CN104356671A - 一种碳纤维复合材料及其制备方法 - Google Patents

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刘莉
王爽
刘晓东
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Abstract

本发明公开了一种碳纤维复合材料及其制备方法，该复合材料包括以下原料：木质素基碳纤维，润滑剂，香茅草提取液，十溴二苯乙烷，陶瓷粉，木粉，塑粉10-20份，粘合剂，2，5-二特丁基对苯二酚。制备方法：步骤1，将木质素基碳纤维、陶瓷粉、木粉和塑粉，以200-400rpm转速搅拌均匀，得混合物一；步骤2，向混合物中添加润滑剂、香茅草提取液、十溴二苯乙烷和2，5-二特丁基对苯二酚混合，搅拌并加热至80-100℃后，再加入粘合剂，继续加热至100-120℃，保温15-30分钟，得半成品；步骤3，将半成品真空脱泡后浇注到模具中，再烘箱中固化，得碳纤维复合材料。本发明复合材料拉伸能力、弯曲能力强，成本低。

Description

一种碳纤维复合材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及冶金材料领域，具体涉及一种碳纤维复合材料及其制备方法。
背景技术
碳纤维是由碳元素组成的一种特种纤维，其含碳量一般在90%以上、碳纤维具有一般碳素材料的特性，如耐高温、耐摩擦、耐腐蚀等，但与一般碳素材料不同的是，其具有柔性，可加工成各种织物，沿纤维轴方向表现出很高的强度，具有很高的比强度。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种碳纤维复合材料及其制备方法，提高了复合材料的综合性能，拓宽了使用领域。
为解决现有技术问题，本发明采取的技术方案为：
一种碳纤维复合材料，包括以下按重量份数计的原料：木质素基碳纤维20-30份，润滑剂1-5份，香茅草提取液1-5份，十溴二苯乙烷2-8份，陶瓷粉10-15份，木粉10-20份，塑粉10-20份，粘合剂1-5份，2，5-二特丁基对苯二酚1-1.5份。
作为优选的是，上述碳纤维复合材料，包括以下按重量份数计的原料：木质素基碳纤维15-30份，润滑剂2-4份，香茅草提取液3-5份，十溴二苯乙烷6-8份，陶瓷粉12-15份，木粉15-20份，塑粉15-20份，粘合剂2-4份，2，5-二特丁基对苯二酚1-1.5份。
作为优选的是，所述所述木质素基碳纤维由木质素粉与聚对苯二甲酸丁二醇酯混合而成。
上述碳纤维材料的制备方法，包括以下步骤：
步骤1，将木质素基碳纤维、陶瓷粉、木粉和塑粉，以200-400rpm转速搅拌均匀，得混合物一；
步骤2，向混合物中添加润滑剂、香茅草提取液、十溴二苯乙烷和2，5-二特丁基对苯二酚混合，搅拌并加热至80-100℃后，再加入粘合剂，继续加热至100-120℃，保温15-30分钟，得半成品；
步骤3，将半成品真空脱泡后浇注到模具中，再烘箱中固化，得碳纤维复合材料。
作为优选的是，步骤2中搅拌速度为500-800rpm。
作为优选的是，步骤3中固化温度为200-400℃，时间为30-50h。
有益效果
本发明碳纤维复合材料拉伸能力强、弯曲度高、导电能力强，香茅草天然的香味使得复合材料作为纺织材料具有一个优势，另外，木质素基碳纤维是改进碳纤维，融合了聚丙烯腈基纤维的特性，更加有利于纤维的应用。
具体实施方式
 
实施例1
一种碳纤维复合材料，包括以下按重量份数计的原料：木质素基碳纤维20份，润滑剂1份，香茅草提取液1份，十溴二苯乙烷2份，陶瓷粉10份，木粉10份，塑粉10份，粘合剂1份，2，5-二特丁基对苯二酚1份。
上述碳纤维材料的制备方法，包括以下步骤：
步骤1，将木质素基碳纤维、陶瓷粉、木粉和塑粉，以200rpm转速搅拌均匀，得混合物一；
步骤2，向混合物中添加润滑剂、香茅草提取液、十溴二苯乙烷和2，5-二特丁基对苯二酚混合，以500rpm搅拌并加热至80℃后，再加入粘合剂，继续加热至100℃，保温15分钟，得半成品；
步骤3，将半成品真空脱泡后浇注到模具中，再烘箱中固化，固化温度为200℃，时间为30h得碳纤维复合材料。
 
实施例2
一种碳纤维复合材料，包括以下按重量份数计的原料：木质素基碳纤维25份，润滑剂3份，香茅草提取液4份，十溴二苯乙烷6份，陶瓷粉13份，木粉16份，塑粉17份，粘合剂3份，2，5-二特丁基对苯二酚1.3份，其中木质素基碳纤维由木质素粉与聚对苯二甲酸丁二醇酯混合而成。
上述碳纤维材料的制备方法，包括以下步骤：
步骤1，将木质素基碳纤维、陶瓷粉、木粉和塑粉，以300rpm转速搅拌均匀，得混合物一；
步骤2，向混合物中添加润滑剂、香茅草提取液、十溴二苯乙烷和2，5-二特丁基对苯二酚混合，以650rpm搅拌并加热至90℃后，再加入粘合剂，继续加热至110℃，保温25分钟，得半成品；
步骤3，将半成品真空脱泡后浇注到模具中，再烘箱中固化，固化温度为,300℃，时间为40h，得碳纤维复合材料。
 
实施例3
一种碳纤维复合材料，包括以下按重量份数计的原料：木质素基碳纤维30份，润滑剂5份，香茅草提取液5份，十溴二苯乙烷8份，陶瓷粉15份，木粉20份，塑粉20份，粘合剂5份，2，5-二特丁基对苯二酚1.5份。
上述碳纤维材料的制备方法，包括以下步骤：
步骤1，将木质素基碳纤维、陶瓷粉、木粉和塑粉，以400rpm转速搅拌均匀，得混合物一；
步骤2，向混合物中添加润滑剂、香茅草提取液、十溴二苯乙烷和2，5-二特丁基对苯二酚混合，以800rpm搅拌并加热至100℃后，再加入粘合剂，继续加热至120℃，保温30分钟，得半成品；
步骤3，将半成品真空脱泡后浇注到模具中，再烘箱中固化，固化温度为400℃，时间为50h，得碳纤维复合材料。
 
实施例4
一种碳纤维复合材料，包括以下按重量份数计的原料：木质素基碳纤维30份，润滑剂5份，香茅草提取液5份，十溴二苯乙烷8份，陶瓷粉15份，木粉20份，塑粉20份，粘合剂5份，2，5-二特丁基对苯二酚1.5份，其中，所述所述木质素基碳纤维由木质素粉与聚对苯二甲酸丁二醇酯混合而成。
上述碳纤维材料的制备方法，包括以下步骤：
步骤1，将木质素基碳纤维、陶瓷粉、木粉和塑粉，以200rpm转速搅拌均匀，得混合物一；
步骤2，向混合物中添加润滑剂、香茅草提取液、十溴二苯乙烷和2，5-二特丁基对苯二酚混合，以500rpm搅拌并加热至80℃后，再加入粘合剂，继续加热至100℃，保温15分钟，得半成品；
步骤3，将半成品真空脱泡后浇注到模具中，再烘箱中固化，固化温度为200℃，时间为30h得碳纤维复合材料。
 
性能试验
对比例1
一种碳纤维复合材料，包括以下按重量份数计的原料：木质素基碳纤维20份，润滑剂1份，香茅草提取液1份，十溴二苯乙烷2份，陶瓷粉10份，木粉10份，粘合剂1份，2，5-二特丁基对苯二酚1份。
上述碳纤维材料的制备方法，包括以下步骤：
步骤1，将木质素基碳纤维、陶瓷粉和木粉，以200rpm转速搅拌均匀，得混合物一；
步骤2，向混合物中添加润滑剂、香茅草提取液、十溴二苯乙烷和2，5-二特丁基对苯二酚混合，以500rpm搅拌并加热至80℃后，再加入粘合剂，继续加热至100℃，保温15分钟，得半成品；
步骤3，将半成品真空脱泡后浇注到模具中，再烘箱中固化，固化温度为200℃，时间为30h得碳纤维复合材料。
 
对比例2
一种碳纤维复合材料，包括以下按重量份数计的原料：木质素基碳纤维20份，润滑剂1份，香茅草提取液1份，十溴二苯乙烷2份，木粉10份，塑粉10份，粘合剂1份，2，5-二特丁基对苯二酚1份。
上述碳纤维材料的制备方法，包括以下步骤：
步骤1，将木质素基碳纤维、木粉和塑粉，以200rpm转速搅拌均匀，得混合物一；
步骤2，向混合物中添加润滑剂、香茅草提取液、十溴二苯乙烷和2，5-二特丁基对苯二酚混合，以500rpm搅拌并加热至80℃后，再加入粘合剂，继续加热至100℃，保温15分钟，得半成品；
步骤3，将半成品真空脱泡后浇注到模具中，再烘箱中固化，固化温度为200℃，时间为30h得碳纤维复合材料。
 
对比例3
一种碳纤维复合材料，包括以下按重量份数计的原料：木质素基碳纤维20份，润滑剂1份，十溴二苯乙烷2份，陶瓷粉10份，木粉10份，塑粉10份，粘合剂1份，2，5-二特丁基对苯二酚1份。
上述碳纤维材料的制备方法，包括以下步骤：
步骤1，将木质素基碳纤维、陶瓷粉、木粉和塑粉，以200rpm转速搅拌均匀，得混合物一；
步骤2，向混合物中添加润滑剂、十溴二苯乙烷和2，5-二特丁基对苯二酚混合，以500rpm搅拌并加热至80℃后，再加入粘合剂，继续加热至100℃，保温15分钟，得半成品；
步骤3，将半成品真空脱泡后浇注到模具中，再烘箱中固化，固化温度为200℃，时间为30h得碳纤维复合材料。
将本发明碳纤维复合材料与对立1-3进行对比例，所得数据记录于下表所示：
结合上表数据可知，本发明碳纤维复合材料拉伸能力强、弯曲度高、导电能力强，另外，将对比例1-3与实施例1进行对比可知，塑粉的添加有效低提高了复合材料的抗酸碱性，陶瓷粉的添加有效地提高了复合材料的导热性，香茅草提取液使得复合材料具有天然的柠檬味，为其作为纺织材料提供了一个有利的资源。

Claims (6)

1.一种碳纤维复合材料，其特征在于，包括以下按重量份数计的原料：木质素基碳纤维20-30份，润滑剂1-5份，香茅草提取液1-5份，十溴二苯乙烷2-8份，陶瓷粉10-15份，木粉10-20份，塑粉10-20份，粘合剂1-5份，2，5-二特丁基对苯二酚1-1.5份。
2.根据权利要求1所述的碳纤维复合材料，其特征在于，包括以下按重量份数计的原料：木质素基碳纤维15-30份，润滑剂2-4份，香茅草提取液3-5份，十溴二苯乙烷6-8份，陶瓷粉12-15份，木粉15-20份，塑粉15-20份，粘合剂2-4份，2，5-二特丁基对苯二酚1-1.5份。
3.根据权利要求1所述的碳纤维复合材料，其特征在于：所述木质素基碳纤维由木质素粉与聚对苯二甲酸丁二醇酯混合而成。
4.权利要求1所述的碳纤维复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1，将木质素基碳纤维、陶瓷粉、木粉和塑粉，以200-400rpm转速搅拌均匀，得混合物一；
步骤2，向混合物中添加润滑剂、香茅草提取液、十溴二苯乙烷和2，5-二特丁基对苯二酚混合，搅拌并加热至80-100℃后，再加入粘合剂，继续加热至100-120℃，保温15-30分钟，得半成品；
步骤3，将半成品真空脱泡后浇注到模具中，再烘箱中固化，得碳纤维复合材料。
5.根据权利要求4所述的碳纤维复合材料的制备方法，其特征在于：步骤2中搅拌速度为500-800rpm。
6.根据权利要求4所述的碳纤维复合材料的制备方法，其特征在于：步骤3中固化温度为200-400℃，时间为30-50h。
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