[发明专利]一种硅藻土/碳纤维环氧树脂复合材料的制备方法

摘要

本发明涉及了一种硅藻土/碳纤维环氧树脂复合材料的制备方法，属于复合材料领域。针对目前碳纤维增强树脂复合材料中的碳纤维与树脂的界面结合性能差，机械力学性能下降的弊端，提供了一种硅藻土/碳纤维环氧树脂复合材料的制备方法，该方法因为硅藻土存在大量的纳米孔，将硅藻土加入到碳纤维环氧树脂基体内时，碳纤维环氧树脂分子链可能进入到硅藻土纳米孔中，当其受到外力作用时，硅藻土粒子与碳纤维环氧树脂基体有较强的相互作用，因此对碳纤维环氧树脂的机械力学性能起到增强作用并提高其之间的基体界面结合力。

主权项

一种硅藻土/碳纤维环氧树脂复合材料的制备方法，其特征在于具体制备步骤为：（1）称取100～200g硅藻土放入500mL烧杯中，用去离子水冲洗2～3次，再用真空干燥器干燥后移入马弗炉，在600～700℃下保温2～3h后，取出，放入三角烧瓶，用质量浓度为98%的浓硫酸浸泡30～40min后过滤，之后倒入氢氧化钠溶液中继续浸泡20～30min，过滤，自然晾干备用；（2）按体积比为5：1分别量取乙醇和蒸馏水倒入烧杯中配制乙醇溶液，之后称取1～5g3‑氨丙基三乙氧基硅烷倒入乙醇溶液，用玻璃棒缓慢搅拌10～15min，加入100～150g干燥后的硅藻土，用高速搅拌机在500～600r/min的转速下搅拌30～40min进行改性，之后移入烘箱烘干备用，烘箱温度为105～110℃；（3）称取50～70g碳纤维连同200～250mL乙酸乙酯溶液一起倒入500mL的烧杯中，之后放置在超声振荡仪上，超声振荡20～30min，使碳纤维充分分散，超声频率为25～30kHz，超声功率为100～150W；（4）称取50～100g上述改性后的硅藻土，加入到上述制得的碳纤维悬浮液中，继续超声分散1～2h，超声频率为25～30kHz，超声功率为100～150W，之后将100～200g双酚A环氧树脂加入到分散后的碳纤维硅藻土悬浮液中，摇床振荡处理2～3h后移入恒温水浴锅，升温至60～70℃并磁力搅拌以蒸发掉溶剂，磁力搅拌转速为100～200r/min；（5）向蒸发掉溶剂后的混合液中加入5～10mL固化剂二乙烯三胺，用低速搅拌机搅拌1～2h，搅拌转速为60～120r/min，之后将混合物放入真空干燥箱抽成真空去除多余气体；（6）将上述混合液浇入不锈钢模具中，放入平板硫化机中升温至150～200℃，固化2～3h后冷却至室温即得一种硅藻土/碳纤维环氧树脂复合材料。