CN105153725A - 一种缸套用碳纤维复合材料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
一种缸套用碳纤维复合材料及其制备方法，该复合材料由以下纳米碳纤维，石蜡，二氧化硅，氮化硅，纳米竹纤维，环氧树脂，乙二胺四乙酸二钠，甘油，胶粘剂，乙酸乙酯，水制成。制备方法为：将二氧化硅、氮化硅和环氧树脂混合后置于球磨机中研磨，过筛得第一混合物；将纳米碳纤维和纳米竹纤维混合后，加入其重量的0.5-1.0倍的水，搅拌得第二混合物；将第一混合物和第二混合物混合搅拌均匀，并加热至35-40℃，再加入石蜡、甘油、乙二胺四乙酸二钠和乙酸乙酯搅拌，干燥粉碎得半成品；将半成品和胶粘剂混合后投入熔炼炉中，高温融化后搅拌10-15min，再自然冷却后得缸套用碳纤维复合材料。本发明碳纤维复合材料耐磨损，经久耐用。
Description
技术领域
本发明涉及冶金技术领域，尤其涉及一种缸套用碳纤维复合材料及其制备方法。
背景技术
碳纤维是由碳元素制成的一种特种纤维，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。目前，缸套所用的材料大多为金属，虽然硬度大，耐磨损，但是成品太重，不宜携带，不便于安装，且损坏后再铸造成新产品，所需的成本高，因此，随着科技的发展，对碳纤维复合材料在缸套上的应用急需要拓展，以便满足人们的生活需求。
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缸套用碳纤维复合材料及其制备方法，此材料所得缸套润滑性好，质地轻，易制备。
为解决现有技术问题，本发明采取的技术方案为：
一种缸套用碳纤维复合材料，由以下按重量份数计的原料制成：纳米碳纤维12-20份，石蜡3-8份，二氧化硅1-3份，氮化硅6-10份，纳米竹纤维3-7份，环氧树脂2-6份，乙二胺四乙酸二钠2-5份，甘油12-18份，胶粘剂0.1-0.6份，乙酸乙酯3-8份，水20-30份。
作为优选的是，上述缸套用碳纤维复合材料，由以下按重量份数计的原料制成：纳米碳纤维20份，石蜡4份，二氧化硅2份，氮化硅6份，纳米竹纤维6份，环氧树脂4份，乙二胺四乙酸二钠3份，甘油18份，胶粘剂0.3份，乙酸乙酯5份，水25份。
作为优选的是，上述缸套用碳纤维复合材料，还包括植物油3-8份。
上述缸套用碳纤维复合材料的制备方法，包括以下步骤：
步骤1，将二氧化硅、氮化硅和环氧树脂混合后置于球磨机中研磨，过筛得第一混合物；
步骤2，将纳米碳纤维和纳米竹纤维混合后，加入其重量的0.5-1.0倍的水，搅拌得第二混合物；
步骤3，将第一混合物和第二混合物混合搅拌均匀，并加热至35-40℃，再加入石蜡、甘油、乙二胺四乙酸二钠和乙酸乙酯搅拌，干燥粉碎得半成品；
步骤4，将半成品和胶粘剂混合后投入熔炼炉中，高温融化后搅拌10-15min，再自然冷却后得缸套用碳纤维复合材料。
作为上述缸套用碳纤维复合材料的制备方法改进的是，步骤1中第一混合物的目数为200-400目。
作为上述缸套用碳纤维复合材料的制备方法改进的是，步骤3中干燥温度为100-140℃。
作为上述缸套用碳纤维复合材料的制备方法改进的是，步骤4中高温融化温度为1800-2000℃。
有益效果
与现有技术相比，本发明的优点有：
（1）本发明复合材料耐磨损，导热性强，成本低廉。
（2）用本发明复合材料之制备缸套质地轻，光滑，经久耐用，具有良好的市场前景。
具体实施方式
实施例1
一种缸套用碳纤维复合材料，由以下按重量份数计的原料制成：纳米碳纤维12份，石蜡3份，二氧化硅1份，氮化硅6份，纳米竹纤维3份，环氧树脂2份，乙二胺四乙酸二钠2份，甘油12份，胶粘剂0.1份，乙酸乙酯3份，水20份。
上述缸套用碳纤维复合材料的制备方法，包括以下步骤：
步骤1，将二氧化硅、氮化硅和环氧树脂混合后置于球磨机中研磨，过200目筛得第一混合物；
步骤2，将纳米碳纤维和纳米竹纤维混合后，加入其重量的0.5倍的水，搅拌得第二混合物；
步骤3，将第一混合物和第二混合物混合搅拌均匀，并加热至35℃，再加入石蜡、甘油、乙二胺四乙酸二钠和乙酸乙酯搅拌，100℃干燥粉碎得半成品；
步骤4，将半成品和胶粘剂混合后投入熔炼炉中，1800℃高温融化后搅拌10-15min，再自然冷却后得缸套用碳纤维复合材料。
实施例2
一种缸套用碳纤维复合材料，由以下按重量份数计的原料制成：纳米碳纤维20份，石蜡4份，二氧化硅2份，氮化硅6份，纳米竹纤维6份，环氧树脂4份，乙二胺四乙酸二钠3份，甘油18份，胶粘剂0.3份，乙酸乙酯5份，水25份。
上述缸套用碳纤维复合材料的制备方法，包括以下步骤：
步骤1，将二氧化硅、氮化硅和环氧树脂混合后置于球磨机中研磨，过300目筛得第一混合物；
步骤2，将纳米碳纤维和纳米竹纤维混合后，加入其重量的0.7倍的水，搅拌得第二混合物；
步骤3，将第一混合物和第二混合物混合搅拌均匀，并加热至38℃，再加入石蜡、甘油、乙二胺四乙酸二钠和乙酸乙酯搅拌，120℃干燥粉碎得半成品；
步骤4，将半成品和胶粘剂混合后投入熔炼炉中，1900℃高温融化后搅拌12min，再自然冷却后得缸套用碳纤维复合材料。
实施例3
一种缸套用碳纤维复合材料，由以下按重量份数计的原料制成：纳米碳纤维20份，石蜡8份，二氧化硅3份，氮化硅10份，纳米竹纤维7份，环氧树脂6份，乙二胺四乙酸二钠5份，甘油18份，胶粘剂0.6份，乙酸乙酯8份，水30份。
上述缸套用碳纤维复合材料的制备方法，包括以下步骤：
步骤1，将二氧化硅、氮化硅和环氧树脂混合后置于球磨机中研磨，过400目筛得第一混合物；
步骤2，将纳米碳纤维和纳米竹纤维混合后，加入其重量的1.0倍的水，搅拌得第二混合物；
步骤3，将第一混合物和第二混合物混合搅拌均匀，并加热至40℃，再加入石蜡、甘油、乙二胺四乙酸二钠和乙酸乙酯搅拌，140℃干燥粉碎得半成品；
步骤4，将半成品和胶粘剂混合后投入熔炼炉中，2000℃高温融化后搅拌15min，再自然冷却后得缸套用碳纤维复合材料。
实施例4
一种缸套用碳纤维复合材料，由以下按重量份数计的原料制成：纳米碳纤维20份，石蜡4份，二氧化硅2份，氮化硅6份，纳米竹纤维6份，环氧树脂4份，乙二胺四乙酸二钠3份，甘油18份，胶粘剂0.3份，乙酸乙酯5份，水25份，植物油3-8份。
上述缸套用碳纤维复合材料的制备方法，包括以下步骤：
步骤1，将二氧化硅、氮化硅和环氧树脂混合后置于球磨机中研磨，过300目筛得第一混合物；
步骤2，将纳米碳纤维和纳米竹纤维混合后，加入其重量的0.7倍的水，搅拌得第二混合物；
步骤3，将第一混合物和第二混合物混合搅拌均匀，并加热至38℃，再加入石蜡、甘油、乙二胺四乙酸二钠、乙酸乙酯和植物油搅拌，120℃干燥粉碎得半成品；
步骤4，将半成品和胶粘剂混合后投入熔炼炉中，1900℃高温融化后搅拌12min，再自然冷却后得缸套用碳纤维复合材料。
对比例1
一种缸套用碳纤维复合材料，由以下按重量份数计的原料制成：纳米碳纤维20份，石蜡4份，二氧化硅2份，氮化硅6份，纳米竹纤维6份，环氧树脂4份，乙二胺四乙酸二钠3份，甘油18份，胶粘剂0.3份，乙酸乙酯5份，水25份。
上述缸套用碳纤维复合材料的制备方法，包括以下步骤：
步骤1，将二氧化硅、氮化硅和环氧树脂混合后置于球磨机中研磨，过300目筛得第一混合物；
步骤2，将纳米碳纤维和纳米竹纤维混合后，加入其重量的0.7倍的水，搅拌得第二混合物；
步骤3，将第一混合物和第二混合物混合搅拌均匀，并加热至38℃，再加入石蜡、甘油、乙二胺四乙酸二钠和乙酸乙酯搅拌，将半成品和胶粘剂混合后投入熔炼炉中，1900℃高温融化后搅拌12min，再自然冷却后得缸套用碳纤维复合材料。
性能试验
对本发明实施例1-4和对比例1所得的碳纤维复合材料进行测试，所得数据如下表所示。
从结果可以看出，本发明碳纤维复合材料耐磨损，导热性强，用其制备缸套的润滑性高，在使用缸套时节省润滑油，降低了生产成本。
Claims (7)
1.一种缸套用碳纤维复合材料，其特征在于，由以下按重量份数计的原料制成：纳米碳纤维12-20份，石蜡3-8份，二氧化硅1-3份，氮化硅6-10份，纳米竹纤维3-7份，环氧树脂2-6份，乙二胺四乙酸二钠2-5份，甘油12-18份，胶粘剂0.1-0.6份，乙酸乙酯3-8份，水20-30份。
2.根据权利要求1所述的缸套用碳纤维复合材料，其特征在于，由以下按重量份数计的原料制成：纳米碳纤维20份，石蜡4份，二氧化硅2份，氮化硅6份，纳米竹纤维6份，环氧树脂4份，乙二胺四乙酸二钠3份，甘油18份，胶粘剂0.3份，乙酸乙酯5份，水25份。
3.根据权利要求1所述的缸套用碳纤维复合材料，其特征在于：还包括植物油3-8份。
4.权利要求1所述的缸套用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，将二氧化硅、氮化硅和环氧树脂混合后置于球磨机中研磨，过筛得第一混合物；
步骤2，将纳米碳纤维和纳米竹纤维混合后，加入其重量的0.5-1.0倍的水，搅拌得第二混合物；
步骤3，将第一混合物和第二混合物混合搅拌均匀，并加热至35-40℃，再加入石蜡、甘油、乙二胺四乙酸二钠和乙酸乙酯搅拌，干燥粉碎得半成品；
步骤4，将半成品和胶粘剂混合后投入熔炼炉中，高温融化后搅拌10-15min，再自然冷却后得缸套用碳纤维复合材料。
5.根据权利要求4所述的缸套用碳纤维复合材料的制备方法，其特征在于：步骤1中第一混合物的目数为200-400目。
6.根据权利要求4所述的缸套用碳纤维复合材料的制备方法，其特征在于：步骤3中干燥温度为100-140℃。
7.根据权利要求4所述的缸套用碳纤维复合材料的制备方法，其特征在于：步骤4中高温融化温度为1800-2000℃。
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107353599A (zh) * | 2017-08-23 | 2017-11-17 | 伊婕 | 一种耐磨型复合材料及其制备方法 |
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2015
- 2015-08-31 CN CN201510547171.0A patent/CN105153725A/zh active Pending
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