[发明专利]碳纤维纸坯、超薄碳纤维纸的制备方法和设备

权利要求书

1.一种碳纤维纸坯的制备方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：

步骤（S1）采用碳纳米材料微粉、碳纤维和热塑性树脂粉进行配料得到碳纤维纸配料；具体包括：

步骤（S11）将热塑性树脂粉和碳纳米材料微粉进行共混后，将共混后的材料挤出形成线材，将线材进行切割磨粉；将该粉多次重复进行双螺杆挤出并切割磨粉形成纳米改性树脂粉；

步骤（S12）对碳纤维进行短切，对短切碳纤维进行开松，将所述短切碳纤维分散为单根的碳纤维状态；

步骤（S13）将所述经分散后的短切碳纤维与所述纳米改性树脂粉进行混合配料得到所述碳纤维纸配料；以及

步骤（S2）基于所述碳纤维纸配料结合干法喷射和热压工艺制备碳纤维纸坯。

2.根据权利要求1所述的碳纤维纸坯的制备方法，其特征在于，步骤（S11）中所述碳纳米材料微粉和热塑性树脂粉共混比例为1:1~1:5，所述碳纳米材料微粉为石墨烯、碳纳米管、碳纳米球中的一种、两种或者几种的组合；所述热塑性树脂粉包括聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯。

3.根据权利要求1所述的碳纤维纸坯的制备方法，其特征在于，步骤（S11）中所述纳米改性树脂粉的粒径在300~2000目。

4.根据权利要求1所述的碳纤维纸坯的制备方法，其特征在于，步骤（S12）所述短切碳纤维长度为5~100mm。

5.根据权利要求1所述的碳纤维纸坯的制备方法，其特征在于，所述短切碳纤维包括第一长度的短切碳纤维、第二长度的短切碳纤维，以及第三长度的短切碳纤维。

6.根据权利要求1所述的碳纤维纸坯的制备方法，其特征在于，步骤（S13）中所述纳米改性树脂粉和所述经分散后的短切碳纤维的混合比例为1:1~1:4。

7.根据权利要求1所述的碳纤维纸坯的制备方法，其特征在于，步骤（S2）包括如下步骤：

步骤（S21）将所述碳纤维纸配料在高压下喷射到加热底网上；

步骤（S22）将表面覆盖所述碳纤维纸配料的加热底网加热加压后成型形成所述碳纤维纸坯。

8.制备碳纤维纸坯的设备，用于权利要求1至7中任意一项所述的碳纤维纸坯的制备方法，其特征在于，包括

共混装置，配置为将引入的热塑性树脂粉和碳纳米材料微粉进行共混；

挤出机，配置为将送入的所述共混后的热塑性树脂粉和碳纳米材料微粉进行挤出形成线材；

切割磨粉装置，配合为将所述线材进行切割磨粉最终形成纳米改性树脂粉；

短切机，配置为对送入的碳纤维进行短切形成至少具有第一长度的短切碳纤维；

双辊纤维开松机，配置为将送入的所述短切碳纤维进行开松；

辊筒，配置为高速回转以利用空气为分散介质将送入的所述经开松的短切碳纤维分散为单根纤维状态；

混纤机，配置为将由气流输纤机送入的经分散的短切碳纤维和所述纳米改性树脂粉通过气流进行混合配料；

高压喷射机，配置为将引入的所述混合配料在高压下喷射到加热底网上从而使得所述加热底网表面覆盖碳纤维和纳米改性树脂粉的混合配料；以及

热压机，配置为对覆盖有所述混合配料的所述加热底网加热加压后成型形成所述碳纤维纸坯。

9.根据权利要求8所述的制备碳纤维纸坯的设备，其特征在于，还包括输送装置，用于将所述经切割磨粉的线材送回所述挤出机以重新对其进行挤出形成线材。

10.根据权利要求8所述的制备碳纤维纸坯的设备，其特征在于，所述挤出机是双螺杆挤出机。