[发明专利]一种芳纶纤维/石墨烯复合增强碳纤维树脂预浸料

权利要求书

1.一种芳纶纤维/石墨烯复合增强碳纤维树脂预浸料，其特征在于，其原料组份的质量比为：

环氧树脂：100份；

石墨烯：0.25～2份；

芳纶纤维：0.25～2份；

碳纤维：67～400份。

2.如权利要求1所述的一种芳纶纤维/石墨烯复合增强碳纤维树脂预浸料，其特征在于，碳纤维为单向碳纤维丝或碳纤维编织布。

3.如权利要求1所述的一种芳纶纤维/石墨烯复合增强碳纤维树脂预浸料，其特征在于，芳纶纤维为短切纤维或浆粕，芳纶短切纤维长度为1～12mm，芳纶浆粕纤维长度为＜1mm。

4.如权利要求1所述的一种芳纶纤维/石墨烯复合增强碳纤维树脂预浸料，其特征在于，石墨烯为黑色粉末，纯度＞97％，密度＜0.1g/cm³，粒径＜10μm，单层率＞80％。

5.一种芳纶纤维/石墨烯复合增强碳纤维树脂预浸料的制备方法，其特征在于，其具体步骤为：

(1)将芳纶纤维和石墨烯置于鼓风干燥箱中充分烘干，去除内部吸附的水分；

(2)将石墨烯与丙酮混合，并超声震荡60h直至石墨烯充分分散。

(3)将混合物转移到搅拌器中，持续搅拌的同时分多次加入1/10量的环氧树脂A组份，直至树脂完全溶解，石墨烯分散均匀；

所述的环氧树脂分为两部分：A组份为树脂部分，B组份为固化剂部分，此处仅使用A组份；

(3)将环氧树脂A组份、丙酮、石墨烯三者混合液加入芳纶纤维中，充分搅拌均匀，使得混合液充分润湿并包裹芳纶纤维；

(4)将混合物置于鼓风干燥箱中，在90℃条件下热处理，并多次搅拌，直至丙酮完全挥发；

(5)将另外9/10量的环氧树脂A组份分多次加入上述混合物中，同时持续搅拌12h以上，直至芳纶纤维和石墨烯均匀分散在环氧树脂A组份中；

(6)按照配方比例添加环氧树脂B组份，并利用三辊研磨机混合均化；

(7)在涂胶机上通过涂膜、热压、冷却制成芳纶纤维/石墨烯复合环氧树脂膜；

(8)利用预浸料机，将预制的复合树脂膜结合碳纤维，经过覆膜、卷曲工艺制备得到芳纶纤维/石墨烯复合增强碳纤维树脂预浸料。

6.如权利要求1所述的一种芳纶纤维/石墨烯复合增强碳纤维树脂预浸料的制备方法，其特征在于，所述的原料具体烘干温度为90℃，时间为24h。

7.如权利要求1所述的一种芳纶纤维/石墨烯复合增强碳纤维树脂预浸料的制备方法，其特征在于，所述的丙酮为分析纯，用量为环氧树脂总量的1/10。

8.如权利要求1所述的一种芳纶纤维/石墨烯复合增强碳纤维树脂预浸料的制备方法，其特征在于，所述的热处理具体方法为：每隔30min取出手动搅拌一次，称量并记录混合物重量，直至重量不再下降，此时丙酮完全挥发。