[发明专利]一种高密度碳纤维板材的制备方法

摘要

本发明提供了一种高密度碳纤维板材的制备方法，包括以下步骤：一、将多层碳纤维网胎和多层碳纤维织物逐层交替铺设，得到碳纤维复合体，然后对所述碳纤维复合体进行多次正面针刺和反面针刺，得到碳纤维针刺件；二、进行浸胶处理，得到预浸料；三、固化成型，得到成型品；四、碳化，得到密度为1.5g/cm³～1.6g/cm³的高密度碳纤维板材。本发明制备过程简单，生产周期短，过程可控性强，成品率高，可多次反复使用在热场环境中，所生产的碳纤维板材的密度高，不易分层，产品总体质量优质，是一种典型的低成本、高性能热场材料。

主权项

1.一种高密度碳纤维板材的制备方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：步骤一、将多层碳纤维网胎和多层碳纤维织物按照逐层交替铺层的方法进行铺设，得到碳纤维复合体，然后对所述碳纤维复合体进行多次针刺，得到碳纤维针刺件；所述针刺包括正面针刺和反面针刺，所述正面针刺是指从碳纤维复合体的上表面入针，所述反面针刺是指从碳纤维复合体的下表面入针；所述碳纤维织物为采用织造工艺生产的无纬单向布，所述碳纤维织物的面密度为480g/m²，所述碳纤维织物为12K碳纤维织物；步骤二、将步骤一中所述碳纤维针刺件置于真空浸胶袋中，在真空度为0.1MPa的条件下进行浸胶处理，得到预浸料；所述浸胶处理所采用的胶液由树脂胶和粉末按质量比5∶1混合均匀而成，其中树脂胶由酚醛树脂、工业乙醇和固化剂按质量比(20~30)∶(2~3)∶1混合均匀而成，所述粉末由碳化硅粉、石墨粉和硅粉按质量比(1~3)∶1∶1混合均匀而成；步骤三、将步骤二中所述预浸料置于热压机中固化成型，得到成型品；所述固化成型的具体过程为：在热压机的闭合压力为20MPa的条件下，将预浸料由25℃室温经30min的升温时间升温至90℃，保温1h后再次升温，经60min的升温时间升温至120℃，保温1h后再次升温，经120min的升温时间升温至160℃，保温1h后自然冷却至25℃室温；步骤四、将步骤三中所述成型品置于碳化炉中碳化，得到密度为1.5g/cm³~1.6g/cm³的高密度碳纤维板材；所述碳化的具体过程为：将所述成型品由25℃室温经180min的升温时间升温至100℃，再以100℃/h的升温速率升温至900℃，然后以30℃/h的升温速率升温至1800℃，之后以40℃/h的降温速率降温至900℃，接着以50℃/h的降温速率降温至100℃，最后自然冷却至25℃室温。