CN1108334C - 一种碳纤维增强铸型尼龙复合材料的制备方法 - Google Patents
一种碳纤维增强铸型尼龙复合材料的制备方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN1108334C CN1108334C CN00129950A CN00129950A CN1108334C CN 1108334 C CN1108334 C CN 1108334C CN 00129950 A CN00129950 A CN 00129950A CN 00129950 A CN00129950 A CN 00129950A CN 1108334 C CN1108334 C CN 1108334C
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- carbon fiber
- add
- composite material
- cast nylon
- fibre reinforced
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
- 239000004677 Nylon Substances 0.000 title claims abstract description 26
- 229920001778 nylon Polymers 0.000 title claims abstract description 26
- 239000002131 composite material Substances 0.000 title claims abstract description 17
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 title claims description 15
- 239000000835 fiber Substances 0.000 title claims description 14
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims description 12
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title claims description 10
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims abstract description 36
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 32
- 229920000049 Carbon (fiber) Polymers 0.000 claims abstract description 30
- 239000004917 carbon fiber Substances 0.000 claims abstract description 30
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 18
- JBKVHLHDHHXQEQ-UHFFFAOYSA-N epsilon-caprolactam Chemical compound O=C1CCCCCN1 JBKVHLHDHHXQEQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 8
- 239000012190 activator Substances 0.000 claims abstract description 7
- 238000002844 melting Methods 0.000 claims abstract description 7
- 230000008018 melting Effects 0.000 claims abstract description 7
- 230000018044 dehydration Effects 0.000 claims abstract description 6
- 238000006297 dehydration reaction Methods 0.000 claims abstract description 6
- DVKJHBMWWAPEIU-UHFFFAOYSA-N toluene 2,4-diisocyanate Chemical compound CC1=CC=C(N=C=O)C=C1N=C=O DVKJHBMWWAPEIU-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 6
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 6
- 238000009413 insulation Methods 0.000 claims abstract description 3
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 claims description 6
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 5
- 238000002203 pretreatment Methods 0.000 claims description 5
- 238000005406 washing Methods 0.000 claims description 5
- 239000002253 acid Substances 0.000 claims description 2
- 239000000178 monomer Substances 0.000 abstract description 11
- 238000005452 bending Methods 0.000 abstract description 2
- GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N Nitric acid Chemical compound O[N+]([O-])=O GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract 1
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 abstract 1
- 229910017604 nitric acid Inorganic materials 0.000 abstract 1
- 238000005086 pumping Methods 0.000 abstract 1
- CWYNVVGOOAEACU-UHFFFAOYSA-N Fe2+ Chemical compound [Fe+2] CWYNVVGOOAEACU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005299 abrasion Methods 0.000 description 1
- 230000002929 anti-fatigue Effects 0.000 description 1
- 239000012752 auxiliary agent Substances 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 229920006351 engineering plastic Polymers 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 1
- 239000000314 lubricant Substances 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 239000003345 natural gas Substances 0.000 description 1
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 1
- 230000035939 shock Effects 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 238000009941 weaving Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Reinforced Plastic Materials (AREA)
- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
Abstract
本发明属于材料科学技术领域，涉及一种碳纤维增强铸型尼龙复合材料的制备方法，包括以下各步骤：碳纤维的预处理：将待处理的碳纤维量浸泡在硝酸溶液中，后用氢氧化钠溶液和水充分洗涤，直至pH值不显酸性；将处理后的碳纤维与己内酰胺单体混合均匀，放入容器内加热使物料熔化，容器抽真空脱水；再加入催化剂氢氧化钠，加热到熔化；加入活化剂甲苯二异氰酸酯，浇铸到模具中，保温后脱模。本发明具有较铸型尼龙更高的拉伸强度，弯曲强度等力学性能，摩擦学性能也得到提高。
Description
技术领域
本发明属于材料科学技术领域，涉及铸型尼龙复合材料的制备方法。
背景技术
铸型尼龙是在常压下将熔融的原料己内酰胺单体用强碱性的物质作催化剂，与活化剂等助剂一起，直接注入预热到一定温度的模具中，物料在模具内很快地进行聚合反应，凝结成白色坚韧的固体坯件。铸型尼龙的特点是：质量轻，密度一般在1.15～1.16；减振降噪；良好的回弹性；具有耐磨性和自润滑性，适宜于在不能添加润滑剂的工况下使用；良好的机械性能，机械强度比普通尼龙高得多，韧性好，抗冲击，耐疲劳。铸型尼龙作为耐磨自润滑工程塑料在很多工业领域获得应用，如石油、天然气输送管线上的大型球阀密封环和轴套，钻井用泥浆泵的活塞体，各种传动结构部件如轴瓦、轴套、船用螺旋桨、纺织机梭子、齿轮等。随着铸型尼龙实际应用的扩展，对其性能提出了更高的要求。特别是其与钢铁材料相比较低的机械强度，难以满足大型工件对材料性能的要求。 因此，在保持其优良特点的同时，如何进一步提高其力学性能，开发材料潜能，成为扩大其应用的关键。
发明内容
本发明的目的是提出一种碳纤维增强铸型尼龙复合材料的制备方法，使该种复合材料不仅具有铸型尼龙的良好性能特点，而且具有较铸型尼龙更高的拉伸强度，弯曲强度等力学性能，摩擦学性能也得到提高，从而能用此材料制备出承载能力更高的工件。
本发明提出的碳纤维增强铸型尼龙复合材料的制备方法，包括以下各步骤：
(1)碳纤维的预处理：将待处理的碳纤维浸泡在50-60％的硝酸溶液中，取出后用氢氧化钠溶液和水充分洗涤，直至pH值不显酸性；
(2)将处理后的碳纤维与己内酰胺单体混合均匀，其中碳纤维的加入量为5-15％，放入容器内加热使物料熔化，容器抽真空脱水；
(3)解除真空，加入催化剂氢氧化钠，加入量与单体的摩尔比为0.002～0.003∶1，抽真空加热到熔化；
(4)解除真空再加入活化剂甲苯二异氰酸酯，加入量与单体的摩尔比为0.002～0.003∶1，成为熔融态的复合材料；
(5)将该熔融态的复合材料浇铸到已预热至160-200℃的模具中，保温后脱模，即得到碳纤维增强铸型尼龙复合材料。
所说的碳纤维的纤维平均长径比可为10-15∶1。
所说的抽真空的真空度可为10-1～10-3Pa。
用本发明方法制备的复合材料，其主要性能特点是：拉伸强度提高了30％，达到90MPa-100MPa，弯曲强度提高了20％，达到140MPa-160MPa，弯曲弹性模量达到3600MPa-4500MPa，硬度提高了20％，力学性能较铸型尼龙有较大的提高；摩擦学性能也有了明显的改善，摩擦系数减小，磨损率降低，有良好的耐磨性能。
具体实施方式
实施例一：
按下述步骤制备碳纤维增强单体铸型尼龙复合材料：
(1)碳纤维的预处理：取欲处理的碳纤维，将其浸泡在50％的硝酸溶液中，一小时后取出，然后用氢氧化钠溶液和水充分洗涤，直至pH值不显酸性。
(2)将处理后的碳纤维与己内酰胺单体混合均匀，其中碳纤维的加入量为5％，平均长径比10∶1，放入容器内加热至120℃左右，使物料熔化，容器抽真空脱水，真空度为10-1Pa；
(3)打开阀门，解除真空，加入催化剂氢氧化钠，加入量：与单体的摩尔比为0.002∶1，抽真空至10-1Pa，加热到130℃；
(4)打开阀门，解除真空，加入活化剂甲苯二异氰酸酯，加入量：与单体的摩尔比为0.002∶1；
(5)迅速浇铸到已预热至160℃的模具中，保温5分钟后脱模，即为本发明的碳纤维增强铸型尼龙复合材料。
实施例二：
按下述步骤制备碳纤维增强单体铸型尼龙复合材料：
(1)碳纤维的预处理：将欲处理的碳纤维浸泡在55％的硝酸溶液中，一小时后取出，然后用氢氧化钠溶液和水充分洗涤，直至pH值不显酸性。
(2)将处理后的碳纤维与己内酰胺单体混合均匀，其中碳纤维的加入量为10％，平均长径比10∶1，放入容器内加热至120℃左右，使物料熔化，容器抽真空脱水，真空度为10-2Pa；
(3)打开阀门，解除真空，加入催化剂氢氧化钠，加入量：与单体的摩尔比为0.002∶1，抽真空至10-2Pa，加热到130℃；
(4)打开阀门，解除真空，加入活化剂甲苯二异氰酸酯，加入量：与单体的摩尔比为0.002∶1；
(5)迅速浇铸到已预热至165℃的模具中，保温5分钟后脱模，即为本发明的碳纤维增强铸型尼龙复合材料。
实施例三：
按下述步骤制备碳纤维增强单体铸型尼龙复合材料：
(1)碳纤维的预处理：将欲处理的碳纤维浸泡在60％的硝酸溶液中，一小时后取出，然后用氢氧化钠溶液和水充分洗涤，直至pH值不显酸性。
(2)将处理后的碳纤维与己内酰胺单体混合均匀，其中碳纤维的加入量为15％，平均长径比10∶1，放入容器内加热至120℃左右，使物料熔化，容器抽真空脱水，真空度为10-3Pa；
(3)打开阀门，解除真空，加入催化剂氢氧化钠，加入量：与单体的摩尔比为0.003∶1，抽真空至10-3Pa，加热到130℃；
(4)打开阀门，解除真空，加入活化剂甲苯二异氰酸酯，加入量：与单体的摩尔比为0.003∶1；
(5)迅速浇铸到已预热至170℃的模具中，保温5分钟后脱模，即为本发明的碳纤维增强铸型尼龙复合材料。
Claims (3)
1、一种碳纤维增强铸型尼龙复合材料的制备方法，包括以下各步骤：
(1)碳纤维的预处理：将待处理的碳纤维浸泡在50-60％的硝酸溶液中，取出后用氢氧化钠溶液和水充分洗涤，直至pH值不显酸性；
(2)将处理后的碳纤维与己内酰胺单体混合均匀，其中碳纤维的加入量为5-15％，放入容器内加热使物料熔化，容器抽真空脱水；
(3)解除真空，加入催化剂氢氧化钠，加入量与单体的摩尔比为0.002～0.003∶1，抽真空加热到熔化；
(4)解除真空再加入活化剂甲苯二异氰酸酯，加入量与单体的摩尔比为0.002～0.003∶1，成为熔融态的复合材料；
(5)将该熔融态的复合材料浇铸到已预热至160-200℃的模具中，保温后脱模，即得到碳纤维增强铸型尼龙复合材料。
2、如权利要求1所述的碳纤维增强铸型尼龙复合材料的制备方法，其特征在于，所说的碳纤维的纤维平均长径比10-15∶1。
3、如权利要求1所述的碳纤维增强铸型尼龙复合材料的制备方法，其特征在于，所说的抽真空的真空度为10-1～10-3Pa。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN00129950A CN1108334C (zh) | 2000-10-20 | 2000-10-20 | 一种碳纤维增强铸型尼龙复合材料的制备方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN00129950A CN1108334C (zh) | 2000-10-20 | 2000-10-20 | 一种碳纤维增强铸型尼龙复合材料的制备方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN1292394A CN1292394A (zh) | 2001-04-25 |
| CN1108334C true CN1108334C (zh) | 2003-05-14 |
Family
ID=4593858
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN00129950A Expired - Fee Related CN1108334C (zh) | 2000-10-20 | 2000-10-20 | 一种碳纤维增强铸型尼龙复合材料的制备方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN1108334C (zh) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1333012C (zh) * | 2005-06-22 | 2007-08-22 | 中国矿业大学 | 一种增摩型尼龙复合材料及制备工艺 |
| CN104894843A (zh) * | 2015-05-22 | 2015-09-09 | 哈尔滨唐风科技发展有限公司 | 一种用于木塑复合材料的碳纤维生产废料的表面处理方法 |
| EP3738755A1 (en) | 2019-05-14 | 2020-11-18 | Covestro Deutschland AG | Method for preparing a polyurethane composite by a vacuum infusion process |
Families Citing this family (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN100398581C (zh) * | 2003-11-20 | 2008-07-02 | 上海杰事杰新材料股份有限公司 | 尼龙6的合成方法 |
| CN101152747B (zh) * | 2006-09-27 | 2010-09-08 | 上海杰事杰新材料股份有限公司 | 一种连续纤维增强尼龙与金属复合制备制件的方法 |
| CN101235197B (zh) * | 2007-02-01 | 2010-06-09 | 上海化工研究院天地科技发展有限公司 | 一种铸型尼龙的增韧改性处理方法 |
| CN102470559A (zh) * | 2009-07-08 | 2012-05-23 | 巴斯夫欧洲公司 | 由聚酰胺6以及由聚酰胺6与聚酰胺12制备的共聚酰胺生产纤维增强复合材料的方法 |
| CN102049866B (zh) * | 2009-11-04 | 2014-04-02 | 合肥杰事杰新材料股份有限公司 | 一种用增强尼龙材料制造自行车架的方法 |
| CN102382458A (zh) * | 2010-09-03 | 2012-03-21 | 谷荒 | 一种高强度、耐磨损、自润滑含油改性铸型尼龙滑轮及其生产方法 |
| CN102532524B (zh) * | 2010-12-28 | 2015-05-13 | 合肥杰事杰新材料股份有限公司 | 一种尼龙短切纤维/铸型尼龙复合材料及其制备方法 |
| CN102493184B (zh) * | 2011-12-12 | 2014-03-26 | 中国科学院宁波材料技术与工程研究所 | 一种界面增强的碳纤维/聚己内酰胺复合材料及其制备方法 |
| CN103509336B (zh) * | 2012-10-18 | 2015-09-23 | 中国科学院化学研究所 | Mc尼龙复合材料及其制备方法 |
| CN105440669A (zh) * | 2015-12-22 | 2016-03-30 | 合肥仲农生物科技有限公司 | 一种改性浇铸尼龙复合材料 |
| CN106589928A (zh) * | 2016-11-16 | 2017-04-26 | 马鞍山市华能电力线路器材有限责任公司 | 一种新型耐磨电力金具用阻燃尼龙复合材料及其制作方法 |
| CN106589929A (zh) * | 2016-11-16 | 2017-04-26 | 马鞍山市华能电力线路器材有限责任公司 | 一种耐酸碱电力金具用阻燃尼龙复合材料及其制作方法 |
| CN108203506A (zh) * | 2018-02-01 | 2018-06-26 | 东华大学 | 一种碳纤维增强mc尼龙热塑性复合材料及其制备方法 |
| CN112851980B (zh) * | 2021-01-11 | 2021-08-17 | 东莞塘厦怡丰运动科技有限公司 | 一种回收碳纤维增强热塑性聚氨酯弹性体及其制备方法 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1062356A (zh) * | 1991-12-12 | 1992-07-01 | 杨思会 | 一种非均相改性尼龙的工艺方法 |
| CN1262394A (zh) * | 1999-01-28 | 2000-08-09 | 淮安市楚州尼龙制品厂 | 泥浆泵叶轮及其制造方法 |
-
2000
- 2000-10-20 CN CN00129950A patent/CN1108334C/zh not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1062356A (zh) * | 1991-12-12 | 1992-07-01 | 杨思会 | 一种非均相改性尼龙的工艺方法 |
| CN1262394A (zh) * | 1999-01-28 | 2000-08-09 | 淮安市楚州尼龙制品厂 | 泥浆泵叶轮及其制造方法 |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1333012C (zh) * | 2005-06-22 | 2007-08-22 | 中国矿业大学 | 一种增摩型尼龙复合材料及制备工艺 |
| CN104894843A (zh) * | 2015-05-22 | 2015-09-09 | 哈尔滨唐风科技发展有限公司 | 一种用于木塑复合材料的碳纤维生产废料的表面处理方法 |
| EP3738755A1 (en) | 2019-05-14 | 2020-11-18 | Covestro Deutschland AG | Method for preparing a polyurethane composite by a vacuum infusion process |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN1292394A (zh) | 2001-04-25 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN1108334C (zh) | 一种碳纤维增强铸型尼龙复合材料的制备方法 | |
| CN1098886C (zh) | 一种高含量玻璃纤维增强铸型尼龙复合材料的制备方法 | |
| CN1095480C (zh) | 一种碳化硅颗粒填充铸型尼龙复合材料的制备方法 | |
| Shibata et al. | Tribological application of MMC for reducing engine weight | |
| CN1908501A (zh) | 钢内胆大容积高压缠绕气瓶及其制作方法 | |
| CN104744926A (zh) | 一种具有高耐磨性和高自润滑性连续长纤增强耐高温尼龙复合材料及其制备方法 | |
| Singh et al. | Latest developments in composite materials | |
| CN101704313A (zh) | 一种结构型高阻尼纤维增强复合材料 | |
| CN112458789A (zh) | 一种橡胶树脂双基体湿式摩擦材料及制备方法 | |
| CN1718421A (zh) | 纤维与颗粒协同增强浇铸尼龙复合材料的制备方法 | |
| CN106566042A (zh) | 一种耐腐蚀泵用碳纤维树脂基复合材料 | |
| CN101323681B (zh) | 橡胶合金材料及利用该材料制造传动件的方法 | |
| CN100504116C (zh) | 超耐磨铸型尼龙滑轮及其加工方法 | |
| Jiao et al. | Surface modification of Kevlar improves the mechanical and friction properties of Kevlar/low-carbon steel composite structures | |
| CN1847290A (zh) | 晶须增强树脂基复合摩擦材料及其制备方法 | |
| CN112277399A (zh) | 一种玄武岩纤维基自润滑织物衬垫材料及其制备方法 | |
| CN1487021A (zh) | 稀土改性芳纶纤维/聚四氟乙烯复合材料制备方法 | |
| CN102604079B (zh) | 纳米塑料合金材料及其制备方法以及水机纳米塑料合金零部件及其制造方法 | |
| CN100341942C (zh) | 聚苯撑苯并噁唑纤维/聚酰亚胺复合材料的制备方法 | |
| CN1217814C (zh) | 一种双管路液压制动主缸 | |
| CN100362052C (zh) | 稀土改性玻璃纤维/聚酰亚胺复合材料的制备方法 | |
| CN105017615A (zh) | 高软化点的超高分子量聚乙烯合金材料及其制备方法 | |
| CN101353433A (zh) | 聚对苯撑苯并双噁唑/聚四氟乙烯复合材料的制备方法 | |
| CN207499818U (zh) | 连续抽油杆及抽油机 | |
| JPH0912276A (ja) | 屋外装置用スライドシュー |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| C19 | Lapse of patent right due to non-payment of the annual fee | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |