CN108060472A - 一种应用于新能源汽车的碳纤维复合材料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了新能源汽车技术领域的一种应用于新能源汽车的碳纤维复合材料及其制备方法，该复合材料按以下重量份的原料组成：炭黑80～100份、沥青基碳纤维粉末30～50份、石墨烯粉末20～40份、金属粉末15～25份、氧化剂3～5份、固化剂5～10份，本发明制备的碳纤维复合材料表面光滑、综合机械性能高、抗拉强度高，本发明制备方法简单，能够强度高且质量轻，能够适用于新能源汽车的装配使用。
Description
技术领域
本发明公开了一种应用于新能源汽车的碳纤维复合材料及其制备方法，具体为新能源汽车技术领域。
背景技术
各种材料包括金属和非金属，不停的发展应运而生，对材料的要求，总是朝着质量轻、功能多且强度高以及价格低廉的方向发展。随着新能源汽车的发展，对科技材料的要求已经达到非常迫切的需求。由于新能源汽车采用电池作为动力，若新能源汽车整车质量较重，则会大大影响新能源汽车的续航能力，而现有的碳纤维材料虽然强度较高，但是其质量并没有达到新能源汽车的装配要求。为此，我们提出了一种应用于新能源汽车的碳纤维复合材料及其制备方法投入使用，以解决上述问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种应用于新能源汽车的碳纤维复合材料及其制备方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种应用于新能源汽车的碳纤维复合材料，该复合材料按以下重量份的原料组成：炭黑80～100份、沥青基碳纤维粉末30～50份、石墨烯粉末20～40份、金属粉末15～25份、氧化剂3～5份、固化剂5～10份。
优选的，该复合材料按以下重量份的原料组成：炭黑80份、沥青基碳纤维粉末30份、石墨烯粉末20份、金属粉末15份、氧化剂3份、固化剂5份。
优选的，该复合材料按以下重量份的原料组成：炭黑100份、沥青基碳纤维粉末50份、石墨烯粉末40份、金属粉末25份、氧化剂5份、固化剂10份。
优选的，该复合材料按以下重量份的原料组成：炭黑90份、沥青基碳纤维粉末40份、石墨烯粉末30份、金属粉末20份、氧化剂4份、固化剂7份。
优选的，所述氧化剂为硬脂酸锌、硬脂酸铁、高锰酸钾和过硫酸铵中的一种或多种。
优选的，所述固化剂为环氧树脂、二丁酯、二乙烯三安和酸酐中的一种或多种。
优选的，一种应用于新能源汽车的碳纤维复合材料的制备方法，该方法具体包括以下步骤：
S1：用乙醇作为抽提液，对炭黑进行抽提，经过反应后在容器的底部生成碳纤维丝；
S2：将碳纤维丝剪碎，并放置在烘箱中烘干，随后与沥青基碳纤维粉末、石墨烯粉末和金属粉末混合均匀；
S3：将混合材料与树脂混合加热，随后放入拉丝机中，经过拉丝处理形成碳纤维复合材料；
S4：碳纤维复合材料从拉丝机中牵引出后，浸没在固化剂中进行固化处理；
S5：固化结束后放入碳化炉中高温碳化，并在碳化过程中加入氧化剂氧化，进行表面处理；
S6：碳化结束后，进入收丝机中卷绕，制得碳纤维复合材料成品。
优选的，所述步骤S2中，烘箱中的温度为100～120℃，烘干时间为3～5h。
优选的，所述步骤S3中，拉丝机的出线线径为0.08～0.2mm，拉丝速度为800～1000m/s。
优选的，所述步骤S4中，碳化温度为700～1000℃，碳化时间为1～3h。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明制备的碳纤维复合材料表面光滑、综合机械性能高、抗拉强度高，本发明制备方法简单，能够强度高且质量轻，能够适用于新能源汽车的装配使用。
附图说明
图1为本发明制备工艺流程图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例一
一种应用于新能源汽车的碳纤维复合材料，该复合材料按以下重量份的原料组成：炭黑80份、沥青基碳纤维粉末30份、石墨烯粉末20份、金属粉末15份、硬脂酸锌3份、环氧树脂5份。
本发明还提供了一种应用于新能源汽车的碳纤维复合材料的制备方法，该方法具体包括以下步骤：S1：用乙醇作为抽提液，对炭黑80份进行抽提，经过反应后在容器的底部生成碳纤维丝；S2：将碳纤维丝剪碎，并放置在烘箱中烘干，随后与沥青基碳纤维粉末30份、石墨烯粉末20份和金属粉末15份混合均匀，烘箱中的温度为100℃，烘干时间为3h；S3：将混合材料与树脂混合加热，随后放入拉丝机中，经过拉丝处理形成碳纤维复合材料，拉丝机的出线线径为0.08mm，拉丝速度为800m/s；S4：碳纤维复合材料从拉丝机中牵引出后，浸没在环氧树脂5份中进行固化处理；S5：固化结束后放入碳化炉中高温碳化，并在碳化过程中加入硬脂酸锌3份氧化，进行表面处理，碳化温度为700℃，碳化时间为1h；S6：碳化结束后，进入收丝机中卷绕，制得碳纤维复合材料成品。
实施例二
一种应用于新能源汽车的碳纤维复合材料，该复合材料按以下重量份的原料组成：炭黑100份、沥青基碳纤维粉末50份、石墨烯粉末40份、金属粉末25份、硬脂酸铁5份、二乙烯三安10份。
本发明还提供了一种应用于新能源汽车的碳纤维复合材料的制备方法，该方法具体包括以下步骤：S1：用乙醇作为抽提液，对炭黑100份进行抽提，经过反应后在容器的底部生成碳纤维丝；S2：将碳纤维丝剪碎，并放置在烘箱中烘干，随后与沥青基碳纤维粉末50份、石墨烯粉末40份和金属粉末25份混合均匀，烘箱中的温度为120℃，烘干时间为5h；S3：将混合材料与树脂混合加热，随后放入拉丝机中，经过拉丝处理形成碳纤维复合材料，拉丝机的出线线径为0.2mm，拉丝速度为1000m/s；S4：碳纤维复合材料从拉丝机中牵引出后，浸没在二乙烯三安10份中进行固化处理；S5：固化结束后放入碳化炉中高温碳化，并在碳化过程中加入硬脂酸铁5份氧化，进行表面处理，碳化温度为1000℃，碳化时间为3h；S6：碳化结束后，进入收丝机中卷绕，制得碳纤维复合材料成品。
实施例三
一种应用于新能源汽车的碳纤维复合材料，该复合材料按以下重量份的原料组成：炭黑90份、沥青基碳纤维粉末40份、石墨烯粉末30份、金属粉末20份、过硫酸铵4份、酸酐7份。
本发明还提供了一种应用于新能源汽车的碳纤维复合材料的制备方法，该方法具体包括以下步骤：S1：用乙醇作为抽提液，对炭黑90份进行抽提，经过反应后在容器的底部生成碳纤维丝；S2：将碳纤维丝剪碎，并放置在烘箱中烘干，随后与沥青基碳纤维粉末40份、石墨烯粉末30份和金属粉末20份混合均匀，烘箱中的温度为110℃，烘干时间为4h；S3：将混合材料与树脂混合加热，随后放入拉丝机中，经过拉丝处理形成碳纤维复合材料，拉丝机的出线线径为0.1mm，拉丝速度为900m/s；S4：碳纤维复合材料从拉丝机中牵引出后，浸没在酸酐7份中进行固化处理；S5：固化结束后放入碳化炉中高温碳化，并在碳化过程中加入过硫酸铵4份氧化，进行表面处理，碳化温度为900℃，碳化时间为2h；S6：碳化结束后，进入收丝机中卷绕，制得碳纤维复合材料成品。
综合以上实施例所述，本发明的最佳实施例为实施例三，其制备的碳纤维复合材料强度高、质量轻，能够适用于新能源汽车的广泛使用。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (10)
1.一种应用于新能源汽车的碳纤维复合材料，其特征在于：该复合材料按以下重量份的原料组成：炭黑80～100份、沥青基碳纤维粉末30～50份、石墨烯粉末20～40份、金属粉末15～25份、氧化剂3～5份、固化剂5～10份。
2.根据权利要求1所述的一种应用于新能源汽车的碳纤维复合材料，其特征在于：该复合材料按以下重量份的原料组成：炭黑80份、沥青基碳纤维粉末30份、石墨烯粉末20份、金属粉末15份、氧化剂3份、固化剂5份。
3.根据权利要求1～2所述的一种应用于新能源汽车的碳纤维复合材料，其特征在于：该复合材料按以下重量份的原料组成：炭黑100份、沥青基碳纤维粉末50份、石墨烯粉末40份、金属粉末25份、氧化剂5份、固化剂10份。
4.根据权利要求1～3所述的一种应用于新能源汽车的碳纤维复合材料，其特征在于：该复合材料按以下重量份的原料组成：炭黑90份、沥青基碳纤维粉末40份、石墨烯粉末30份、金属粉末20份、氧化剂4份、固化剂7份。
5.根据权利要求1～4所述的一种应用于新能源汽车的碳纤维复合材料，其特征在于：所述氧化剂为硬脂酸锌、硬脂酸铁、高锰酸钾和过硫酸铵中的一种或多种。
6.根据权利要求1～4所述的一种应用于新能源汽车的碳纤维复合材料，其特征在于：所述固化剂为环氧树脂、二丁酯、二乙烯三安和酸酐中的一种或多种。
7.一种应用于新能源汽车的碳纤维复合材料的制备方法，其特征在于：该方法具体包括以下步骤：
S1：用乙醇作为抽提液，对炭黑进行抽提，经过反应后在容器的底部生成碳纤维丝；
S2：将碳纤维丝剪碎，并放置在烘箱中烘干，随后与沥青基碳纤维粉末、石墨烯粉末和金属粉末混合均匀；
S3：将混合材料与树脂混合加热，随后放入拉丝机中，经过拉丝处理形成碳纤维复合材料；
S4：碳纤维复合材料从拉丝机中牵引出后，浸没在固化剂中进行固化处理；
S5：固化结束后放入碳化炉中高温碳化，并在碳化过程中加入氧化剂氧化，进行表面处理；
S6：碳化结束后，进入收丝机中卷绕，制得碳纤维复合材料成品。
8.根据权利要求7所述的一种应用于新能源汽车的碳纤维复合材料的制备方法，其特征在于：所述步骤S2中，烘箱中的温度为100～120℃，烘干时间为3～5h。
9.根据权利要求7所述的一种应用于新能源汽车的碳纤维复合材料的制备方法，其特征在于：所述步骤S3中，拉丝机的出线线径为0.08～0.2mm，拉丝速度为800～1000m/s。
10.根据权利要求7所述的一种应用于新能源汽车的碳纤维复合材料的制备方法，其特征在于：所述步骤S4中，碳化温度为700～1000℃，碳化时间为1～3h。
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