[发明专利]一种碳纤维热固性复合材料、其制备方法及其应用

说明书

(一)技术领域，本发明涉及了一种碳纤维热固性复合材料、其制备方法及其应用。

(二)背景技术，目前已有的钢材等金属材料，虽然耐磨强度高、耐温耐酸碱腐蚀，使用寿命长，但成本高，重量重，而其它一些如塑料复合材料，虽然成本低、重量轻，但耐磨性能差、耐温耐酸碱性能差，尤其在有杆抽油系统中为了减少抽油杆与管之间的摩擦而大都采用尼龙扶正器，这种扶正器，耐磨性能差、不抗冲击、使用寿命短，在7.5kg载荷下，恒转速摩擦一万次，出现了磨碎开裂现象，且耐温性能较差，温度在80℃，其各项性能参数指标迅速降低，耐酸碱性能差、成本高。

(三)发明内容，本发明的目的在于克服上述已有技术的不足而提供一种耐磨性能好、耐温耐酸碱性能好，抗冲击强度高，使用寿命长，成本低，重量轻的一种碳纤维热固性复合材料。

本发明的另一个目的是提供一种碳纤维热固性复合材料的制备方法。

本发明的另一个目的是提供碳纤维热固性复合材料的应用。

为了达到上述目的，本发明是这样实现的：一种碳纤维热固性复合材料，按重量份，包括碳纤维丝0.3-2.0份、石粉0.5-3.0份、瓷粉0.5-3.0份、酚醛乙烯基酯胶液3.0-7.0份。

本发明一种碳纤维热固性复合材料的优选方案，按重量份，包括碳纤维丝0.5-1.5份、石粉1.0-2.3份、瓷粉1.2-2.5份、酚醛乙烯基酯胶液4.0-6.0份。

本发明一种碳纤维热固性复合材料的最佳方案，按重量份，包括碳纤维丝1.0份、石粉1.6份、瓷粉1.8份、酚醛乙烯基酯胶液4.8份。

本发明所述的一种碳纤维热固性复合材料，所述的酚醛乙烯基酯胶液为Atlac590、TBPB、29B-90、PS-125的混合物。

本发明的所述的一种碳纤维热固性复合材料，所述的碳纤维丝为uT-300。

本发明的所述的一种碳纤维热固性复合材料，所述的碳纤维丝为uT-500。

本发明所述的一种碳纤维热固性复合材料，其制备方法依次包括下列步骤：

a、将配制的酚醛乙烯酯胶液、碳纤维丝、石粉、瓷粉混合搅拌均匀。

b、进行清模、合模，将上述配料浇注入模，加压至100-250KN固定。

c、加热至180-220℃进行高温固化25-40分钟，拆模即可。

本发明所述的一种碳纤维热固性复合材料，其特征在于其在抽油杆扶正器中的应用。

本发明的一种碳纤维热固性复合材料同已有技术相比具有以下积极效果：

1、耐酸碱腐蚀性能，以下为酸碱对本发明一种碳纤维热固性复合材料的影响：

(1)腐蚀介质：H₂SO₄ 浓度50％

a、室温下，72小时，表面无损伤质量无变化。

b、100℃煮沸后两小时，表面为淡粉红色，失重1.12g(原为190g)失重率为0.59％，表面及内在质量无变化。

(2)腐蚀介质：NaOH 浓度60％

a、室温下，72小时，表面无损伤质量无变化。

b、100℃煮沸后两小时，失重1.08g(原为190g)失重率为0.57％，表面及内在质量无变化。

(3)腐蚀介质：HCl 浓度36.8％

a、室温下，72小时，表面无损伤质量无变化。

b、100℃煮沸后两小时，失重0.6g(原为190g)失重率为0.3％，表面及内在质量无变化。

2、耐温性能，以下为温度对本发明一种碳纤维热固性复合材料的影响：

(1)将本发明一种碳纤维热固性复合材料放入油水混合物中加温至100℃取出，无变化。

(2)将本发明一种碳纤维热固性复合材料放入油中加温至150℃约3-4小时取出，无变化。

(3)将本发明一种碳纤维热固性复合材料放入干燥箱中加温至220℃约2小时取出，无变化。

3、耐磨性能：

将本发明一种碳纤维热固性复合材料制成的扶正器在100℃的温度下，加7.5kg的载荷，恒转速摩擦五万次，内外部无明显变化，重量损失仅为13％，其耐磨性能为传统扶正器的五倍以上。

本发明一种碳纤维热固性复合材料的耐磨、耐温、耐酸碱腐蚀性能决定了本发明具有较长的使用寿命。

4、本发明成本低、重量轻。

(四)具体实施方式，