[发明专利]一种大规模制备CNT/CF多尺度增强体的方法

权利要求书

1.一种大规模制备CNT/CF多尺度增强体的方法，其特征在于一种大规模制备CNT/CF多尺度增强体的方法是按照以下步骤进行的：

一、含碳纳米管水分散液的合成：将表面活性剂加入到去离子水中，搅拌溶解，得到表面活性剂水溶液，然后向表面活性剂水溶液中加入酸化碳纳米管，超声1h～5h后，得到含碳纳米管的水分散液；

所述的表面活性剂为非离子类表面活性剂或离子类表面活性剂；

所述的酸化碳纳米管与表面活性剂的质量比为1:(0.01～4)；所述的酸化碳纳米管与去离子水的质量比1:(1000～10000)；

二、碳纤维的浸渍和上浆：将含碳纳米管的水分散液灌注于储液槽中，将水性环氧乳液灌注于另一储液槽中，首先使碳纤维通过含碳纳米管的水分散液灌注的储液槽中进行浸渍，浸渍时间为10s～60s，得到浸渍后的碳纤维，烘干，然后使浸渍后的碳纤维通过水性环氧乳液灌注的储液槽中进行上浆，上浆时间为10s～60s，得到上浆后的碳纤维，将上浆后的碳纤维在温度为120℃～180℃下烘干1min～5min，收卷，即完成大规模制备CNT/CF多尺度增强体的方法；

所述的水性环氧乳液由树脂、助剂及水组成；所述的树脂与助剂的质量比1:(0.005～0.1)；所述的树脂与水的质量比为1:(50～100)；

所述的树脂为缩水甘油醚类树脂、缩水甘油酯类树脂、缩水甘油胺类树脂、线性脂肪族类树脂和脂环族树脂中的一种或其中几种按任意比组成的混合物；

所述的助剂为聚氧乙烯醚类非离子表面活性剂、多元醇类非离子表面活性剂、烷基磺酸盐类阴离子表面活性剂、烷基苯磺酸盐类阴离子表面活性剂、烷基三甲基铵盐类阳离子表面活性剂和甜菜碱类两性表面活性剂中的一种或其中几种按任意比组成的混合物。

2.根据权利要求1所述的一种大规模制备CNT/CF多尺度增强体的方法，其特征在于步骤一中所述的酸化碳纳米管是按以下步骤进行：将质量百分数为68％的HNO₃与质量百分数为98％的H₂SO₄混合，得到混合酸，然后向混合酸中加入碳纳米管，并超声20min～60min，得到超声后的反应溶液，然后将超声后的反应溶液置于温度为80℃～100℃的水浴中，回流反应2h～12h，自然冷却至室温，得到混合液，然后将混合液逐滴加入到去离子水中稀释，得到稀释后的混合液，利用G5砂芯漏斗对稀释后的混合液进行抽滤，并用去离子水洗涤至滤液呈中性，得滤渣，将滤渣在温度为60℃～140℃下真空干燥2h～8h，得到酸化碳纳米管；

所述的质量百分数为68％的HNO₃与质量百分数为98％的H₂SO₄的体积比为1:(0.3～3)；所述的碳纳米管的质量与质量百分数为98％的H₂SO₄的体积比为1g:(200～800)mL。

3.根据权利要求1所述的一种大规模制备CNT/CF多尺度增强体的方法，其特征在于步骤一中所述的酸化碳纳米管与表面活性剂的体积比为1:4。

4.根据权利要求1所述的一种大规模制备CNT/CF多尺度增强体的方法，其特征在于步骤一中所述的酸化碳纳米管与去离子水的体积比为1:995。

5.根据权利要求1所述的一种大规模制备CNT/CF多尺度增强体的方法，其特征在于步骤二中浸渍时间为10s。

6.根据权利要求1所述的一种大规模制备CNT/CF多尺度增强体的方法，其特征在于步骤二中浸渍时间为60s。

7.根据权利要求1所述的一种大规模制备CNT/CF多尺度增强体的方法，其特征在于步骤二中上浆时间为10s。

8.根据权利要求1所述的一种大规模制备CNT/CF多尺度增强体的方法，其特征在于步骤二中上浆时间为60s。

9.根据权利要求1所述的一种大规模制备CNT/CF多尺度增强体的方法，其特征在于步骤二中将上浆后的碳纤维在温度为120℃下烘干5min。

10.根据权利要求1所述的一种大规模制备CNT/CF多尺度增强体的方法，其特征在于步骤二中将上浆后的碳纤维在温度为180℃下烘干1min。