[发明专利]一种抗弯曲碳纤维环氧复合材料及其制备方法

权利要求书

1.一种抗弯曲碳纤维环氧复合材料，其特征在于：

包括环氧树脂基体材料、2层以上间隔设于环氧树脂基体材料中的碳纤维布层、和分散于该环氧树脂基体材料中的表面修饰有磁性纳米颗粒的钼酸锑锌；所述的表面修饰有磁性纳米颗粒的钼酸锑锌中的钼酸锑锌垂直于所述的碳纤维布层；

所述表面修饰有磁性纳米颗粒的钼酸锑锌相对于环氧树脂基体材料的质量百分含量为0.01-10％；

所述的表面修饰有磁性纳米颗粒的钼酸锑锌由以下方法制备而成：

(1)将摩尔比为1:1.25的六水合氯化铁和七水合硫酸亚铁，加入去离子水中，超声25-35分钟，得到氯化铁和硫酸亚铁混合水溶液，混合后氯化铁的浓度为1-6mg/ml；

(2)将钼酸锑锌加入去离子水中并超声25-35分钟，配制成浓度为2mg/ml的钼酸锑锌水溶液；

(3)将步骤(2)制得的钼酸锑锌水溶液加入反应容器中，并开启搅拌，然后将步骤(1)制得的氯化铁和硫酸亚铁混合水溶液加入恒压滴液漏斗中，然后在室温下将恒压滴液漏斗的氯化铁和硫酸亚铁混合水溶液滴入到反应容器中的钼酸锑锌水溶液中；钼酸锑锌与硫酸亚铁的质量比为100:12；

(4)步骤(3)滴完后加热至60℃-80℃，并快速滴入氨水使pH值调至9-10之间，然后在60℃-80℃下恒温匀速搅拌反应2-4h；

(5)将步骤(4)反应后的溶液转移至烧杯中，待反应产物自然沉降，去除上清液，加蒸馏水反复洗涤沉淀产物直至上清液为中性，然后将得到的中性溶液进行离心，并对离心产物干燥得到磁性颗粒修饰的钼酸锑锌。

2.根据权利要求1所述的一种抗弯曲碳纤维环氧复合材料，其特征在于：步骤(3)氯化铁和硫酸亚铁混合水溶液滴入到反应容器中的钼酸锑锌水溶液中的速率为20-40ml/min。

3.根据权利要求1或2所述的一种抗弯曲碳纤维环氧复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下依序进行的步骤：

1)将表面修饰有磁性纳米颗粒的钼酸锑锌分散在乙醇中，然后用超声设备超声处理0.5-5小时，得到表面修饰有磁性纳米颗粒的钼酸锑锌乙醇溶液，所述的表面修饰有磁性纳米颗粒的钼酸锑锌乙醇溶液中表面修饰有磁性纳米颗粒的钼酸锑锌的浓度为0.01-20g/L；

2)然后在步骤1)制得的表面修饰有磁性纳米颗粒的钼酸锑锌乙醇溶液中加入环氧树脂得到混合液，接着用搅拌器搅拌混合液5-30分钟，然后用超声设备对所述混合液进行超声处理0.5-5小时，混合液中环氧树脂的浓度为200g/L；

3)然后将步骤2)经超声处理的混合液放入温度为50-80℃的烘箱中烘10-48小时，接着再用真空泵抽出所述混合液中的乙醇溶剂，直至混合液无气泡为止；

4)然后向步骤3)的混合液中根据环氧树脂的量加入化学当量的固化剂，在室温下搅拌10-20分钟，得到混合物，然后边搅拌边用真空泵抽取混合物中的气泡，至混合物中无气泡止；

5)接着将各层碳纤维布层置于复合容器中，把步骤4)所得的混合物通过真空辅助树脂传递工艺通入复合容器中与各层碳纤维布层复合，复合的同时，在复合容器位于碳纤维布两侧表面外侧的两侧面上施加磁场，使得表面修饰有磁性纳米颗粒的钼酸锑锌中的钼酸锑锌与所述的碳纤维布层垂直，最后固化得到所述的抗弯曲碳纤维环氧复合材料。

4.根据权利要求3所述的抗弯曲碳纤维环氧复合材料的制备方法，其特征在于：超声处理时的功率为300-1000W。

5.根据权利要求3所述的抗弯曲碳纤维环氧复合材料的制备方法，其特征在于：步骤5)中通过永磁铁或者电磁铁施加磁场。