[发明专利]一种H/T型中空板用改性碳碳复合材料及制备H/T型中空板的方法

说明书

本发明公开了一种H/T型中空板用改性碳碳复合材料及制备H/T型中空板的方法，涉及碳碳复合材料技术领域。该制备方法以网胎、单向布和/或双向布叠加针刺制得预制体，然后经过泡胶、热压固化、高温碳化、增密处理以及高温烧结，制得的改性碳碳复合材料H/T型中空板，外观平整度高，具有良好的拉伸性能、弯曲性能，且具有较高的密度；本发明还制备了一种环保型脱模剂，具有较低的摩擦因数，易于脱模，使制得的改性碳碳复合材料H/T型中空板具有较高的外观平整度。

技术领域

本发明属于碳碳复合材料技术领域，具体涉及一种H/T型中空板用改性碳碳复合材料及制备H/T型中空板的方法。

背景技术

碳碳复合材料是碳纤维增强的碳基复合材料，一般由有机高分子基体材料与高性能碳纤维增强材料经过特殊成型工艺复合而成的材料，具有耐高温、耐腐蚀、抗热震、可整体成型等一系列优异的性能。正是由于碳碳复合材料的这些特殊性能，使其在航空、航天领域得到了越来越广泛的应用，越来越成为一种十分重要的结构功能一体化材料，并且逐渐向民用、医学等领域扩展。

碳碳复合材料作为一种性能优异并且兼顾结构和功能性的材料，近些年随着技术的进步和成本的降低，碳碳复合材料逐渐地在民用领域得到大力发展。但是相对于传统的材料，碳碳复合材料的生产制造成本还是偏高，不利于其进一步的推广。现阶段，碳碳复合材料的需求日益旺盛，但是由于各种因素的影响，制约着碳碳复合材料的规模化生产，需要不断地进行工艺的优化，得到质量稳定和性能优异的碳碳复合材料制品。碳碳复合材料的增强体和基体均由碳元素所组成，但是因为碳元素所组成的材料在基本结构和性质上的多样性，致使碳碳复合材料在宏观性能上表现出差异性；碳碳复合材料经过这么多年的发展，到目前为止其在制备过程中的致密化工艺主要分为两类，一种是化学气相渗透法CVI（或化学气相沉积CVD），另外就是液相浸渍碳化法。本发明采用液相浸渍碳化法制备碳碳复合材料，并在制备过程中进一步对原料改性，提高碳碳复合材料的综合性能。

发明内容

本发明的目的在于提供一种H/T型中空板用改性碳碳复合材料及制备H/T型中空板的方法，该方法制备的改性碳碳复合材料H/T型中空板外观平整度高，具有良好的拉伸性能、抗弯强度，且具有较高的密度。

本发明为实现上述目的所采取的技术方案为：

一种改性碳碳复合材料H/T型中空板，包含由网胎、单向布和/或双向布叠加通过针刺作用制得的预制体、由胶黏剂碳化而得的碳化基体；上述单向布由单向连续碳纤维丝束组成；上述双向布由双向交织的连续碳纤维丝束组成；上述网胎由经梳理、铺网的改性短切碳纤维在针刺作用下组成；上述改性短切碳纤维由熊果酸改性而得。

本发明提供了一种改性碳碳复合材料H/T型中空板，将网胎、单向布和/或双向布交替叠加针刺，通过针刺纤维束，各纤维铺层彼此纠缠，紧密结合在一起，制得的预制体经泡胶、热压固化、高温碳化、增密处理以及高温烧结，制得的改性碳碳复合材料H/T型中空板，外观平整度高，具有良好的拉伸性能、抗弯强度，具有较高的密度；且在网胎制备过程中采用熊果酸对短切碳纤维进行改性，对复合材料进行结构增强，进一步提升了碳碳复合材料的性能，为制备新型高性能碳/碳复合材料奠定理论和实践基础。

优选地，上述改性短切碳纤维的长度为4-8cm。

优选地，上述单向布和单向布叠加时，相邻单向布的夹角包括0°-90°中的至少一种。

优选地，上述双向布中交织的碳纤维丝束的夹角包括0°-90°中的至少一种；更优选地，上述双向布中交织的碳纤维丝束的夹角为90°或45°。

优选地，上述预制体具体由网胎与双向布叠加通过针刺作用制得。

优选地，上述胶黏剂包括酚醛树脂。

本发明还公开了一种改性短切碳纤维的制备方法，包括：将短切碳纤维进行氧化处理后，加入熊果酸进行接枝改性，制得改性短切碳纤维。