一种新型再生碳纤维毡增强体及其制备方法技术

本发明专利技术涉及新型再生碳纤维毡增强体及其制备方法，方法包括以下步骤：(1)将表面活性剂、防泡剂及羟乙基纤维素配成制毡溶液；(2)将再生碳纤维切碎，切成长度均一的短碳纤维；(3)将配制好的制毡溶液倒入到柱形容器中，之后再放入内层筛子；将切好的再生碳纤维放入筛子中，使用搅拌器将其分散，并搅拌制毡；(4)将筛子取出，放入烘箱干燥，取出筛子壁上的碳纤维毡，将碳纤维毡放入到烘箱中，在高温下干燥，干燥好之后就可得到再生碳纤维毡增强体。与现有技术相比，本发明专利技术针对再生碳纤维的特点，解决了再生碳纤维制毡过程中不易成型，均一性差的问题，而且制作工艺和流程简单，生产效率高。

A New Type of Recycled Carbon Fiber Felt Reinforcement and Its Preparation Method

【技术实现步骤摘要】
一种新型再生碳纤维毡增强体及其制备方法
本专利技术涉及复合材料
，尤其涉及碳纤维增强复合材料领域使用的碳纤维毡增强体。
技术介绍
碳纤维增强热固性树脂和热塑性树脂复合材料，正越来越多地代替金属材料，广泛应用于飞机、汽车、风力发电等领域。然而，碳纤维复合材料面临的最大挑战就是回收再利用，把复合材料中的碳纤维分离回收并重新利用，对保护环境、节能减排、可持续发展具有重要的意义。为了让碳纤维更好的在树脂基体中起到增强的效果，通常使用长碳纤维来增强树脂基体，但是再生碳纤维由于回收流程的关系，无法获得统一的长度，而制成毡之后，即可以获得较好的增强效果，同时还能避免再生纤维长短不一的问题，从而使再生碳纤维获得更好的应用价值。目前的专利如CN101591178A、CN103568385A，所使用的为新碳纤维，但是新碳纤维价格昂贵，导致碳纤维毡的成本较高，直接限制了其广泛应用。专利如CN101948327A、CN1354292A，所使用的制毡方法需要先制备中间体，然后再固化成型，工艺流程复杂，而且由于再生碳纤维已经成型，所述方法对于再生碳纤维毡不适用。
技术实现思路
本专利技术的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种工艺简单、性能好的新型再生碳纤维毡增强体及其制备方法。本专利技术的目的可以通过以下技术方案来实现：一种新型再生碳纤维毡增强体的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)将表面活性剂、防泡剂及羟乙基纤维素配成制毡溶液；(2)将再生碳纤维切碎，切成长度均一的短碳纤维；(3)将配制好的制毡溶液倒入到柱形容器中，之后再放入内层筛子；将切好的再生碳纤维放入筛子中，使用搅拌器将其分散，并搅拌制毡；(4)将筛子取出，放入烘箱干燥，取出筛子壁上的碳纤维毡，将碳纤维毡放入到烘箱中，在高温下干燥，干燥好之后就可得到再生碳纤维毡增强体。步骤(1)所述的表面活性剂、防泡剂及羟乙基纤维素的质量比为14:7:100，以去离子水为溶剂，所述制毡溶液中表面活性剂、防泡剂和羟乙基纤维素的质量浓度分别为4.5g/L、0.6g/L、0.3g/L。所述的表面活性剂选自直链烷基苯磺酸钠(LAS)、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠(AES)、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸铵(AESA)、月桂醇硫酸钠(K12或SDS)中的一种；目的在于洗去再生碳纤维回收过程中附着在碳纤维表面的脏东西。所述的防泡剂选用清洗专用消泡粉，目的是在制毡溶液中加入表面活性剂之后，会给体系带来泡沫，加入消泡粉之后，可以减少泡沫的产生。步骤(2)所述的再生碳纤维通过小型自动切样机切成10mm～30mm长度的短碳纤维。步骤(3)所述的制毡的具体过程包括：将步骤(2)所得再生碳纤维放入步骤(1)配置好的制毡溶液中，其中再生碳纤维在制毡溶液中的浓度为0.08～0.2g/L，使用直径10cm的折叶式搅拌器，以600r/min～800r/min的搅拌速率搅拌15min～20min，利用离心力使再生碳纤维均匀的附着在筛子的壁上。步骤(3)所述的柱形容器直径为1m，高为1.5m，放入600L溶液后，液面高度0.75m；所述的筛子为铝制不锈钢筛子，其直径为0.8m，高为1.5m，筛子目数为20目。步骤(4)所述的烘箱干燥是在60℃的条件下在恒温鼓风烘箱中干燥15～20min。此步骤中干燥时间不宜超过20min，否则制得的碳纤维毡不易剥离。步骤(4)所述的高温下干燥为在100℃的条件下在恒温鼓风烘箱中干燥12h～14h。一种新型再生碳纤维毡增强体，其特征在于，采用上述方法制得的新型再生碳纤维毡增强体。与现有技术相比，本专利技术针对再生碳纤维的特点，解决了再生碳纤维再利用时长短不一的难题，和制毡过程中不易成型，均一性差的问题，而且制作工艺和流程简单，生产效率高。具体实施方式下面对本专利技术的实施例作详细说明，本实施例在以本专利技术技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本专利技术的保护范围不限于下述的实施例。实施例1(1)选配预定比例的表面活性剂、防泡剂、羟乙基纤维素及去离子水混合均匀，配置制毡溶液。选配表面活性剂、防泡剂、羟乙基纤维素及去离子水为原料按照一定比例混合均匀，形成溶液，其中表面活性剂、防泡剂、羟乙基纤维素及去离子水质量比例为14:7:100，配置的溶液中表面活性剂、防泡剂和羟乙基纤维素的含量分别为4.5g/L、0.6g/L、0.3g/L。配置600L的制毡溶液。表面活性剂选用直链烷基苯磺酸钠(LAS)，防泡剂选用清洗专用消泡粉。(2)再生碳纤维的处理使用小型手动切样机，将50g再生碳纤维切碎，切成长度均一的短碳纤维，短碳纤维的长度为20mm。将切碎的碳纤维放到的铝制不锈钢筛子，筛子的直径为0.8m，高度为1.5m，筛子目数为20目。(3)搅拌，使碳纤维均匀分散到筛子上将600L步骤1配好的制毡溶液倒入放入直径为1m，高为1.5m的圆柱形不锈钢容器里面，液面高度0.75m，然后将步骤2中装有50g再生碳纤维的筛子放入不锈钢容器中，使用直径10cm的折叶式搅拌器，以600r/min的搅拌速率搅拌15min，利用离心力使再生碳纤维均匀的附着在筛子的壁上。(4)碳纤维毡增强体的剥离将步骤三中的筛子取出，放入烘干箱，进行干燥，干燥温度为60℃，干燥时间为15min，之后将筛子从烘干箱中取出，将壁上的碳纤维毡剥下来。(5)碳纤维毡增强体的干燥将剥离下来的碳纤维毡再次放入烘箱内，继续进行干燥，干燥温度为100℃，干燥时间为12h。实施例2(1)选配预定比例的表面活性剂、防泡剂、羟乙基纤维素及去离子水混合均匀，配置制毡溶液。选配表面活性剂、防泡剂、羟乙基纤维素及去离子水为原料按照一定比例混合均匀，形成溶液，其中表面活性剂、防泡剂、羟乙基纤维素及去离子水质量比例为14:7:100，配置的溶液中表面活性剂、防泡剂和羟乙基纤维素的含量分别为4.5g/L、0.6g/L、0.3g/L。配置600L的制毡溶液。表面活性剂选用直链烷基苯磺酸钠(LAS)，防泡剂选用清洗专用消泡粉。(2)再生碳纤维的处理使用小型手动切样机，将50g再生碳纤维切碎，切成长度均一的短碳纤维，短碳纤维的长度为20mm。将切碎的碳纤维放到的铝制不锈钢筛子，筛子的直径为0.8m，高为1.5m，筛子目数为20目。(3)搅拌，使碳纤维均匀分散到筛子上将600L步骤1配好的制毡溶液倒入放入直径为1m，高为1.5m的圆柱形不锈钢容器里面，液面高度0.75m，然后将步骤2中装有50g再生碳纤维的筛子放入不锈钢容器中，使用直径10cm的折叶式搅拌器，以700r/min的搅拌速率搅拌15min，利用离心力使再生碳纤维均匀的附着在筛子的壁上。(4)碳纤维毡增强体的剥离将步骤三中的筛子取出，放入烘干箱，进行干燥，干燥温度为60℃，干燥时间为20min，之后将筛子从烘干箱中取出，将壁上的碳纤维毡剥下来。(5)碳纤维毡增强体的干燥将剥离下来的碳纤维毡再次放入烘箱内，继续进行干燥，干燥温度为100℃，干燥时间为12h。实施例3(1)选配预定比例的表面活性剂、防泡剂、羟乙基纤维素及去离子水混合均匀，配置制毡溶液。选配表面活性剂、防泡剂、羟乙基纤维素及去离子水为原料按照一定比例混合均匀，形成溶液，其中表面活性剂、防泡剂、羟乙基纤维素及去离子水质量比例为14:7:100，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种新型再生碳纤维毡增强体的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)将表面活性剂、防泡剂及羟乙基纤维素配成制毡溶液；(2)将再生碳纤维切碎，切成长度均一的短碳纤维；(3)将配制好的制毡溶液倒入到柱形容器中，之后再放入内层筛子；将切好的再生碳纤维放入筛子中，使用搅拌器将其分散，并搅拌制毡；(4)将筛子取出，放入烘箱干燥，取出筛子壁上的碳纤维毡，将碳纤维毡放入到烘箱中，在高温下干燥，干燥好之后就可得到再生碳纤维毡增强体。

【技术特征摘要】
1.一种新型再生碳纤维毡增强体的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)将表面活性剂、防泡剂及羟乙基纤维素配成制毡溶液；(2)将再生碳纤维切碎，切成长度均一的短碳纤维；(3)将配制好的制毡溶液倒入到柱形容器中，之后再放入内层筛子；将切好的再生碳纤维放入筛子中，使用搅拌器将其分散，并搅拌制毡；(4)将筛子取出，放入烘箱干燥，取出筛子壁上的碳纤维毡，将碳纤维毡放入到烘箱中，在高温下干燥，干燥好之后就可得到再生碳纤维毡增强体。2.根据权利要求1所述的新型再生碳纤维毡增强体的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述的表面活性剂、防泡剂及羟乙基纤维素的质量比为14:7:100，以去离子水为溶剂，所述制毡溶液中表面活性剂、防泡剂和羟乙基纤维素的质量浓度分别为4.5g/L、0.6g/L、0.3g/L。3.根据权利要求1或2所述的新型再生碳纤维毡增强体的制备方法，其特征在于，所述的表面活性剂选自直链烷基苯磺酸钠(LAS)、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠(AES)、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸铵(AESA)、月桂醇硫酸钠(K12或SDS)中的一种；所述的防泡剂选用清洗专用消泡粉。4.根据权利要求1所述的新型再生碳纤维毡增强体的制备方法，其特征在于，步骤(2)所述的再生碳纤维通过小...

【专利技术属性】
技术研发人员：不公告发明人，
申请(专利权)人：长兴二维碳素材料有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江,33