一种碳纤维布复合材料的制备方法及其产品技术

本发明专利技术公开了一种碳纤维布复合材料及其产品

【技术实现步骤摘要】
一种碳纤维布复合材料的制备方法及其产品


[0001]本专利技术属于复合材料
，具体涉及一种碳纤维布复合材料的制备方法及其产品
。

技术介绍

[0002]碳纤维布是一种高性能材料，具有轻质
、
高强度
、
高刚性和耐腐蚀等优良特性，被广泛应用于航空航天
、
汽车
、
体育器材
、
建筑
、
电子等领域
。
碳纤维布是由碳纤维经过编织
、
织造
、
叠层等工艺制成的纺织品
。
碳纤维是一种由碳原子构成的纤维，直径一般为5‑
10
微米，长度可达数千米
。
碳纤维具有轻质
、
高强度
、
高刚性
、
高温耐性
、
耐腐蚀等优良性能，是一种理想的结构材料
。
碳纤维通常采用聚丙烯腈（
PAN
）
、
煤沥青和纤维素等为原料，经过纺丝
、
气流拉伸
、
高温碳化等工艺制成
。
碳纤维经过编织或织造成为布料
。
编织工艺通常采用平纹
、
斜纹
、
提花等方式，织造工艺则采用多重织造或无纬织造等方式
。
将多层碳纤维布料叠加在一起，形成预定的厚度和结构，将叠层后的碳纤维布料进行粘合或压缩，使其成为一体
>。
[0003]碳纤维布具有许多优良的性能，碳纤维布的密度一般为
1.5
‑
2.0g/cm
³
，比钢铁等金属材料轻很多
。
碳纤维布的拉伸强度可达
3000MPa
以上，比钢铁等金属材料的强度高5‑
10
倍
。
碳纤维布的弹性模量大，刚度高，可用于制造高强度
、
高刚度的结构件
。
碳纤维布不易被化学腐蚀，可用于制造耐腐蚀的结构件
。
碳纤维布的热稳定性好，可在高温环境下使用
。

技术实现思路

[0004]本专利技术专利技术目的在于提供一种碳纤维布复合材料的制备方法
。
[0005]本专利技术的再一目的在于：提供一种上述方法制备的碳纤维布复合材料产品
。
[0006]本专利技术目的通过下述方案实现：一种碳纤维布复合材料的制备方法，利用低温湿法研磨工艺将纺丝组分和功能组分研磨成浆料，然后借助静电纺丝工艺在碳纤维布表面进行覆膜，最后经过辊压固化得到了碳纤维布复合材料，物料配比按质量分计，包括：包括下述制备步骤；（1）改性浆料制备：按物料配比取聚苯醚
、
过氧化物和抗菌剂加入到甲苯中进行配料，各物料过筛
150
目，经过预混后灌入湿法研磨设备，于
3℃
以下研磨，当物料中颗粒粒径
D
90
≤2
μ
m
时出料，得到可用于静电纺丝的改性浆料；（2）静电纺覆膜碳纤维布：将改性浆料加入到胶料槽中，同时，胶料槽接入蠕动泵浆料循环补料系统，使胶料槽中改性浆料加入量保持没入胶辊的辊底3‑
5mm
，胶辊接
70~
100KV
高电压并匀速旋转上胶；碳纤维布紧贴着胶辊正上方的极板作水平匀速收卷动作，胶辊上端的浆料在高压静电场力作用下向上形成射流，均匀沉积在碳纤维布上形成纤维网膜，得到覆膜碳纤维布；（3）覆膜碳纤维布经过高温辊压固化后得到碳纤维布复合材料
。
[0007]其中，所述的聚苯醚为丙烯化聚苯醚，过氧化物为过氧化苯甲酰
(BPO)。
[0008]所述的抗菌剂为载银无机盐类
。
[0009]所用的碳纤维布的克重为
250~300g/m2。
[0010]步骤（1）中，研磨介质为氧化锆微球，直径
≤0.1mm
；研磨转速
1700~2000rpm。
[0011]步骤（2）中，纺丝时图1中的胶料槽中可以同时放多个相互平行的上胶辊，这些胶辊规格相同，可以同时接电旋转上胶，且旋转方向可以单独控制
。
[0012]步骤（2）中，纺丝时的电压范围为
70~100KV
，胶辊上端到极板的距离
h
是
170~200mm
，无纺布放卷速度为
0.2~0.8m/min
，纺丝空间环境温度为
50~60℃
，湿度为
40%~60%。
[0013]步骤（3）中，高温辊压时温度为
280℃
，辊压时间
5~10
分钟
。
[0014]本专利技术提供一种碳纤维布复合材料，根据上述任一所述方法制备得到，得到的碳纤维布复合材料热稳定性好，可以在不高于
280℃
的高温环境下依旧保持纤维网络复合结构，可应用于高温烟气过滤
、
耐高温隔热保温等场合，同时在常温下有较好的抗菌效果，适应各种环境
。
附图说明
[0015]附图1：碳纤维布复合工艺流程图图中标号说明：
1——
胶料槽；
11——
胶辊；
2——
浆料补料槽；
21、22——
蠕动泵一
、
二；
3——
极板；
4——
碳纤维布放卷轴；
5——
高温辊压间；
6——
放卷辊；
7——
收卷辊
。
具体实施方式
[0016]本专利技术通过下面的具体实例进行详细描述，但本专利技术的保护范围不受限于这些实施例
。
[0017]实施例1一种碳纤维布复合材料，利用低温湿法研磨工艺将纺丝组分和功能组分研磨成浆料，然后，借助静电纺丝工艺在碳纤维布表面进行覆膜，最后，经过辊压固化得到了碳纤维布复合材料，按下述步骤制备；（1）取丙烯化聚苯醚
120g、
过氧化苯甲酰
2g
和抗菌粉体
1g
加入到
1000g
甲苯中，各物料过筛
150
目，经过预混后灌入湿法研磨设备，研磨介质为氧化锆微球，于
3℃
以下
2000rpm
转速研磨，当物料中颗粒粒径
D
90
≤2
μ
m
时出料，得到可用于静电纺丝的改性浆料；（2）将改性浆料加入到胶料槽1中，同时，胶料槽1接入蠕动泵浆料循环补料系统，使胶料槽1中改性浆料加入量保持没入胶辊
11
的辊底3‑
5mm
，胶辊
11
接
75KV
高电压并匀速旋转上胶；胶本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种碳纤维布复合材料的制备方法，其特征在于，利用低温湿法研磨工艺将纺丝组分和功能组分研磨成浆料，然后，借助静电纺丝工艺在碳纤维布表面进行覆膜，最后，经过辊压固化得到了碳纤维布复合材料，其中，浆料的物料配比按质量份计，包括：甲苯
100
份
、
聚苯醚
12
‑
20
份
、
过氧化物
0.2
‑1和抗菌剂
0.1
‑
0.4
；包括下述步骤；（1）按物料配比取聚苯醚
、
过氧化物和抗菌剂加入到甲苯中进行配料，各物料过筛
150
目，经过预混后灌入湿法研磨设备，于
3℃
以下研磨，当物料中颗粒粒径
D
90
≤2
μ
m
时出料，得到可用于静电纺丝的改性浆料；（2）将改性浆料加入到胶料槽中，同时，胶料槽接入蠕动泵浆料循环补料系统，使胶料槽中改性浆料加入量保持没入胶辊的辊底3‑
5mm
，胶辊接
70~100KV
高电压并匀速旋转上胶；碳纤维布紧贴着胶辊正上方的极板作水平匀速收卷动作，胶辊上端的浆料在高压静电场力作用下向上形成射流，均匀沉积在碳纤维布上形成纤维网膜，得到覆膜碳纤维布；（3）覆膜碳纤维布经过高温辊压固化后得到碳纤维布复合材料
。2.
根据权利要求1所述的一种碳纤维布复合材料的制备方法，其特征在于所述的聚苯醚为丙烯化聚苯醚；过氧化物为过氧化苯甲酰
(BPO)。3.
根据权利要求1所述的一种碳纤维布复合材料的制...

【专利技术属性】
技术研发人员：崔大祥，陈超，吴晓燕，陈义军，林琳，
申请(专利权)人：上海纳米技术及应用国家工程研究中心有限公司，
类型：发明
国别省市：