一种石墨烯改性炭纤维复合材料隔音板的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种石墨烯改性炭纤维复合材料隔音板的制备方法，该方法为：一、采用短切炭纤维、炭粉、石墨粉、硼粉、树脂作为主要原材料，并添加适量的石墨烯材料；二、按一定比例配置炭纤维混合物；三、压制固化成型；四、炭化处理；五、树脂溶液浸渍、固化、炭化处理；六、机械加工后，制得石墨烯改性炭纤维复合材料隔音板。本发明专利技术采用炭纤维作为骨架、树脂炭基体、炭粉作为增强体、石墨粉作为润滑剂、硼粉的耐磨性以及石墨烯具有高强度、高导电性以及高导热性能等特点的炭/炭隔音板，具有防水、防火、抗老化、抗冲击能力好，用材低能耗、环保、废弃后对环境无污染，在使用过程中，隔音效果好等优点。

A preparation method of graphene modified carbon fiber composite sound insulation board

The invention discloses a preparation method of graphene modified carbon fiber composite sound insulation board. The method comprises the following steps: firstly, using short cut carbon fiber, carbon powder, graphite powder, boron powder and resin as main raw materials, and adding appropriate amount of graphene material; secondly, configuring carbon fiber mixture in a certain proportion; thirdly, pressing and curing; fourthly, carbonization treatment; fifthly, resin solution impregnation; Sixth, after mechanical processing, graphene modified carbon fiber composite sound insulation board was prepared. The invention adopts carbon fiber as skeleton, resin carbon matrix, carbon powder as reinforcement, graphite powder as lubricant, boron powder as abrasion resistance, and graphene with high strength, high conductivity and high thermal conductivity, etc. the carbon / carbon sound insulation board has the advantages of waterproof, fireproofing, aging resistance, impact resistance, material consumption, low energy consumption, environmental protection, and no pollution to the environment after being abandoned. Cheng Zhong, sound insulation effect is good and so on.

【技术实现步骤摘要】
一种石墨烯改性炭纤维复合材料隔音板的制备方法
本专利技术属于新材料领域，具体涉及一种耐腐蚀、抗老化、低密度复合材料隔音板材。
技术介绍
隔音板是一种作用于隔音效果的板块。有建筑物隔音与构筑物隔音分类。隔音板并不是所有频率的声音都能阻隔，物体都有固有共振频率，接近物体共振频率的声音，隔音板的隔音效果显著降低。隔音板有隔空气声与振动声的区别。空气声隔音板，即阻隔的是在空气中传播的声音的板材。振动声隔音板即阻隔的是在刚性构件（如钢筋混凝土整体式房屋）中传播的声音的板材和系统。市场上有一些隔音板是在两块板之间安装橡胶层、减振材料或隔音毡等做成的，采用这种方法，在短期里可以在一定程度上提高隔音效果，但是其隔音效果会随着时间而逐渐降低。众所周知，橡胶等材料在空气中会慢慢老化，导致其逐渐变硬而丧失弹性，从而导致隔音效果随着时间而逐渐降低。另一方面，这种在两块板中间安装橡胶层或隔音毡层的做法，工程造价也非常高。现有的隔音板材多采用有机、无机纤维、海绵、发泡板等制成，具有以下缺点：防水、防火、抗老化、抗冲击能力差，用材高能耗不环保、废弃后对环境有污染，在使用过程中，隔音效果差，同时无法阻断较低频率的噪音，造成实用效果不佳。因此，为解决上述问题，特提供一种新的技术方案来满足需求。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对现有技术的不足，以解决现有重载汽车刹车片热传递和耐热性差，材料不稳定导致刹车片摩擦系数不稳定的技术问题，利用石墨烯具有高强度、高导电性以及高导热性能的特点，而提供一种工艺简单、致密效果好、机械强度高、耐磨性和耐热性优异的炭/炭重载汽车刹车片的制备方法。为了实现上述目的，本专利技术所采用的技术方案是：一种石墨烯改性炭纤维复合材料隔音板的制备方法，其特征在于该方法包括以下步骤：步骤一：采用短切炭纤维、炭粉、石墨粉、硼粉、树脂作为主要原材料，并添加适量的石墨烯材料。步骤二：将步骤一中材料按比例称取好后在搅拌罐中进行搅拌，搅拌时间为4h-12h。步骤三：将步骤二中混合料置于钢模具中，在多层压机上压制成型，压力为0.5Mpa-40Mpa。步骤四：将步骤三中压制成型的半成品置于炭化炉内进行炭化处理，炭化温度为700℃-1000℃。步骤五：将步骤四中炭化处理后的半成品进入树脂槽中，进行加压浸渍，压力为0.5MPa-4.0MPa下进行浸渍2h-10h，然后进行固化处理，固化温度为100℃-180℃，出炉后转炭化炉炭化处理，炭化温度为700℃-1000℃。步骤六：将步骤五出炉的复合材料坯体经过机械加工后，制得石墨烯改性炭纤维复合材料隔音板。上述的一种石墨烯改性炭纤维复合材料隔音板的制备方法，其特征在于，步骤一中所述的短切炭纤维长度为5mm-40mm，炭粉的颗粒大小为100目以下，石墨粉的颗粒大小为100目以下，硼粉颗粒大小为500目以下，树脂为环氧树脂或酚醛树脂。上述的一种石墨烯改性炭纤维复合材料隔音板的制备方法，其特征在于，步骤二中所述的炭纤维重量百分比为10wt%-50wt%，炭粉重量百分比为5wt%-20wt%，石墨粉重量百分比为1wt%-10wt%，硼粉重量百分比为0.1wt%-5wt%，树脂重量百分比为10wt%-60wt%，石墨烯添加量为0.05wt%-1.0wt%。上述的一种石墨烯改性炭纤维复合材料隔音板的制备方法，其特征在于，步骤三中所述的压制固化工艺，升温速率为5℃/h-50℃/h，固化温度为100℃-180℃，保温时间为0.5h-5.0h。上述的一种石墨烯改性炭纤维复合材料隔音板的制备方法，其特征在于，步骤四中所述的炭化升温速率为5℃/h-50℃/h，保温时间为1.0h-5.0h。上述的一种石墨烯改性炭纤维复合材料隔音板的制备方法，其特征在于，步骤五中所述的固化升温速率为5℃/h-50℃/h，保温时间为1.0h-5.0h，炭化升温速率为2℃/h-30℃/h，保温时间为1.0h-5.0h。本专利技术与现有技术相比具有以下优点：1、与传统隔音板的制备技术相比，本专利技术采用炭纤维作为骨架、树脂炭基体、炭粉作为增强体、石墨粉作为润滑剂、硼粉的耐磨性以及石墨烯具有高强度、高导电性以及高导热性能等特点，制备的的炭/炭隔音板，具有防水、防火、抗老化、抗冲击能力好，用材低能耗、环保、废弃后对环境无污染，在使用过程中，隔音效果好等优点。2、本专利技术工艺简单，隔音效果好，并且易于大批量生产，可按照不同要求将材料随意进行加工切割成型。附图说明图1是本专利技术制备石墨烯改性炭纤维复合材料隔音板的工艺流程框图。具体实施方式实施例1步骤一：采用短切炭纤维、炭粉、石墨粉、硼粉、树脂作为主要原材料，并添加适量的石墨烯材料，短切炭纤维长度为5mm，炭粉的颗粒大小为120目，石墨粉的颗粒大小为120目，硼粉颗粒大小为600目，树脂为环氧树脂。步骤二：将步骤一中材料按比例称取好后在搅拌罐中进行搅拌，炭纤维重量百分比为10wt%，炭粉重量百分比为20wt%，石墨粉重量百分比为10wt%，硼粉重量百分比为5wt%，树脂重量百分比为54.95wt%，石墨烯添加量为0.05wt%，搅拌时间为4h。步骤三：将步骤二中混合料置于钢模具中，在多层压机上压制成型，压力为0.5Mpa，固化升温速率为5℃/h，固化温度为100℃，保温时间为0.5h。步骤四：将步骤三中压制成型的半成品置于炭化炉内进行炭化处理，炭化温度为700℃，炭化升温速率为5℃/h，保温时间为1.0h。步骤五：将步骤四中炭化处理后的半成品进入树脂槽中，进行加压浸渍，压力为0.5MPa下进行浸渍2h，然后进行固化处理，固化温度为100℃，固化升温速率为5℃/h，保温时间为1.0h，出炉后转炭化炉炭化处理，炭化温度为700℃，炭化升温速率为2℃/h，保温时间为1.0h。步骤六：将步骤五出炉的复合材料坯体经过机械加工后，制得石墨烯改性炭纤维复合材料隔音板。实施例2步骤一：采用短切炭纤维、炭粉、石墨粉、硼粉、树脂作为主要原材料，并添加适量的石墨烯材料，短切炭纤维长度为20mm，炭粉的颗粒大小为200目，石墨粉的颗粒大小为200目，硼粉颗粒大小为700目，树脂为酚醛树脂。步骤二：将步骤一中材料按比例称取好后在搅拌罐中进行搅拌，炭纤维重量百分比为30wt%，炭粉重量百分比为10wt%，石墨粉重量百分比为5wt%，硼粉重量百分比为3wt%，树脂重量百分比为51.9wt%，石墨烯添加量为0.1wt%，搅拌时间为8h。步骤三：将步骤二中混合料置于钢模具中，在多层压机上压制成型，压力为10Mpa，固化升温速率为15℃/h，固化温度为150℃，保温时间为2h。步骤四：将步骤三中压制成型的半成品置于炭化炉内进行炭化处理，炭化温度为800℃，炭化升温速率为15℃/h，保温时间为2.0h。步骤五：将步骤四中炭化处理后的半成品进入树脂槽中，进行加压浸渍，压力为1.5MPa下进行浸渍5h，然后进行固化处理，固化温度为150℃，固化升温速率为18℃/h，保温时间为2.5h，出炉后转炭化炉炭化处理，炭化温度为800℃，炭化升温速率为15℃/h，保温时间为2.5h。步骤六：将步骤五出炉的复合材料坯体经过机械加工后，制得石墨烯改性炭纤维复合材料隔音板。实施例3步骤一：采用短切炭纤维、炭粉、石墨粉、硼粉、树脂作为主要原材料，并添加适量的石墨烯材料，短本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种石墨烯改性炭纤维复合材料隔音板的制备方法，其特征在于该方法包括以下步骤：步骤一：采用短切炭纤维、炭粉、石墨粉、硼粉、树脂作为主要原材料，并添加适量的石墨烯材料；步骤二：将步骤一中材料按比例称取好后在搅拌罐中进行搅拌，搅拌时间为4h‑12h；步骤三：将步骤二中混合料置于钢模具中，在多层压机上压制成型，压力为0.5Mpa‑40 Mpa；步骤四：将步骤三中压制成型的半成品置于炭化炉内进行炭化处理，炭化温度为700℃‑1000℃；步骤五：将步骤四中炭化处理后的半成品进入树脂槽中，进行加压浸渍，压力为0.5MPa‑4.0MPa下进行浸渍2h‑10h，然后进行固化处理，固化温度为100℃‑180℃，出炉后转炭化炉炭化处理，炭化温度为700℃‑1000℃；步骤六：将步骤五出炉的复合材料坯体经过机械加工后，制得石墨烯改性炭纤维复合材料隔音板。

【技术特征摘要】
1.一种石墨烯改性炭纤维复合材料隔音板的制备方法，其特征在于该方法包括以下步骤：步骤一：采用短切炭纤维、炭粉、石墨粉、硼粉、树脂作为主要原材料，并添加适量的石墨烯材料；步骤二：将步骤一中材料按比例称取好后在搅拌罐中进行搅拌，搅拌时间为4h-12h；步骤三：将步骤二中混合料置于钢模具中，在多层压机上压制成型，压力为0.5Mpa-40Mpa；步骤四：将步骤三中压制成型的半成品置于炭化炉内进行炭化处理，炭化温度为700℃-1000℃；步骤五：将步骤四中炭化处理后的半成品进入树脂槽中，进行加压浸渍，压力为0.5MPa-4.0MPa下进行浸渍2h-10h，然后进行固化处理，固化温度为100℃-180℃，出炉后转炭化炉炭化处理，炭化温度为700℃-1000℃；步骤六：将步骤五出炉的复合材料坯体经过机械加工后，制得石墨烯改性炭纤维复合材料隔音板。2.根据权利要求1所述的一种石墨烯改性炭纤维复合材料隔音板的制备方法，其特征在于，步骤一中所述的短切炭纤维长度为5mm-40mm，炭粉的颗粒大小为100目以下，石墨粉的颗粒大小为100目以下，硼粉颗粒大小为500目以下...

【专利技术属性】
技术研发人员：马开梅，何平伟，
申请(专利权)人：兴化市精密铸锻造产业研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32