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公开(公告)号：CN113322713A
公开(公告)日：2021-08-31
申请号：CN202110468367.6
申请日：2021-04-28
Applicant: 中南大学
Abstract: 本发明公开了一种梯度孔隙结构碳纸的制备方法：将不同长径比的碳纤维分别进行脱胶、氧化处理后，分别分散于分散剂溶液中，形成不同长径比的碳纤维浆料；将碳纤维浆料按照碳纤维的长径比由高到低的顺序依次进行梯度铺层，斜网成型，得到三维网络结构的碳毡前驱体；将碳毡前驱体浸渍于树脂溶液中，取出，烘干，得到碳毡；将碳毡先热压成碳纸原纸，再进行碳化、石墨化处理，得到梯度孔隙结构碳纸。本发明按照浆料碳纤维长径比由高到低的顺序依次梯度铺层，使制备的碳纸具有梯度孔结构，碳纸内部形成连通孔隙，孔径沿碳纸平面上法线方向梯度变化，在扩散通道内形成压力梯度，可提高气体的输送效率，有效改善碳纸的传质和传热性能。
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公开(公告)号：CN115387148B
公开(公告)日：2023-10-27
申请号：CN202210983195.0
申请日：2022-08-16
Applicant: 中南大学
Abstract: 本发明提供一种高导电、高透气率梯度结构碳纤维纸及其制备方法，首先采用聚多巴胺包覆炭素填料，可实现在热固性聚合物树脂(酚醛树脂、呋喃树脂、糠醛树脂及其改性树脂等)的有机溶液中的均匀稳定分散，再采用液相浸渍的方法通过向碳纤维毡片内部引入导电炭素微粒构建不同体密度的炭纸坯体，最后采用多层铺叠方式在层间构建梯度结构。梯度结构碳纤维纸的体积密度为0.32‑0.42g cm‑3，石墨化度为74％‑84％，表面电阻率为4.5‑5.3mΩ·cm，平均体积电阻率为11‑14mΩ·cm，透气率大于2000ml·mm/(cm2·hr·mmAq)。不同体积密度梯度叠合导致碳纤维纸内部在法向方向上的孔隙率、孔径大小呈梯度变化，孔径过渡平稳。法向方向上密度和孔结构的梯度变化，利于提升碳纸的导电性、透气性和力学性能。
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公开(公告)号：CN115418880A
公开(公告)日：2022-12-02
申请号：CN202210956886.1
申请日：2022-08-10
Applicant: 中南大学
IPC: D21H13/50 , D21H17/67 , D21H17/48 , C08G8/10 , C08K9/06 , C08K9/02 , C08K3/04 , H01M4/88 , H01M8/0234 , H01M8/0241
Abstract: 本发明公开了一种碳纤维纸增密改性用的浸渍树脂料，主要由表面改性的导电碳素与酚醛树脂原位聚合得到；采用浓硝酸对导电碳素粉末进行超声浸洗，然后采用硅烷偶联剂对导电碳素进行表面改性。还公开了该浸渍树脂料的制备方法，以及由该浸渍树脂料浸渍得到的高性能碳纤维纸及其制备方法。本发明的浸渍树脂料，为原位聚合得到的碳素/酚醛复合树脂，具有更高的残碳率，在其配制的浸渍液中碳素微粒与酚醛树脂形成均匀稳定的分散液，浸渍后的碳纤维纸的碳纤维骨架上，酚醛树脂和碳素微粒均匀附着，经过扫描电镜证实了碳纸上碳素微粒的均匀分布。碳化后的树脂碳和碳素微粒仍附着在碳纤维骨架表面和其间，实现良好的增密效果，有利于提高碳纸的力学性能。
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Patent Agency Ranking
公开(公告)号：CN115387148A
公开(公告)日：2022-11-25
申请号：CN202210983195.0
申请日：2022-08-16
Applicant: 中南大学
Abstract: 本发明提供一种高导电、高透气率梯度结构碳纤维纸及其制备方法，首先采用聚多巴胺包覆炭素填料，可实现在热固性聚合物树脂(酚醛树脂、呋喃树脂、糠醛树脂及其改性树脂等)的有机溶液中的均匀稳定分散，再采用液相浸渍的方法通过向碳纤维毡片内部引入导电炭素微粒构建不同体密度的炭纸坯体，最后采用多层铺叠方式在层间构建梯度结构。梯度结构碳纤维纸的体积密度为0.32‑0.42g cm‑3，石墨化度为74％‑84％，表面电阻率为4.5‑5.3mΩ·cm，平均体积电阻率为11‑14mΩ·cm，透气率大于2000ml·mm/(cm2·hr·mmAq)。不同体积密度梯度叠合导致碳纤维纸内部在法向方向上的孔隙率、孔径大小呈梯度变化，孔径过渡平稳。法向方向上密度和孔结构的梯度变化，利于提升碳纸的导电性、透气性和力学性能。
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公开(公告)号：CN115262272A
公开(公告)日：2022-11-01
申请号：CN202210881197.9
申请日：2022-07-26
Applicant: 中南大学
IPC: D21H17/69 , D21H17/48 , D21H17/54 , D21H17/47 , C09C1/56 , C09C1/46 , C09C1/44 , C09C3/06 , C09C3/08
Abstract: 本发明提供了一种碳纤维纸增密用浸渍树脂料的制备方法，将炭素填料进行表面氧化改性，使表面富裕羟基和羧基，提高填料表面的润湿性和极性，然后用C6‑C12脂肪酸与表面羟基进行酯化接枝反应，将烷基链引入炭素填料表面，形成亲油基团。该改性炭素填料中，脂肪酸以化学键的方式包覆在填料表面，无需分散剂即可提高其在有机溶剂中的分散稳定性。将其分散于酚醛树脂、呋喃树脂及其改性树脂的有机溶液中，可获得稳定分散的炭素填料/树脂分散液，该分散液中炭素填料呈均匀分散，配制的浸渍料溶液具有长效分散稳定性，能够在较长时间内保持填料微粒的悬浮分散状态，有利于炭纸坯体的浸渍增密和碳素填料的均匀分布。
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公开(公告)号：CN115418880B
公开(公告)日：2023-11-24
申请号：CN202210956886.1
申请日：2022-08-10
Applicant: 中南大学
IPC: D21H13/50 , D21H17/67 , D21H17/48 , C08G8/10 , C08K9/06 , C08K9/02 , C08K3/04 , H01M4/88 , H01M8/0234 , H01M8/0241
Abstract: 本发明公开了一种碳纤维纸增密改性用的浸渍树脂料，主要由表面改性的导电碳素与酚醛树脂原位聚合得到；采用浓硝酸对导电碳素粉末进行超声浸洗，然后采用硅烷偶联剂对导电碳素进行表面改性。还公开了该浸渍树脂料的制备方法，以及由该浸渍树脂料浸渍得到的高性能碳纤维纸及其制备方法。本发明的浸渍树脂料，为原位聚合得到的碳素/酚醛复合树脂，具有更高的残碳率，在其配制的浸渍液中碳素微粒与酚醛树脂形成均匀稳定的分散液，浸渍后的碳纤维纸的碳纤维骨架上，酚醛树脂和碳素微粒均匀附着，经过扫描电镜证实了碳纸上碳素微粒的均匀分布。碳化后的树脂碳和碳素微粒仍附着在碳纤维(56)对比文件李凤生等《.微纳粉体后处理技术及应用》.国防工业出版社,2005,第41页.王攀等.石墨化度对炭纸耐腐蚀性能影响研究《.炭素技术》.2018,20-24.唐婷婷，张园园等.碳纤维导电纸的制备及性能研究《.中华纸业》.2020,6-12.Adrian Krzysztof Antosik ， KarolinaMozelewska，et al.Conductive ElectricTapes Based on Silicone Pressure-Sensitive Adhesives《.Silicon》.2020,867–875.
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公开(公告)号：CN115262272B
公开(公告)日：2023-03-24
申请号：CN202210881197.9
申请日：2022-07-26
Applicant: 中南大学
IPC: D21H17/69 , D21H17/48 , D21H17/54 , D21H17/47 , C09C1/56 , C09C1/46 , C09C1/44 , C09C3/06 , C09C3/08
Abstract: 本发明提供了一种碳纤维纸增密用浸渍树脂料的制备方法，将炭素填料进行表面氧化改性，使表面富裕羟基和羧基，提高填料表面的润湿性和极性，然后用C6‑C12脂肪酸与表面羟基进行酯化接枝反应，将烷基链引入炭素填料表面，形成亲油基团。该改性炭素填料中，脂肪酸以化学键的方式包覆在填料表面，无需分散剂即可提高其在有机溶剂中的分散稳定性。将其分散于酚醛树脂、呋喃树脂及其改性树脂的有机溶液中，可获得稳定分散的炭素填料/树脂分散液，该分散液中炭素填料呈均匀分散，配制的浸渍料溶液具有长效分散稳定性，能够在较长时间内保持填料微粒的悬浮分散状态，有利于炭纸坯体的浸渍增密和碳素填料的均匀分布。
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公开(公告)号：CN113322713B
公开(公告)日：2022-04-15
申请号：CN202110468367.6
申请日：2021-04-28
Applicant: 中南大学
Abstract: 本发明公开了一种梯度孔隙结构碳纸的制备方法：将不同长径比的碳纤维分别进行脱胶、氧化处理后，分别分散于分散剂溶液中，形成不同长径比的碳纤维浆料；将碳纤维浆料按照碳纤维的长径比由高到低的顺序依次进行梯度铺层，斜网成型，得到三维网络结构的碳毡前驱体；将碳毡前驱体浸渍于树脂溶液中，取出，烘干，得到碳毡；将碳毡先热压成碳纸原纸，再进行碳化、石墨化处理，得到梯度孔隙结构碳纸。本发明按照浆料碳纤维长径比由高到低的顺序依次梯度铺层，使制备的碳纸具有梯度孔结构，碳纸内部形成连通孔隙，孔径沿碳纸平面上法线方向梯度变化，在扩散通道内形成压力梯度，可提高气体的输送效率，有效改善碳纸的传质和传热性能。
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