[发明专利]一种碳纤维-碳纳米管交织铺层复合材料及其制备方法

权利要求书

1.一种碳纤维-碳纳米管交织铺层复合材料的制备方法，所述碳纤维-碳纳米管交织铺层复合材料包括层叠设置的多层碳纤维单向布、将所述多层碳纤维单向布交织在一起的碳纳米管膜窄带以及填充于碳纤维间隙与碳纳米管膜窄带间隙中的环氧树脂；其中，所述多层碳纤维单向布中各所述碳纤维单向布的丝束间隙位置对应；所述碳纳米管膜窄带沿每层碳纤维单向布中碳纤维的排列方向交织铺层，所述碳纳米管膜窄带的两端分别粘贴在所述多层碳纤维单向布上；其特征在于，包括如下步骤：

S1：在第一层碳纤维单向布的下表面与一个丝束间隙对应的位置粘贴第一密封胶条，从所述第一层碳纤维单向布的上表面与该丝束间隙对应的位置插入多个固定片；其中，各所述固定片穿过该丝束间隙插在所述第一密封胶条上，各所述固定片沿碳纤维的延伸方向排列；

S2：将其余的碳纤维单向布逐层穿过各所述固定片，与所述第一层碳纤维单向布铺叠在一起，铺叠完毕后在各所述固定片的上方粘贴第二密封条；其中，多层碳纤维单向布中各所述碳纤维单向布的丝束间隙位置对应；

S3：利用夹持器将多层碳纤维单向布的两端分别进行夹持，并将所述多层碳纤维单向布垂直放置；

S4：对碳纳米管膜进行预处理；

S5：将预处理后的碳纳米管膜裁剪成碳纳米管膜窄带，将碳纳米管膜窄带的一端粘贴在所述多层碳纤维单向布上，另一端粘贴在刀片的尾部，利用刀片对所述多层碳纤维单向布沿每层碳纤维单向布中碳纤维的排列方向进行交织铺层，交织铺层结束后将剩余的碳纳米管膜窄带粘贴在所述多层碳纤维单向布上并剪去多余的碳纳米管膜窄带，去除所述夹持器、所述第一密封胶条、各所述固定片和所述第二密封胶条，得到碳纤维-碳纳米管交织铺层结构；

S6：对所述碳纤维-碳纳米管交织铺层结构进行环氧树脂浸泡处理，待所述碳纤维-碳纳米管交织铺层结构中多余的环氧树脂流出后，得到碳纤维-碳纳米管交织铺层结构预浸料；

S7：对所述碳纤维-碳纳米管交织铺层结构预浸料进行热压处理，得到碳纤维-碳纳米管交织铺层复合材料；

其中，步骤S4，对碳纳米管膜进行预处理，具体包括如下步骤：

S41：对碳纳米管膜进行热处理，并进行清洗；

S42：将间氯过氧苯甲酸与二氯甲烷加入烧杯并搅拌为混合溶液；

S43：将清洗后的碳纳米管膜进行多次对折，在折叠后的碳纳米管膜的上下表面以及层与层之间插入透气四氟布；其中，折叠后的碳纳米管膜可平铺在装有混合溶液的烧杯底部；

S44：将折叠后的碳纳米管膜与透气四氟布一同放置在装有混合溶液的烧杯底部，并利用重物将折叠后的碳纳米管膜与透气四氟布完全按压在混合溶液内；

S45：待浸泡预设时长后，取出折叠后的碳纳米管膜与透气四氟布，并进行清洗；

S46：去除透气四氟布，将折叠后的碳纳米管膜展开并平铺在聚四氟乙烯膜上，在碳纳米管膜上再铺一层聚四氟乙烯膜，利用滚筒来回滚压数次；

S47：对滚压后的碳纳米管膜和聚四氟乙烯膜进行热压处理。

2.如权利要求1所述的碳纤维-碳纳米管交织铺层复合材料的制备方法，其特征在于，在执行步骤S3之后，在执行步骤S4之前，还包括如下步骤：

S8：在下方夹持器的下端悬挂重物。

3.如权利要求1所述的碳纤维-碳纳米管交织铺层复合材料的制备方法，其特征在于，在交织铺层过程中，碳纳米管膜窄带沿所述碳纤维单向布铺叠方向的相邻两次穿插之间的碳纤维丝束的数量为1～3束。

4.如权利要求1-3任一项所述的碳纤维-碳纳米管交织铺层复合材料的制备方法，其特征在于，步骤S1，在第一层碳纤维单向布的下表面与一个丝束间隙对应的位置粘贴第一密封胶条，从所述第一层碳纤维单向布的上表面与该丝束间隙对应的位置插入多个固定片；其中，各所述固定片穿过该丝束间隙插在所述第一密封胶条上，各所述固定片沿碳纤维的延伸方向排列，具体包括如下步骤：

S11：在第一层碳纤维单向布的下表面与一个丝束间隙对应的位置粘贴第一密封胶条；其中，所述第一密封胶条的粘贴位置靠近所述第一层碳纤维单向布的一个边缘，该边缘平行于碳纤维的延伸方向；

S12：从所述第一层碳纤维单向布的上表面与该丝束间隙对应的位置插入多个固定片；其中，各所述固定片穿过该丝束间隙插在所述第一密封胶条上，各所述固定片沿碳纤维的延伸方向排列。