一种碳纤维增强浮力材料及其制备方法和用途技术

本发明专利技术提供了一种碳纤维增强浮力材料及其制备方法和用途，所述碳纤维是通过电化学表面处理和铬离子修饰方法获得的，电化学表面处理方法可以在碳纤维表面引入适量活性官能团，提高铬离子修饰沉积率。由于铬离子的存在，可与树脂基体中的羟基结合，进一步提高碳纤维与树脂基体的结合强度，同时降低浮力材料吸水率，得到一种具有低吸水率的碳纤维增强浮力材料。所述电化学表面处理和铬离子修饰方法易操作，成本低廉，便于与生产线相匹配从而达到连续化生产的目的，改性效果也十分显著，具有经济实用等特点。济实用等特点。济实用等特点。

【技术实现步骤摘要】
一种碳纤维增强浮力材料及其制备方法和用途


[0001]本专利技术涉及一种碳纤维增强浮力材料及其制备方法和用途，属于浮力材料


技术介绍

[0002]目前，深海勘探开发主要以深潜技术为基础，利用深海潜水器在深海进行观察、测量、取样，安装必要的仪器设施，以及进行水下作业等。深海潜水器由于下潜深、环境压力大，常采用无动力上浮技术，这就需要潜水器在耐压的同时，可以提供一定的浮力，从而保障潜水器和潜航员的安全。为了达到此目标，人们便开始研制轻质高强的固体浮力材料，对保证潜水器浮力、增大潜水器有效载荷和减小其外型尺寸等起到了重要作用。浮力材料在压缩情况下常发生开裂或者破坏现象，空心玻璃微珠虽然具有一定的阻止浮力材料中开裂蔓延的效果，但效果不大；如果在浮力材料中添加一种可以阻止微小开裂继续蔓延的物质，那么就可以大大提高浮力材料的力学强度。
[0003]碳纤维是近代发展起来的一种新型增强材料，是一种可用作功能材料和结构材料的理想增强体。它具有低密高强、模量高、膨胀系数低，同时又具有耐高温、耐腐蚀且导电导热又减震等优点，因此碳纤维增强浮力材料拥有本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种浮力材料，其中，所述浮力材料包括按重量份计的如下组分：空心微球100重量份，短切碳纤维0.1
‑
30重量份，树脂基体1
‑
1000重量份，稀释剂0
‑
200重量份；其中，所述的短切碳纤维为电化学表面改性的短切碳纤维。2.根据权利要求1所述的浮力材料，其中，所述浮力材料包括按重量份计的如下组分：空心微球100重量份，短切碳纤维1
‑
20重量份，树脂基体100
‑
800重量份，稀释剂0
‑
150重量份。优选地，所述浮力材料包括按重量份计的如下组分：空心微球100重量份，短切碳纤维2
‑
10重量份，树脂基体150
‑
500重量份，稀释剂0
‑
100重量份。3.根据权利要求1或2所述的浮力材料，其中，所述短切碳纤维是通过如下方法进行电化学表面改性的：将连续碳纤维置入含有电解质的水溶液为电解液、石墨板为阴极的电解槽中进行电化学表面处理，处理后依次经过水洗，烘干，用水性环氧树脂上浆，收卷，切割成短切碳纤维。4.根据权利要求1
‑
3任一项所述的浮力材料，其中，所述电解质选自碳酸氢铵、磷酸二氢铵或氢氧化钾。优选地，所述连续碳纤维的直径为5
‑
10μm。优选地，所述电解液的浓度为0.1
‑
3mol/L。优选地，所述电化学表面处理的时间为10
‑
300s。优选地，所述电化学表面处理的电流密度为0.1
‑
10A
·
m
‑2。优选地，所述短切碳纤维的直径为5
‑
10μm，长度为0.1
‑
5mm。5.根据权利要求1
‑
4任一项所述的浮力材料，其中，所述空心微球包括空心玻璃微珠、聚合物微球、陶瓷微球、碳微球中的至少一种。优选地，所述的树脂基体包括环氧树脂类树脂、酚醛树脂类树脂、聚氨酯类树脂、不饱和树脂类树脂中的至少一种。6.根据权利要求1
‑
5任一项所述的浮力材料，其中，所述浮力材料还包括助剂，所述的助剂选自偶联剂、固化剂、促进剂、引发剂。优选地，所述偶...

【专利技术属性】
技术研发人员：廖斌，赵泽华，严开祺，王晓旭，张敬杰，
申请(专利权)人：北京化工大学，
类型：发明
国别省市：