[发明专利]一种用于桥架的轻质化碳纤维钢板复合材料

说明书

本发明公开了一种用于桥架的轻质化碳纤维钢板复合材料，包括以下重量份原料：不锈钢钢板60‑70份、碳纤维55‑65份、改性晶须料5‑10份、膨润土复合改性剂1‑5份、稀土剂3‑5份、纳米二氧化硅粉1‑2份。本发明碳纤维钢板复合材料采用碳纤维、改性晶须料与膨润土复合改性剂等原料制成，晶须料经过改性后，能够增强产品的强度性能，而膨润土复合剂采用膨润土‑石墨烯共混配合，配合稀土的活性处理，从而制备的原料具有优异的强度性能，进而提高了产品的应用效果。

技术领域

本发明涉及碳纤维钢板技术领域，具体涉及一种用于桥架的轻质化碳纤维钢板复合材料。

背景技术

碳纤维板是将同一方向排列的碳素纤维使用树脂浸润硬化形成碳纤维板材，能有效解决多层碳纤维布施工困难和工程量大的问题，补强效果好，施工便捷；混凝土梁抗弯、抗剪加固，混凝土楼板、桥板加固补强、混凝土、砖砌体墙，剪刀墙补强，桥墩、桩等柱加固补强，烟囱、隧道、水池、混凝土管等加固补强。此外还普遍用于多旋翼无人机机身的制作，例如穿越机，航拍无人机等。

现有的碳纤维钢板采用的原料常规，强度性能差，中国专利文献CN113549940A公开了一种碳纤维增强铝合金层合板制备及其层间增韧方法，属碳纤维增强金属层合板领域。所述层合板包括两层铝合金板，以及铝合金板间依次层叠的结构胶膜和碳纤维预浸料层，所述铝合金板界面与碳纤维界面之间嵌入一种结构胶膜，对铝合金板表面进行阳极氧化处理，使铝合金板表面产生纳米级小孔涂层，增强界面间的结合力。将处理好的铝合金板、碳纤维预浸料及结构胶膜放入模压设备的模具上，启动模压设备，设定工艺参数，待模具达到预定温度后，保压一段时间，随后按设定降温路线降至开模温度，随后开模取出层合板，该产品材料性能需进一步的改进，基于此，本发明提供一种用于桥架的轻质化碳纤维钢板复合材料。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于桥架的轻质化碳纤维钢板复合材料，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种用于桥架的轻质化碳纤维钢板复合材料，包括以下重量份原料：

不锈钢钢板60-70份、碳纤维55-65份、改性晶须料5-10份、膨润土复合改性剂1-5份、稀土剂3-5份、纳米二氧化硅粉1-2份。

优选地，所用于桥架的轻质化碳纤维钢板复合材料配方包括以下重量份原料：

不锈钢钢板65份、碳纤维60份、改性晶须料7.5份、膨润土复合改性剂3份、稀土剂4份、纳米二氧化硅粉1.5份。

优选地，所述改性晶须料的改性方法为：

步骤一：将氮化硅晶须加入到改性液中进行搅拌处理，搅拌结束，然后水洗、干燥，得到预改性晶须；

步骤二：将预改性晶须送入到50-70℃下反应20-30min，反应结束，以1-3℃/min的速率升温至120-130℃，继续保温25-35min，保温结束，空冷至室温，即可。

优选地，所述搅拌处理的转速为300-500r/min，搅拌时间为25-35min。

优选地，所述改性液的制备方法为：将10-20份十二烷基硫酸钠加入到30-50份壳聚糖溶液中，然后再加入2-5份碳纳米管进行超声分散，然后加入盐酸调节pH至4.5，超声功率为100-300W，超声时间为20-30min，超声结束，得到改性液。

优选地，所述壳聚糖溶液为壳聚糖、乙醇按照重量比1:5配制而成。

优选地，所述膨润土复合改性剂的制备方法为：将膨润土、石墨烯按照重量比2:1混合，然后加入到研磨机中进行研磨处理，研磨结束，送入到300-400℃下热压煅烧10-20min，煅烧压力为1-5MPa，煅烧结束，得到膨润土复合改性剂。