[發明專利]一種界面改性的碳纖維/樹脂基復合材料及其制備方法

有效

• 申請號: 201210522669.8
• 申請日: 2012-12-03
• 公開（公告）號: CN103850124A
• 公開（公告）日: 2014-06-11
• 發明（設計）人: 張笑晴;徐海兵;李曉拓;顏春;范欣愉
• 申請（專利權）人: 中國科學院寧波材料技術與工程研究所
• 主分類號: D06M15/673
• 分類號: D06M15/673;D06M11/55;D06M11/64;C08K9/04;C08K9/02;C08K7/06;C08J5/06;C08L63/00;C08L75/04;B29C70/34;D06M101/40
• 代理公司: 上海一平知識產權代理有限公司 31266
• 代理人: 崔佳佳;祝蓮君

1.一種碳纖維表面改性的方法，其特征在于，包括以下步驟：

(1)對碳纖維進行表面氧化處理，得到表面氧化的碳纖維；

(2)將所述表面氧化的碳纖維與聚膦腈的單體化合物和雙官能團化合物反應，得到表面接枝聚膦腈的碳纖維。

2.如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述的步驟(1)包括：將碳纖維和強酸混合反應，過濾烘干，得到表面氧化的碳纖維。

3.如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述的步驟(2)包括：

(2a)將所述表面氧化的碳纖維與六氯環三膦腈反應，得到表面接枝六氯環三膦腈的碳纖維；和

(2b)將所述表面接枝六氯環三膦腈的碳纖維與雙官能團化合物和六氯環三膦腈反應，得到表面接枝聚膦腈的碳纖維。

4.如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述的步驟(2a)包括：將縛酸劑和表面氧化的碳纖維放入溶劑中，再將六氯環三膦腈加入上述反應溶液中并反應，取出碳纖維；和/或

所述的步驟(2b)包括：將單體六氯環三膦腈和雙官能團化合物(優選混合后再加入)加入反應液，再加入縛酸劑進行反應。

5.如權利要求4所述的方法，其特征在于，所述的雙官能團化合物為二元胺或二元醇，且

所述的二元胺(NH₂-R-NH₂)為二胺基烷烴類化合物NH₂-(CH₂)n-NH₂，和/或二胺基芳香族化合物，NH₂-A-NH₂；較佳地，所述的二胺基芳香族化合物選自下組：4,4'-二氨基二苯醚，對二氨基苯，二氨基聯苯，4,4'-二氨基二苯砜，4,4'-二氨基二苯甲烷，4,4’-二氨基二苯甲酮，或其組合；和

所述的二元醇為二羥基烷烴化合物HO-(CH₂)n-OH；和/或二羥基芳香族化合物HO-A-OH；較佳地，所述的二羥基芳香族化合物選自下組：4,4’-二羥基二苯砜，4,4’-二羥基聯苯，4,4’-二羥基二苯甲酮，4,4’-二羥基二苯硫醚，4,4’-二羥基二苯醚，4,4’-二羥基二苯丙烷，2,2-雙-(4-羥苯基)六氟丙烷，或其組合；

其中，所述的n為2-50，較佳地2-10；

所述的A為取代或未取代的C6～C20芳基。

6.一種表面改性的碳纖維，其特征在于，所述碳纖維表面接枝聚膦腈。

7.一種界面增強改性的復合材料，其特征在于，所述復合材料用如權利要求6所述的表面改性碳纖維作為增強纖維。

8.一種界面增強改性的復合材料的制法，其特征在于，

用如權利要求1所述的方法制備界面增強改性的碳纖維，和

通過復合材料成型工藝，將所述碳纖維固定在底材上并成型，得到所述的復合材料。

9.如權利要求8所述的復合材料的制法，其特征在于，所述的成型工藝包括：

將改性碳纖維束絲單向排布固定，用樹脂溶液浸漬，除去溶劑制成預浸帶；

將預浸帶裁成片狀并鋪放，放入真空袋內并抽真空；和

放入熱壓罐中進行固化反應2～5小時，制成復合材料板。

10.如權利要求7所述的復合材料的用途，其特征在于，用于制備界面增強改性的復合材料制件。