[发明专利]一种碳纤维增强高分子基复合材料的制备方法及应用

权利要求书

1.一种碳纤维增强高分子基复合材料的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：

(1)配制无机化合物所需要的盐溶液C，并调节其Ph为碱性；

(2)将步骤(1)的溶液C置于反应釜内，并在反应釜内加入短切碳纤维片D，将反应釜密封后置于水热感应加热设备中，在感应交变磁场的作用下，盐溶液C变为无机化合物，并负载在短切碳纤维片D表面，然后将反应釜冷却至室温，将负载有无机化合物的短切碳纤维片取出，清洗、干燥；水热感应加热的感应频率为10～500KHz，感应电流为0～1200A的范围内；反应釜的填充比为40～80％；

(3)将步骤(2)得到的短切碳纤维片D置于重量百分比为20～50％的粘结剂添加剂溶液中进行浸渍，然后烘干；

(4)将步骤(3)得到的短切碳纤维片于硫化机上热压成型，控制硫化机的热压温度为150～180℃，热压时间为10～20min，热压压力为3～8MPa，即得到具有优异界面结合的短切碳纤维/无机非金属氧化物增强高分子基复合材料。

2.根据权利要求1所述的一种碳纤维增强高分子基复合材料的制备方法，其特征在于：所述的粘结剂添加剂为具有热固性或热塑性且耐热耐化学腐蚀的高分子材料。

3.根据权利要求2所述的一种碳纤维增强高分子基复合材料的制备方法，其特征在于：所述粘结剂添加剂可以是热固性树脂，包括不饱和聚酯、环氧树脂、酚醛树脂、呋喃树脂、聚酰亚胺树脂以及有机硅树脂；也可以为热塑性树脂，包括聚烯烃、聚酰胺、聚碳酸酯、聚甲醛、聚苯醚、聚苯硫醚、聚醚醚酮。

4.根据权利要求2或3所述的一种碳纤维增强高分子基复合材料的制备方法，其特征在于：所述的粘结剂添加剂通过喷涂或者抽滤的方式实现。

5.根据权利要求1所述的一种碳纤维增强高分子基复合材料的制备方法，其特征在于：所述的短切碳纤维片D是根据以下方法得到的：首先将短切碳纤维依次用丙酮、去离子水清洗后，烘干，然后将其置于0.1～2mol/L的硝酸溶液中浸泡，再用去离子水清洗、干燥，最后将短切碳纤维溶于水中，通过砂芯漏斗抽滤装置对其进行抽滤。

6.根据权利要求1所述的一种碳纤维增强高分子基复合材料的制备方法，其特征在于：所述无机化合物包括氧化物、硫化物或其他，所述氧化物包括金属氧化物和非金属氧化物，所述金属氧化物包括氧化铜、氧化锌、氧化锰、氧化钛、氧化铝、氧化钼、氧化钨或其他金属氧化物，所述非金属氧化物包括氧化硅、氧化钙或其他无机非金属氧化物；所述硫化物包括硫化钼、硫化钨、硫化钒、硫化铜、硫化铁或其他硫化物，所述其他包括羟基磷灰石、磷酸镐、硅酸钙或硅酸钇。

7.一种根据权利要求1至6中任意一项所述的方法制备的一种碳纤维增强高分子基复合材料，其应用于汽车自动刹车片上。