[发明专利]一种碳纤维复合材料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种碳纤维复合材料及其制备方法，所述碳纤维复合材料包括碳纤维、聚对苯二甲酸乙二酯、芳烷基磺酸盐、改性石墨烯、含有改性聚乙烯的混合树脂、偶联剂，该碳纤维复合材料，加入了改性石墨烯和改性聚乙烯，可以极大的提高材料的拉伸强度、弯曲强度和冲击强度，而且改性石墨烯和改性聚乙烯两者会产生协同增效，进一步提高复合材料的性能，解决了现有的碳纤维复合材料，在拉伸强度、弯曲强度和冲击强度的性能上无法满足需求的问题。

技术领域

本发明涉及一种复合材料制备方法，具体是一种碳纤维复合材料及其制备方法。

背景技术

碳纤维是当今国际工业发达国家普遍使用的工业原料。碳纤维由于具有质量轻、高强度、高模量、耐高温、耐腐蚀以及抗疲劳性能显著高于钢、铝等的特点，广泛地应用于宇航工业、航空工业、交通运输、运动器材、土木建筑、消防等领域。

碳纤维复合材料制品通常由碳纤维和基体复合而成，但是现有的碳纤维复合材料，在拉伸强度、弯曲强度和冲击强度的性能上无法满足需求，因此如何提高碳纤维复合材料的性能仍是碳纤维复合材料领域中一个普遍关注的研究问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种碳纤维复合材料及其制备方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种碳纤维复合材料，包括碳纤维、聚对苯二甲酸乙二酯、芳烷基磺酸盐、改性石墨烯、含有改性聚乙烯的混合树脂、偶联剂。

作为本发明进一步的方案：所述碳纤维、聚对苯二甲酸乙二酯、芳烷基磺酸盐、改性石墨烯、混合树脂、偶联剂的重量比为20-50：10-20：10-15：12-17：3-5。

作为本发明再进一步的方案：所述碳纤维、聚对苯二甲酸乙二酯、芳烷基磺酸盐、改性石墨烯、混合树脂、偶联剂的重量比为30-40：12-18：11-14：13-16：4。

作为本发明再进一步的方案：所述碳纤维、聚对苯二甲酸乙二酯、芳烷基磺酸盐、改性石墨烯、混合树脂、偶联剂的重量比为35：16：13：15：4。

作为本发明再进一步的方案：所述改性石墨烯的制备方法为：

S1：将石墨烯进行预氧化，然后通过Hummer’s法氧化，得到氧化石墨烯；

S2：将氧化石墨烯、表面活性剂、乳化剂、偶联剂和二甲苯加入反应瓮中，搅拌混合，在100-120℃条件下反应9h，得到改性氧化石墨烯；

S3：将改性的氧化石墨烯与双键修饰的金纳米颗粒发生点击反应，得到改性石墨烯。

作为本发明再进一步的方案：所述混合树脂包括以下组分：聚碳酸酯、聚氯乙烯、改性聚乙烯和聚丙烯。

作为本发明再进一步的方案：所述混合树脂的成分包括以下组分：每100份聚碳酸酯中，含有20-30份聚氯乙烯、10-13份聚改性聚乙烯和16-22份聚丙烯。

作为本发明再进一步的方案：所述混合树脂的成分包括以下组分：每100份聚碳酸酯中，含有25份聚氯乙烯、12份聚改性聚乙烯和19份聚丙烯。

作为本发明再进一步的方案：所述改性聚乙烯的制备方式包括以下步骤：将聚乙烯放入反应瓮中，将石墨和白炭黑依次加入，升温至80℃，搅拌混合，完成后取出混合物，将混合物放入高速混合机中，加入色浆，开始加速混合，保持1-1.5h后取出，进行辐射交联处理即可。

作为本发明再进一步的方案：所述的碳纤维复合材料的制备方法包括以下步骤：