一种碳纤维复合材料及其制备方法和用途技术

本发明专利技术提供了一种特殊的碳纤维复合材料，一定长度的碳纤维沿着x‑y方向上分布，因此该材料在x‑y方向上具有碳纤维的高强度与低膨胀系数、通过模压的方式，采用特种塑料基材将这些具有x‑y方向的碳纤维进行粘结复合；从而得到具有优异性能的特种复合材料，如耐高低温度，耐摩擦、耐冲击、耐化学性、高强度等优异性能。

Carbon fiber composite material, preparation method and application thereof

The present invention provides a carbon fiber composite material, the distribution of carbon fiber length of X along the Y direction, so the material with carbon fiber in X Y in the direction of high strength and low expansion coefficient, by compression molding, using special plastic substrate with x y the direction of carbon fiber bonded composite; and special composite material with excellent properties, such as high and low temperature resistance, friction resistance, impact resistance, chemical resistance, high strength and excellent performance.

【技术实现步骤摘要】
一种碳纤维复合材料及其制备方法和用途
本专利技术涉及一种新型的碳纤维复合材料及制备工艺，应用于炼油厂、化工厂、发电厂设备体处及其他流理设备，属于通用机械等领域。
技术介绍
目前很多流体处理设备的口环、喉部衬套、中间轴承、轴承套等都是采用金属材料或者其他非金属材料，如石墨、碳化硅、改性聚四氟乙烯或者普通的工程塑料；这些材料都有一个缺点，就是需要轴与轴套之间，或者口环与叶轮之间需要比较大的间隙，否则会导致摩擦副熔融粘接或者损坏口环、轴套等零件，导致设备故障，无法正常工作，该种材料的耐磨轴套(口环)等零件可以显著减小安装间隙，从而提高了流体设备的效率与可靠性。
技术实现思路
本专利技术目的是开发一种特殊的碳纤维复合材料，一定长度的碳纤维沿着x-y方向上分布，因此该材料在x-y方向上具有碳纤维的高强度与低膨胀系数、通过模压的方式，采用特种塑料基材将这些具有x-y方向的碳纤维进行粘结复合；从而得到具有优异性能的特种复合材料，如耐高低温度，耐摩擦、耐冲击、耐化学性、高强度等优异性能。本专利技术是通过以下技术方案实现的：本专利技术提供一种碳纤维复合材料，其包括按重量百分数计的如下组分：碳纤维：10～60％；特种塑料纤维：40～90％。作为优选方案，所述碳纤维的长度为3～15mm。作为优选方案，所述特种塑料纤维选自PFA纤维、PTFE纤维和PEEK纤维中的至少一种。一种如前述的碳纤维复合材料的制备方法，其包括如下步骤：将碳纤维和特种塑料纤维利用无纺布生产方法制备出无纺布。作为优选方案，本专利技术的方法还包括如下步骤：将所述无纺布裁切成若干薄片，将所述薄片进行叠置后，进行模压成型。通过这种工艺生产的型材，材料特性由于X-Y方向上是碳纤维的方向，具有很高的冲击强度，并且由于碳纤维的热膨胀系数很低，所以在X-Y方向上获得了很小的热膨胀系数；因此获得的热膨胀系数小于金属的膨胀系数。另外，由于采用特种工程塑料来作为基材，获得了特种塑料的耐高温，耐化学性及耐磨等优良特性。与现有技术相比，本专利技术具有如下的有益效果：1、该种型材具有耐高低温特性，可长期在260℃温度下使用，低温性能可以达到-196℃，可以满足很多高低温的应用场合；2、在X-Y方向上；表现为碳纤维的特性，因此具有极低的热膨胀系数，如果应用在如轴套、口环、轴承等场合，在摩擦生热的时候不会因材料热膨胀而卡死，提高了设备的寿命，延长了维修周期；3、该种材料应用于水泵口环，可以控制口环与叶轮之间更小的间隙，提高泵的做功效率，在大功率泵的使用中，节能效果明显；安装间隙更小，提高了泵运行的平稳性，降低了泵的运行振动与噪音，进而延长了泵的使用寿命；4、该种材料具有显著的耐摩擦特性，在轴承、轴套等的应用中，具有更小的磨损性能，延长了零件的使用寿命；通过复合改性，获得了较小的摩擦系数，因而该材料可以在短时间(0.5小时)内处于干摩擦状态，而不至于使摩擦副烧毁失效，提高了设备的可靠性。附图说明通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本专利技术的其它特征、目的和优点将会变得更明显：图1为本专利技术的碳纤维复合材料的应用原理图。具体实施方式下面结合具体实施例对本专利技术进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本专利技术，但不以任何形式限制本专利技术。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本专利技术构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。这些都属于本专利技术的保护范围。实施例1本实施例涉及一种碳纤维复合材料的制备方法，其包括如下步骤：将碳纤维、PFA纤维分别按照10％和90％的重量百分数混合后，利用无纺布的制作方法(该制作方法为常规方法，故不在此赘述)制备出无纺布。实施例2本实施例涉及一种碳纤维复合材料的制备方法，其包括如下步骤：将碳纤维、PTFE纤维分别按照60％和40％的重量百分数混合后，利用无纺布的制作方法(该制作方法为常规方法，故不在此赘述)制备出无纺布。实施例3本实施例涉及一种碳纤维复合材料的制备方法，其包括如下步骤：将碳纤维、PEEK纤维分别按照35％和65％的重量百分数混合后，利用无纺布的制作方法(该制作方法为常规方法，故不在此赘述)制备出无纺布。实施例4本实施例涉及一种碳纤维复合材料轴套的制备方法，其包括如下步骤：将实施例1制备的无纺布切成若干薄片之后，根据轴套的厚度将薄片一层层叠加放入可以加热的模具中，通过模压成型工艺热压成型，得到轴套。实施例5本实施例涉及一种碳纤维复合材料轴套的制备方法，其包括如下步骤：将实施例2制备的无纺布切成若干薄片之后，根据轴套的厚度将薄片一层层叠加放入可以加热的模具中，通过模压成型工艺热压成型，得到轴套。以上对本专利技术的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本专利技术并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改，这并不影响本专利技术的实质内容。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种碳纤维复合材料，其特征在于，包括按重量百分数计的如下组分：碳纤维：          10～60％；特种塑料纤维：    40～90％。

【技术特征摘要】
1.一种碳纤维复合材料，其特征在于，包括按重量百分数计的如下组分：碳纤维：10～60％；特种塑料纤维：40～90％。2.如权利要求1所述的碳纤维复合材料，其特征在于，所述碳纤维的长度为3～15mm。3.如权利要求1所述的碳纤维复合材料，其特征在于，所述特种塑料纤维选自PFA纤维、PTFE纤维和P...

【专利技术属性】
技术研发人员：顾伟，杨帆，
申请(专利权)人：南通汇平高分子新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32