[发明专利]一种接枝纳米纤维增强碳纤维纸及其制备方法

权利要求书

1.一种接枝纳米纤维增强碳纤维纸的制备方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

（1）将聚丙烯腈粉末在40℃~60℃下溶于极性有机溶剂中，搅拌3~5h，配制浓度为12wt%~16wt%的PAN纳米静电纺溶液；

（2）对碳纤维进行丙酮回流预处理得到单根碳纤维，处理条件为：70~80℃下，丙酮回流处理碳纤维36-48h；

（3）在温度为20~30℃，相对湿度为20~25%的条件下，将预处理过的单根碳纤维固定在铜框架上，放置于静电纺丝滚筒收集器上，将步骤（1）制备好的PAN纳米静电纺溶液静电纺到碳纤维上，30~60s后将碳纤维旋转180°，继续静电纺30~60s，升温碳化，得到改性增强纤维；将改性增强纤维放置250℃~280℃烘箱下固化1.5~2h；

（4）将固化后的改性增强纤维、浆粕、分散剂混合，得到混合浆料，所述浆粕添加量为混合浆料质量的20%~60%，所述分散剂的添加量为混合浆料质量的0.05%~0.2%；

（5）将上述混合浆料采用造纸的方法，湿法成形、脱水、烘干，得到原纸；

（6）用稀释剂将环氧树脂稀释成树脂溶液，将原纸在树脂溶液中浸渍，烘干、热压，得到接枝纳米纤维增强碳纤维纸。

2.根据权利要求1所述的一种接枝纳米纤维增强碳纤维纸的制备方法，其特征在于，所述纳米静电纺的设备条件为：电压为14~17kV，注射器中溶液流量为0.4~0.5m/h，针尖与收集器的距离为190~200mm。

3.根据权利要求1或2所述的一种接枝纳米纤维增强碳纤维纸的制备方法，其特征在于，所述聚丙烯腈粉末的粒径为100~300nm。

4.根据权利要求1或2所述的一种接枝纳米纤维增强碳纤维纸的制备方法，其特征在于，所述浆粕为芳纶浆粕、聚砜纶浆粕、植物浆粕中的一种。

5.根据权利要求3所述的一种接枝纳米纤维增强碳纤维纸的制备方法，其特征在于，所述浆粕为芳纶浆粕、聚砜纶浆粕、植物浆粕中的一种。

6.根据权利要求1-2或5任一所述的一种接枝纳米纤维增强碳纤维纸的制备方法，其特征在于，所述分散剂为聚氧化乙烯、羧甲基纤维素、吐温-80中的一种或几种。

7.根据权利要求3所述的一种接枝纳米纤维增强碳纤维纸的制备方法，其特征在于，所述分散剂为聚氧化乙烯、羧甲基纤维素、吐温-80中的一种或几种。

8.根据权利要求4所述的一种接枝纳米纤维增强碳纤维纸的制备方法，其特征在于，所述分散剂为聚氧化乙烯、羧甲基纤维素、吐温-80中的一种或几种。

9.根据权利要求1-2、5或7-8任一所述的一种接枝纳米纤维增强碳纤维纸的制备方法，其特征在于，所述稀释剂为N，N-二甲基甲酰胺。

10.根据权利要求3所述的一种接枝纳米纤维增强碳纤维纸的制备方法，其特征在于，所述稀释剂为N，N-二甲基甲酰胺。

11.根据权利要求4所述的一种接枝纳米纤维增强碳纤维纸的制备方法，其特征在于，所述稀释剂为N，N-二甲基甲酰胺。

12.根据权利要求6所述的一种接枝纳米纤维增强碳纤维纸的制备方法，其特征在于，所述稀释剂为N，N-二甲基甲酰胺。

13.根据权利要求1-2、5、7-8或10~12任一所述的一种接枝纳米纤维增强碳纤维纸的制备方法，其特征在于，所述热压为：热压时间1~3min、温度150~220℃、压力5~10MPa。

14.根据权利要求3所述的一种接枝纳米纤维增强碳纤维纸的制备方法，其特征在于，所述热压为：热压时间1~3min、温度150~220℃、压力5~10MPa。