[發明專利]碳纖維網格及其制備方法、復合材料及其制備方法

在審

• 申請號: 201910082840.X
• 申請日: 2019-01-23
• 公開（公告）號: CN110144733A
• 公開（公告）日: 2019-08-20
• 發明（設計）人: 武博;許小海;羅仕剛;趙明月
• 申請（專利權）人: 卡本科技股份有限公司
• 主分類號: D06M15/61
• 分類號: D06M15/61;D06M11/74;D06M11/65;C04B20/12;C04B14/38;C04B28/00;D06M101/40
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本申請公開了碳纖維網格及其制備方法、復合材料及其制備方法，碳纖維網格制備方法包括以下步驟：表面氧化處理，清洗烘干處理，制備樹枝狀大分子溶解液，引入樹枝狀大分子涂層，引入碳納米管，清洗烘干處理，得到納米化的碳纖維網格。本申請有效的提高了聚合物砂漿與碳纖維網格界面處的握裹力，從而滿足建筑物加固工程中的力學性能要求。

技術領域

本公開一般涉及建筑物加固材料技術領域，尤其涉及碳纖維網格及其制備方法、復合材料及其制備方法。

背景技術

加固材料是建筑行業現階段研究的熱點之一。目前常用的建筑物加固材料包括：鋼片、碳纖維織物和鋼筋混凝土等。與上述加固材料相比碳纖維網格具有以下優點：具有高的比強度、比模量；質輕，與鋼筋或鋼片等傳統加固材料相比能有效減輕自身的重量；有良好的物理化學穩定性，在酸性或堿性環境下能夠保持良好的力學性能，從而大大擴展了其應用范圍；具有良好的耐熱性、耐火性以及蒸汽滲透性。

除此之外，碳纖維網格與聚合物砂漿協同作用，聚合物砂漿與加固對象也有很好的相容性。復合材料體系中存在碳纖維網格與聚合物砂漿的界面，界面處的粘結性能對其加固效果具有非常重要的意義。有效的提高聚合物砂漿與碳纖維網格界面處的握裹力是提高復合材料整體力學性能的關鍵，因此關于碳纖維網格與聚合物砂漿界面處力學性能及增強機理的研究逐漸成為當今碳纖維織物增強水泥基復合材料相關研究的熱點之一。

碳纖維表面惰性大，極難與其他物質產生化學鍵的連接。因此欲到達力學性能要求必須對碳纖維進行表面改性。碳纖維表面的改性方法主要有：液相氧化法、氣相氧化法和化學氣相沉積法。

液化氧化法和氣相氧化法是通過利用強酸或O³等氧化性較強的物質將碳纖維進行表面處理，碳纖維表面粗糙程度增加的同時會伴隨其自身強度的降低。

化學氣相沉積法是將碳纖維表面添加催化劑后放入C²H²氣體環境下通過生長碳納米管增加碳纖維表面粗糙程度，成本高不利于碳纖維織物產業化。

前面介紹的幾種碳纖維表面處理的方法主要是通過增加表面粗糙度，提高界面處的機械嚙合程度的物理增強手段來增加界面處粘接強度。無法滿足工程中的力學性能要求。除此之外，聚合物砂漿中無機成分較多，無法實現其與改性碳纖維織物的有效化學連接。

發明內容

鑒于現有技術中的上述缺陷或不足，期望提供碳纖維網格及其制備方法、復合材料及其制備方法。

根據本發明的目的，提供一種碳纖維網格制備方法，包括如下步驟：

表面氧化處理，將碳纖維網格放入容器內，向容器內加入濃硝酸，然后進行水浴加熱；

清洗烘干處理，所述碳纖維網格表面氧化完成后，用蒸餾水清洗掉所述碳纖維網格表面的濃硝酸，然后放入烘箱烘干；

制備樹枝狀大分子(PAMAM)溶解液，將偶聯劑超聲溶解在樹枝狀大分子(PAMAM)溶液內，得到樹枝狀大分子(PAMAM)溶解液；

引入樹枝狀大分子涂層，將經所述清洗烘干處理后的所述碳纖維網格浸入所述樹枝狀大分子(PAMAM)溶解液中浸泡；

引入碳納米管，將經所述樹枝狀大分子(PAMAM)溶解液浸泡后的所述碳纖維網格用去離子水洗滌，再將所述碳纖維網格烘干，然后所述碳纖維網格浸入碳納米管均勻分散液中進行攪拌；

清洗烘干處理，將經所述碳納米管均勻分散液浸泡后的所述碳纖維網格用去離子水清洗多次，再用酒精進行清洗，然后將所述碳纖維網格烘干，得到納米化的碳纖維網格。

優選地，表面氧化處理步驟中的濃硝酸的質量分數為60％-70％；水浴加熱的溫度為95-100攝氏度；水浴加熱的時間為11-13小時。