[发明专利]一种抗刮擦碳纤维环氧复合材料及其制备方法

权利要求书

1.一种抗刮擦碳纤维环氧复合材料，其特征在于：包括环氧树脂基体材料、一层以上间隔设于环氧树脂材料中的碳纤维布层和富集于环氧树脂基体材料外表层的氧化铁修饰的氮化碳；

所述的氧化铁修饰的氮化碳由以下方法制备而成：

1) 取氮化碳，配成浓度为0.05-5 mg/ml的氮化碳水溶液，然后超声处理0.5-5小时；

2）向步骤1）中得到的氮化碳水溶液中加入Fe（NO₃）₃•9H₂O，

Fe（NO₃）₃和步骤1）中得到的氮化碳水溶液的混合比例为0.1-5 mol：1L；

3）向步骤2）得到的溶液中加入醋酸钠，搅拌均匀，醋酸钠与步骤2）得到的溶液的混合比例为0.5-5 mol：1L，然后放入高压釜中并在180-220℃下进行水热反应12-24h，最终获得的产物依次经过洗涤、过滤和干燥后得到氧化铁修饰的氮化碳。

2.根据权利要求1所述的一种抗刮擦碳纤维环氧复合材料，其特征在于：所述的氧化铁修饰的氮化碳与所述的环氧树脂层的质量比为0.001-0.10：1，所述碳纤维布层与所述的环氧树脂层的质量比为1-4：1。

3.根据权利要求1或2所述的一种抗刮擦碳纤维环氧复合材料的制备方法，其特征在于：包括如下依序进行的步骤：

将氧化铁修饰的氮化碳分散在乙醇中，然后超声处理0.5-5小时，得氧化铁修饰的氮化碳的乙醇溶液，其中，氧化铁修饰的氮化碳的乙醇溶液中氧化铁修饰的氮化碳的浓度为0.01-20 g/L ；

然后加入环氧树脂，使环氧树脂与氧化铁修饰的氮化碳的乙醇溶液的混合比例为200g：1L，然后用搅拌器搅拌混合液5-30分钟，接着超声处理0.5-5小时；

接着经超声处理的混合液在温度为50-80℃的烘箱中烘10-48小时，再用真空泵抽出所述混合液中的乙醇溶剂，至混合液无气泡止；

之后根据环氧树脂的量加入化学当量的固化剂，在室温下磁力搅拌10-20分钟，得到混合物，然后边搅拌边用真空泵抽取混合物中的气泡，直至混合物中无气泡止；

最后将各层碳纤维布层置于复合容器中，把所得的混合物通过真空辅助树脂传递工艺通入复合容器中与各层碳纤维布层复合，复合的同时，在复合容器位于碳纤维布一侧表面的外侧施加磁场，使得氧化铁修饰的氮化碳富集于混合物的外侧表面上，然后室温放置24小时以上即得所述的抗刮擦碳纤维环氧复合材料。

4.根据权利要求3所述的一种抗刮擦碳纤维环氧复合材料的制备方法，其特征在于：超声处理时的超声功率为300-1000W。