[發(fā)明專利]一種碳纖維復合材料及其制備方法

有效

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• 申請日: 2013-09-11
• 公開（公告）號: CN103437158A
• 公開（公告）日: 2013-12-11
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 蔡燕;劉瓊馨;瞿研
• 申請（專利權(quán)）人: 常州第六元素材料科技股份有限公司
• 主分類號: D06M11/74
• 分類號: D06M11/74;D06M15/55;D06M15/41;D06M15/423;D06M101/40
• 代理公司: 北京品源專利代理有限公司 11332
• 代理人: 鞏克棟

1.一種碳纖維復合材料，其特征在于，所述碳纖維復合材料包括碳纖維布，以及涂覆在碳纖維布上的石墨烯改性碳纖維黏合樹脂。

2.如權(quán)利要求1所述的碳纖維布，其特征在于，所述石墨烯改性碳纖維黏合樹脂包括黏合樹脂、固化劑和石墨烯粉；

優(yōu)選地，所述石墨烯改性碳纖維黏合樹脂中，石墨烯粉的質(zhì)量百分比為0.05～1wt%；

優(yōu)選地，所述石墨烯粉為片狀石墨烯粉末，所述片狀石墨烯粉末優(yōu)選厚度為1～10nm，平面最大尺寸為1～5μm的石墨烯粉。

3.一種如權(quán)利要求1或2所述的碳纖維復合材料的制備方法，其特征在于，所述方法包括如下步驟：

（1）制備石墨烯改性碳纖維黏合樹脂；

（2）將石墨烯改性碳纖維黏合樹脂涂布于碳纖維布上，熱壓成型得到碳纖維復合材料。

4.如權(quán)利要求3所述的制備方法，其特征在于，步驟（1）所述石墨烯改性樹脂包括0.05～1wt%的石墨烯粉；

優(yōu)選地，步驟（1）所述石墨烯改性碳纖維黏合樹脂包括40～70wt%的黏合樹脂、30～60wt%的固化劑以及0.05～1wt%的石墨烯粉，所述石墨烯改性碳纖維黏合樹脂各組分之和為100wt%。

5.如權(quán)利要求4所述的制備方法，其特征在于，所述黏合樹脂選自環(huán)氧樹脂、酚醛樹脂或聚氨基樹脂中的任意一種，優(yōu)選縮水甘油醚類環(huán)氧樹脂、縮水甘油酯類環(huán)氧樹脂、縮水甘油胺類環(huán)氧樹脂、線型脂肪族類環(huán)氧樹脂或脂環(huán)族類環(huán)氧樹脂中的任意1種；進一步優(yōu)選雙酚A環(huán)氧樹脂、雙酚S環(huán)氧樹脂、雙酚F環(huán)氧樹脂、環(huán)氧化線型酚醛樹脂、對氨基苯酚三縮水甘油基環(huán)氧樹脂中的任意1種，特別優(yōu)選雙酚A環(huán)氧樹脂或雙酚F環(huán)氧樹脂中的任意1種。

6.如權(quán)利要求3～5之一所述的制備方法，其特征在于，所述固化劑選自改性脂肪族胺類固化劑、芳香族二胺類固化劑、雙氰胺類固化劑、咪唑類固化劑、有機酸酐類固化劑、有機酰肼類固化劑、路易斯酸固化劑或微膠囊類固化劑中的任意1種，進一步優(yōu)選為雙氰胺類固化劑。

7.如權(quán)利要求3～6之一所述的方法，其特征在于，步驟（1）所述石墨烯改性碳纖維黏合樹脂的制備方法為：首先將配方量的石墨烯粉與固化劑混合，研磨攪拌；然后向混合物中加入黏合樹脂，繼續(xù)研磨；

優(yōu)選地，石墨烯粉與固化劑研磨攪拌的時間為30min～2h；黏合樹脂加入后，繼續(xù)研磨攪拌的時間為30min～5h。

8.如權(quán)利要求3～7之一所述的方法，其特征在于，所述的熱壓成型的壓力為4MPa～10MPa；熱壓成型的溫度為60～200℃，時間為2～12h；

優(yōu)選地，所述熱壓成型的過程為：將涂布了石墨烯改性碳纖維黏合樹脂的碳纖維布在4MPa～10MPa的成型壓力下，在60～100℃恒溫0.5～3h后，升溫至100～150℃恒溫0.5～2h，繼續(xù)升溫至150～200℃恒溫1h～5h。

9.如權(quán)利要求3～8之一所述的方法，其特征在于，所述方法包括如下步驟：

（1）將配方量的石墨烯粉與固化劑混合，研磨攪拌30min～2h；然后向混合物中加入黏合樹脂，繼續(xù)研磨30min～5h，得到石墨烯改性碳纖維黏合樹脂；

（2）將石墨烯改性碳纖維黏合樹脂涂布于碳纖維布上，將涂布了石墨烯改性碳纖維黏合樹脂的碳纖維布在4MPa～10MPa的成型壓力下，在60～100℃恒溫0.5～3h后，升溫至100～150℃恒溫0.5～2h，繼續(xù)升溫至150～200℃恒溫1h～5h，成型得到碳纖維復合材料。