[发明专利]一种碳纤维复合材料及其制备方法

权利要求书

1.一种碳纤维复合材料，其特征在于，所述碳纤维复合材料包括碳纤维布，以及涂覆在碳纤维布上的石墨烯改性碳纤维黏合树脂。

2.如权利要求1所述的碳纤维布，其特征在于，所述石墨烯改性碳纤维黏合树脂包括黏合树脂、固化剂和石墨烯粉；

优选地，所述石墨烯改性碳纤维黏合树脂中，石墨烯粉的质量百分比为0.05～1wt%；

优选地，所述石墨烯粉为片状石墨烯粉末，所述片状石墨烯粉末优选厚度为1～10nm，平面最大尺寸为1～5μm的石墨烯粉。

3.一种如权利要求1或2所述的碳纤维复合材料的制备方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：

（1）制备石墨烯改性碳纤维黏合树脂；

（2）将石墨烯改性碳纤维黏合树脂涂布于碳纤维布上，热压成型得到碳纤维复合材料。

4.如权利要求3所述的制备方法，其特征在于，步骤（1）所述石墨烯改性树脂包括0.05～1wt%的石墨烯粉；

优选地，步骤（1）所述石墨烯改性碳纤维黏合树脂包括40～70wt%的黏合树脂、30～60wt%的固化剂以及0.05～1wt%的石墨烯粉，所述石墨烯改性碳纤维黏合树脂各组分之和为100wt%。

5.如权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述黏合树脂选自环氧树脂、酚醛树脂或聚氨基树脂中的任意一种，优选缩水甘油醚类环氧树脂、缩水甘油酯类环氧树脂、缩水甘油胺类环氧树脂、线型脂肪族类环氧树脂或脂环族类环氧树脂中的任意1种；进一步优选双酚A环氧树脂、双酚S环氧树脂、双酚F环氧树脂、环氧化线型酚醛树脂、对氨基苯酚三缩水甘油基环氧树脂中的任意1种，特别优选双酚A环氧树脂或双酚F环氧树脂中的任意1种。

6.如权利要求3～5之一所述的制备方法，其特征在于，所述固化剂选自改性脂肪族胺类固化剂、芳香族二胺类固化剂、双氰胺类固化剂、咪唑类固化剂、有机酸酐类固化剂、有机酰肼类固化剂、路易斯酸固化剂或微胶囊类固化剂中的任意1种，进一步优选为双氰胺类固化剂。

7.如权利要求3～6之一所述的方法，其特征在于，步骤（1）所述石墨烯改性碳纤维黏合树脂的制备方法为：首先将配方量的石墨烯粉与固化剂混合，研磨搅拌；然后向混合物中加入黏合树脂，继续研磨；

优选地，石墨烯粉与固化剂研磨搅拌的时间为30min～2h；黏合树脂加入后，继续研磨搅拌的时间为30min～5h。

8.如权利要求3～7之一所述的方法，其特征在于，所述的热压成型的压力为4MPa～10MPa；热压成型的温度为60～200℃，时间为2～12h；

优选地，所述热压成型的过程为：将涂布了石墨烯改性碳纤维黏合树脂的碳纤维布在4MPa～10MPa的成型压力下，在60～100℃恒温0.5～3h后，升温至100～150℃恒温0.5～2h，继续升温至150～200℃恒温1h～5h。

9.如权利要求3～8之一所述的方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：

（1）将配方量的石墨烯粉与固化剂混合，研磨搅拌30min～2h；然后向混合物中加入黏合树脂，继续研磨30min～5h，得到石墨烯改性碳纤维黏合树脂；

（2）将石墨烯改性碳纤维黏合树脂涂布于碳纤维布上，将涂布了石墨烯改性碳纤维黏合树脂的碳纤维布在4MPa～10MPa的成型压力下，在60～100℃恒温0.5～3h后，升温至100～150℃恒温0.5～2h，继续升温至150～200℃恒温1h～5h，成型得到碳纤维复合材料。