[发明专利]一种玻璃纤维复配碳纤维制备导电毡的方法

说明书

本发明提供了一种玻璃纤维复配碳纤维制备导电毡的方法，首先利用分散剂在高速分散的条件下，将碳纤维和玻璃纤维稳定分散在水体系中，形成复合纤维的悬浮液，然后将一定比例的胶粘剂加入悬浮液中不断搅拌，经过湿法成型及真空下脱水，最后将湿毡在烘板中干燥得到复合导电毡。通过此工艺制备的导电材料机械强度高、耐腐蚀、导电性能可控，可应用于航空航天、面状发热、电磁屏蔽等领域。

技术领域

本发明涉及复合导电材料领域，特别涉及一种玻璃纤维复配碳纤维制备导电毡的方法。

背景技术

碳纤维是含碳量高于90％的无机高分子纤维。碳纤维材料又被称为碳纤维原料及碳化纤维，泛指一些以碳纤维编织或多层复合而成的材料。碳纤维具有一般碳素材料的特性，如耐高温、耐摩擦、导电、导热及耐腐蚀等，但与一般碳素材料不同的是，其外形有显著的各向异性、柔软，可加工成各种织物，沿纤维轴方向表现出很高的强度。碳纤维的其它特性包括高度的Ｘ射线穿透性、较高的抗化学、抗热和抗低温能力。

碳纤维作为一种优良的复合材料增强体，除了高比强度、高比模量等优秀的力学性能外，还表现出良好的导电导热、耐腐蚀、耐磨损等优异特性。近年来，碳纤维在航空航天、汽车、船舶、高端体育用品、建筑、家装等领域得到了越来越广泛的应用，促进了结构及功能一体化复合材料的发展及应用。

玻璃纤维是无机非金属材料家族中具有优异性能的纤维状材料，尤其是相对于透明、脆性的块状玻璃，其力学性能得到明显的提高，一般为块状玻璃的10-20 倍。玻璃纤维主要成分为氧化铝、氧化钙、氧化硅等氧化物，以氧化硅等无机物或废旧玻璃球为原料，玻璃原料在超过1000℃的高温状态下经熔融、拉丝、上油、集束、烘干等工艺制备而成，每束玻璃纤维原丝都是有数百、数千的纤维单丝集束而成。玻璃纤维的单丝直径由3微米至30 微米不等；除具有优良的力学性能，玻璃纤维还具有耐高温、电绝缘、耐腐蚀、吸湿低、抗氧化、伸长小等一系列优于其他人造高分子纤维的性能，从而使玻璃纤维得以非常广泛的应用在国民经济中的各个领域，如能源、化工、冶金、交通、电子、电气、航空等领域。

发明内容

基于现有技术的缺陷，本发明提供了一种碳纤维/玻璃纤维复合导电毡的制备方法，该方法制备的导电材料具有机械强度好、模量高、导电性佳，且电阻可控的特点。

为了实现上述目的，本发明的技术方案为：

一种碳纤维与玻璃纤维复配制备导电材料，通过加入分散剂使用高速分散的方式将碳纤维与玻璃纤维稳定分散在水体系中，通过湿法成型、烘板干燥后获得复合导电毡。

一种玻璃纤维复配碳纤维制备导电毡的方法，包括以下步骤：

(1)复合纤维悬浮液制备

将碳纤维与玻璃纤维按照一定比例混合加入到水中，然后在水中加入分散剂，通过高速分散机将纤维疏解并稳定分散在水体系中，得到复合纤维悬浮液。

(2)混合浆料的制备

按一定比例将配制好胶黏剂和增强剂加到制备好的纤维悬浮液中，通过不断搅拌消除共混纤维浆料中的絮团，使纤维均匀的分散并不快速沉降。

(3)脱水成形

将混合浆料加入到成型器中，搅拌均匀后稀释，然后经过真空条件下脱水，最后将成型后的湿纸幅转移到干燥板上烘干，获得一种玻璃纤维与碳纤维复合的导电毡。

优选的，步骤（1）所述的纤维原料为聚丙烯腈短切碳纤维和玻璃纤维。

进一步优选的，所述碳纤维单丝的长度为6mm；玻璃纤维单丝的直径为15μm。

优选的，步骤（1）所述的分散剂为阴离子聚丙烯酰胺、吐温-80、羧甲基纤维素钠中的一种、两种或三种组成。

优选的，步骤（1）所述的纤维分散均匀方法为高速分散。