一种耐高温碳纤维纸、蜂窝芯材及其制备方法.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115948935A(43)申请公布日2023.04.11(21)申请号202211656216.4D21H27/00(2006.01)(22)申请日2022.12.22(71)申请人华南理工大学地址510640广东省广州市天河区五山路381号(72)发明人陈力李海龙胡健(74)专利代理机构广州粤高专利商标代理有限公司44102专利代理师刘远(51)Int.Cl.D21H13/50(2006.01)D21H21/08(2006.01)D21H17/56(2006.01)D21F11/00(2006.01)B31D3/02(2006.01)权利要求书1页说明书8页附图1页(54)发明名称一种耐高温碳纤维纸、蜂窝芯材及其制备方法(57)摘要本发明公开了一种耐高温碳纤维纸、蜂窝芯材及其制备方法；本发明的耐高温碳纤维纸的制备方法为：将短切碳纤维投入聚酰亚胺水溶液中，对纤维进行疏解，得到碳纤维浆料，随后对浆料依次进行成形脱水、压榨脱水处理，得到碳纤维湿纸页，再对其进行烘干和热压，得到耐高温碳纤维纸。本发明的耐高温碳纤维纸蜂窝芯材的制备方法为：将所述耐高温碳纤维纸依次进行涂胶/叠合、压制、浸胶、拉伸、固化成型、浸胶/固化、切片，得到耐高温碳纤维纸蜂窝芯材。本发明中的碳纤维纸蜂窝具有相较于传统的芳纶纸蜂窝、玻璃布蜂窝等非金属材质蜂窝，体现出了轻质、高强度、高模量、耐300℃高温的特征，显著拓宽了蜂窝材料的应用领域。CN115948935ACN115948935A权利要求书1/1页1.一种耐高温碳纤维纸的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：将短切碳纤维投入聚酰亚胺水溶液中，对纤维进行疏解，得到碳纤维浆料，随后对浆料依次进行成形脱水、压榨脱水处理，得到碳纤维湿纸页，再对其进行烘干和热压，得到耐高温碳纤维纸。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述短切碳纤维为聚丙烯腈基碳纤维和沥青基碳纤维中的至少一种；所述短切碳纤维的长度为3～20mm，直径5～12μm；所述聚酰亚胺水溶液的固含量为10～80wt％；所述疏解的转数为5000‑15000转，疏解的时间为1‑10min；所述碳纤维浆料中碳纤维含量为0.005‑0.05wt％。3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述压榨脱水的表压为0.1～1.0MPa，时间为5～60s；所述烘干在鼓风烘箱中进行，烘干的温度为150～200℃，时间为1～3h。4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述热压在平板热压机上进行，热压的温度为330～380℃，时间为2～10min，表压为1～10MPa。5.权利要求1‑4任一项所述的制备方法制备的耐高温碳纤维纸，其特征在于，所述耐高温碳纤维纸中的碳纤维含量为80～95wt％；所述耐高温碳纤维纸的定量为15～60g/m2，厚度50～200μm。6.利用权利要求5所述的耐高温碳纤维纸制备耐高温碳纤维纸蜂窝芯材的方法，其特征在于，包括以下步骤：将所述耐高温碳纤维纸依次进行涂胶/叠合、压制、浸胶、拉伸、固化成型、浸胶/固化、切片，得到耐高温碳纤维纸蜂窝芯材。7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述涂胶操作中，芯条胶选用聚酰亚胺体系芯条胶，溶剂为乙酸乙酯，胶液粘度为10s/50mL～80s/50mL；所述压制操作中，使用平板热压机对叠板进行压制，加压0.2～1.0MPa，以1～2℃/min从室温升温至250～270℃，保温3～6h，降温至≤80℃后取出，得到蜂窝叠层板；所述浸胶操作中，浸胶液选用聚酰亚胺水溶液，固含量为10～50wt％；所述浸胶操作中，浸胶时间为10～30min。8.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述拉伸操作中，将蜂窝叠层条装载在拉伸机上，以10～300mm/min速率进行拉伸，直至形成正六边形孔格的蜂窝后停止拉伸；所述固化成型在鼓风烘箱中进行，将蜂窝固定到拉伸工装上，以2～5℃/min的升温速率从室温升至350～400℃，恒温1.5～3h，降温至小于等于60℃后取出。9.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述浸胶/固化中的浸胶为：浸胶液选用聚酰亚胺水溶液，固含量为10～50wt％，浸胶的时间为10～30min；固化为：以2～5℃/min的升温速率从室温升至350～400℃，恒温1.5～3h，降温至小于等于60℃后取出；所述浸胶/固化重复1‑8次。10.权利要求6‑9任一项所述的方法制备的耐高温碳纤维纸蜂窝芯材，其特征在于，所述蜂窝芯材的孔格为正六边形，孔格边长为1.83‑3.67mm；所述蜂窝芯材密度为24～48kg/m3。2CN115948935A说明书1/8页一种耐高温碳纤维纸、蜂窝芯材及其制备方法技术领域[0001]本发明属于造纸工艺与非金属复合材料制备