一种碳纤维硬毡表面处理方法及碳纤维硬毡与流程

本发明涉及一种碳纤维硬毡及处理方法，特别是涉及一种碳纤维硬毡表面处理方法及碳纤维硬毡，属于碳纤维技术领域。

背景技术：

碳纤维由碳元素组成的一种特种纤维。具有耐高温、抗摩擦、导电、导热及耐腐蚀等特性外形呈纤维状、柔软、可加工成各种织物，由于其石墨微晶结构沿纤维轴择优取向，因此沿纤维轴方向有很高的强度和模量，碳纤维的密度小，因此比强度和比模量高。碳纤维的主要用途是作为增强材料与树脂、金属、陶瓷及炭等复合，制造先进复合材料。碳纤维增强环氧树脂复合材料，其比强度及比模量在现有工程材料中是最高的，现有的对硬毡的表面处理方法通常有贴碳布、贴石墨纸等，这些方法虽然可以解决硬毡在使用过程中容易掉粉的问题，但是，经过这些表面处理后的硬毡抗腐蚀性降低，影响硬毡的使用寿命。

技术实现要素：

本发明的主要目的是为了解决现有技术的不足而提供一种碳纤维硬毡表面处理方法及碳纤维硬毡。

本发明的目的可以通过采用如下技术方案达到：

一种碳纤维硬毡，包括碳纤维硬毡基体以及安装在所述碳纤维硬毡基体顶部的无纺布层，所述无纺布层的上方铺设有玻璃毡层，所述玻璃毡层的顶部铺设有石墨层，所述碳纤维硬毡基体的底部依次设有树脂层和聚四氟乙烯膜。

优选的，所述玻璃毡层为无碱玻璃纤维毡层。

优选的，所述无纺布层为活性炭纤维无纺布层。

一种碳纤维硬毡表面处理方法，所述方法包括以下步骤：

步骤一：选取一定尺寸的碳纤维硬毡，选配预定比例的石墨、玻璃毡、无纺布、树脂和聚四氟乙烯分别与粘合剂混合均匀制成配料；

步骤二：将玻璃毡、无纺布、树脂均匀涂覆在碳纤维硬毡的表面依次进行加热预处理、梳理开松、铺层以及针刺复合，得到单元层；

步骤三：将单元层进行多次施加粘合剂和干燥并放入压机，在预定条件下贴合成型，制成复合单元层；

步骤四：在复合单元层的顶部涂覆石墨，底部涂覆聚四氟乙烯，将涂覆完成后的复合单元层进行热压处理以及碳化处理得到碳纤维硬毛毡。

优选的，所述加热预处理的温度为80～230℃，时间为30～45min。

优选的，所述粘合剂为酚醛树脂。

优选的，所述碳化处理时的温度为220～280℃，加热时间3～9min。

优选的，所述干燥为烘干机烘干或者晾晒架自然晾干，烘干机干燥的温度为180～300℃，烘干时间为30min。

优选的，所述施加粘合剂的次数为5次，且在碳纤维硬毡的拐角及边缘处需要进行二次涂覆。

优选的，所述步骤三中压机预定条件为80～130℃的温度在2mpa～4.55mpa。

本发明的有益技术效果：按照本发明的碳纤维硬毡表面处理方法及碳纤维硬毡，在硬毡的底部涂覆树脂和聚四氟乙烯膜既能够增加硬毡的柔软性，又能够增加硬毡的抗腐蚀性，能够抗酸、抗碱和抗各种有机溶剂；利用层层涂覆粘合剂并采用加热预处理、梳理开松、铺层以及针刺复合等工艺能够有效的避免硬毡使用中掉粉的问题，也能够增强硬毡的物理性能，延长使用寿命。

附图说明

图1为按照本发明的碳纤维硬毡表面处理方法及碳纤维硬毡的一优选实施例的硬毡剖面结构示意图。

图中：1-石墨纸层，2-玻璃毡层，3-无纺布层，4-碳纤维硬毡基体，5-树脂层，6-聚四氟乙烯膜。

具体实施方式

为使本领域技术人员更加清楚和明确本发明的技术方案，下面结合实施例及附图对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。

如图1所示，本实施例提供的碳纤维硬毡，包括碳纤维硬毡基体4以及安装在碳纤维硬毡基体4顶部的无纺布层3，无纺布层3的上方铺设有玻璃毡层2，玻璃毡层2的顶部铺设有石墨层1，碳纤维硬毡基体4的底部依次设有树脂层5和聚四氟乙烯膜6，玻璃毡层2为无碱玻璃纤维毡层，无纺布层3为活性炭纤维无纺布层，在硬毡的底部涂覆树脂和聚四氟乙烯膜既能够增加硬毡的柔软性，又能够增加硬毡的抗腐蚀性，能够抗酸、抗碱和抗各种有机溶剂；利用层层涂覆粘合剂并采用加热预处理、梳理开松、铺层以及针刺复合等工艺能够有效的避免硬毡使用中掉粉的问题，也能够增强硬毡的物理性能，延长使用寿命。

一种碳纤维硬毡表面处理方法，方法包括以下步骤：

步骤一：选取一定尺寸的碳纤维硬毡，选配预定比例的石墨、玻璃毡、无纺布、树脂和聚四氟乙烯分别与粘合剂混合均匀制成配料并将配料单独存放；

步骤二：利用机器喷涂的方式将玻璃毡、无纺布、树脂均匀涂覆在碳纤维硬毡的表面上，依次进行加热预处理、梳理开松、铺层以及针刺复合，得到单元层；

步骤三：将单元层进行多次施加粘合剂和干燥并放入压机，在预定条件下贴合成型，制成复合单元层；

步骤四：在复合单元层的顶部涂覆石墨，底部涂覆聚四氟乙烯，将涂覆完成后的复合单元层进行热压处理以及碳化处理得到碳纤维硬毛毡。

加热预处理的温度为80～230℃，时间为30～45min，粘合剂为酚醛树脂，碳化处理时的温度为220～280℃，加热时间3～9min，干燥为烘干机烘干或者晾晒架自然晾干，烘干机干燥的温度为180～300℃，烘干时间为30min，施加粘合剂的次数为5次，且在碳纤维硬毡的拐角及边缘处需要进行二次涂覆，步骤三中压机预定条件为80～130℃的温度，压力为2mpa～4.55mpa，当干燥为烘干机烘干时，干燥时间较短，晾晒架自然晾干耗费时间较长，但是干燥的更加均匀，施加粘合剂的次数为5次为了使碳纤维硬毡每一层都能粘合的彻底牢固，碳纤维硬毡的拐角及边缘处需要进行二次涂覆为了增强硬毡的拐角和边缘处与其他单元层粘合的更加牢固，防止受力不均匀时硬毡掉粉。

实施例一：

碳纤维硬毡表面处理方法具体步骤如下：

步骤一：选取一定尺寸的碳纤维硬毡，选配预定比例的石墨、玻璃毡、无纺布、树脂和聚四氟乙烯分别与粘合剂混合均匀制成配料并将配料单独存放；

步骤二：利用机器喷涂的方式将玻璃毡、无纺布、树脂均匀涂覆在碳纤维硬毡的表面上，依次进行加热预处理，加热温度为80℃，时间为30min、梳理开松、在碳纤维硬毡基体4的先顶部后底部的原则依次铺层以及针刺复合，得到单元层；

步骤三：将单元层进行多次施加粘合剂和干燥并放入压机，在预定80℃的温度及压强在2mpa下贴合成型，制成复合单元层；

步骤四：在复合单元层的顶部涂覆石墨，底部涂覆聚四氟乙烯，将涂覆完成后的复合单元层进行热压处理以及在220℃，加热时间3min条件下碳化处理，得到碳纤维硬毛毡a。

实施例二：

碳纤维硬毡表面处理方法具体步骤如下：

步骤一：选取一定尺寸的碳纤维硬毡，选配预定比例的石墨、玻璃毡、无纺布、树脂和聚四氟乙烯分别与粘合剂混合均匀制成配料并将配料单独存放；

步骤二：利用机器喷涂的方式将玻璃毡、无纺布、树脂均匀涂覆在碳纤维硬毡的表面上，依次进行加热预处理，加热温度为150℃，时间为40min、梳理开松、在碳纤维硬毡基体4的先顶部后底部的原则依次铺层以及针刺复合，得到单元层；

步骤三：将单元层进行多次施加粘合剂和干燥并放入压机，在预定80～130℃的温度及压强在3mpa下贴合成型，制成复合单元层；

步骤四：在复合单元层的顶部涂覆石墨，底部涂覆聚四氟乙烯，将涂覆完成后的复合单元层进行热压处理以及在250℃，加热时间6min条件下碳化处理，得到碳纤维硬毛毡b。

实施例三：

碳纤维硬毡表面处理方法具体步骤如下：

步骤一：选取一定尺寸的碳纤维硬毡，选配预定比例的石墨、玻璃毡、无纺布、树脂和聚四氟乙烯分别与粘合剂混合均匀制成配料并将配料单独存放；

步骤二：利用机器喷涂的方式将玻璃毡、无纺布、树脂均匀涂覆在碳纤维硬毡的表面上，依次进行加热预处理，加热温度为230℃，时间为45min、梳理开松、在碳纤维硬毡基体4的先顶部后底部的原则依次铺层以及针刺复合，得到单元层；

步骤三：将单元层进行多次施加粘合剂和干燥并放入压机，在预定80～130℃的温度及压强在4.55mpa下贴合成型，制成复合单元层；

步骤四：在复合单元层的顶部涂覆石墨，底部涂覆聚四氟乙烯，将涂覆完成后的复合单元层进行热压处理以及在280℃，加热时间9min条件下碳化处理，得到碳纤维硬毛毡c。

综上所述，在本实施例中，按照本实施例的碳纤维硬毡表面处理方法及碳纤维硬毡，对实施例一～实施例三得到的碳纤维硬毛毡a、碳纤维硬毛毡b和碳纤维硬毛毡c性能进行测试，碳纤维硬毛毡b的耐腐蚀性更强，物理性能也较高，在硬毡的底部涂覆树脂和聚四氟乙烯膜既能够增加硬毡的柔软性，又能够增加硬毡的抗腐蚀性，能够抗酸、抗碱和抗各种有机溶剂；利用层层涂覆粘合剂并采用加热预处理、梳理开松、铺层以及针刺复合等工艺能够有效的避免硬毡使用中掉粉的问题，也能够增强硬毡的物理性能，加热预处理的温度为80～230℃，时间为30～45min，粘合剂为酚醛树脂，碳化处理时的温度为220～280℃，加热时间3～9min，干燥为烘干机烘干或者晾晒架自然晾干，烘干机干燥的温度为180～300℃，烘干时间为30min，施加粘合剂的次数为5次，且在碳纤维硬毡的拐角及边缘处需要进行二次涂覆，步骤三中压机预定条件为80～130℃的温度，压力为2mpa～4.55mpa，当干燥为烘干机烘干时，干燥时间较短，晾晒架自然晾干耗费时间较长，但是干燥的更加均匀，碳纤维硬毡的拐角及边缘处需要进行二次涂覆为了增强硬毡的拐角和边缘处与其他单元层粘合的更加牢固，防止受力不均匀时硬毡掉粉。

以上所述，仅为本发明进一步的实施例，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明所公开的范围内，根据本发明的技术方案及其构思加以等同替换或改变，都属于本发明的保护范围。