[发明专利]碳纤维/环氧树脂预浸料及其制法

权利要求书

1.一种碳纤维/环氧树脂预浸料，其特征在于碳纤维/环氧树脂预浸料为单向预浸料，由改性的碳纤维丝束浸胶后通过排丝机缠绕排丝获得，其中各组份质量组成为：

氧化锌0.8%－2.9%；

C₆H₅NHCH₂Si(OCH₂CH₃)₃或NH₂(CH₂CH₂NH)₂(CH₂)₃Si(OCH₃)₃ 0.1% －0.2%；

未上浆且表面无沟槽结构的聚丙烯腈基碳纤维长丝50%－55%；

AG-80环氧树脂或ZEP-001环氧树脂25%－35%；

4,4’-二氨基二苯醚或4,4’-二氨基二苯甲烷8%－10%；

碳纤维增强双马来酰亚胺复合材料粉4%－8%；

改性的碳纤维丝束由如下方法改性制备的：

（1）在氧化锌纳米线生长槽中以石墨为走丝导辊，以未上浆的碳纤维长丝为阳极，以饱和甘汞电极为参比电极，以直径为50－60微米的金线为阴极，将三者置于氧化锌纳米线生长槽的反应溶液液面以下，通过直流稳压电源给三者通电，控制施加于碳纤维丝束的电压相对于参比电极为－1.1～－1.3伏特，反应溶液温度控制在80－85℃之间，反应时间为35－45分钟，之后丝束进入放置有超声波发生器的去离子水清洗槽，控制超声波发生器的功率为10－30瓦，清洗后进入干燥箱进行烘干，控制烘干温度为100－150℃，烘干时间为3－5分钟；

（2）烘干后的丝束进入氨基官能化槽，槽中盛有浓度为0.5－0.8摩尔每升的C₆H₅NHCH₂Si(OCH₂CH₃)₃或NH₂(CH₂CH₂NH)₂(CH₂)₃Si(OCH₃)₃水溶液中的一种，并且通过醋酸或者盐酸调节其pH值为4-5之间，控制丝束在氨基官能化槽中的反应时间为30-40分钟，接着丝束进入干燥箱在60－80℃下烘干。

2.如权利要求1所述的一种碳纤维/环氧树脂预浸料，其特征在于所述的氧化锌为纳米线形态，直径为80至120纳米。

3.如权利要求1所述的一种碳纤维/环氧树脂预浸料，其特征在于所述的未上浆且表面无沟槽结构的聚丙烯腈基碳纤维长丝是采用干喷湿纺工艺制备的聚丙烯腈基碳纤维。

4.如权利要求1所述的一种碳纤维/环氧树脂预浸料，其特征在于所述的未上浆且表面无沟槽结构的聚丙烯腈基碳纤维长丝是碳纤维长度不低于20厘米。

5.如权利要求1所述的一种碳纤维/环氧树脂预浸料，其特征在于所述的碳纤维增强双马来酰亚胺复合材料粉是由回收的废旧碳纤维增强双马来酰亚胺复合材料研磨得到的，该粉料粒径分布的D50的值为1至5微米，粉料中双马来酰亚胺树脂的质量分数为35%-45%，并且该粉料是分散在AG-80环氧树脂或ZEP-001环氧树脂中的。