[发明专利]一种无机富勒烯碳纤维复合材料无人机螺旋桨的制备方法

权利要求书

1.一种无机富勒烯碳纤维复合材料无人机螺旋桨的制备方法，其特征在于：所述方法包括如下步骤：

步骤1：制作基体，将碳纤维、聚四氟乙烯、固化剂按重量比为2：1：1的配比进行搅拌混合，混合后加入熔融炉中持续加热至500℃，加热期间持续搅拌，待混合均匀后，利用注塑机将熔融后的混合物注入到基体模具中，待基体模具在常温下自然冷却后打开基体模具，取出碳纤维基片；

步骤2：制作加强材料，将碳纤维、无机富勒烯、环氧树脂、添加剂按重量比为1：0.5：2：1的配比进行搅拌混合后，将混合物加入磁力搅拌器，加热到80℃，加热期间持续搅拌20分钟；

步骤3：将步骤2中磁力搅拌器搅拌后的混合物加入螺旋桨模具的凹槽底部，使搅拌后的混合物浸满模具的凹槽底部，并保证其比重约占螺旋桨整体的25-30％，然后立即用真空吸盘将步骤1中的碳纤维基片放入到螺旋桨模具中，最后再添加步骤2中占比25-30％的混合物，浸满整个模具，物料添加完毕，合模并进行固化处理；

步骤4：待步骤3中的模具自然冷却至室温时，打开模具并取出成型的螺旋桨；

步骤5：打磨螺旋桨的边缘去除毛边，并对螺旋桨的表面进行抛光处理，完成制备。

2.根据权利要求1所述的一种无机富勒烯碳纤维复合材料无人机螺旋桨的制备方法，其特征在于：所述步骤1中，注塑期间保持注塑压力为15-25MPa，注塑时的温度为500℃。

3.根据权利要求1所述的一种无机富勒烯碳纤维复合材料无人机螺旋桨的制备方法，其特征在于：所述步骤1中碳纤维为甘蔗渣基碳纤维，甘蔗渣基碳纤维的制备过程为：选取甘蔗渣放入装有质量分数为5％的次氯酸钠溶液的烧杯中，浸泡12h，然后反复过滤至滤液PH接近中性，将过滤后的甘蔗渣放入烘干箱，在80℃下干燥10h；

尿素和去离子水体积比为1:1的尿素水溶液将干燥后的甘蔗渣与尿素水溶液接触，浸泡1h，将浸泡后的甘蔗渣取出，放入烘干箱，在80℃下干燥10h，重复干燥2-3次得到上浆甘蔗渣；

将得到的上浆甘蔗渣放入真空管式炉中，密封后，通入氮气，当排尽空气后，将真空管式炉的温度以5℃/min的速度升至400℃，保持400℃碳化40min；

然后将真空管式炉的温度以5℃/min升至1200℃，保持1200℃石墨化20min得到初步碳纤维；

把初步碳纤维放入45wt％硝酸水溶液中，浸泡30min，取出后放入去离子水中漂洗2次，将氧化后的碳纤维放入烘干箱中，在80℃下干燥10h，即得到甘蔗渣基碳纤维。

4.根据权利要求1所述的一种无机富勒烯碳纤维复合材料无人机螺旋桨的制备方法，其特征在于：所述步骤2中的添加剂由防老剂、阻燃剂、固化剂三者同比例混合组成。

5.根据权利要求1所述的一种无机富勒烯碳纤维复合材料无人机螺旋桨的制备方法，其特征在于：所述步骤3中的固化处理为通过中频加热炉对螺旋桨模具进行保温1-3小时，保温温度为180℃。

6.根据权利要求1所述的一种无机富勒烯碳纤维复合材料无人机螺旋桨的制备方法，其特征在于：所述步骤2中的无机富勒烯为铝基纳米复合富勒烯材料，所述铝基纳米复合富勒烯材料的合成过程为：将无机富勒烯纳米颗粒IF-WS2放入乙醇中并使用超声波探针进行分散，将无机富勒烯纳米颗粒IF-WS2与乙醇混合物在80-90℃并带有剧烈搅拌下与Al粉末混合直至所有乙醇蒸发，在110-130℃的烘箱中干燥11-13小时得到初步的混合物样品，通过熔融沉积成型3D打印技术，将样品挤出，打印挤出头的温度控制为560～670℃，完成合成。

7.根据权利要求6所述的一种无机富勒烯碳纤维复合材料无人机螺旋桨的制备方法，其特征在于：所述超声波探针进行分散的时间为0.8-1.2小时，超声频率为80～90KHz，熔融沉积成型3D打印的过程中，热压的温度为560～650℃，压力为75～85KN，气氛为N2的条件下热压30分钟。

8.根据权利要求6所述的一种无机富勒烯碳纤维复合材料无人机螺旋桨的制备方法，其特征在于：将无机富勒烯纳米颗粒IF-WS2与乙醇混合物加热到80℃，加入铝粉颗粒混合，并快速搅拌，直至乙醇完全挥发，制得20wt％-30wt％IF-WS2与铝粉的混合固体样品，然后置于120℃的烘箱中烘干12小时。