一种纳米粉末混合连续碳纤维复合材料及制造方法
【专利说明】一种纳米粉末混合连续碳纤维复合材料及制造方法
[0001]
技术领域
[0002]本发明涉及复合材料领域,特别涉及一种纳米粉末混合连续碳纤维复合材料及制造方法。
【背景技术】
[0003]复合材料是由两种或两种以上不同性质的材料，通过物理或化学的方法，在宏观上组成具有新性能的材料。各种材料在性能上互相取长补短，产生协同效应，使复合材料的综合性能优于原组成材料而满足各种不同的要求。复合材料按其组成分为金属与金属复合材料、非金属与金属复合材料、非金属与非金属复合材料；按其结构特点又分为:①纤维复合材料，②夹层复合材料，③细粒复合材料。
[0004]使用碳纤维、炭黑、石墨、碳纳米纤维等的复合材料己被关注。因为这种复合材料包含碳纳米纤维等碳材料，所以期待能够提高导电性、导热性、机械强度等。但是，通常碳纳米纤维与复合材料的基体材料的浸润性(亲和性)低，且在基体材料中的分散性也低。此夕卜，尤其因为碳纳米纤维相互之间具有强凝聚性，所以将碳纳米纤维均匀地分散到复合材料基材中是非常困难的。
【发明内容】
[0005]本发明的目的是提供一种纳米粉末混合连续碳纤维复合材料及制造方法。
[0006]本发明的技术方案是这样实现的:一种纳米粉末混合连续碳纤维复合材料，由弹性体、增强填料、碳纳米纤维组成。
[0007]本发明中，所述的弹性体是天然橡胶、环氧化天然橡胶、丁苯橡胶、丁睛橡胶中的一种或多种；所述的增强填料是氧化铬。
[0008]本发明中，所述碳纤维其特征在于先将含碳纤维浸于50?150°C的复合盐水溶液中保持1?10分钟取出烘干，然后将这种干燥的纤维浸入到熔融的纳米粉末液体中10?60秒，接着再抽取带有纳米液的纤维使其通过模具，待纳米液凝固后便形成复合材料，复合盐水溶液有含错钾盐和钠盐，含错钾盐和钠盐的相对比率为(1?5):1。
[0009]所述碳纤维平均直径为20?50nm，平均长度为1?15um，纤维密度:1.5?2.0G/cm，伸长率(％)彡2，含碳量.) 95%，在-50°C?200°C的温度范围内，平均线膨胀系数小于150ppm/ko
[0010]本发明的有益效果是:结构简单，采用碳纤维材料具有较大的温度跨度范围内热膨胀系数较小，具有高柔软性、高刚度。
【具体实施方式】
[0011]实施例1 一种纳米粉末混合连续碳纤维复合材料，由弹性体、增强填料、碳纳米纤维组成。所述的弹性体是天然橡胶；所述的增强填料是氧化铬。所述碳纤维其特征在于先将含碳纤维浸于50°C的复合盐水溶液中保持10分钟取出烘干，然后将这种干燥的纤维浸入到熔融的纳米粉末液体中60秒，接着再抽取带有纳米液的纤维使其通过模具，待纳米液凝固后便形成复合材料，复合盐水溶液有含错钾盐和钠盐，含错钾盐和钠盐的相对比率为2:1。
[0012]所述碳纤维平均直径为50nm，平均长度为15um，纤维密度2G/cm，伸长率(％) ^ 2，含碳量:彡95%，在100°C的温度范围内，平均线膨胀系数小于100ppm/k。
[0013]实施例2
一种纳米粉末混合连续碳纤维复合材料，由弹性体、增强填料、碳纳米纤维组成。
[0014]所述的弹性体是环氧化天然橡胶、丁苯橡胶混合；所述的增强填料是氧化铬。
[0015]所述碳纤维其特征在于先将含碳纤维浸于150°C的复合盐水溶液中保持1分钟取出烘干，然后将这种干燥的纤维浸入到熔融的纳米粉末液体中10秒，接着再抽取带有纳米液的纤维使其通过模具，待纳米液凝固后便形成复合材料，复合盐水溶液有含错钾盐和钠盐，含错钾盐和钠盐的相对比率为4:1。
[0016]所述碳纤维平均直径为20nm，平均长度为lum，纤维密度:1.5G/cm，伸长率(％)> 2，含碳量:彡95%，在-50°C?200°C的温度范围内，平均线膨胀系数小于150ppm/k。
[0017]实施例3
一种纳米粉末混合连续碳纤维复合材料，由弹性体、增强填料、碳纳米纤维组成。
[0018]所述的弹性体是丁苯橡胶、丁睛橡胶混合；所述的增强填料是氧化铬。
[0019]本发明中，所述碳纤维其特征在于先将含碳纤维浸于100°C的复合盐水溶液中保持5分钟取出烘干，然后将这种干燥的纤维浸入到熔融的纳米粉末液体中25秒，接着再抽取带有纳米液的纤维使其通过模具，待纳米液凝固后便形成复合材料，复合盐水溶液有含错钾盐和钠盐，含错钾盐和钠盐的相对比率为3:1。
[0020]所述碳纤维平均直径为35nm，平均长度为10um，纤维密度:1.7G/cm,伸长率(％)彡2，含碳量:彡95%，在-50°C?200°C的温度范围内，平均线膨胀系数小于150ppm/k。
【主权项】
1.一种纳米粉末混合连续碳纤维复合材料及制造方法，其特征在于由弹性体、增强填料、碳纳米纤维组成；所述的弹性体是天然橡胶、环氧化天然橡胶、丁苯橡胶、丁睛橡胶中的一种或多种；所述的增强填料是氧化铬；所述碳纤维其特征在于先将含碳纤维浸于50?150°C的复合盐水溶液中保持1?10分钟取出烘干，然后将这种干燥的纤维浸入到熔融的纳米粉末液体中10?60秒，接着再抽取带有纳米液的纤维使其通过模具，待纳米液凝固后便形成复合材料，复合盐水溶液有含错钾盐和钠盐，含错钾盐和钠盐的相对比率为(1?5):1 ;所述碳纤维平均直径为20?50nm，平均长度为1?15um，纤维密度:1.5?2.0G/cm，伸长率(％)彡2，含碳量:彡95%，在-50°C?200°C的温度范围内，平均线膨胀系数小于150ppm/ko
【专利摘要】本发明为一种纳米粉末混合连续碳纤维复合材料及制造方法，由弹性体、增强填料、碳纳米纤维组成。所述的弹性体是天然橡胶、环氧化天然橡胶、丁苯橡胶、丁睛橡胶中的一种或多种；所述的增强填料是氧化铬。所述碳纤维其特征在于先将含碳纤维浸于50～150℃的复合盐水溶液中保持1～10分钟取出烘干，然后将这种干燥的纤维浸入到熔融的纳米粉末液体中10～60秒，接着再抽取带有纳米液的纤维使其通过模具，待纳米液凝固后便形成复合材料。所述碳纤维平均直径为20～50nm，平均长度为1～15um，纤维密度：1.5～2.0G/cm，伸长率（%）≥2，含碳量：≥95%，在-50℃～200℃的温度范围内，平均线膨胀系数小于150ppm/k。
【IPC分类】C08K9/00, C08L7/00, C08L9/06, C08L9/02, C08K3/22, C08L15/00, C08K7/06
【公开号】CN105461976
【申请号】CN201410451210
【发明人】徐祝方
【申请人】丹阳丹金汽车部件有限公司
【公开日】2016年4月6日
【申请日】2014年9月6日