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一种耐高温型纤维复合材料及其制备方法

阅读:215发布:2023-01-15

专利汇可以提供一种耐高温型纤维复合材料及其制备方法专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且本 发明 公开了一种耐高温型 碳 纤维 复合材料 及其制备方法,所述材料由以下原料组成: 碳纤维 、酚 醛 环 氧 树脂 、乙烯-四氟乙烯共聚物、甲基 丙烯酸 缩 水 甘油脂、填料、 固化 剂、促进剂、抗氧剂、防老化剂;其制备过程是:先将上述原料分别进行干燥,然后置于混料机中进行混合,之后投入双螺杆 挤出机 中,经过双 螺杆挤出机 熔融挤出的物料经过模具熔融 挤压 成型 ,成型的碳纤维复合材料经过切边处理后,通过传送带传输的方式输出,得到耐高温型碳纤维复合材料。本发明的制备过程简单,制得的耐高温型碳纤维复合材料不仅耐高温,而且产品具有良好的抗老化性和耐拉伸性能。,下面是一种耐高温型纤维复合材料及其制备方法专利的具体信息内容。

1.一种耐高温型纤维复合材料及其制备方法,其特征在于,所述材料由以下质量份数的原料组成:碳纤维50~60份、酚树脂30~40份、乙烯-四氟乙烯共聚物10~20份、甲基丙烯酸甘油脂40~60份、填料10~12份、固化剂15~20份、促进剂2~4份、抗氧剂
0.5~1.5份、防老化剂0.5~0.8份;所述耐高温型碳纤维复合材料的制备过程是:先将上述原料分别进行干燥,然后置于混料机中进行混合,之后投入双螺杆挤出机中,经过双螺杆挤出机熔融挤出的物料经过模具熔融挤压成型,成型的碳纤维复合材料经过切边处理后,通过传送带传输的方式输出,即得到耐高温型碳纤维复合材料的板料。
2.根据权利要求1所述的一种耐高温型碳纤维复合材料及其制备方法,其特征在于,所述混料机的温度为30~40℃,转速为800~1000r/min,混合时间为10~20min。
3.根据权利要求1所述的一种耐高温型碳纤维复合材料及其制备方法,其特征在于,所述双螺杆挤出机的转速为200~250r/min。
4.根据权利要求1所述的一种耐高温型碳纤维复合材料及其制备方法,其特征在于,所述双螺旋挤出机的各区温度设置不同,其中喂料区温度:40~60℃,控制一区:220~230℃,控制二区:225~235℃,控制三区:230~235℃,控制四区:235~240℃。
5.根据权利要求1所述的一种耐高温型碳纤维复合材料及其制备方法,其特征在于,所述填料为石英粉、氧化粉或母粉中的一种。
6.根据权利要求1所述的一种耐高温型碳纤维复合材料及其制备方法,其特征在于,所述固化剂为乙二胺、二乙烯三胺或己二胺中的一种或多种混合物。
7.根据权利要求1所述的一种耐高温型碳纤维复合材料及其制备方法,其特征在于,所述促进剂为三乙烯二胺、DC-829、氯代苯甲酸中的一种。
8.根据权利要求1所述的一种耐高温型碳纤维复合材料及其制备方法,其特征在于,所述抗氧剂为混合物2,6-三级丁基-4-甲基苯酚/双十二碳醇酯或混合物双(3,5-三级丁基-
4-羟基苯基)硫醚/双十四碳醇酯。
9.根据权利要求1所述的一种耐高温型碳纤维复合材料及其制备方法,其特征在于,所述防老化剂为紫外线吸收剂UV-531或紫外线吸收剂BP-12。

说明书全文

一种耐高温型纤维复合材料及其制备方法

技术领域

[0001] 本发明涉及碳纤维复合材料领域,尤其是一种耐高温型碳纤维复合材料及其制备方法。

背景技术

[0002] 碳纤维,是一种碳含量在95%以上的高强度、高模量的新型纤维材料。碳纤维是经由碳化及石墨化处理而得到的微晶石墨材料,碳纤维具有一般碳素材料的特性,如耐高温、耐摩擦、导电、导热等,但碳素材料不同于其他碳素材料的是:碳纤维具有显著的各向异性和柔软特性,可加工成各种织物,沿纤维轴方向表现出很高的强度。
[0003] 传统碳纤维在使用中除了作为绝热保温材料外,一般不单独使用,多作为增强材料加入到树脂、金属、陶瓷等材料中,构成复合材料。碳纤维增强的复合材料可用作飞机结构材料、电磁屏蔽除电材料、人工韧带等代用材料以及用于制造火箭外壳、机动船、工业机器人驱动轴等。其中碳纤维与环树脂的复合材料,由于其比重小、刚性好和强度高而成为一种先进的航空航天材料。然而在制作良好的碳纤维树脂材料过程中,不只需要考虑纤维树脂的界面性能、两者的相融性,还需要考虑纤维和树脂基体刚韧性的匹配度、树脂的模量以及易耐热性能,这样才能得到耐高温高强度的碳纤维材料。

发明内容

[0004] 为了克服现有技术中碳纤维和树脂的刚韧性匹配度差、相融性不好和复合材料耐热性能差的不足,本发明提出了一种耐高温型碳纤维复合材料及其制备方法。
[0005] 一种耐高温型碳纤维复合材料及其制备方法,所述材料由以下质量份数的原料组成:碳纤维50~60份、酚环氧树脂30~40份、乙烯-四氟乙烯共聚物10~20份、甲基丙烯酸甘油脂40~60份、填料10~12份、固化剂15~20份、促进剂2~4份、抗氧剂0.5~1.5份、防老化剂0.5~0.8份;所述耐高温型碳纤维复合材料的制备过程是:先将上述原料分别进行干燥,然后置于混料机中进行混合,之后投入双螺杆挤出机中,经过双螺杆挤出机熔融挤出的物料经过模具熔融挤压成型,成型的碳纤维复合材料经过切边处理后,通过传送带传输的方式输出,即得到耐高温型碳纤维复合材料的板料。
[0006] 上述的一种耐高温型碳纤维复合材料及其制备方法,所述混料机的温度为30~40℃,转速为800~1000r/min,混合时间为10~20min。
[0007] 上述的一种耐高温型碳纤维复合材料及其制备方法,所述双螺杆挤出机的转速为200~250r/min。
[0008] 上述的一种耐高温型碳纤维复合材料及其制备方法,所述双螺旋挤出机的各区温度设置不同,其中喂料区温度:40~60℃,控制一区:220~230℃,控制二区:225~235℃,控制三区:230~235℃,控制四区:235~240℃。
[0009] 上述的一种耐高温型碳纤维复合材料及其制备方法,所述填料为石英粉、氧化粉或母粉中的一种。
[0010] 上述的一种耐高温型碳纤维复合材料及其制备方法,所述固化剂为乙二胺、二乙烯三胺或己二胺中的一种或多种混合物。
[0011] 上述的一种耐高温型碳纤维复合材料及其制备方法,所述促进剂为三乙烯二胺、DC-829、氯代苯甲酸中的一种。
[0012] 上述的一种耐高温型碳纤维复合材料及其制备方法,所述抗氧剂为混合物2,6-三级丁基-4-甲基苯酚/双十二碳醇酯或混合物双(3,5-三级丁基-4-羟基苯基)硫醚/双十四碳醇酯。
[0013] 上述的一种耐高温型碳纤维复合材料及其制备方法,所述防老化剂为紫外线吸收剂UV-531或紫外线吸收剂BP-12。
[0014] 本发明的有益效果是,本发明通过在碳纤维原料中引入树脂材料酚醛环氧树脂和乙烯-四氟乙烯共聚物,加工所得的碳纤维复合材料不仅具有耐高温性能,而且材料的抗老化性能和耐拉伸性能提高,树脂的成型工艺时间短,可缩短复合材料的生产周期,降低生产成本。

具体实施方式

[0015] 为使本领域技术人员更好的理解本发明的技术方案,下面结合具体实施方式对本发明作详细说明。
[0016] 【实施例1】
[0017] 一种耐高温型碳纤维复合材料及其制备方法,所述材料由以下质量份数的原料组成:碳纤维50份、酚醛环氧树脂30份、乙烯-四氟乙烯共聚物10份、甲基丙烯酸缩水甘油脂40份、填料石英粉10份、固化剂乙二胺15份、促进剂三乙烯二胺2份、抗氧剂混合物2,6-三级丁基-4-甲基苯酚/双十二碳醇酯0.5份、UV-531紫外线吸收剂0.5份;所述耐高温型碳纤维复合材料的制备过程是:先将上述原料分别进行干燥,然后置于混料机中进行混合,所述混料机的温度为30℃,转速为800r/min,混合时间为20min;之后投入双螺杆挤出机中,所述双螺杆挤出机的转速为200r/min;所述双螺旋挤出机的各区温度设置不同,其中喂料区温度40℃,控制一区220℃,控制二区225℃,控制三区230℃,控制四区235℃;经过双螺杆挤出机熔融挤出的物料经过模具熔融挤压成型,成型的碳纤维复合材料经过切边处理后,通过传送带传输的方式输出,即得到耐高温型碳纤维复合材料的板料。
[0018] 【实施例2】
[0019] 一种耐高温型碳纤维复合材料及其制备方法,所述材料由以下质量份数的原料组成:碳纤维55份、酚醛环氧树脂36份、乙烯-四氟乙烯共聚物15份、甲基丙烯酸缩水甘油脂50份、填料氧化铝粉11份、固化剂二乙烯三胺18份、DC-829促进剂3份、抗氧剂混合物双(3,5-三级丁基-4-羟基苯基)硫醚/双十四碳醇酯1份、BP-12紫外线吸收剂0.7份;所述耐高温型碳纤维复合材料的制备过程是:先将上述原料分别进行干燥,然后置于混料机中进行混合,所述混料机的温度为35℃,转速为900r/min,混合时间为15min;之后投入双螺杆挤出机中,所述双螺杆挤出机的转速为230r/min,所述双螺旋挤出机的各区温度设置不同,其中喂料区温度50℃,控制一区225℃,控制二区230℃,控制三区233℃,控制四区238℃;经过双螺杆挤出机熔融挤出的物料经过模具熔融挤压成型,成型的碳纤维复合材料经过切边处理后,通过传送带传输的方式输出,即得到耐高温型碳纤维复合材料的板料。
[0020] 【实施例3】
[0021] 一种耐高温型碳纤维复合材料及其制备方法,所述材料由以下质量份数的原料组成:碳纤维60份、酚醛环氧树脂40份、乙烯-四氟乙烯共聚物20份、甲基丙烯酸缩水甘油脂60份、填料云母粉12份、固化剂20份、促进剂氯代苯甲酸4份、抗氧剂混合物双(3,5-三级丁基-4-羟基苯基)硫醚/双十四碳醇酯1.5份、BP-12紫外线吸收剂0.8份,所述固化剂为二乙烯三胺和己二胺的混合物,混合质量比为1:3~1:1;所述耐高温型碳纤维复合材料的制备过程是:先将上述原料分别进行干燥,然后置于混料机中进行混合,所述混料机的温度为40℃,转速为1000r/min,混合时间为10min;之后投入双螺杆挤出机中,所述双螺杆挤出机的转速为250r/min;所述双螺旋挤出机的各区温度设置不同,其中喂料区温度60℃,控制一区230℃,控制二区235℃,控制三区235℃,控制四区240℃;经过双螺杆挤出机熔融挤出的物料经过模具熔融挤压成型,成型的碳纤维复合材料经过切边处理后,通过传送带传输的方式输出,即得到耐高温型碳纤维复合材料的板料。
[0022] 以上实施例仅为本发明的示例性实施例,不用于限制本发明,本发明的保护范围由权利要求书限定。本领域技术人员可以在本发明的实质和保护范围内,对本发明做出各种修改或等同替换,这种修改或等同替换也应视为落在本发明的保护范围内。
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