[发明专利]一种在碳纤维表面制备抗氧化复合涂层的方法

权利要求书

1.一种在碳纤维表面制备抗氧化复合涂层的方法，所述的抗氧化复合涂层为Al₂O₃-SiO₂-TiO₂复合涂层，所述方法为溶胶-凝胶法，包括：复合溶胶的制备，对碳纤维的表面活化处理，涂覆，干燥及热处理；其特征在于，所述复合溶胶的制备包括如下步骤：

a)将正硅酸乙酯的水醇溶液与乙酸在室温下搅拌至其混合均匀，得到混合溶液A；

b)将得到的混合溶液A倒入钛酸丁酯的醇溶液中，在室温下搅拌至其混合均匀，得到混合溶液B；

c)在搅拌下，向混合溶液B中快速倒入九水合硝酸铝的醇溶液，在室温下搅拌至其混合均匀，得到混合溶液C；

d)向混合溶液C中加入醇水混合溶剂，在室温下搅拌至得到所述的复合溶胶。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤a)中所述的水醇溶液是由乙醇与水形成，正硅酸乙酯与乙醇和水的摩尔比依次为(3.5～4.5):(15.5～16.5)：(10～12)，步骤a)中所述的乙酸与正硅酸乙酯的摩尔比为1:1。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤b)中所述的钛酸丁酯的醇溶液是由钛酸丁酯与乙醇按摩尔比为1:(7～10)形成。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤c)中所述的九水合硝酸铝的醇溶液是由九水合硝酸铝与乙醇按摩尔比为1:(32～43)形成。

5.如权利要求1所述的方法，其特征在于：所述复合溶胶中的水的摩尔数是正硅酸乙酯、钛酸丁酯、九水合硝酸铝的摩尔数之和的2.8～3.2倍。

6.如权利要求1所述的方法，其特征在于：所述复合溶胶的浓度为0.3～0.6mol/L，所述复合溶胶中的Al：Si：Ti的摩尔比为(0.5～3):4:(0.5～1.5)。

7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，对碳纤维的表面活化处理包括如下步骤：将碳纤维置于管式炉中，在380～420℃下保温30～40分钟，以去除碳纤维表面的环氧树脂胶；将除胶后的碳纤维置于浓硝酸中浸渍30～120分钟，然后采用去离子水或蒸馏水对碳纤维进行清洗至少3次；再在70～80℃下保温2～4小时。

8.如权利要求1所述的方法，其特征在于：所述涂覆是指将经表面活化处理后的碳纤维超声浸渍于所述的复合溶胶中15～120分钟。

9.如权利要求1所述的方法，其特征在于：所述干燥是指在室温下干燥18～24小时。

10.如权利要求1所述的方法，其特征在于：所述热处理是指将碳纤维置于管式炉中，在惰性气体保护下加热到550～750℃，然后保温1～2小时。