[发明专利]碳纤维/氧化石墨烯/有机硅树脂多维混杂复合材料的制备方法

权利要求书

1.一种碳纤维/氧化石墨烯/有机硅树脂多维混杂复合材料的制备方法，其特征在于所述方法步骤如下： 

将氨基化的氧化石墨烯与硅树脂超声振荡混合均匀，氨基化的氧化石墨烯的质量为硅树脂质量的0.1～1％，再与氨基化的碳纤维通过模压法制备碳纤维/氧化石墨烯/有机硅树脂多维混杂复合材料，基体树脂含量控制在35±1.5mass％范围内。 

2.根据权利要求1所述的碳纤维/氧化石墨烯/有机硅树脂多维混杂复合材料的制备方法，其特征在于所述氨基化的氧化石墨烯的制备方法为：将0.5～1g氧化石墨烯浸入到100～200mL甲苯溶液中，常温下超声20～40min，然后加入3.1～6.2g3-氨丙基三乙氧基硅烷，操作过程均在氮气保护下进行，20～40℃反应2～4h，80～100℃加热回流反应2～4h，随后冷却，用适量的甲苯洗涤，过滤，在40～80℃真空干燥得到氨基化的氧化石墨烯。 

3.根据权利要求2所述的碳纤维/氧化石墨烯/有机硅树脂多维混杂复合材料的制备方法，其特征在于所述氧化石墨烯的制备方法为：称取0.37～3.74g氧化石墨加入到100～500mL蒸馏水中，利用超声粉碎机探头超声振荡20～40分钟，然后离心洗涤，真空干燥得到氧化石墨烯粉末。 

4.根据权利要求2所述的碳纤维/氧化石墨烯/有机硅树脂多维混杂复合材料的制备方法，其特征在于所述真空干燥温度为40～80℃。 

5.根据权利要求3所述的碳纤维/氧化石墨烯/有机硅树脂多维混杂复合材料的制备方法，其特征在于所述氧化石墨的制备方法为：把装有4～8g纳米石墨的三口烧瓶放入冰水浴中，缓慢加入9～18gKMnO₄和200～400mL浓H₂SO₄/H₃PO₄的混合液，机械搅拌0.5～2h使其充分混合均匀；然后升温到40～60℃反应12～18h，反应结束后，滴加700～900mL蒸馏水，接着继续缓慢滴加15～30mL H₂O₂，溶液逐渐变为亮黄色，用稀HCl和蒸馏水反复洗涤，离心过滤，直到滤液成中性，真空干燥得到氧化石墨。 

6.根据权利要求5所述的碳纤维/氧化石墨烯/有机硅树脂多维混杂复合材料的制备方法，其特征在于所述浓H₂SO₄/H₃PO₄的体积比为9∶1。

7.根据权利要求5所述的碳纤维/氧化石墨烯/有机硅树脂多维混杂复合材料的制备方法，其特征在于所述真空干燥温度为40～80℃。 

8.根据权利要求1所述的碳纤维/氧化石墨烯/有机硅树脂多维混杂复合材料的制备方法，其特征在于所述氨基化的碳纤维的制备方法为：a、碳纤维的酸化处理：将0.5～2g碳纤维缠绕在方形玻璃框架上，然后浸入到50～200mL浓度为65～70％的浓硝酸或浓硫酸和浓硝酸的混合溶液中，60～100℃下或常温下磁力搅拌氧化5～8h，用去离子水洗涤至溶液成中性，40～80℃下真空干燥得到酸氧化的碳纤维；b、碳纤维的还原处理：氧化后的碳纤维在LiAlH_4-四氢呋喃的饱和溶液中加热回流1～4h后，经四氢呋喃和盐酸反复洗涤，然后用蒸馏水反复洗涤，直至溶液成中性，80～100℃下干燥得到还原后的碳纤维；c、碳纤维的氨丙基烷基化处理：将0.5～1g还原后的碳纤维缠绕在方形玻璃框架上，浸入到100～200mL甲苯溶液中，然后加入3.1～6.2g3-氨丙基三乙氧基硅烷，操作过程均在氮气保下进行，升温到20～40℃反应2～4h，在80～100℃时加热回流反应2～4h，随后冷却，用适量的甲苯洗涤，过滤；d、真空干燥得到氨基化的碳纤维。 

9.根据权利要求8所述的碳纤维/氧化石墨烯/有机硅树脂多维混杂复合材料的制备方法，其特征在于所述浓硫酸和浓硝酸的的体积比为3∶1 。

10.根据权利要求8所述的碳纤维/氧化石墨烯/有机硅树脂多维混杂复合材料的制备方法，其特征在于所述真空干燥温度为40～80℃。