本發(fā)明屬于高分子材料技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種高導(dǎo)熱性，耐磨性雙逾滲結(jié)構(gòu)三相碳纖維樹脂改性復(fù)合材料。
背景技術(shù)：
復(fù)合材料是指用經(jīng)過選擇的、含一定數(shù)量比的兩種或兩種以上的組分，通過人工復(fù)合、組成多相、三維結(jié)合且各相之間有明顯界面的、具有特殊性能的材料，由基體、增強(qiáng)體及它們之間的界面組成。復(fù)合材料不僅具備各組分材料的性能，更具備各組分因協(xié)同效應(yīng)而產(chǎn)生的優(yōu)越綜合性能。其分類方法有多種，其中，按照基體材料的性質(zhì)通常分為金屬基復(fù)合材料、樹脂基復(fù)合材料、陶瓷基復(fù)合材料。復(fù)合材料按照增強(qiáng)體的幾何形態(tài)分為四類，即纖維增強(qiáng)復(fù)合材料、顆粒增強(qiáng)復(fù)合材料、薄片增強(qiáng)復(fù)合材料和疊層復(fù)合材料。復(fù)合材料中常用的纖維狀增強(qiáng)體有玻璃纖維、芳綸纖維、碳纖維、硼纖維和金屬纖維等。
碳纖維增強(qiáng)樹脂基復(fù)合材料以樹脂為基體，以碳纖維及其織物為增強(qiáng)體，可做結(jié)構(gòu)材料，也可做功能材料。隨著人們對(duì)碳纖維增強(qiáng)樹脂基復(fù)合材料的認(rèn)識(shí)和研究的加深，其也受到交通車輛、體育文化用品、土木建筑、風(fēng)力發(fā)電機(jī)葉片等行業(yè)的關(guān)注。CFRP在國外交通車輛方面的應(yīng)用目前主要是高端的跑車及部分比賽、試驗(yàn)車輛。應(yīng)用比例最多的當(dāng)數(shù)高科技堆成的F1賽車，CFRP約占60％。單殼體和其它部件如懸掛、底盤、各種翼板及剎車盤主要由CFRP制成，保證了F1賽車能夠以超過300Km/h的速度行駛。大眾、寶馬等知名汽車生產(chǎn)商已經(jīng)推出各自的碳纖維復(fù)合材料概念車。
目前高分子復(fù)合材料的較高的熱導(dǎo)率和力學(xué)性質(zhì)還有待提高，因此，提供一種較高導(dǎo)熱性和耐磨性能的復(fù)合材料很有必要。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明在于解決現(xiàn)有碳纖維樹脂材料導(dǎo)熱性不高和力學(xué)性能如耐磨性較差的缺陷，為了提高導(dǎo)熱填料的利用效率，設(shè)計(jì)了雙逾滲結(jié)構(gòu)的復(fù)合材料。通過加入新相，制備一種高導(dǎo)熱性雙逾滲結(jié)構(gòu)三相復(fù)合材料，使導(dǎo)熱填料的局部濃度高于其平均濃度，以期在更低的填料含量下形成導(dǎo)熱網(wǎng)絡(luò)。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：一種高導(dǎo)熱性雙逾滲結(jié)構(gòu)三相復(fù)合材料，由以下質(zhì)量份數(shù)計(jì)的原料組成：酚醛樹脂75-85％，聚氯乙烯粉10-20％，氣相生長碳纖維5-10％。
所述聚氯乙烯粉粒徑為15-25um，其分子量在5萬～11萬之間；氣相生長碳纖維型號(hào)為VGCF或VGCF-H，長度為5-10um，直徑為250-350nm。
一種高導(dǎo)熱性雙逾滲結(jié)構(gòu)三相復(fù)合材料的制備方法，包括以下步驟：
(1)按上述配比稱取聚氯乙烯粉，氣相生長碳纖維，均勻分散在無水乙醇中，置于超聲儀中超聲20-40min，超聲儀的頻率為40-60KHz，加熱溫度為50-70℃，超聲完畢后，65℃干燥至恒重，得到混合物1備用；
(2)稱取所述配比的酚醛樹脂，與混合物1混合均勻，置于高速混合機(jī)中混合20-30min出料；將混合好的粉體倒入模具中，在平板硫化床上成型，壓力8-10t，成型溫度120-140℃，成型時(shí)間10-15min，即可得到復(fù)合材料。
本發(fā)明的有益效果：聚氯乙烯自身的導(dǎo)熱性能和聚氯乙烯的空間占位效應(yīng)聯(lián)合作用使得聚氯乙烯/酚醛樹脂基體的三相復(fù)合材料在相同的碳纖維濃度下熱擴(kuò)散系數(shù)相比酚醛樹脂的兩相復(fù)合材料更高；該復(fù)合材料除了優(yōu)異的導(dǎo)熱性能外還具有耐磨性，產(chǎn)率高，適合大規(guī)模生產(chǎn)的優(yōu)點(diǎn)。
具體實(shí)施方法
以下對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式進(jìn)行詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解的是，此處所描述的具體實(shí)施方式僅用于說明和解釋本發(fā)明，并不用于限制本發(fā)明。實(shí)施例中，酚醛樹脂、聚氯乙烯粉、氣相生長碳纖維均為上海納譽(yù)貿(mào)易有限公司的產(chǎn)品。
實(shí)施例1
一種高導(dǎo)熱性雙逾滲結(jié)構(gòu)三相復(fù)合材料，由以下質(zhì)量份數(shù)計(jì)的原料組成：酚醛樹脂77％，聚氯乙烯粉13％，氣相生長碳纖維10％。
上述高導(dǎo)熱性雙逾滲結(jié)構(gòu)三相復(fù)合材料的制備方法，包括以下步驟：
(1)按上述配比稱取聚氯乙烯粉，氣相生長碳纖維，均勻分散在無水乙醇中，置于超聲儀中超聲35min，超聲儀的頻率為60KHz，加熱溫度為65℃，超聲完畢后，65℃干燥至恒重，得到混合物1備用；
(2)稱取所述配比的酚醛樹脂，與混合物1混合均勻，置于高速混合機(jī)中混合25min出料；將混合好的粉體倒入模具中，在平板硫化床上成型，壓力9t，成型溫度130℃，成型時(shí)間13min，即可得到復(fù)合材料。
實(shí)施例2
一種高導(dǎo)熱性雙逾滲結(jié)構(gòu)三相復(fù)合材料，由以下質(zhì)量份數(shù)計(jì)的原料組成：酚醛樹脂75％，聚氯乙烯粉15％，氣相生長碳纖維10％。
上述高導(dǎo)熱性雙逾滲結(jié)構(gòu)三相復(fù)合材料的制備方法，包括以下步驟：
(1)按上述配比稱取聚氯乙烯粉，氣相生長碳纖維，均勻分散在無水乙醇中，置于超聲儀中超聲30min，超聲儀的頻率為50KHz，加熱溫度為70℃，超聲完畢后，65℃干燥至恒重，得到混合物1備用；
(2)稱取所述配比的酚醛樹脂，與混合物1混合均勻，置于高速混合機(jī)中混合30min出料；將混合好的粉體倒入模具中，在平板硫化床上成型，壓力10t，成型溫度140℃，成型時(shí)間15min，即可得到復(fù)合材料。
本發(fā)明制得的復(fù)合材料成品的技術(shù)參數(shù)如下：
從表中可看出，本發(fā)明制得的碳纖維復(fù)合材料，具有較高的導(dǎo)熱性能和力學(xué)性能，且制備方法較簡(jiǎn)單。