[发明专利]一种碳纤维增强高分子基复合材料的制备方法及应用

权利要求书

1.一种碳纤维增强高分子基复合材料的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：

(1)配制无机化合物所需要的盐溶液C；

(2)将步骤(1)的溶液C置于反应釜内，并在反应釜内放置用于感应交变磁场的基体材料D，将反应釜密封后置于水热感应加热设备中，在感应交变磁场的作用下，盐溶液C变为无机化合物，并负载在基体材料D表面，然后将反应釜冷却至室温，将负载有无机化合物的基体材料取出，清洗、干燥；所述水热感应加热的感应频率为10～500KHz，感应电流为0～1200A的范围内；所述基体材料为具有一定致密度的碳布或碳片；

(3)将步骤(2)得到的基体材料进行热压成型，即得到具有优异界面结合的碳纤维增强高分子基复合材料；

热压成型方法为：

基体材料是碳布：将步骤(2)得到的基体材料浸渍在粘结剂添加剂溶液中，然后将其放置在硫化机上热压成型，热压成型的热压温度为150℃，热压时间为10～20min，热压压力为3～8MPa；基体材料是碳片：将步骤(2)得到的基体材料碾碎均匀分散后，与粘结剂添加剂粉体均匀混合后倒入热压模具中热压成型，或者将步骤(2)得到的基体材料浸渍在粘结剂添加剂溶液中，然后将其放置在硫化机上热压成型，热压成型的温度为100～200℃，热压压力为2～10MPa，热压时间为1～4h。

2.根据权利要求1所述的一种碳纤维增强高分子基复合材料的制备方法，其特征在于：所述碳片包括纳米碳纤维片、短切碳纤维片或长碳纤维片，所述碳片是通过抽滤或模压或抽滤和模压结合的方式而得。

3.根据权利要求1所述的一种碳纤维增强高分子基复合材料的制备方法，其特征在于：所述的粘结剂添加剂为具有热固性或热塑性且耐热耐化学腐蚀的高分子材料。

4.根据权利要求1或3所述的一种碳纤维增强高分子基复合材料的制备方法，其特征在于：所述粘结剂添加剂可以是热固性树脂，包括不饱和聚酯、环氧树脂、酚醛树脂、呋喃树脂、聚酰亚胺树脂以及有机硅树脂等；也可以为热塑性树脂，包括聚烯烃、聚酰胺、聚碳酸酯、聚甲醛、聚苯醚、聚苯硫醚、聚醚醚酮。

5.根据权利要求1或3所述的一种碳纤维增强高分子基复合材料的制备方法，其特征在于：所述的粘结剂添加剂溶液通过喷涂或者抽滤的方式与基体材料混合。

6.根据权利要求1所述的一种碳纤维增强高分子基复合材料的制备方法，其特征在于：在基体材料被碾碎后再热压成型的过程中，每隔一段时间放气一次，以充分排掉高分子在热压过程中产生的气体。

7.根据权利要求1所述的一种碳纤维增强高分子基复合材料的制备方法，其特征在于：所述碳布在放入到反应釜之前，首先对其进行预处理，以除去其表面的有机物，预处理的方法为：将碳布置于丙酮溶液中超声清洗2～10h后取出，用去离子水清洗后烘干，然后将烘干后的碳布置于高锰酸钾溶液或者硝酸溶液中浸泡12～36h或者将碳布在气氛条件下进行煅烧处理，最后，将碳布用去离子水进行清洗，干燥。