[发明专利]一种碳纤维复合材料的制备方法和加工设备有效

专利信息
申请号: 201910341521.6 申请日: 2019-04-26
公开(公告)号: CN110053275B 公开(公告)日: 2021-01-08
发明(设计)人: 杨金;杨淦锋;杨克俭;宋庭柏;刘霖;陈旭东 申请(专利权)人: 广东航科新材料有限公司;广东聚航新材料研究院有限公司
主分类号: B29C70/12 分类号: B29C70/12;B29C70/34
代理公司: 广州市科丰知识产权代理事务所(普通合伙) 44467 代理人: 龚元元
地址: 511517 广东省清远市高新区科技创*** 国省代码: 广东;44
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摘要:
搜索关键词: 一种 碳纤维 复合材料 制备 方法 加工 设备
【说明书】:

本发明属于复合材料领域,其公开了一种碳纤维复合材料的制备方法,所述的方法具体为:将短切碳纤维和有机材料混合后热压成型即可;所述的热压成型过程中热压温度等于或大于有机材料的熔点,热压成型过程中模压板间距根据碳纤维复合材料的密度进行调整;所述的短切碳纤维和有机材料重量比为95~99.5:0.5~5;所述的碳纤维复合材料的密度为50~1000kg/m3。该方法能够实现碳纤维复合材料如板材、片材等生产,同时,本发明还公开了实施该方法的加工设备。

技术领域

本发明涉及复合材料领域,具体为一种碳纤维复合材料的制备方法和加工设备。

背景技术

随着飞机、轨道交通、新型船舶和新能源汽车的发展和节能环保的需求,对交通工具 (汽车、飞机、轨道机车和游轮)的轻量化和舒适性提出了更高的要求,越来越重视交通工具的NVH(噪声、振动与声振粗糙度)问题。有统计资料显示,整车约有1/3的故障问 题是和车辆的NVH问题有关系,而各大公司有近20%的研发费用消耗在解决车辆的NVH 问题,NVH处理不好,直接影响乘客的体验。

目前,提高交通工具NVH性能的常规做法是在车厢内部隔层骨架中铺设矿物棉,用于吸声、减震、隔热。由于矿物棉的成分中含有石棉,石棉纤维容易吸入人体内并沉积在 肺部,造成肺部疾病。同时矿物棉的抗水性不好,长期使用后会吸附水蒸气,大大降低了 矿物棉材料的吸声、减震降噪和隔热保温性能。因此,寻找一种环保无石棉,同时具有优 异隔音、减震降噪和保温防寒的新型材料成为人们研究的重点。

常熟市鼎新碳材料有限公司提出一种解决方案,具体为:中国专利申请CN201810067434.1一种碳纤维吸音防寒保温棉的制备方法,其实施例中记载:先将聚丙烯腈纤维的表面经防水涂料表面处理,制备得到氧指数45%的碳纤维,以质量百分比计碳纤维为90%,低熔点聚酯纤维为10%,将碳纤维和低熔点聚酯纤维,经过梳理后进行热处理,热处理温度为50℃,通过非织造方式结合为一体,制备得到密度为13kg/m3的碳纤维复合材料层。其有益效果部分记载:通过非织造方式生产碳纤维吸音防寒保温棉,制得的碳纤维吸音防寒保温棉密度低,导热系数低,隔热保温性好,隔音吸音性能好,在明火中不燃 不熔,无滴落物,无烟毒气体产生,同时还具有防水等特点。

由于其为低密度材料,其为蓬松的材料,类似于玻璃棉(密度为10-48Kg/m3),其保温、隔音效果自然好,但是不容忽视的问题是:实际应用中需在背面涂覆胶粘剂,使得棉 与车体骨架贴合,粘附性能不好的胶粘剂容易脱胶,同时胶水易渗入到棉中,后期更换维 护时,易产生脱胶、残胶等现象。同时,胶粘剂也存在着环保问题。

并且从现在的技术发展来看,采用碳纤维和聚酯材料制作防火、隔音、保温材料只有 这一条路径。

因为采用有机材料和碳纤维制备保温、防火、隔热材料从现在来看具有一对矛盾项, 即如果有机材料多,则防火、烟雾、隔音、保温则受影响;如果有机材料少,则只能通过蓬松的结构实现防火、隔音、保温的目的,并且任何试图将低比例的有机材料和碳纤维材料制备成为具有较大密度的材料的尝试都是失败的。

所以,上述的矛盾就是本方案提出的基础和出发点。而本方案解决该矛盾的直接工业 应用的目的在于,在保留低密度复合材料的优点的前提下,提高密度,实现可打孔安装。

发明内容

本发明的目的在于提供碳纤维复合材料的制备方法,该方法能够实现碳纤维复合材料 如板材、片材等生产,同时,本发明还公开了实施该方法的加工设备。

为实现上述目的,本发明提供如下技术方案:一种碳纤维复合材料的制备方法,将短 切碳纤维和有机材料混合后热压成型即可;所述的热压成型过程中热压温度等于或大于有 机材料的熔点,热压成型过程中模压板间距根据碳纤维复合材料的密度进行调整;所述的 短切碳纤维和有机材料重量比为95~99.5:0.5~5;所述的碳纤维复合材料的密度为50~ 1000kg/m3

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