[发明专利]一种纳米材料增强的耐高温型碳纤维热塑性上浆剂及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种采用纳米材料增强的耐高温型碳纤维热塑性上浆剂制备高性能热塑性树脂基碳纤维复合材料的方法，其特征在于：制备步骤包括：

S1、对碳纤维进行表面改性，再将改性后的碳纤维放入纳米材料增强的耐高温型碳纤维热塑性上浆剂中，超声浸渍、烘干，得到上浆后的碳纤维；所述纳米材料增强的耐高温型碳纤维热塑性上浆剂的组份包括：以占上浆剂的重量百分比计，0～15％纳米材料，0.1～10％PAIK，其余为强极性溶剂；所述PAIK的结构式为：

其中，n为正整数，所述纳米材料增强的耐高温型碳纤维热塑性上浆剂通过将4-羟基吲哚和等摩尔质量4,4’-二氟二苯甲酮加至反应容器中，继续加入溶剂、带水剂、催化剂无水K₂CO₃，在惰性气体环境下加热至155～165℃下反应5.5～6.5h，再升温至180～190℃反应7.5～8.5h，反应结束后清洗反应液，过滤后真空干燥得PAIK；然后按配比将PAIK溶于强极性溶剂，加入纳米材料，超声处理制得；所述纳米材料包括碳纳米管及其衍生物、氧化石墨烯及其衍生物、纳米碳黑及其衍生物、纳米二氧化硅及其衍生物中的一种或几种，所述强极性溶剂包括二甲基亚砜、甲醇、二甲基甲酰胺、乙酸、乙醇、四氢呋喃中的一种或几种；

S2、将高性能热塑性树脂喷施于上浆后的碳纤维表面，280～400℃下烘烤得到碳纤维预浸料，将碳纤维预浸料叠放后加热至280～400℃，加压并保压，然后在压力作用下冷却，脱模得到复合材料，所述高性能热塑性树脂包括聚醚醚酮、聚苯硫醚、聚砜、聚酰亚胺、聚芳酯中的一种或几种。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述表面改性方式包括：在碳纤维表面引入羟基、羧基、磺酸基、硝基、氨基中的一种或几种。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤S1中，对碳纤维进行去浆后再进行表面改性。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于：步骤S1中，所述去浆方法为：采用有机溶剂处理或者高温处理进行去浆。