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专利摘要

本发明提供了一种耐磨碳纤维复合材料及其制备方法，该复合材料由包括如下组分的原料制备得到：树脂基体80‑100份，改性碳纤维5‑15份，改性SiO2纳米颗粒3‑5份，润滑剂0.5‑3份，抗氧剂1‑3份，相容剂2‑4份；其中，树脂基体包括重量比为（6‑8）:（3‑5）:（1‑2）的环氧树脂、尼龙66和聚甲醛超细粉。本发明制备的耐磨碳纤维复合材料的综合性能良好，不仅耐磨，具有高强度、高模量等优异性能。 ......

基本信息

专利类型:
发明专利
申请/专利号:
CN202410780414.4
申请日期:
2024-06-18
专利申请人:
分类号:
["C08L63/00","C08K3/22","C08K3/36","C08K7/06","C08K7/10","C08K9/02","C08K9/06","C08L51/06","C08L59/02","C08L77/06"]
发明/设计人:
韩宇，张毅，季宝锋，刘千
权利要求: 1.一种耐磨碳纤维复合材料，其特征在于：该复合材料由包括如下组分的原料制备得到：树脂基体 80-100份，改性碳纤维 5-15份，改性SiO2纳米颗粒 3-5份，润滑剂 0.5-3份，抗氧剂 1-3份，相容剂 2-4份；其中，树脂基体包括重量比为（6-8）:（3-5）:（1-2）的环氧树脂、尼龙66和聚甲醛超细粉。2.根据权利要求1所述的耐磨碳纤维复合材料，其特征在于：环氧树脂为双酚F型环氧树脂，聚甲醛超细粉的粒径为50nm-100nm。3.根据权利要求1所述的耐磨碳纤维复合材料，其特征在于：改性碳纤维为短切碳纤维上原位生长SiC纳米线，短切碳纤维的长度为100-150mm，直径为10-20μm。4.根据权利要求1所述的耐磨碳纤维复合材料，其特征在于：改性SiO2纳米颗粒的制备方法为：将质量比为1：（0.05-0.3）的SiO2纳米颗粒和氧化镧纳米颗粒依次加入硅烷偶联剂中搅拌均匀备用。5.根据权利要求4所述的耐磨碳纤维复合材料，其特征在于：SiO2纳米颗粒的平均粒径为10-15nm，氧化镧纳米颗粒的平均粒径为5-10nm。6.根据权利要求1所述的耐磨碳纤维复合材料，其特征在于：润滑剂为石蜡、硅酮、甲基硅油中的一种或多种。7.根据权利要求1所述的耐磨碳纤维复合材料，其特征在于：抗氧剂为重量比为（2-3）：1的抗氧剂AO-80和抗氧剂618的混合物。8.根据权利要求1所述的耐磨碳纤维复合材料，其特征在于：相容剂为马来酸酐接枝聚丙烯pp-g-MAH。9.一种如权利要求1-8任一项所述的耐磨碳纤维复合材料的制备方法，其特征在于：该方法包括如下步骤：1）在短切碳纤维上原位生长SiC纳米线，得到改性碳纤维；2）按比例将SiO2纳米颗粒和氧化镧纳米颗粒依次加入硅烷偶联剂中搅拌均匀得到改性SiO2纳米颗粒备用；3）按比例将树脂基体、润滑剂、抗氧剂、相容剂混合并搅拌均匀，得到混合料；4）将改性碳纤维、改性SiO2纳米颗粒、混合料加入双螺杆挤出机中，经双螺杆挤出机在260-330℃下经熔融剪切、混炼、挤出造粒即得到耐磨碳纤维复合材料。10.根据权利要求9所述的耐磨碳纤维复合材料的制备方法，其特征在于：步骤1）的具体步骤为：1.1）将预处理的短切碳纤维浸泡在0.08mol/L的Ni(NO3)2催化剂溶液中，之后取出烘干备用；1.2）将负载有金属盐催化剂的碳纤维置于管式炉中，以Si、SiO2为硅源，以石墨为碳源，在1150-1230℃的Ar气氛下保温3-6h。