[发明专利]碳纤维复合材料及制备方法及其制成的传送带连接件

说明书

本发明公开了一种耐磨耐高温耐氧化的碳纤维复合材料及至备方法以及由其制成的传送带连接件，制备方法，包括以下步骤：S1：制备纳米晶型SiO₂聚合物混合溶液；所述纳米晶型SiO₂聚合物混合溶液通过纳米晶型SiO₂、嵌段聚醚酰胺共聚物与有机溶剂三者混合而得；S2：将碳纤维浸渍于步骤S1得到的纳米晶型SiO₂聚合物混合溶液中，提拉抽出碳纤维。本发明的碳纤维复合材料将嵌段聚醚酰胺共聚物和纳米晶型SiO₂结合后，得到了优于两者本身的物理化学性质，产品的粘度、溶解度、分散性和熔沸点等都得到了改善。

技术领域

本发明涉及一种新材料，尤其涉及一种耐磨耐高温耐氧化的碳纤维复合材料及至备方法以及由其制成的传送带连接件。

背景技术

随着工业的发展和环保监督力度的加大，工厂产生的有机固体废盐逐年增加，高温焚烧是处理该类有机废盐的有效的途径。高温焚烧炉是现今使用最为频繁的环保设备，可用于处理生活垃圾，医疗废弃物，化工废料等。现有技术中焚烧炉处理有机物废盐产生了许多问题，比如，对于盐含量较高的固废，焚烧过程中盐无法燃烧，导致盐沉积堆积在焚烧炉中。传统焚烧温度在800-1000℃，无法实现充分燃烧，温度下降会产生高致癌的二噁英。因此现在有的工厂将焚烧炉温度提高到1000-1200℃并配有传送带装置可将沉积的盐不断输送出焚烧炉，提高效率。该类传送带装置采用陶瓷片，连接陶瓷片的连接件的金属材料无法耐受极高的温度，因此研发一种耐高温、耐磨型、耐氧化的陶瓷片链接材料是改善工艺过程的关键。

碳纤维类材料的合成及改性是研究的热门课题之一，该类材料在航空，生物，光电，环保等领域应用广泛，拥有巨大的经济价值。碳纤维替代金属材料有许多优势，碳纤维材料是一种具有高强度、高模量纤维的新型纤维材料，其特点是耐疲劳性好，热膨胀系数小且具有各向异性，耐腐蚀性好。使用碳纤维为陶瓷片链接材料较为理想，但是碳纤维本身还存在几点不足：(1)在高温有氧环境中容易被氧化使强度下降；(2)固体物与碳纤维长期接触容易被磨损。因此需要对碳纤维进行改性，改善其耐高温耐磨损性和耐氧化性。近年来，已经研发出了多种改性的碳纤维材料。SiO₂的是一种耐高温，耐氧化廉价易得的无机材料，中国专利文献CN 107663328A公开的一种SiO₂纳米球填充的碳纤维材料，具有一定的耐磨损性。中国专利文献CN 104499270B公开的一种SiO₂表面改性的碳纤维材料具有耐高温特性。但这类材料均采用了无定型的SiO₂材料，其耐磨损性不能进一步提高，且无形的SiO₂在高温中长期使用，会使晶型发生改变，影响材料微观结构，使机械性能下降。纳米晶型SiO₂是一种纳米尺寸的高结晶度的α-石英材料，其耐磨损性和稳定性比普通无定型SiO₂高。但是若以单纯的晶型SiO₂修饰碳纤维仍存在许多不足，其物理化学性质不能得到充分的发挥。

发明内容

本发明的目的是解决现有技术中存在的问题，提供一种新的碳纤维复合材料和制备方法以及由其制成的传动带连接件，其具有良好的耐磨耐高温耐氧化性能。

实现本发明目的的技术方案是碳纤维复合材料的制备方法，包括以下步骤：

S1：制备纳米晶型SiO₂聚合物混合溶液；所述纳米晶型SiO₂聚合物混合溶液通过纳米晶型SiO₂、嵌段聚醚酰胺共聚物与有机溶剂三者混合而得；

S2：将碳纤维浸渍于步骤S1得到的纳米晶型SiO₂聚合物混合溶液中，提拉抽出碳纤维。

具体来说，所述S1中制备纳米晶型SiO₂聚合物混合溶液的方法为：

S101：将嵌段聚醚酰胺共聚物、有机溶剂混合溶解，形成溶胶物；