骤：S1：将15000组碳纤维束通过拉丝紧固装置进行等间距平行设置，构成碳纤维束互联体结构2，将碳纤维互联体结构2设置在热压成形设备的对称固定机构1上，利用将热压成形设备上的对称浇筑件3形成的浇筑腔将碳纤维互联体结构2包括设置；S2：取上述混合配比的海因环氧树脂、偏氟乙烯树脂或偏氟乙烯共聚物树脂基体溶液，向其中加入粒径在50nm的陶瓷材料粉末，搅拌超声分散1h，组合成热塑性树脂与陶瓷材料的混合浆液；S3：向步骤S1的碳纤维互联体结构1中灌入步骤S2制得的混合浆液，保证浆液充满整个浇筑腔，通过外接输液管，由注液孔4加入混合浆液，控制热压成型设备的浇筑件3晃动，使得混合浆液与碳纤维互联体结构1混匀；S4：向上述浇筑腔中加入固化剂，进行热压成形工序对整个碳纤维、热塑性树脂、陶瓷材料以及固化剂组成的结构进行热压成形工序，控制浇筑件3进行热压挤塑成形，反复挤压4次。实施例2该新型碳纤维复合材料包括65%碳纤维、20%热塑性树脂、14%陶瓷材料和1%固化剂。该新型碳纤维复合材料的制造方法包括以下步骤：S1：将20000组碳纤维束通过拉丝紧固装置进行等间距平行设置，构成碳纤维束互联体结构2，将碳纤维互联体结构2设置在热压成形设备的对称固定机构1上，利用将热压成形设备上的对称浇筑件3形成的浇筑腔将碳纤维互联体结构2包括设置；S2：取上述混合配比的海因环氧树脂、偏氟乙烯树脂或偏氟乙烯共聚物树脂基体溶液，向其中加入粒径在100nm的陶瓷材料粉末，搅拌超声分散1.5h，组合成热塑性树脂与陶瓷材料的混合浆液；S3：向步骤S1的碳纤维互联体结构1中灌入步骤S2制得的混合浆液，保证浆液充满整个浇筑腔，通过外接输液管，由注液孔4加入混合浆液，控制热压成型设备的浇筑件3晃动，使得混合浆液与碳纤维互联体结构1混匀；S4：向上述浇筑腔中加入固化剂，进行热压成形工序对整个碳纤维、热塑性树脂、陶瓷材料以及固化剂组成的结构进行热压成形工序，控制浇筑件3进行热压挤塑成形，反复挤压5次。实施例3该新型碳纤维复合材料包括60%碳纤维、24%热塑性树脂、12%陶瓷材料和4%固化剂。该新型碳纤维复合材料的制造方法包括以下步骤：S1：将25000组碳纤维束通过拉丝紧固装置进行等间距平行设置，构成碳纤维束互联体结构2，将碳纤维互联体结构2设置在热压成形设备的对称固定机构1上，利用将热压成形设备上的对称浇筑件3形成的浇筑腔将碳纤维互联体结构2包括设置；S2：取上述混合配比的海因环氧树脂、偏氟乙烯树脂或偏氟乙烯共聚物树脂基体溶液，向其中加入粒径在150nm的陶瓷材料粉末，搅拌超声分散2h，组合成热塑性树脂与陶瓷材料的混合浆液；S3：向步骤S1的碳纤维互联体结构1中灌入步骤S2制得的混合浆液，保证浆液充满整个浇筑腔，通过外接输液管，由注液孔4加入混合浆液，控制热压成型设备的浇筑件3晃动，使得混合浆液与碳纤维互联体结构1混匀；S4：向上述浇筑腔中加入固化剂，进行热压成形工序对整个碳纤维、热塑性树脂、陶瓷材料以及固化剂组成的结构进行热压成形工序，控制浇筑件3进行热压挤塑成形，反复挤压5次。本专利技术将碳纤维通过互本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种新型碳纤维复合材料，其特征在于：该新型碳纤维复合材料包括60%‑80%碳纤维、19%‑31%热塑性树脂、12%‑18%陶瓷材料和1%‑9%固化剂，所述碳纤维、热塑性树脂、陶瓷材料和固化剂的混合配比为14:5:3:1。

【技术特征摘要】
1.一种新型碳纤维复合材料，其特征在于：该新型碳纤维复合材料包括60%-80%碳纤维、19%-31%热塑性树脂、12%-18%陶瓷材料和1%-9%固化剂，所述碳纤维、热塑性树脂、陶瓷材料和固化剂的混合配比为14:5:3:1。2.根据权利要求1所述的一种新型碳纤维复合材料，其特征在于：所述碳纤维为多根碳纤维单纱构成的碳纤维束，且多根碳纤维单纱为互联体结构，且单根碳纤维单纱的直径不超过180nm。3.根据权利要求1所述的一种新型碳纤维复合材料，其特征在于：所述热塑性树脂由海因环氧树脂与偏氟乙烯树脂或偏氟乙烯共聚物树脂基体复合而成，且热塑性树脂为混合液体状态。4.根据权利要求3所述的一种新型碳纤维复合材料，其特征在于：所述海因环氧树脂和偏氟乙烯树脂或偏氟乙烯共聚物树脂基体的混合配比为15:1。5.根据权利要求1所述的一种新型碳纤维复合材料，其特征在于：所述陶瓷材料为陶瓷浆料，且陶瓷浆料中包含有直径小于3um的陶瓷颗粒。6.根据权利要求1所述的一种新型碳纤维复合材料，其特征在于：该新型碳纤维复合材料包括62%碳纤维、23%热塑性树脂、12%陶瓷材料和3%固化剂。7.根...

【专利技术属性】
技术研发人员：蔡彦娟，
申请(专利权)人：青岛高智高新科技有限公司，
类型：发明
国别省市：山东,37