[发明专利]一种连续高导热沥青基碳纤维增强环氧树脂复合材料及其制备方法

权利要求书

1.一种连续高导热沥青基碳纤维增强环氧树脂复合材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤(1)，将高导热沥青基碳纤维轴卷置于湿法预浸料排纱机的退绕纱架上，将碳纤维穿过至少两个定位环，经定位辊下压后固定在铺覆有离型纸的湿法预浸料排纱机的卷筒上；

步骤(2)，采用硅烷偶联剂水解处理导热无机粒子，清洗干燥后加入到环氧树脂基体中用于制备环氧树脂胶液，并将制备的环氧树脂胶液注入自动注胶系统；

步骤(3)，启动湿法预浸料排纱机的卷筒，牵引碳纤维卷绕，同时采用自动注胶系统进行连续注胶浸润，直至卷绕成单向预浸料，然后取下预浸料并晾干；

步骤(4)，将所述晾干的预浸料裁剪、铺层，采用真空热压罐固化成型制备得到复合材料。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述高导热沥青基碳纤维的热导率为500～1100W/(m·K)，拉伸强度为2400～3700MPa，拉伸模量为800～965GPa。

3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述湿法预浸料排纱机包括退绕纱架、至少两个定位环、定位辊和卷筒，所述退绕纱架上架设碳纤维轴卷，所述定位环和定位辊位于退绕纱架和卷筒之间，定位辊靠近卷筒，所述碳纤维轴卷上放出的碳纤维在间隔排布的定位环中沿同一直线方向输送，经定位辊下辊面约束后卷绕至卷筒上。

4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，所述硅烷偶联剂选自硅烷偶联剂为KH540、KH550、KH560或Z6020中的至少一种。

5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述环氧树脂胶液由包括以下质量份的组分制备得到：

6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述环氧树脂基体为三苯基缩水甘油醚基甲烷、三缩水甘油基-p-氨基苯酚或四缩水甘油基二氨基二苯基甲烷中的至少一种；和/或

所述固化剂为甲基四氢邻苯二甲酸酐、六氢邻苯二甲酸酐或纳迪克酸酐中的至少一种；和/或

所述导热无机粒子为羟基化碳纳米管、羟基化石墨烯、氧化石墨中的至少一种；和/或

所述促进剂为三亚甲基二胺、2,4,5-三(二甲氨基甲基)苯酚或2-甲基咪唑中的至少一种；和/或

所述溶剂为丙酮、甲苯或二甲苯中的至少一种。

7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，所述环氧树脂胶液的制备方法包括：将清洗干燥后的导热无机粒子加入到溶剂稀释的环氧树脂基体中，采用超声以频率20～50KHz分散2～10min，然后加入固化剂和促进剂，搅拌均匀。

8.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(3)中，所述自动注胶系统的注胶头固定在定位辊后方碳纤维的正上方，注胶速率为20～200ml/min，卷筒卷绕速度为2～8m/min。

9.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(4)中，所述真空热压罐固化成型步骤中，固化温度为80～180℃，压力0.1～0.6MPa，固化时间为2～6小时。