碳纤维复合板材及其制备方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN113858720A(43)申请公布日2021.12.31(21)申请号202111159799.5B32B27/34(2006.01)(22)申请日2021.09.30B29C70/34(2006.01)B29C70/54(2006.01)(71)申请人深圳雷木新材料科技有限公司C08G18/66(2006.01)地址518000广东省深圳市龙岗区坪地街C08G18/48(2006.01)道坪东社区万益大厦909C08G18/32(2006.01)(72)发明人陈同亮C08J5/06(2006.01)(74)专利代理机构深圳市道勤知酷知识产权代C08L63/00(2006.01)理事务所(普通合伙)44439C08K9/02(2006.01)代理人何兵吕诗C08K7/06(2006.01)D01F9/22(2006.01)(51)Int.Cl.D01F9/17(2006.01)B32B9/00(2006.01)D01F11/12(2006.01)B32B9/02(2006.01)B29C39/02(2006.01)B32B27/02(2006.01)B29K27/18(2006.01)B32B27/12(2006.01)B32B27/40(2006.01)权利要求书2页说明书6页附图2页(54)发明名称碳纤维复合板材及其制备方法(57)摘要本发明公开了碳纤维复合板材及其制备方法，涉及板材领域，包括基层、缓冲层、增强碳纤维层，基层的上下两面均设置有缓冲层，缓冲层的外侧设置有增强碳纤维层；在三口烧瓶中加入聚乙二醇、催化剂和NaOH颗粒，用滴液漏斗将甲基环氧氯丙烷滴加至三口烧瓶中，得到中间体A；解决了碳纤维不易被树脂浸润及发生化学反应，因粘结性能差导致产品使用寿命短和抗冲击性差的问题；多羟基结构聚合甲苯二异氰酸酯，使得改性聚氨酯的大分子链数目增多、链段增长，大分子链和交联的网络结构形成类似于半互穿聚合物网络结构，物理交联结构增加，防止裂纹的产生和扩大，增强材料的抗冲击性能，从而达到了提升材料抗冲击性的目的。CN113858720ACN113858720A权利要求书1/2页1.碳纤维复合板材，包括基层（1）、缓冲层（2）、增强碳纤维层（3），其特征在于，所述基层（1）的上下两面均设置有缓冲层（2），所述缓冲层（2）的外侧设置有增强碳纤维层（3）；所述增强碳纤维层（3）由以下步骤制备得到：S1：将木质素和腈纶溶于二甲基亚砜中，在60‑70℃水浴中搅拌24‑26h，在60‑70℃烘箱中静置10‑12h，装入纺丝罐中进行纺丝，纺丝液在氮气压力下通过喷丝板进入60‑70℃的纯水凝固浴中，进入70‑80℃的水浴中洗涤、牵伸，进入110‑120℃的干燥热辊进行干燥，得到共混原丝；S2：将共混原丝从200‑210℃以1‑2℃/min的升温速率到250‑260℃，并停留0.5‑1h，在氮气气氛下以10‑15℃/min的速率从室温加热到700‑720℃，停留20‑30min，继续升温到1400‑1450℃，停留10‑20min，得到碳纤维；S3：将碳纤维置于60‑70℃的浓硝酸中超声处理2‑3h，用去离子水将碳纤维清洗至中性，再于80‑85℃真空下烘干至恒重，将碳纤维纺织成型，用丙酮稀释环氧树脂浓度为36‑38%，加入熔融的间苯二胺并搅拌混合均匀，用刷子正交涂刷到纺织成型的碳纤维的正反两面并铺展逐次叠层，铺4‑6层，置于平板模具之间固化、卸压脱模得到该增强碳纤维层（3）。2.根据权利要求1所述的碳纤维复合板材，其特征在于，所述基层（1）为芳纶纤维层。3.根据权利要求1所述的碳纤维复合板材，其特征在于，步骤S1中所述木质素、腈纶的用量比为20g：110g。4.根据权利要求1所述的碳纤维复合板材，其特征在于，步骤S3中所述浓硝酸的质量分数为65%，所述环氧树脂与碳纤维的质量比为4:6，所述间苯二胺的质量为环氧树脂质量的14%。5.根据权利要求1所述的碳纤维复合板材，其特征在于，所述缓冲层（2）的制备步骤如下：S51：在三口烧瓶中加入聚乙二醇、催化剂和总量一半的NaOH颗粒，搅拌均匀后预热到40‑50℃，用滴液漏斗将甲基环氧氯丙烷滴加至三口烧瓶中，调节温度至55‑60℃，将另一半的NaOH颗粒加入到三口烧瓶中，在55‑60℃下搅拌1.5‑3h，冷却至室温，抽滤，用硫酸调至中性，减压蒸馏，得到中间体A；S52：向中间体A中加入蒸馏水，加入浓硫酸，室温下水解3‑4h，用碳酸钠调至中性，在温度为90‑95℃、真空度为0.085‑0.090MPa下减压蒸馏、抽滤，得到中间体B；S53：在塑料杯内依次加入定量的1,4‑丁二醇、中间体B、甲苯二异氰酸酯，搅拌均匀后倒入聚四氟乙烯模具中并铺平，