一种纳微米碳纤维复合毡及其制备方法
(19)中华人民共和国国家知识产权局
(12)发明专利说明书
(10)申请公布号 CN 104118158 A
(43)申请公布日 2014.10.29
(21)申请号 CN201410339796.3
(22)申请日 2014.07.17
(71)申请人 航天特种材料及工艺技术研究所
    地址 100074 北京市丰台区云岗北里40号院
(72)发明人 许亚洪 王召娣 龚文化 李丽英
(74)专利代理机构
    代理人
(51)Int.CI
      B32B9/04
      B32B37/02
                                                                  权利要求说明书 说明书 幅图
(54)发明名称
      一种纳微米碳纤维复合毡及其制备方法
(57)摘要
      本发明提出一种纳微米碳纤维复合毡及其制备方法，由纳米碳纤维层和微米碳纤维层交替组合而成，所述的纳米碳纤维层为单层纳米碳纤维毡构成，所述的微米碳纤维层由1～4层的微米碳纤维单层组成，每一层微米碳纤维层中微米碳纤维单层的总数相等、相差1层或相差2层。复合毡中纳米碳纤维层和微米碳纤维单层总层数的层数比为(x+1)∶x或1∶1～1∶3.5。本发明充分结合了纳米碳纤维和微米碳纤维的优点，将微米碳纤维作为类似骨架支撑层，将导电导热性优异且弹性变形大的纳米碳纤维作为功能层，在避开纳米碳纤维制造成本高、工艺操作性差以及分散效率低难题的同时，又弥补了微米碳纤维对复合材料层间强度贡献薄弱的劣势。
法律状态
法律状态公告日
法律状态信息
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权 利 要 求 说 明 书
1.一种纳微米碳纤维复合毡，其特征在于：由纳米碳纤维层(1)和微米碳            纤维层(2)交替组合而成，所述的纳米碳纤维层(1)为单层纳米碳纤维毡构成，            所述的微米碳纤维层(2)由1～4层的微米碳纤维单层组成，每一层微米碳纤维            层(2)中微米碳纤维单层的总数相等或相差1～2层。           
2.根据权利要求1所述的一种纳微米碳纤维复合毡，其特征在于：所述的            纳米碳纤维层(1)与微米碳纤维单层的总层数比例满足(x+1)∶x或1∶1～1∶3.5，            x为微米碳纤维单层的总层数。           
3.根据权利要求2所述的一种纳微米碳纤维复合毡，其特征在于：所述的            纳米碳纤维
层(1)和微米碳纤维层(2)按照-N-W-N顺序交            替铺层，N表示纳米碳纤维层(1)，W表示微米碳纤维层(2)，纳米碳纤维层            (1)与微米碳纤维单层的总层数比为(x+1)∶x。           
4.根据权利要求2所述的一种纳微米碳纤维复合毡，其特征在于：所述的            纳米碳纤维层(1)和微米碳纤维层(2)按照-N-W-N顺序交            替铺层，纳米碳纤维层(1)和微米碳纤维单层的总层数比例满足            (y-1)∶x∈[5∶6，5∶8]，y为纳米碳纤维层(1)的层数。           
5.根据权利要求2所述的一种纳微米碳纤维复合毡，其特征在于：所述的            纳米碳纤维层(1)和微米碳纤维层(2)按照...-顺序交替铺层，            纳米碳纤维层(1)和微米碳纤维单层的总层数比为1∶2.5～1∶3.5。           
6.根据权利要求1、2、3、4或5所述的一种纳微米碳纤维复合毡，其特征            在于：所述的单层纳米碳纤维毡的厚度为0.015毫米～0.02毫米，微米级纤维            单层的厚度为0.2毫米～0.25毫米。           
7.一种纳微米碳纤维复合毡的制备方法，其特征在于包括以下步骤：           
制备单层纳米碳纤维毡作为纳米碳纤维层(1)；           
制备微米碳纤维单层；           
1～4层微米碳纤维单层组成微米碳纤维层(2)；和           
将纳米碳纤维层(1)和微米级碳纤维层(2)交替叠放在一起，压实，复合            毡中纳米碳纤维层(1)和微米碳纤维单层总层数的层数比为(x+1)∶x或1∶1～1∶            3.5，x为微米碳纤维单层的总层数。           
毫米微米
8.根据权利要求7所述的一种纳微米碳纤维复合毡的制备方法，其特征在            于：所述纳米碳纤维层(1)和微米碳纤维层(2)按照-N-W-N            顺序交替铺层，N表示纳米碳纤维层(1)，W表示微米碳纤维层(2)，纳米碳            纤维层(1)与微米碳纤维单层的总层数比为(x+1)∶x。           
9.根据权利要求7所述的一种纳微米碳纤维复合毡的制备方法，其特征在            于：所述的纳米碳纤维层(1)和微米碳纤维层(2)按照-N-W-N            顺序交替铺层，纳米碳纤维层(1)和微米碳纤维单层的总层数比例满足            (y-1)∶x∈[5∶6，5∶8]，y为纳米碳纤维层(
1)的层数。           
10.根据权利要求7所述的一种纳微米碳纤维复合毡的制备方法，其特征在            于：所述的纳米碳纤维层(1)和微米碳纤维层(2)按照...-顺            序交替铺层，纳米碳纤维层(1)和微米碳纤维单层的总层数比为1∶2.5～1∶            3.5。           
说  明  书
<p>技术领域       
本发明涉及一种纳微米碳纤维复合毡及其制备方法，属于复合材料技术领        域。       
背景技术       
纳米碳纤维是指直径在50纳米到200纳米的碳纤维，区别于常规微米级碳        纤维(直径在5微米～10微米)和纳米碳管(直径为1纳米到50纳米)。纳米        碳纤维在尺寸级别上填补了纳米碳管和常用微米级碳纤维的缺口，同时由于一维        纳米尺寸效应，纳米碳纤维具有与纳米碳管相近的优异导电导热性、高模高强、        低密度以及大的弹性变形等特点。       
纳米碳纤维是由单层或多层石墨平行堆积或与纤维轴线呈一定夹角堆积而        成的中空结构，具有大长径比、高比表面积、低密度和弹性变形大等优良的力学        性能，还具备高电导率和热导率的特点，无论从力学性能还是导电导热功能方面        都适合充当结构功能复合材料的增强体。由于其大长径比和中空管状结构，电子        迁移速度极快，电阻很小，电荷迁移率非常高，电流极易通过且几乎没有任何损        失，故导电率很高。研究表明纳米碳纤维的电流负载能力接近铜导线的1000倍，        且能在很高的载流密度下依然保持较高的热稳定性。该原理同样适用于导热性        能，其一维量子隧道效应加强了热交换率。       
随着社会技术的不断进步，对高性能复合材料产品尤其是碳纤维增强的复合        材料产品需求越来越大。与此同时，科技进步对导电、导热等功能性复合材料的        需求增长快速，纳米碳纤维由于上述的优异导电导热性能，成为复合材料功能改                        性的重点研究对象。       

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