CN101942202A - 一种碳纤维与硅橡胶的复合材料及其加工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种碳纤维与硅橡胶的复合材料及其加工方法，该复合材料含有20-60％的、长度为10-50mm的碳纤维与40-80％的有机硅橡胶成份。其加工方法包括基础胶制备、混炼、成型、一段硫化、二段硫化等常规步骤，其特征在于，在混炼时除加入常规的补强剂、功能性添加剂、硫化剂、结构控制剂外，还按质量百分比加入20-60％的、切断长度10-50mm的碳纤维，从而使这种高性能纤维较好的与生胶混合为一个有机整体。本发明所述复合材料具有碳纤维与硅橡胶的双重特性，其加工方法简单实用，具有很大的推广应用前景。
Description
技术领域
本发明涉及一种碳纤维与硅橡胶的复合材料及其加工方法，属新材料技术领域。
背景技术
硅橡胶是一种新型的高分子弹性材料，有极好的耐高温(250-300℃)和耐低温(-40-60℃)性能，有良好的生理稳定性，而且能够经受反复多次苛刻和消毒条件，具有极佳的回弹性，永久变形小(200℃48小时不大于50％)，击穿电压大(为20-25KV/mm)，耐臭氧、耐紫外、耐辐射等特点，某些特种硅橡胶还具有耐油耐溶剂等特殊性能，例如：氟硅橡胶具有优良的耐油性能，苯撑硅橡胶具有优良的耐高温辐射的性能，它置于r射线高达1×109伦琴的环境中还能保持弹性。此外，硅橡胶还具有优良好的电阻隔性通讯与表面性能，因而适宜制作电线、电缆、引接线及隔水材料。
现阶段，为获得单独的原材料所没有的特性，需要进行原材料复合。以往作为复合材料，广泛采用玻璃纤维强化塑料，然而随着碳纤维的开发，人们开发出碳纤维增强型纤维增强塑料(CFRP)之后，复合材料就尤为常见。碳纤维是一种力学性能优异的新材料，它不仅具有碳材料的固有特性，又兼备纺织纤维的柔软可加工性，是新一代增强纤维。它的比重不到钢的1/4，碳纤维树脂复合材料抗拉强度一般都在3500Mpa以上，是钢的7～9倍，抗拉弹性模量为23000Mpa～43000Mpa亦高于钢。碳纤维是一种以聚丙烯腈(PAN)、沥青、粘胶纤维等为原料，经预氧化、碳化、石墨化工艺而制得的含碳量大于90％的特种纤维。碳纤维具有高强度、高模量、低密度、耐高温、耐腐蚀、耐摩擦、导电、导热、膨胀系数小、减震等优异性能，是航空航天、国防军事工业不可缺少的工程材料，同时在体育用品、交通运输、医疗器械和土木建筑等民用领域也有着广泛应用。由于PAN基碳纤维生产工艺简单、产品综合性能好，因而发展很快，产量占到所有碳纤维产量的90％以上，成为最主要的品种。(本发明除非特别指出，所述碳纤维均指PAN基碳纤维)
碳纤维除用作绝热保温材料外，一般不单独使用，多作为增强材料加入到树脂、金属、陶瓷、混凝土等材料中，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、人工韧带等身体代用材料以及用于制造火箭外壳、机动船、工业机器人、汽车板簧和驱动轴等。
现阶段，以碳纤维为复合材料成份之一的复合方法非常普遍，其另外的复合组份常采用的有树脂、金属、混凝土等，其用途受到了很大限制，且复合后材料加工成本计算复杂，对下游用户的推广使用产生了极大阻碍。
发明内容
本发明人跳出了常规复合材料选用复合体的一般思路，创造性的发明了一种新的复合材料，其目的在于降低复合材料的生产成本，并适当扩大相关产品的使用范围。
为达到上述目的，本发明提供了一种碳纤维与硅橡胶复合加工的无机材料，其采用的技术方案为：该复合材料含有20-60％的、长度为10-50mm的碳纤维与40-80％的有机硅橡胶成份。
上述技术方案中，所述碳短纤维的性能应满足以下指标要求：
此外，本发明的另外一个目的还在于提供一种碳纤维与硅橡胶复合材料的加工方法，该方法包括以下步骤：
1、基础胶制备：基础胶为甲基乙烯基硅橡胶混炼胶，直接从生产厂家购得；或以基础胶为100％计，按甲基乙烯基硅橡胶50-75％、沉淀法白碳黑20-45％、粘度为20-25PAS的闳基硅油(作为结构控制剂)1-10％的比例配料，在捏合机内170-190℃、0.09MPa的真空下，捏合1-2小时，得硬度为30-45SHA的基础胶；
2、混炼：以产品总重为100％计，按基础胶30-65％、硫化剂0.5-1％、发泡剂3-10％、颜料0-10％、碳纤维20-60％的比例配料，在混合机内常温下进行混炼；所述硫化剂为DCP(过氧化二异丙苯)、硫化剂双25[2，5-二甲基-2，5-双(叔丁过氧基)己烷]、BPO(过氧化苯甲酰)；所述发泡剂为发泡剂AC(偶氮二甲酰胺)、发泡剂H(N，N-二亚硝基五次甲基四胺)或小苏打(碳酸氢钠)；
3、成型：将混炼后的胶静置24小时至7天后，在双辊压延机或三辊压延机上将上述混炼后的胶压延成所需厚度的板材：
4、一段硫化：将成型后的板材放入模具内，在温度170-200℃、20MPa的压力下(作用于模具的压力)，进行高温硫化和发泡10-15分钟；所述模具根据最终产品的形状进行设计，材料为不锈钢，要求上模的高度为大于或等于最终产品所需的厚度：
5、二段硫化：将一段硫化后的板材置入烘箱内，于180℃下硫化2小时，得最终产品。
本发明所述加工方法区别于常规品种的显著特点是在混炼时除加入常规的补强剂、功能性添加剂、硫化剂、结构控制剂外，还按质量百分比加入20-60％的、切断长度10-50mm的碳纤维，从而使这种高性能纤维较好的与生胶混合为一个有机整体。
本发明所述复合材料具有碳纤维与硅橡胶的双重特性，其加工方法简单实用，具有很大的推广应用前景。该材料目前已经被应用于医疗、电子、文教、工业、汽车配件等诸多领域。
具体实施方式
下面通过实施例进一步描述本发明，本发明不仅限于所述实施例。
基础胶制备：基础胶为甲基乙烯基硅橡胶混炼胶，直接从生产厂家购得；
混炼：按基础胶55千克、硫化剂DCP(过氧化二异丙苯)0.8千克、发泡剂AC(偶氮二甲酰胺)8千克、颜料耐晒黄2千克、颜料氧化铁红2千克、碳纤维原丝32.2千克的比例配料，在混合机内常温下进行混炼；
成型：混炼后的胶静置24小时后，在双辊压延机上将上述混炼后的胶压延成所需厚度的板材；
一段硫化：将成型后的板材放入模具内，在温度170℃、20MPa的压力下(作用于模具的压力)，进行高温硫化和发泡16分钟；所述模具要求其上模的高度为大于最终产品所需的厚度；
二段硫化：将一段硫化后的板材置入烘箱内，于180℃下硫化2小时，得最终产品。
Claims (3)
1.一种碳纤维与硅橡胶的复合材料，其特征在于：该复合材料含有20-60％的、长度为10-50mm的碳纤维与40-80％的有机硅橡胶成份。
2.根据权利要求1所述，其特征在于所述碳纤维的性能应满足以下指标要求：
3.一种碳纤维与硅橡胶的复合材料的加工方法，包括基础胶制备、混炼、成型、一段硫化、二段硫化等常规步骤，其特征在于：在混炼时除加入常规的补强剂、功能性添加剂、硫化剂、结构控制剂外，还按质量百分比加入20-60％的、切断长度10-50mm的碳纤维，从而使这种高性能纤维较好的与生胶混合为一个有机整体。
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|---|---|
| CN (1) | CN101942202A (zh) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102330164A (zh) * | 2011-07-05 | 2012-01-25 | 吴江朗科化纤有限公司 | 一种环吹风纺丝密封垫的预留孔设计方法 |
| CN103305180A (zh) * | 2013-07-01 | 2013-09-18 | 厦门市豪尔新材料有限公司 | 碳纤维复合材料模压成型工艺用双组份风管胶及制备方法 |
| CN103375789A (zh) * | 2013-07-25 | 2013-10-30 | 宁波市爱使电器有限公司 | 一种高密封高散热高防水的水下led灯 |
| CN104830065A (zh) * | 2015-03-16 | 2015-08-12 | 芜湖荣基密封系统有限公司 | 一种用于制备超薄密封橡胶层的掺杂碳纤维高强度硅橡胶胶浆及其制备方法 |
| CN104893312A (zh) * | 2015-07-01 | 2015-09-09 | 中国工程物理研究院核物理与化学研究所 | 一种复合增强型高柔性微孔化硅橡胶泡沫材料及其制备方法 |
| CN106380860A (zh) * | 2016-09-29 | 2017-02-08 | 中国工程物理研究院核物理与化学研究所 | 具有自粘性的硅橡胶材料及其制备方法 |
| WO2017114440A1 (en) * | 2015-12-31 | 2017-07-06 | Bluestar Silicones Shanghai Co., Ltd. | Electrically-conductive curable organosilicon rubber |
| CN112898775A (zh) * | 2020-11-30 | 2021-06-04 | 安徽恒荣高分子科技有限公司 | 一种耐热耐压汽车硅胶堵头及其加工方法 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101407637A (zh) * | 2008-11-21 | 2009-04-15 | 华东理工大学 | 一类纤维增强复合材料及其制备方法 |
| JP2009231009A (ja) * | 2008-03-21 | 2009-10-08 | Kitagawa Ind Co Ltd | 感圧導電性材料 |
| CN101564923A (zh) * | 2009-05-26 | 2009-10-28 | 武汉理工大学 | 防火硅橡胶复合材料及其制备方法 |
-
2010
- 2010-09-07 CN CN 201010273953 patent/CN101942202A/zh active Pending
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009231009A (ja) * | 2008-03-21 | 2009-10-08 | Kitagawa Ind Co Ltd | 感圧導電性材料 |
| CN101407637A (zh) * | 2008-11-21 | 2009-04-15 | 华东理工大学 | 一类纤维增强复合材料及其制备方法 |
| CN101564923A (zh) * | 2009-05-26 | 2009-10-28 | 武汉理工大学 | 防火硅橡胶复合材料及其制备方法 |
Non-Patent Citations (4)
| Title |
|---|
| 《Die Angewandte Makromolekulare Chemie》 19981231 K.P.Sau et al. Electrical conductivity of carbon black and carbon fibre filled silicon rubber composites 11-17,第11页第1节至第12页第2节，表1-2 1-2 第258卷, 2 * |
| 《Journal of Applied Polymer Science》 20080714 Eung Soo Kim et al. Thermal Stability and Ablation Properties of Silicone Rubber Composites 1263-1270,第1263页最后一段至第1264页右栏第3段，第1266页第2段至第1269页最后一段 1-2 第110卷, 2 * |
| 《合成橡胶工业》 19970515 窦强等 用硅烷偶联剂预处理短纤维补强硅橡胶 159-161，第159页第1段至第2.1节 1-2 第20卷, 第3期 2 * |
| 《固体火箭技术》 19971231 赵凤起等 短纤维补强硅橡胶包覆材料研究 61-64，第61页页第1节至第64页第5节 1-2 第20卷, 第4期 2 * |
Cited By (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102330164A (zh) * | 2011-07-05 | 2012-01-25 | 吴江朗科化纤有限公司 | 一种环吹风纺丝密封垫的预留孔设计方法 |
| CN103305180A (zh) * | 2013-07-01 | 2013-09-18 | 厦门市豪尔新材料有限公司 | 碳纤维复合材料模压成型工艺用双组份风管胶及制备方法 |
| CN103305180B (zh) * | 2013-07-01 | 2014-08-06 | 厦门市豪尔新材料有限公司 | 碳纤维复合材料模压成型工艺用双组份风管胶及制备方法 |
| CN103375789A (zh) * | 2013-07-25 | 2013-10-30 | 宁波市爱使电器有限公司 | 一种高密封高散热高防水的水下led灯 |
| CN104830065A (zh) * | 2015-03-16 | 2015-08-12 | 芜湖荣基密封系统有限公司 | 一种用于制备超薄密封橡胶层的掺杂碳纤维高强度硅橡胶胶浆及其制备方法 |
| CN104893312A (zh) * | 2015-07-01 | 2015-09-09 | 中国工程物理研究院核物理与化学研究所 | 一种复合增强型高柔性微孔化硅橡胶泡沫材料及其制备方法 |
| CN108779335A (zh) * | 2015-12-31 | 2018-11-09 | 埃肯有机硅（上海）有限公司 | 导电的可固化的有机硅橡胶 |
| WO2017114440A1 (en) * | 2015-12-31 | 2017-07-06 | Bluestar Silicones Shanghai Co., Ltd. | Electrically-conductive curable organosilicon rubber |
| CN106928725A (zh) * | 2015-12-31 | 2017-07-07 | 蓝星有机硅（上海）有限公司 | 导电的可固化的有机硅橡胶 |
| US10822473B2 (en) | 2015-12-31 | 2020-11-03 | Elkem Silicones Shanghai Co., Ltd. | Electrically-conductive curable organosilicon rubber |
| CN106380860A (zh) * | 2016-09-29 | 2017-02-08 | 中国工程物理研究院核物理与化学研究所 | 具有自粘性的硅橡胶材料及其制备方法 |
| CN106380860B (zh) * | 2016-09-29 | 2019-07-09 | 西南科技大学 | 具有自粘性的硅橡胶材料及其制备方法 |
| CN112898775A (zh) * | 2020-11-30 | 2021-06-04 | 安徽恒荣高分子科技有限公司 | 一种耐热耐压汽车硅胶堵头及其加工方法 |
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