[发明专利]石墨烯和芳纶纤维混合增强环氧树脂板材的制作方法

权利要求书

1.石墨烯和芳纶纤维混合增强环氧树脂板材的制作方法，其特征在于：包括以下步骤：

（1）、将石墨烯经过机硅烷修饰后形成石墨烯粉末；

（2）、称量一定重量的石墨烯粉末分批加入到丙酮溶液中，然后将其置于超声仪中对混合溶液超声处理，制备成分散均匀的悬浮液；

（3）、将环氧树脂和聚酰胺树脂按照质量比5：3进行称量并混合，在50℃下预热20min，待黏度降低到一定程度后置于真空干燥箱中，在50℃条件下抽真空40min，去除环氧树脂和聚酰胺树脂中存在的气泡；然后在环氧树脂中依次加入质量分数10%的丙酮和质量分数20%的邻苯二甲酸二丁酯，每一次加入后都要保证搅拌混合均匀，再分批倒入碳纤维，最后加入固化剂聚酰胺树脂，充分搅拌均匀，在超声波清洗器中振荡30min，最后放于真空干燥箱中50℃温度下抽真空40min，以去除搅拌过程中混入的气泡后形成熔融的环氧树脂熔体；

（4）、将熔融的环氧树脂熔体加入悬浮液中，使用搅拌机慢速搅拌后再快速搅拌至混合均匀，形成石墨烯环氧树脂复合液；

（5）、采用超临界CO₂改性的芳纶纤维，将芳纶纤维经丙酮、去离子水各清洗12小时，于110℃下烘干后，放入微波等离子体化学气相沉积装置反应室，将反应室抽真空，使其真空度小于10Pa，然后通入放电气体抽真空，如此反复三次纯化反应室中的气体；保持反应室中放电气体压强为40～50 Pa，在70W电能下进行等离子处理；处理后的芳纶纤维放入石墨烯环氧树脂复合液中充分浸润形成浆料；

（6）、将正电极和负电极分别埋设在板材制作模具内侧壁的对角位置，留出接线端子；

（7）将步骤（5）中的浆料倒入板材制作模具内，采用振动法排出气泡，直到达到设计厚度；

（8）、浆料在板材制作模具内依次经过凝胶、固化和熟化三个阶段后形成板材，正电极和负电极粘附到板材上并与板材一体脱模；

（9）、将板材放置一定时间后，按照一定的支撑方法，采用中心加载法对板材进行加载压力，正电极和负电极连接数字电阻仪，数字电阻仪测量出加载力与电阻率变化曲线，完成该板材压力传感标定测量。

2.根据权利要求1所述的石墨烯和芳纶纤维混合增强环氧树脂板材的制作方法，其特征在于：步骤（2）中的石墨烯粉末的重量为步骤（4）中熔融的环氧树脂熔体重量的0.3%。

3.根据权利要求1所述的石墨烯和芳纶纤维混合增强环氧树脂板材的制作方法，其特征在于：步骤（1）中采用先掺法加入石墨烯，石墨烯采用多层石墨烯，多层石墨烯原料的规格为直径<2μm、厚度为1-5nm、比表面积为500m²/g、密度2-2.25g/ml、导热系数>3000w/m·K、导电性>10⁷S/m。

4.根据权利要求2所述的石墨烯和芳纶纤维混合增强环氧树脂板材的制作方法，其特征在于：熔融的环氧树脂熔体的软化点在70°C及以下。