[0025] 以下是本发明的具体实施例,并结合附图说明对本发明的技术方案作进一步的描述,但本发明并不限于这些实施例。
[0026] 实施例1:
[0027] 称取碳纤维丝束(T300,12K)50克,来回折叠成30厘米长的大丝束并用碳纤维丝束的一端扎紧置于管式炉进行热处理。首先,1小时升温至275℃并保温1h。然后,往管式炉里通高纯氮气,5h升温至800℃并保温1h,之后自然降温至室温,最后将碳纤维丝束剪切成3mm的短切碳纤维纤维。
[0028] 称取上述所得短切碳纤维5克加到10克水含量为50%的水性环氧树脂中,高速搅拌下混合均匀后,加入2克环氧树脂固化剂四乙烯五胺,并搅拌均匀,得到混合物料。
[0029] 利用液氮将混合物料冷冻后,放入-15℃的冷冻干燥箱冷冻干燥168h,得到混合物料粉末。
[0030] 然后室温下将冷冻干燥得到的混合物料粉末柔成团,置于聚四氟乙烯模具中,于70℃预固化0.5h后,100℃再固化2h,冷却至室温取出,获得导电碳纤维/水性环氧树脂复合泡沫材料。
[0031] 图1是获得的碳纤维/水性环氧树脂复合泡沫材料产品图,从图1可知,制备得到的复合泡沫材料孔径为400μm~1mm,大小均匀。
[0032] 图2是获得的碳纤维/水性环氧树脂复合泡沫材料通电后的红外热成像图,从图2可知,复合泡沫材料通电后泡沫材料开始发热,电阻率为0.80Ω·cm。
[0033] 实施例2:
[0034] 称取碳纤维丝束(T300,12K)50克,来回折叠成30厘米长的大丝束并用碳纤维丝束的一端扎紧置于管式炉进行热处理。首先,1小时内升温至275℃并保温1h。然后往管式炉里通高纯氮气,在5h内升温至800℃并保温1h,之后自然降温至室温,最后将碳纤维丝束剪切成6mm的短切碳纤维。
[0035] 称取上述所得短切碳纤维5克加到10克水含量为50%的水性环氧树脂中,高速搅拌下混合均匀后,加入2克环氧树脂固化剂四乙烯五胺,并搅拌均匀。
[0036] 利用液氮将混合物料冷冻后,放入-15℃的冷冻干燥箱冷冻干燥160h,得到混合物料粉末。
[0037] 然后室温下将冷冻干燥得到的混合物料粉末柔成团,置于聚四氟乙烯模具中,于70℃预固化0.5h后,100℃再固化2h,冷却至室温取出,获得导电碳纤维/水性环氧树脂复合泡沫材料,复合泡沫材料孔径为400μm~1mm,电阻率为0.81Ω·cm。
[0038] 实施例3:
[0039] 称取碳纤维丝束(T300,12K)50克,来回折叠成30厘米长的大丝束并用碳纤维丝束的一端扎紧置于管式炉进行热处理。首先,1小时内升温至275℃并保温1h。然后往管式炉里通高纯氮气,在5h内升温至800℃并保温1h,之后自然降温至室温,最后将碳纤维丝束剪切成5mm的短切碳纤维。
[0040] 称取上述所得短切碳纤维5克加到9克水含量为55%的水性环氧树脂中,高速搅拌下混合均匀后,加入2克环氧树脂固化剂四乙烯五胺,并搅拌均匀。
[0041] 利用液氮将混合物料冷冻后,放入-15℃的冷冻干燥箱冷冻干燥168h,得到混合物料粉末。
[0042] 然后室温下将冷冻干燥得到的混合物料粉末柔成团,置于聚四氟乙烯模具中,于70℃预固化0.5h后,100℃再固化2h,冷却至室温取出,获得导电碳纤维/水性环氧树脂复合泡沫材料,复合泡沫材料孔径为400μm~1mm,电阻率为0.79Ω·cm。
[0043] 实施例4:
[0044] 称取碳纤维丝束(T300,12K)50克,来回折叠成30厘米长的大丝束并用碳纤维丝束的一端扎紧置于管式炉进行热处理。首先,1小时内升温至275℃并保温1h。然后往管式炉里通高纯氮气,在5h内升温至800℃并保温1h,之后自然降温至室温,最后将碳纤维丝束剪切成4mm的短切碳纤维。
[0045] 称取上述所得短切碳纤维5克加到9克水含量为40%的水性环氧树脂中,高速搅拌下混合均匀后,加入2克环氧树脂固化剂四乙烯五胺,并搅拌均匀。
[0046] 利用液氮将混合物料冷冻后,放入-15℃的冷冻干燥箱冷冻干燥165h,得到混合物料粉末。
[0047] 然后室温下将冷冻干燥得到的混合物料粉末柔成团,置于聚四氟乙烯模具中,于70℃预固化0.5h后,100℃再固化2h,冷却至室温取出,获得导电碳纤维/水性环氧树脂复合泡沫材料,复合泡沫材料孔径为400μm~1mm,电阻率为0.78Ω·cm。
[0048] 实施例5:
[0049] 称取碳纤维丝束(T300,12K)50克,来回折叠成30厘米长的大丝束并用碳纤维丝束的一端扎紧置于管式炉进行热处理。首先,1小时内升温至275℃并保温1h。然后往管式炉里通高纯氮气,在5h内升温至800℃并保温1h,之后自然降温至室温,最后将碳纤维丝束剪切成5mm的短切碳纤维。
[0050] 称取上述所得短切碳纤维5克加到8克水含量为60%的水性环氧树脂中,高速搅拌下混合均匀后,加入2克环氧树脂固化剂四乙烯五胺,并搅拌均匀。
[0051] 利用液氮将混合物料冷冻后,放入-15℃的冷冻干燥箱冷冻干燥170h,得到混合物料粉末。
[0052] 然后室温下将冷冻干燥得到的混合物料粉末柔成团,置于聚四氟乙烯模具中,于70℃预固化0.5h后,100℃再固化2h,冷却至室温取出,获得导电碳纤维/水性环氧树脂复合泡沫材料,复合泡沫材料孔径为400μm~1mm,电阻率为0.81Ω·cm。
[0053] 实施例6:
[0054] 称取碳纤维丝束(T300,12K)50克,来回折叠成30厘米长的大丝束并用碳纤维丝束的一端扎紧置于管式炉进行热处理。首先,1小时内升温至275℃并保温1h。然后往管式炉里通高纯氮气,在5h内升温至800℃并保温1h,之后自然降温至室温,最后将碳纤维丝束剪切成5mm的短切碳纤维。
[0055] 称取上述所得短切碳纤维4克加到8克水含量为40%的水性环氧树脂中,高速搅拌下混合均匀后,加入2克环氧树脂固化剂四乙烯五胺,并搅拌均匀。
[0056] 利用液氮将混合物料冷冻后,放入-10℃的冷冻干燥箱冷冻干燥165h,得到混合物料粉末。
[0057] 然后室温下将冷冻干燥得到的混合物料粉末柔成团,置于聚四氟乙烯模具中,于70℃预固化0.5h后,100℃再固化2h,冷却至室温取出,获得导电碳纤维/水性环氧树脂复合泡沫材料,复合泡沫材料孔径为400μm~1mm,电阻率为0.80Ω·cm。
[0058] 实施例7:
[0059] 称取碳纤维丝束(T300,12K)50克,来回折叠成30厘米长的大丝束并用碳纤维丝束的一端扎紧置于管式炉进行热处理。首先,1小时内升温至275℃并保温1h。然后往管式炉里通高纯氮气,在5h内升温至800℃并保温1h,之后自然降温至室温,最后将碳纤维丝束剪切成6mm的短切碳纤维。
[0060] 称取上述所得短切碳纤维3克加到8克水含量为50%的水性环氧树脂中,高速搅拌下混合均匀后,加入2克环氧树脂固化剂四乙烯五胺,并搅拌均匀。
[0061] 利用液氮将混合物料冷冻后,放入-20℃的冷冻干燥箱冷冻干燥168h,得到混合物料粉末。
[0062] 然后室温下将冷冻干燥得到的混合物料粉末柔成团,置于聚四氟乙烯模具中,于70℃预固化0.5h后,100℃再固化2h,冷却至室温取出,获得导电碳纤维/水性环氧树脂复合泡沫材料,复合泡沫材料孔径为400μm~1mm,电阻率为0.82Ω·cm。
[0063] 实施例8:
[0064] 称取碳纤维丝束(T300,12K)50克,来回折叠成30厘米长的大丝束并用碳纤维丝束的一端扎紧置于管式炉进行热处理。首先,1小时内升温至275℃并保温1h。然后往管式炉里通高纯氮气,在5h内升温至800℃并保温1h,之后自然降温至室温,最后将碳纤维丝束剪切成5mm的短切碳纤维。
[0065] 称取上述所得短切碳纤维1克加到8克水含量为50%的水性环氧树脂中,高速搅拌下混合均匀后,加入2克环氧树脂固化剂四乙烯五胺,并搅拌均匀。
[0066] 利用液氮将混合物料冷冻后,放入-20℃的冷冻干燥箱冷冻干燥175h,得到混合物料粉末。
[0067] 然后室温下将冷冻干燥得到的混合物料粉末柔成团,置于聚四氟乙烯模具中,于70℃预固化0.5h后,100℃再固化2h,冷却至室温取出,获得导电碳纤维/水性环氧树脂复合泡沫材料,复合泡沫材料孔径为400μm~1mm,电阻率为0.79Ω·cm。
[0068] 实施例9:
[0069] 称取碳纤维丝束(T300,12K)50克,来回折叠成30厘米长的大丝束并用碳纤维丝束的一端扎紧置于管式炉进行热处理。首先,1小时内升温至275℃并保温1h。然后往管式炉里通高纯氮气,在5h内升温至800℃并保温1h,之后自然降温至室温,最后将碳纤维丝束剪切成5mm的短切碳纤维。
[0070] 称取上述所得短切碳纤维1克加到10克水含量为50%的水性环氧树脂中,高速搅拌下混合均匀后,加入2克环氧树脂固化剂四乙烯五胺,并搅拌均匀。
[0071] 利用液氮将混合物料冷冻后,放入-15℃的冷冻干燥箱冷冻干燥170h,得到混合物料粉末。
[0072] 然后室温下将冷冻干燥得到的混合物料粉末柔成团,置于聚四氟乙烯模具中,于70℃预固化0.5h后,100℃再固化2h,冷却至室温取出,获得导电碳纤维/水性环氧树脂复合泡沫材料,复合泡沫材料孔径为400μm~1mm,电阻率为0.82Ω·cm。
[0073] 实施例10:
[0074] 称取碳纤维丝束(T300,12K)50克,来回折叠成30厘米长的大丝束并用碳纤维丝束的一端扎紧置于管式炉进行热处理。首先,1小时内升温至275℃并保温1h。然后往管式炉里通高纯氮气,在5h内升温至800℃并保温1h,之后自然降温至室温,最后将碳纤维丝束剪切成5mm的短切碳纤维。
[0075] 称取上述所得短切碳纤维5克加到10克水含量为50%的水性环氧树脂中,高速搅拌下混合均匀后,加入2克环氧树脂固化剂四乙烯五胺,并搅拌均匀。
[0076] 利用液氮将混合物料冷冻后,放入-15℃的冷冻干燥箱冷冻干燥170h,得到混合物料粉末。
[0077] 然后室温下将冷冻干燥得到的混合物料粉末柔成团,置于聚四氟乙烯模具中,于70℃预固化0.5h后,100℃再固化2h,冷却至室温取出,获得导电碳纤维/水性环氧树脂复合泡沫材料,复合泡沫材料孔径为400μm~1mm,电阻率为0.75Ω·cm。
[0078] 对比例1:
[0079] 对比例1与实施例1的区别仅在于,对比例1的碳纤维没有经过热处理除上浆剂,获得的导电碳纤维/水性环氧树脂复合泡沫材料的孔径为600μm~1.2mm,电阻率为1.13Ω·cm。
[0080] 对比例2:
[0081] 对比例2与实施例1的区别仅在于,对比例2的碳纤维为碳纤维长丝,获得的导电碳纤维/水性环氧树脂复合泡沫材料的孔径为50μm~1.5mm,电阻率为1.21Ω·cm。
[0082] 对比例3:
[0083] 对比例3与实施例1的区别仅在于,对比例3的水性环氧树脂的水含量为35%,获得的导电碳纤维/水性环氧树脂复合泡沫材料的孔径为200μm~1.3mm,电阻率为1.18Ω·cm。
[0084] 对比例4:
[0085] 对比例4与实施例1的区别仅在于,对比例4的水性环氧树脂的水含量为65%,获得的导电碳纤维/水性环氧树脂复合泡沫材料的孔径为80μm~0.8mm,电阻率为0.98Ω·cm。
[0086] 对比例5:
[0087] 对比例5与实施例1的区别仅在于,对比例5的冷冻干燥温度为-5℃,获得的导电碳纤维/水性环氧树脂复合泡沫材料的孔径为100μm~1.3mm,电阻率为1.01Ω·cm。
[0088] 对比例6:
[0089] 对比例6与实施例1的区别仅在于,对比例6的冷冻干燥温度为-25℃,获得的导电碳纤维/水性环氧树脂复合泡沫材料的孔径为100μm~1mm,电阻率为0.93Ω·cm。
[0090] 对比例7:
[0091] 对比例7与实施例1的区别仅在于,对比例5的冷冻干燥温度时间为155h,获得的导电碳纤维/水性环氧树脂复合泡沫材料的孔径为600μm~1.8mm,电阻率为1.26Ω·cm。
[0092] 对比例8:
[0093] 对比例8与实施例1的区别仅在于,对比例8的冷冻干燥温度时间为180h,获得的导电碳纤维/水性环氧树脂复合泡沫材料的孔径为50μm~0.6mm,电阻率为1.03Ω0cm。
[0094] 在上述实施例及其替换方案中,碳纤维热处理的温度还可以为270℃、280℃,保温时间还可以为50min、55min、65min、70min、75min、80min。继续升温至的温度还可以为750℃、850℃,保温时间还可以为50min、55min、65min、70min、75min、80min。预固化的温度还可以为60℃、65℃、75℃、80℃,保温时间还可以为20min、25min、35min、40min。高温固化的温度还可以为90℃、95℃、105℃、110℃、115℃、120℃,保温时间还可以为100min、110min、130min、140min、150min。
[0095] 鉴于本发明方案实施例众多,各实施例实验数据庞大众多,不适合于此处逐一列举说明,但是各实施例所需要验证的内容和得到的最终结论均接近,复合泡沫材料孔径为400μm~1mm,电阻率为0.8Ω·cm左右。故而此处不对各个实施例的验证内容进行逐一说明,仅以实施例1-10作为代表说明本发明申请优异之处。
[0096] 本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种修改或补充或采用类似的方式替代,但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。