[发明专利]碳纤维增强含锌羟基磷灰石骨水泥复合材料的制备方法

权利要求书

1.碳纤维增强含锌羟基磷灰石骨水泥复合材料的制备方法，其特征在于：

1)：含锌羟基磷灰石粉体的制备

a.将分析纯的尿素、磷酸氢二铵、硝酸钙、硝酸锌分别配置成0.45mol/L～1.20mol/L、0.15mol/L～0.60mol/L、0.25mol/L～0.90mol/L、0.25mol/L～0.90mol/L的溶液，溶液分别标记为A、B、C、D；

b、将溶液A、B、C以3∶2∶1～6∶2∶1的体积比混合均匀记为E；

c、取100ml的E溶液向其中加入0.08～3.50mL的D溶液后在微波化学反应仪中于60℃～220℃下反应1h～7h；

d、反应结束后，随微波化学反应仪自然冷却后得白色悬浮液；

e、将白色悬浮液倒入烧杯中，于室温下敞口静置24h～168h，悬浮液分为上下两层，上层为清液，下层仍为悬浮液；

f、滤去上层清液，将下层悬浮液在循环水真空泵中抽滤后先用蒸馏水清洗2次，再用无水乙醇清洗3～5次，所得样品标记为F；

g、将样品F于40℃～100℃下烘干；

h、将烘干后的样品F放入氧化铝坩锅中在马弗炉中于700℃～1100℃下煅烧2h～6h，待炉体自然冷却后取出样品，在玛瑙研钵中研磨3min～15min后即得含锌羟基磷灰石粉体；

i、将含锌羟基磷灰石粉体放入烧杯中并加入其质量百分比0.5％～2.5％的硅烷偶联剂KH550，接着滴入1mL～5mL的无水乙醇作为溶剂，在超声功率80W～200W、室温条件下，超声分散15min～60min，所得样品标记为G；

2)：碳纤维的表面处理和分散

a、将平均长度为6mm～10mm、直径为6μm的碳纤维用质量浓度为50％～ 63％的HNO₃浸泡10min～60min，再用质量浓度为30％过氧化氢预氧化处理30min～90min，在60℃～100℃下干燥备用；

b、取24-48g处理过的碳纤维置于盛有30mL～60mL去离子水的三口烧瓶中，然后再加入碳纤维质量1.0％～5.0％的羧甲基纤维素钠分散剂在转速为300rpm～600rpm下搅拌30min～60min，接着，向其中加入碳纤维质量0.5％～2.5％的过硫酸钾引发剂，在超声功率80W～200W、室温条件下，超声分散15min～60min，所得样品标记为H；

3)：碳纤维增强含锌羟基磷灰石骨水泥复合材料的制备

a、将柠檬酸配置成0.1mol/L～0.5mol/L的溶液记为L₁；

b、取样品H并向其中加入样品H质量20-40％的溶液L₁和溶液L₁质量百分比15.0％～35.0％的柠檬酸钠制得混合溶液L₂；

c、取5g～18g的样品G于表面皿中，加入1mL～15mL的溶液L₂，在室温下用玻璃棒搅拌3min～15min，静置3min～12min后将其移入模具中，在15MPa～35MPa的压力下固化成型即得所需要的产品。