[發(fā)明專利]一種碳納米管巴基紙?jiān)怀练e碳纖維制備抗分層高導(dǎo)電聚合物基復(fù)合材料的制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010962708.0
• 申請(qǐng)日: 2020-09-14
• 公開（公告）號(hào): CN114181494B
• 公開（公告）日: 2023-03-28
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 吳亞東;吳立新;王睿;王號(hào)朋
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)科學(xué)院福建物質(zhì)結(jié)構(gòu)研究所
• 主分類號(hào): C08L63/02
• 分類號(hào): C08L63/02;C08L61/06;C08L67/06;C08L79/08;C08K7/04;C08K7/02;C08K7/00;C08K7/06;C08G59/50;D06M10/00;D06M11/55;D06M11/65;D06M15/61;D06M11/74
• 代理公司: 北京知元同創(chuàng)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11535
• 代理人: 聶稻波

1.一種碳納米管原位沉積碳纖維制備抗分層高導(dǎo)電環(huán)氧樹脂聚合物基復(fù)合材料的制備方法，其特征在于，通過原位沉積法將酸化碳納米管原位沉積到偶聯(lián)劑接枝碳纖維氈的內(nèi)部和表面，形成碳纖維/碳納米管巴基紙復(fù)合結(jié)構(gòu)，然后通過偶聯(lián)劑處理，將碳纖維/碳納米管巴基紙和碳纖維氈相連接，形成改性碳纖維/碳納米管巴基紙復(fù)合體，最后用聚合物基體對(duì)所述改性碳纖維/碳納米管巴基紙復(fù)合體進(jìn)行浸漬和熱壓固化處理，制備得到所述復(fù)合材料；

所述偶聯(lián)劑為聚乙烯亞胺、聚多巴胺、1,6-己二胺、聚酰胺中的至少一種。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述偶聯(lián)劑接枝的碳纖維氈的厚度為0.03-0.4mm，重量為2.9-3.2g；所述偶聯(lián)劑與所述碳纖維氈的質(zhì)量比為0.1%-10%。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述偶聯(lián)劑接枝的碳纖維氈的厚度為0.38mm。

4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述偶聯(lián)劑接枝的碳纖維氈的重量為3.09g。

5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述碳納米管、偶聯(lián)劑接枝的碳纖維氈和聚合物基體的質(zhì)量百分比為1：4.3-6.4：1.9-2.8。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，所述碳納米管、偶聯(lián)劑接枝的碳纖維氈和聚合物基體的質(zhì)量百分比為1:5.2:2.7。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述聚合物基體為雙酚A型環(huán)氧樹脂；

所述偶聯(lián)劑為1,6-己二胺、聚乙烯亞胺。

8.根據(jù)權(quán)利要求1-7任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，具體包括如下步驟：

a．制備偶聯(lián)劑接枝碳纖維氈：將碳纖維氈在50-80℃的丙酮溶劑中回流處理12-24h，除去碳纖維氈表面的上漿劑，然后在氬氣和氮?dú)饣旌蠚夥罩械入x子體處理，再在25-60℃的濃硫酸/濃硝酸混合溶液中氧化2-8h，得到表面功能化的碳纖維氈，接著將表面功能化的碳纖維氈浸入偶聯(lián)劑、N，N-二甲基甲酰胺混合溶液中，加熱攪拌，烘干，獲得偶聯(lián)劑接枝碳纖維氈；濃硫酸和濃硝酸的體積比為3:1；

b．制備酸化碳納米管溶液；

c．碳纖維/碳納米管巴基紙的制備：將b步驟中所述酸化碳納米管溶液均勻分散在將步驟a中所述偶聯(lián)劑接枝碳纖維氈上，加壓抽濾，使酸化碳納米管溶液直接原位沉積到偶聯(lián)劑接枝碳纖維氈的內(nèi)部和表面，接著注入聚乙烯亞胺和促進(jìn)劑的N，N-二甲基甲酰胺溶液混合溶液，加熱, 排出廢液，干燥；得到改性碳纖維/碳納米管巴基紙復(fù)合體；

d．碳纖維/碳納米管巴基紙預(yù)浸料的制備：將步驟c中得到的碳纖維/碳納米管巴基紙復(fù)合體放置到壓濾灌中，然后將聚合物基體和二乙基甲苯二胺混合物注入壓濾灌中，在5-10MPa下使聚合物基體和二乙基甲苯二胺混合物滲透并充分浸漬碳纖維/碳納米管巴基紙，待混合物全部濾出后釋放壓力打開壓濾灌，加熱，除去樹脂基體中殘留的微小氣泡，得到碳纖維/碳納米管巴基紙預(yù)浸料；

e．聚合物基復(fù)合材料的制備：將步驟d得到的多層碳纖維/碳納米管巴基紙預(yù)浸料疊層順序鋪放，熱壓固化，得到多尺度抗分層高導(dǎo)電環(huán)氧樹脂基復(fù)合材料。

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于，步驟a中，所述偶聯(lián)劑與碳纖維氈的質(zhì)量比的重量百分比為0.1%-10%。

10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于，步驟a中，加熱溫度為80-120℃，攪拌時(shí)間為8-12h，烘干溫度為80-120℃，烘干時(shí)間為5-12h。

11.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于，步驟c中，偶聯(lián)劑和所述促進(jìn)劑的重量比為3-20:1。

12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其特征在于，步驟c中，偶聯(lián)劑和所述促進(jìn)劑的重量比為10:1。