【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及隔热保温材料制备，具体涉及一种上浆剂包覆短切碳纤维复合材料的制备方法。
技术介绍
1、碳纤维自诞生以来一直备受关注，随着科技的进步，碳纤维的应用日益广泛。碳纤维因其本身的脆性很少被单独使用，一般都是将其作为复合材料的增强材料来使用。根据应用领域的不同，可将碳纤维与不同的基体材料进行复合，通过不同的复合处理以及成型加工手段，设计并制备出在某一方面具有突出性能的碳纤维复合材料。碳纤维增强树脂基复合材料的应用最为广泛，不仅具有各种优异性能，而且在成型工艺的选择方面也具有多元化的优势。目前，现有技术如公开号cn202111675754.3公开了碳纤维分散液及其制备方法、气体扩散层和燃料电池：碳纤维分散液的制备方法，将悬浮剂和水混合后进行辐射处理，得到经辐射处理过的悬浮剂溶液；悬浮剂选自羟丙基甲基纤维素、氰乙基纤维素和羧甲基羟乙基纤维素中的至少一种；将分散剂溶液和碳纤维混合，得到碳纤维分散液。碳纤维的分散大多采用有机悬浮剂，有机悬浮剂的使用可能会造成能源消耗和环境污染，拓展其分散技术，以减少有机溶剂的使用。
技术实现思路
1、要解决的技术问题：本专利技术的目的是提供一种上浆剂包覆短切碳纤维复合材料及其制备方法，解决目前制备碳纤维隔热保温材料技术中短切碳纤维分布不均匀，大量使用有机悬浮剂，造成能源消耗和环境污染等问题。
2、技术方案：本专利技术提供一种上浆剂包覆短切碳纤维复合材料及其制备方法，所述方法包括以下步骤：
3、步骤1、将碳纤维浸渍在制备的亲水性上
4、步骤2、将表面包覆亲水性上浆剂的短切碳纤维，加入至含有粘结剂的溶剂中，搅拌成均匀的浆料；
5、步骤3、将浆料均匀喷洒至带有滤网的输送带上，输送带通过两个挤压的滚筒，其中一个滚筒内部抽真空，再经烘干形成一定厚度的湿毡；
6、步骤4、上述湿毡裁切成任意尺寸，叠层放置对应模具中，一边施加压力一边加热固化成型。进一步地，所述步骤1中亲水性上浆剂的制备方法如下：首先将丙烯酸酯乳液和水混合搅拌，然后加入聚乙二醇、十二烷基磺酸钠、聚二甲基硅氧烷、聚氧乙烯聚氧丙烯季戊四醇醚、聚乙烯醇搅拌反应后，加入填料三聚氰胺、氧化石墨烯制得亲水性上浆剂。
7、进一步地，所述亲水性上浆剂中，丙烯酸酯乳液、水、聚乙二醇、十二烷基磺酸钠、聚二甲基硅氧烷、聚氧乙烯聚氧丙烯季戊四醇醚、聚乙烯醇、三聚氰胺和氧化石墨烯的质量比为：80～90：8～10：3～4：1～2：0.01～0.03：0.04～0.06：0.1～0.3：1～5：1～2。
8、进一步地，所述步骤2中短切碳纤维在亲水性上浆剂中浸渍时间为0.5-40min，短切碳纤维表面包覆亲水性上浆剂的厚度为20nm。
9、进一步地，所述步骤2中的碳纤维包括聚丙烯腈基碳纤维、黏胶基碳纤维、沥青基碳纤维中的一种或多种；所述干燥温度为60～80℃，干燥时间为60-90min；所述短切碳纤维长度为5～30mm。
10、进一步地，所述步骤2中粘结剂为水性环氧树脂粘结剂、水溶性酚醛树脂粘结剂、水溶性聚酰亚胺粘结剂、水溶性脲醛树脂粘合剂和水溶性丙烯酸树脂粘结剂中的一种或多种；所述溶剂为水或者水和乙醇的混合物。
11、进一步地，所述步骤2中碳纤维、亲水性上浆剂、粘结剂和溶剂的质量比为：50～100：1～10：100～200：500～1000。
12、进一步地，所述步骤3中搅拌成均匀的料浆过程中搅拌速度为1000～5000rpm，搅拌时间10-120min。
13、进一步地，所述步骤3中抽真空的真空度为-0.05～-0.1mpa，烘干温度为80～120℃，烘干时间为60-120min，湿毡厚度为1～5mm。
14、进一步地，所述步骤4中施加压力为0.5～5mpa，加热温度为80～150℃，加热时间为100-300min；模具尺寸大小可调；湿毡可通过z型叠层放置在模具中进行压制成型。
15、有益效果：本专利技术提供的上浆剂包覆短切碳纤维复合材料及其制备方法具有以下优点：
16、1.本专利技术提供的亲水性上浆剂增加了碳纤维表面活性基团，提高了碳纤维与树脂的结合力，起到了碳纤维界面增强作用，从而提高复合材料的力学性能；此外，该亲水性上浆剂具有较好的粘附性能，可大幅度缩短浸渍时间，提升生产效率。
17、2.本专利技术在上浆剂中引入具有优良耐水性、耐高温性及优异的阻燃性的填料——三聚氰胺、氧化石墨烯，增强了所制短切碳纤维复合材料的隔热、阻燃性能，可满足实际使用需求。
18、3.由亲水性上浆剂包覆的碳纤维能均匀分散在水中，避免使用有机悬浮剂，浆料一致性好，产品中纤维分布各向异性，力学性能优异，产品稳定性好、成本低、环境友好，且纤维和树脂分布均匀，层间结合紧密，纤维长度可调。
19、以下将结合附图对本专利技术的构思、具体结构及产生的技术效果做进一步说明，以充分地了解本专利技术的目的、特征和效果。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种上浆剂包覆短切碳纤维复合材料的制备方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种上浆剂包覆短切碳纤维复合材料的制备方法，其特征在于：所述步骤1中亲水性上浆剂的制备方法如下：首先将丙烯酸酯乳液和水混合搅拌，然后加入聚乙二醇、十二烷基磺酸钠、聚二甲基硅氧烷、聚氧乙烯聚氧丙烯季戊四醇醚、聚乙烯醇搅拌反应后，加入填料三聚氰胺、氧化石墨烯制得亲水性上浆剂。
3.根据权利要求2所述的一种上浆剂包覆短切碳纤维复合材料的制备方法，其特征在于：所述亲水性上浆剂中，丙烯酸酯乳液、水、聚乙二醇、十二烷基磺酸钠、聚二甲基硅氧烷、聚氧乙烯聚氧丙烯季戊四醇醚、聚乙烯醇、三聚氰胺和氧化石墨烯的质量比为：80～90：8～10：3～4：1～2：0.01～0.03：0.04～0.06：0.1～0.3：1～5：1～2。
4.根据权利要求1所述的一种上浆剂包覆短切碳纤维复合材料的制备方法，其特征在于：所述步骤2中短切碳纤维在亲水性上浆剂中浸渍时间为0.5-40min，短切碳纤维表面包覆亲水性上浆剂的厚度为20～200nm。
5.根据权利要求
6.根据权利要求1所述的一种上浆剂包覆短切碳纤维复合材料的制备方法，其特征在于：所述步骤2中粘结剂为水性环氧树脂粘结剂、水溶性酚醛树脂粘结剂、水溶性聚酰亚胺粘结剂、水溶性脲醛树脂粘合剂和水溶性丙烯酸树脂粘结剂中的一种或多种；所述溶剂为水或者水和乙醇的混合物。
7.根据权利要求1所述的一种上浆剂包覆短切碳纤维复合材料的制备方法，其特征在于，所述步骤2中碳纤维、亲水性上浆剂、粘结剂和溶剂的质量比为：50～100：1～10：100～200：500～1000。
8.根据权利要求1所述的一种上浆剂包覆短切碳纤维复合材料的制备方法，其特征在于，步骤3中所述搅拌成均匀的料浆过程中搅拌速度为1000～5000rpm，搅拌时间10-120min。
9.根据权利要求1所述的一种上浆剂包覆短切碳纤维复合材料的制备方法，其特征在于：所述步骤3中抽真空的真空度为-0.05～-0.1MPa，烘干温度为80～120℃，烘干时间为60-120min湿毡厚度为1～5mm。
10.根据权利要求1所述的一种上浆剂包覆短切碳纤维复合材料的制备方法，其特征在于，所述步骤5中施加压力为0.5～5MPa，加热温度为80～150℃，加热时间为100-300min。
...【技术特征摘要】
1.一种上浆剂包覆短切碳纤维复合材料的制备方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种上浆剂包覆短切碳纤维复合材料的制备方法，其特征在于：所述步骤1中亲水性上浆剂的制备方法如下：首先将丙烯酸酯乳液和水混合搅拌，然后加入聚乙二醇、十二烷基磺酸钠、聚二甲基硅氧烷、聚氧乙烯聚氧丙烯季戊四醇醚、聚乙烯醇搅拌反应后，加入填料三聚氰胺、氧化石墨烯制得亲水性上浆剂。
3.根据权利要求2所述的一种上浆剂包覆短切碳纤维复合材料的制备方法，其特征在于：所述亲水性上浆剂中，丙烯酸酯乳液、水、聚乙二醇、十二烷基磺酸钠、聚二甲基硅氧烷、聚氧乙烯聚氧丙烯季戊四醇醚、聚乙烯醇、三聚氰胺和氧化石墨烯的质量比为：80～90：8～10：3～4：1～2：0.01～0.03：0.04～0.06：0.1～0.3：1～5：1～2。
4.根据权利要求1所述的一种上浆剂包覆短切碳纤维复合材料的制备方法，其特征在于：所述步骤2中短切碳纤维在亲水性上浆剂中浸渍时间为0.5-40min，短切碳纤维表面包覆亲水性上浆剂的厚度为20～200nm。
5.根据权利要求1所述的一种上浆剂包覆短切碳纤维复合材料的制备方法，其特征在于，所述步骤2中的碳纤维包括聚丙烯腈基碳纤维、黏胶基碳纤维、沥青基碳纤维中的一种或多种；所述干燥温度为60～8...
【专利技术属性】
技术研发人员：王清鹏，赵会，
申请(专利权)人：因达孚先进材料苏州股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。