[发明专利]基于阳极氧化工艺制备碳纤维/不锈钢薄带层合板的方法

权利要求书

1.基于阳极氧化工艺制备碳纤维/不锈钢薄带层合板的方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、去除不锈钢薄带表面的油污，依次采用丙酮溶液和乙醇溶液超声波清洗20分钟，然后晾干，与此同时配制乙二醇基电解液留待后步使用；

S2、将超声波清洗后的不锈钢薄带在乙二醇基电解液中进行直流阳极氧化表面改性处理；

S3、若干层碳纤维预浸带沿0°方向依次叠放组成碳纤维预浸带增强体，将步骤S2直流阳极氧化表面改性处理后的不锈钢薄带与碳纤维预浸带增强体依次交错层叠，并且碳纤维预浸带增强体的0°纤维方向与不锈钢薄带轧制方向相一致，制得层合板坯料，层合板坯料的上下表面均为不锈钢薄带；

S4、将步骤S3制得的层合板坯料置于热压模具中热压成型，热压成型全程在0.6MPa压力条件下进行：

第一阶段：从室温升温至80℃，保温30分钟，升温速率为3.0℃/分钟；

第二阶段：从80℃升温至100℃，保温30分钟，升温速率为3.0℃/分钟；

第三阶段：从100℃升温至120℃，保温30分钟，升温速率为3.0℃/分钟；

第四阶段：从120℃冷却至室温，冷却速率为0.5 ℃/分钟；

制得碳纤维/不锈钢薄带层合板。

2.根据权利要求1所述的基于阳极氧化工艺制备碳纤维/不锈钢薄带层合板的方法，其特征在于：所述不锈钢薄带的厚度为0.015mm~0.02mm，不锈钢薄带的材质为304L不锈钢，304L不锈钢具体化学组分及重量配比为：Cr：17wt.%-18wt.%，Ni：8wt.%-11wt.%，Mn＜2wt.%，Si＜1 wt.%，其余为Fe及不可避免的杂质；

单层所述碳纤维预浸带的厚度为0.06mm~0.125mm，由环氧树脂和单向连续碳纤维增强材料热压成型制得。

3.根据权利要求1所述的基于阳极氧化工艺制备碳纤维/不锈钢薄带层合板的方法，其特征在于：在所述步骤S1中，乙二醇基电解液的制备方法为：将 0.37g氟化铵与0.18mL去离子水混合，再向混合物中加入100mL乙二醇，搅拌10分钟，制得到乙二醇基电解液。

4.根据权利要求1所述的基于阳极氧化工艺制备碳纤维/不锈钢薄带层合板的方法，其特征在于：在所述步骤S2中，直流阳极氧化表面改性处理包括以下步骤：

首先，将S1超声波清洗后的不锈钢薄带固定在工作电极，采用石墨电极作为对电极，石墨电极的形状尺寸不小于不锈钢薄带的形状尺寸，并固定两电极之间的距离为30mm~60mm；

其次，将直流电源设置为恒压模式，调整输出电压为50V~60V，调整阳极氧化时间为30分钟~5小时，阳极氧化反应时需对电解液持续搅拌；

再次，阳极氧化完成后取出不锈钢薄带，并用无水乙醇进行冲洗、冷风吹干；

最后，将不锈钢薄带在马弗炉中进行退火处理，加热温度为300℃，加热速度为1℃/分钟，退火处理时间为2小时；退火处理后随炉冷却至室温，制得具有多孔氧化层活性表面的不锈钢薄带。

5.根据权利要求1所述的基于阳极氧化工艺制备碳纤维/不锈钢薄带层合板的方法，其特征在于：在所述步骤S2中，配制硅烷偶联剂水解液，然后将直流阳极氧化表面改性处理后的不锈钢薄带放入硅烷偶联剂水解液中进行二次表面改性处理。

6.根据权利要求5所述的基于阳极氧化工艺制备碳纤维/不锈钢薄带层合板的方法，其特征在于：所述硅烷偶联剂水解液的制备方法为：按照重量配比称取90wt.%乙醇、1wt.%~5wt.% 硅烷偶联剂以及5wt.%~9wt.%去离子水，混合后搅拌15分钟~25分钟，混合均匀后向混合液中滴加乙酸，直至溶液pH值为4，制得硅烷偶联剂水解液。

7.根据权利要求5所述的基于阳极氧化工艺制备碳纤维/不锈钢薄带层合板的方法，其特征在于：所述二次表面改性处理包括以下步骤：将具有多孔氧化层活性表面的不锈钢薄带浸泡在硅烷偶联剂水解液中，超声处理10分钟~20分钟；超声处理结束后取出，室温下静置24小时~48小时，制得硅烷偶联剂表面处理的待连接不锈钢薄带。