[发明专利]一种改性碳纤维-环氧树脂复合材料的制备方法

说明书

本发明公开了一种改性碳纤维‑环氧树脂复合材料的制备方法，属于高分子材料技术领域。本发明将碳纤维与氢氧化钠溶液混合，浸泡，过滤，冷冻粉碎，洗涤，干燥，得一次处理碳纤维；将上层清夜，一次处理碳纤维，酵母菌，去离子水混合发酵，接着滴加硝酸铁溶液搅拌混合，过滤，洗涤，干燥，保温处理，降温，得二次处理碳纤维；将二次处理碳纤维水蒸汽处理，干燥，得改性碳纤维；将环氧树脂，稀释剂，改性碳纤维，固化剂，纳米铁粉搅拌混合，施加磁场，注模，压制成型，脱模，即得改性碳纤维‑环氧树脂复合材料。本发明提供的改性碳纤维‑环氧树脂复合材料具有优异的电磁屏蔽性能和力学性能。

技术领域

本发明公开了一种改性碳纤维-环氧树脂复合材料的制备方法，属于高分子材料技术领域。

背景技术

现代对计算机和电子装置的轻质化要求使导电高分子材料受到越来越多的青睐。导电高分子材料壳体由于其低密度、高比强度和良好的电磁兼容特性等优点而逐渐代替原来的金属壳体，在计算机和电子装置中广泛应用。将高分子材料与导电颗粒、导电纤维等导电填料进行复合，是制备导电高分子材料的一种重要方法。导电填料是多种多样的，碳纤维由于其高比强度、低密度、耐腐蚀、耐高温、抗环境能力强等优点而在导电高分子材料领域受到广泛的关注。但碳纤维用作复合型导电高分子材料的导电填料时，由于其本身的固有电阻率比较高和加工过程中容易破碎，使复合材料的电阻率比较高。碳纤维表面金属化后可以解决这些问题。与碳纤维相比，镀镍碳纤维有着更高的导电性，因此镀镍碳纤维的添加能更大幅度地提高复合材料的屏蔽效能。

化学镀是碳纤维表面镀镍的一个重要方法，研究者也一直致力于碳纤维表面化学镀镍和其复合材料电磁性能的研究，但对不同频段的复合材料屏蔽能力的影响因素的研究还很少见。目前传统的改性碳纤维-环氧树脂复合材料还存在电磁屏蔽性能和力学性能不佳的问题，还需对其进行研究。

发明内容

本发明主要解决的技术问题是：针对传统改性碳纤维-环氧树脂复合材料电磁屏蔽性能和力学性能不佳的问题，提供了一种改性碳纤维-环氧树脂复合材料的制备方法。

为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：

（1）按重量份数计，将10～20份蛋白粉，1～2份碱性蛋白酶，30～40份水恒温搅拌处理，升温灭酶，接着滴加氢氧化钠溶液调节pH，离心分离，得上层清夜；

（2）将碳纤维与氢氧化钠溶液按质量比1：10～1：20混合，浸泡，过滤，冷冻粉碎，洗涤，干燥，得一次处理碳纤维；

（3）按重量份数计，将10～20份上层清夜，20～30份一次处理碳纤维，10～20份酵母菌，30～50份去离子水混合发酵，接着滴加硝酸铁溶液搅拌混合，过滤，洗涤，干燥，充惰性气体保温处理，降温，得二次处理碳纤维；

（4）将二次处理碳纤维经过高温水蒸汽处理，干燥，得改性碳纤维；

（5）按重量份数计，将40～60份环氧树脂，20～30份稀释剂，15～20份改性碳纤维，5～8份固化剂，10～20份纳米铁粉搅拌混合，并在混合过程中施加外磁场，注模，压制成型，脱模，即得改性碳纤维-环氧树脂复合材料。

步骤（1）所述蛋白粉为大豆蛋白粉，蛋清蛋白粉或乳清蛋白粉中的任意一种。

步骤（3）所述惰性气体为氮气，氩气或氖气中的任意一种。

步骤（5）所述环氧树脂为双酚A型液体环氧树脂或双酚F型液体环氧树脂中任意一种。

步骤（5）所述稀释剂为二甲苯，丙酮或乙醇中的任意一种。

步骤（5）所述固化剂为乙烯基三胺，乙二胺或乙二胺四乙酸中任意一种。

步骤（5）所述施加外磁场强度为40～50T。

本发明的有益效果是：