[发明专利]一种同时提高碳纤维环氧复合材料界面强度和韧性的方法有效

申请号：	201711479027.3	申请日：	2017-12-29
公开（公告）号：	CN108035143B	公开（公告）日：	2020-05-12
发明（设计）人：	武清;赵如意;焦通;朱建锋;秦毅;武文玲;张佩;王雷	申请（专利权）人：	陕西科技大学
主分类号：	D06M11/46	分类号：	D06M11/46;D06M15/55;D06M101/40
代理公司：	西安智大知识产权代理事务所 61215	代理人：	张震国
地址：	710021 陕西省***	国省代码：	陕西;61
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摘要：
搜索关键词：	一种同时提高碳纤维复合材料界面强度韧性方法
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【权利要求书】：

1.一种同时提高碳纤维环氧复合材料界面强度和韧性的方法，其特征在于：

1)硅烷偶联剂改性ZrO₂

将ZrO₂纳米粒子与乙醇溶液按1:1～50的质量比混合磁力搅拌0.5～6h得ZrO₂乙醇溶液；按硅烷偶联剂：乙醇溶液：去离子水＝1：5～20：0.1～0.6质量比将硅烷偶联剂与乙醇溶液混合后向其中滴加去离子水搅拌5～20min得硅烷偶联剂混合液；按ZrO₂纳米粒子与硅烷偶联剂为1:1-3的质量比将硅烷偶联剂混合液加入到ZrO₂乙醇溶液中，60℃搅拌1～6h完成硅烷偶联剂对ZrO₂的嫁接，将嫁接后的ZrO₂粒子用水和乙醇分别清洗，干燥即得到经过表面改性的ZrO₂纳米粒子；

2)改性ZrO₂/环氧上浆剂的制备

按质量百分比取0.1～5％的改性后的ZrO₂纳米粒子、0.5～3％环氧树脂和92～99.4％的有机溶剂混合均匀得上浆剂；

3)碳纤维表面去剂

以丙酮为溶剂，采用索氏萃取法将碳纤维在70℃～80℃冷凝回流12～48h，后在60℃～80℃下干燥2h～4h；

或将碳纤维在丙酮或石油醚的溶液中浸泡12～72h，后在60℃～80℃下干燥2h～4h；

4)碳纤维的表面改性

采用浸渍法将碳纤维通过装有上浆剂的浆料槽，后干燥，即完成碳纤维环氧复合材料所用的碳纤维的表面改性。

2.根据权利要求1所述的同时提高碳纤维环氧复合材料界面强度和韧性的方法，其特征在于：所述步骤1)的ZrO₂纳米粒子的粒径为10～100nm。

3.根据权利要求1所述的同时提高碳纤维环氧复合材料界面强度和韧性的方法，其特征在于：所述步骤1)的硅烷偶联剂为3-氨基丙基三乙氧基硅烷、3-氨基丙基三甲氧基硅烷、γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷、3-[2-(2-氨基乙基氨基)乙基氨基]丙基-三甲氧基硅烷偶联剂中的一种或一种以上任意比例的混合物。

4.根据权利要求1所述的同时提高碳纤维环氧复合材料界面强度和韧性的方法，其特征在于：所述步骤2)的有机溶剂为丙酮、二甲基甲酰胺、甲苯、四氢呋喃或二氯甲烷。

5.根据权利要求1所述的同时提高碳纤维环氧复合材料界面强度和韧性的方法，其特征在于：所述步骤4)碳纤维在浆料槽中的浸渍时间为10s-30s。

6.根据权利要求1所述的同时提高碳纤维环氧复合材料界面强度和韧性的方法，其特征在于：所述步骤4)中干燥条件是60℃～80℃下干燥2h～4h。