本發(fā)明涉及碳纖維復(fù)合材料技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種應(yīng)用于新能源汽車方面的碳纖維復(fù)合材料及其制備方法。
背景技術(shù)：
碳纖維是一種含碳量在95％以上的高強(qiáng)度、高模量纖維的新型纖維材料。它是由片狀石墨微晶等有機(jī)纖維沿纖維軸向方向堆砌而成，經(jīng)碳化及石墨化處理而得到的微晶石墨材料。由于碳纖維具有高強(qiáng)度、低密度、高耐溫、耐水、耐腐蝕等優(yōu)點(diǎn)，可作為一種優(yōu)良的增強(qiáng)材料，將碳纖維添加至高聚物得到增強(qiáng)的高聚物復(fù)合材料，可以明顯提高高聚物的綜合性能。在新能源汽車領(lǐng)域，對于制作汽車的材料具有很高的要求，不僅需要保證整個(gè)車身具有很高的強(qiáng)度，也需要保證材料的抗拉強(qiáng)度、力學(xué)性能，現(xiàn)有的材料很難保證這些方面，為此我們提出了一種應(yīng)用于新能源汽車方面的碳纖維復(fù)合材料及其制備方法。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
基于背景技術(shù)存在的技術(shù)問題，本發(fā)明提出了一種應(yīng)用于新能源汽車方面的碳纖維復(fù)合材料及其制備方法。
本發(fā)明提出的一種應(yīng)用于新能源汽車方面的碳纖維復(fù)合材料，包括以下重量份的原料：碳纖維30-44份、聚苯硫醚20-40份、抗氧劑1-5份、環(huán)氧樹脂20-40份、氧化石墨烯5-12份、焦炭粉3-9份、聚丙烯14-26份、滑石粉2-8份、氧化硅6-12份、固化劑1-4份、玻璃纖維3-10份、偶聯(lián)劑4-11份。
優(yōu)選地，包括以下重量份的原料：碳纖維35-39份、聚苯硫醚25-35份、抗氧劑2-4份、環(huán)氧樹脂25-35份、氧化石墨烯7-10份、焦炭粉5-7份、聚丙烯17-23份、滑石粉3-7份、氧化硅8-10份、固化劑2-3份、玻璃纖維5-8份、偶聯(lián)劑6-9份。
優(yōu)選地，包括以下重量份的原料：碳纖維37份、聚苯硫醚30份、抗氧劑3份、環(huán)氧樹脂30份、氧化石墨烯8份、焦炭粉6份、聚丙烯20份、滑石粉5份、氧化硅9份、固化劑2.5份、玻璃纖維7份、偶聯(lián)劑7份。
優(yōu)選地，所述碳纖維、聚苯硫醚、抗氧劑的重量比為35-39：25-35：2-4。
優(yōu)選地，所述環(huán)氧樹脂、氧化石墨烯、焦炭粉的重量比為25-35：7-10：5-7。
優(yōu)選地，所述固化劑采用甲基四氫苯酐。
本發(fā)明還提出了一種應(yīng)用于新能源汽車方面的碳纖維復(fù)合材料制備方法，包括以下步驟：
S1，按照份量配比稱取氧化石墨烯、焦炭粉，將氧化石墨烯超聲分散10-20min后與焦炭粉一起放入反應(yīng)釜中，充分?jǐn)嚢?0-40min，干燥后得到混合物A；
S2，按照份量配比稱取碳纖維、聚苯硫醚、抗氧劑、環(huán)氧樹脂、聚丙烯、滑石粉、氧化硅、固化劑、玻璃纖維、偶聯(lián)劑，將上述原料依次放入混煉機(jī)中，充分混合30-50min，得到混合物B；
S3，將混合物A和混合物B混合在一起，并送入雙螺桿擠出機(jī)中，雙螺桿擠出機(jī)從喂料口到模頭各區(qū)的溫度控制在150-220℃范圍內(nèi)，經(jīng)過熔融擠出即可得到一種應(yīng)用于新能源汽車方面的碳纖維復(fù)合材料。
優(yōu)選地，所述S1中，按照份量配比稱取氧化石墨烯、焦炭粉，將氧化石墨烯超聲分散15min后與焦炭粉一起放入反應(yīng)釜中，充分?jǐn)嚢?0min，再放入烘箱中進(jìn)行干燥，干燥后得到混合物A。
優(yōu)選地，所述S3中，雙螺桿擠出機(jī)的螺桿轉(zhuǎn)速為90-220rpm。
本發(fā)明中，石墨烯具有非常優(yōu)異的物理性能和機(jī)械性能，先將氧化石墨烯超聲分散，提高其后續(xù)的反應(yīng)作用，將氧化石墨烯與焦炭粉先進(jìn)性混合，再將碳纖維、聚苯硫醚、抗氧劑、環(huán)氧樹脂、聚丙烯、滑石粉、氧化硅、固化劑、玻璃纖維、偶聯(lián)劑混合在一起，保證了碳纖維復(fù)合材料的基礎(chǔ)性能，并經(jīng)過雙螺桿擠出機(jī)的熔融擠出制得，工藝簡單，本發(fā)明的碳纖維復(fù)合材料強(qiáng)度高，具有很高的拉伸強(qiáng)度，能滿足新能源汽車的各種高要求，能夠廣泛應(yīng)用在新能源汽車方面。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合具體實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步解說。
實(shí)施例一
本發(fā)明提出的一種應(yīng)用于新能源汽車方面的碳纖維復(fù)合材料，包括以下重量份的原料：碳纖維30份、聚苯硫醚20份、抗氧劑1份、環(huán)氧樹脂20份、氧化石墨烯5份、焦炭粉3份、聚丙烯14份、滑石粉2份、氧化硅6份、固化劑1份、玻璃纖維3份、偶聯(lián)劑4份。
本發(fā)明還提出了一種應(yīng)用于新能源汽車方面的碳纖維復(fù)合材料制備方法，包括以下步驟：
S1，按照份量配比稱取氧化石墨烯、焦炭粉，將氧化石墨烯超聲分散10min后與焦炭粉一起放入反應(yīng)釜中，充分?jǐn)嚢?0min，干燥后得到混合物A；
S2，按照份量配比稱取碳纖維、聚苯硫醚、抗氧劑、環(huán)氧樹脂、聚丙烯、滑石粉、氧化硅、固化劑、玻璃纖維、偶聯(lián)劑，將上述原料依次放入混煉機(jī)中，充分混合30min，得到混合物B；
S3，將混合物A和混合物B混合在一起，并送入雙螺桿擠出機(jī)中，雙螺桿擠出機(jī)從喂料口到模頭各區(qū)的溫度控制在160-210℃范圍內(nèi)，經(jīng)過熔融擠出即可得到一種應(yīng)用于新能源汽車方面的碳纖維復(fù)合材料。
實(shí)施例二
本發(fā)明提出的一種應(yīng)用于新能源汽車方面的碳纖維復(fù)合材料，包括以下重量份的原料：碳纖維35份、聚苯硫醚25份、抗氧劑2份、環(huán)氧樹脂25份、氧化石墨烯7份、焦炭粉5份、聚丙烯17份、滑石粉3份、氧化硅8份、固化劑2份、玻璃纖維5份、偶聯(lián)劑6份。
本發(fā)明還提出了一種應(yīng)用于新能源汽車方面的碳纖維復(fù)合材料制備方法，包括以下步驟：
S1，按照份量配比稱取氧化石墨烯、焦炭粉，將氧化石墨烯超聲分散12min后與焦炭粉一起放入反應(yīng)釜中，充分?jǐn)嚢?5min，干燥后得到混合物A；
S2，按照份量配比稱取碳纖維、聚苯硫醚、抗氧劑、環(huán)氧樹脂、聚丙烯、滑石粉、氧化硅、固化劑、玻璃纖維、偶聯(lián)劑，將上述原料依次放入混煉機(jī)中，充分混合35min，得到混合物B；
S3，將混合物A和混合物B混合在一起，并送入雙螺桿擠出機(jī)中，雙螺桿擠出機(jī)從喂料口到模頭各區(qū)的溫度控制在170-220℃范圍內(nèi)，經(jīng)過熔融擠出即可得到一種應(yīng)用于新能源汽車方面的碳纖維復(fù)合材料。
實(shí)施例三
本發(fā)明提出的一種應(yīng)用于新能源汽車方面的碳纖維復(fù)合材料，包括以下重量份的原料：碳纖維37份、聚苯硫醚30份、抗氧劑3份、環(huán)氧樹脂30份、氧化石墨烯8份、焦炭粉6份、聚丙烯20份、滑石粉5份、氧化硅9份、固化劑2.5份、玻璃纖維7份、偶聯(lián)劑7份。
本發(fā)明還提出了一種應(yīng)用于新能源汽車方面的碳纖維復(fù)合材料制備方法，包括以下步驟：
S1，按照份量配比稱取氧化石墨烯、焦炭粉，將氧化石墨烯超聲分散15min后與焦炭粉一起放入反應(yīng)釜中，充分?jǐn)嚢?0-40min，干燥后得到混合物A；
S2，按照份量配比稱取碳纖維、聚苯硫醚、抗氧劑、環(huán)氧樹脂、聚丙烯、滑石粉、氧化硅、固化劑、玻璃纖維、偶聯(lián)劑，將上述原料依次放入混煉機(jī)中，充分混合40min，得到混合物B；
S3，將混合物A和混合物B混合在一起，并送入雙螺桿擠出機(jī)中，雙螺桿擠出機(jī)從喂料口到模頭各區(qū)的溫度控制在180-220℃范圍內(nèi)，經(jīng)過熔融擠出即可得到一種應(yīng)用于新能源汽車方面的碳纖維復(fù)合材料。
實(shí)施例四
本發(fā)明提出的一種應(yīng)用于新能源汽車方面的碳纖維復(fù)合材料，包括以下重量份的原料：碳纖維44份、聚苯硫醚40份、抗氧劑5份、環(huán)氧樹脂40份、氧化石墨烯12份、焦炭粉9份、聚丙烯26份、滑石粉8份、氧化硅12份、固化劑4份、玻璃纖維10份、偶聯(lián)劑11份。
本發(fā)明還提出了一種應(yīng)用于新能源汽車方面的碳纖維復(fù)合材料制備方法，包括以下步驟：
S1，按照份量配比稱取氧化石墨烯、焦炭粉，將氧化石墨烯超聲分散18min后與焦炭粉一起放入反應(yīng)釜中，充分?jǐn)嚢?5min，干燥后得到混合物A；
S2，按照份量配比稱取碳纖維、聚苯硫醚、抗氧劑、環(huán)氧樹脂、聚丙烯、滑石粉、氧化硅、固化劑、玻璃纖維、偶聯(lián)劑，將上述原料依次放入混煉機(jī)中，充分混合45min，得到混合物B；
S3，將混合物A和混合物B混合在一起，并送入雙螺桿擠出機(jī)中，雙螺桿擠出機(jī)從喂料口到模頭各區(qū)的溫度控制在150-200℃范圍內(nèi)，經(jīng)過熔融擠出即可得到一種應(yīng)用于新能源汽車方面的碳纖維復(fù)合材料。
實(shí)施例五
本發(fā)明提出的一種應(yīng)用于新能源汽車方面的碳纖維復(fù)合材料，包括以下重量份的原料：碳纖維39份、聚苯硫醚35份、抗氧劑4份、環(huán)氧樹脂35份、氧化石墨烯10份、焦炭粉7份、聚丙烯23份、滑石粉7份、氧化硅10份、固化劑3份、玻璃纖維8份、偶聯(lián)劑9份。
本發(fā)明還提出了一種應(yīng)用于新能源汽車方面的碳纖維復(fù)合材料制備方法，包括以下步驟：
S1，按照份量配比稱取氧化石墨烯、焦炭粉，將氧化石墨烯超聲分散20min后與焦炭粉一起放入反應(yīng)釜中，充分?jǐn)嚢?0min，干燥后得到混合物A；
S2，按照份量配比稱取碳纖維、聚苯硫醚、抗氧劑、環(huán)氧樹脂、聚丙烯、滑石粉、氧化硅、固化劑、玻璃纖維、偶聯(lián)劑，將上述原料依次放入混煉機(jī)中，充分混合50min，得到混合物B；
S3，將混合物A和混合物B混合在一起，并送入雙螺桿擠出機(jī)中，雙螺桿擠出機(jī)從喂料口到模頭各區(qū)的溫度控制在160-220℃范圍內(nèi)，經(jīng)過熔融擠出即可得到一種應(yīng)用于新能源汽車方面的碳纖維復(fù)合材料。
將實(shí)施例1-5制得的碳纖維復(fù)合材料進(jìn)行拉伸強(qiáng)度、彎曲強(qiáng)度、最大彎曲模量和缺口沖擊強(qiáng)度的測試，測試結(jié)果如下表：
由上表可知，本發(fā)明制得的碳纖維復(fù)合材料拉伸強(qiáng)度不低于51MPa，彎曲強(qiáng)度不低于68MPa，彎曲模量不低于2760MPa，缺口沖擊強(qiáng)度不低于10.4kJ/m2，具有較高的綜合力學(xué)性能，能滿足新能源汽車的各種高要求。
以上所述，僅為本發(fā)明較佳的具體實(shí)施方式，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)方案及其發(fā)明構(gòu)思加以等同替換或改變，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。