[发明专利]一种绝缘层包覆碳纳米管取向吸附碳纤维预浸料的制备

摘要

本发明属于复合材料制备领域，特别涉及一种绝缘层包覆碳纳米管取向吸附碳纤维/环氧树脂预浸料的制备方法，用以层间多尺度增强碳纤维复合材料。本发明包括以下技术步骤。步骤I：将碳纳米管加入优选的绝缘包覆材料中，经球磨得到均匀的粉末状混合物；步骤Ⅱ：步骤I所得混合物在去离子水中搅拌均匀，加热获得绝缘层包覆的碳纳米管；步骤Ⅲ：将绝缘层包覆的碳纳米管均匀喷洒在连接正极的铜板上，将碳纤维预浸料连接负极，施加电压使碳纳米管垂直取向吸附到预浸料表面，控制碳纳米管吸附层厚度在20~80μm。本发明工艺简便，碳纳米管在预浸料表面垂直取向，可显著提高复合材料的弯曲强度、压缩强度和层间断裂韧性，易于在实际生产中推广应用。

主权项

一种绝缘层包覆碳纳米管取向吸附碳纤维/环氧树脂预浸料的制备方法，其特征在于，包括以下组分和步骤：组分1：多壁碳纳米管；组分2：优选的无机绝缘包覆材料；组分3：碳纤维/环氧树脂预浸料；步骤I：将组分1加入组分2中，球磨处理1~3小时，得到均匀的粉末状混合物，其中组分2与组分1的质量比为10:1~20:1，球磨后碳纳米管的长径比控制在50~300之间；步骤Ⅱ：将步骤I所得粉末状混合物在去离子水中搅拌均匀，然后加热至250℃，水解得到绝缘层包覆的碳纳米管其中，其中去离子水与组分2的质量比为5:1~10:1；步骤Ⅲ：将绝缘层包覆的碳纳米管研磨，均匀喷洒在连接正极的铜板上，将裁剪成一定尺寸的碳纤维/环氧树脂预浸料连接负极，施加电压，控制电场强度为10~25 kV/cm，使碳纳米管垂直取向吸附到预浸料表面，在预浸料表面呈阵列状排列，控制静电吸附时间为15~45 min，得到表面吸附不同含量碳纳米管的碳纤维/环氧树脂预浸料，碳纳米管吸附层的厚度为20~80μm。