[发明专利]一种磁性氧化石墨烯改性碳纤维及其制备方法和用途

权利要求书

1.一种改性碳纤维，其特征在于：它是以含成膜剂的磁性氧化石墨烯溶液作为上浆剂，对碳纤维进行上浆后而得；

所述磁性氧化石墨烯为负载Fe₃O₄的氧化石墨烯；

所述成膜剂为羧甲基纤维素；

所述上浆剂中，磁性氧化石墨烯的浓度为0.001~1%；所述上浆剂中，成膜剂的浓度为0.001~1%；

所述磁性氧化石墨烯溶液为磁性氧化石墨烯水溶液。

2.根据权利要求1所述的改性碳纤维，其特征在于：所述上浆剂使用超声混合均匀；

和/或，所述上浆的方法为涂敷、浸渍、浸泡或喷涂；

和/或，所述上浆后将碳纤维烘干。

3.根据权利要求1或2所述的改性碳纤维，其特征在于：所述磁性氧化石墨烯是由如下重量配比的原料制备而成：氧化石墨烯0.1~10份、亚铁盐0.001~100份、铁盐0.001~100份。

4.根据权利要求3所述的改性碳纤维，其特征在于：所述磁性氧化石墨烯是由如下重量配比的原料制备而成：氧化石墨烯0.1~1份、亚铁盐0.1~10份、铁盐0.1~20份。

5.根据权利要求4所述的改性碳纤维，其特征在于：所述亚铁盐中亚铁离子与铁盐中铁离子的摩尔比为1:2。

6.根据权利要求3所述的改性碳纤维，其特征在于：所述磁性氧化石墨烯的制备方法包括如下步骤：

(1) 将氧化石墨烯加入去离子水中，超声，得氧化石墨烯水溶液；

(2) 将亚铁盐和铁盐加入氧化石墨烯水溶液中，惰性气体环境中反应；

(3) 在步骤(2)的反应液中加入氨水调节pH至碱性；

(4) 用磁体提取沉淀物，洗涤、干燥，即得。

7.根据权利要求6所述的改性碳纤维，其特征在于：

步骤(1)中，所述氧化石墨烯的浓度为5~10 mg/mL；

和/或，步骤(2)中，所述反应为80~100℃搅拌30~300min；

和/或，步骤(3)中，所述pH值为9~11。

8.一种权利要求1~7任一项所述的改性碳纤维的制备方法，其特征在于：它包括如下步骤：

以含成膜剂的磁性氧化石墨烯溶液作为上浆剂，对碳纤维进行上浆后而得。

9.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于：所述上浆的方法包括涂敷、浸渍、浸泡或喷涂。

10.根据权利要求9所述的制备方法，其特征在于：所述上浆后将碳纤维烘干。

11.权利要求1~7任一项所述的改性碳纤维在制备碳纤维增强聚合物复合材料中的用途。

12.根据权利要求11所述的用途，其特征在于：所述碳纤维增强聚合物复合材料为碳纤维增强树脂复合材料。

13.一种碳纤维增强聚合物复合材料，其特征在于：它是权利要求1~7任一项所述的改性碳纤维作为增强材料制备而得的聚合物复合材料。

14.根据权利要求13所述的碳纤维增强聚合物复合材料，其特征在于：所述碳纤维增强聚合物复合材料是在权利要求1~7任一项所述的改性碳纤维上浸润基材后，固化成型而得；所述基材由树脂和固化剂组成，

所述树脂和固化剂的当量比为（0.01~99.99）：（0.01~99.99）。

15.根据权利要求14所述的碳纤维增强聚合物复合材料，其特征在于：所述树脂和固化剂的当量比为1：1；

所述固化条件为100℃~140℃压力为0~30 MPa保温保压1~3 h，再升温至140~180℃压力为0~30 MPa，保温保压1~3 h，最后冷却至室温。