件下超 声分音夂45min 〇
[0031] 实施例4 按照石墨烯的用量为碳纤维树脂材料重量的65%，改性添加剂的加入量占碳纤维树脂 材料的重量百分比为9. 5%，加入到摩尔比为1:1的酚醛树脂与环氧树脂中，分散均匀后，将 碳纤维浸入在石墨烯改性的酚醛树脂与环氧树脂中，通过赋形模头以丝条的形式将其拉出 并切碎，得到了碳纤维树脂材料颗粒；其中，改性添加剂为质量比为1:2. 7:1. 3的硝酸钇、 氮化硼与纳米金刚石粉的混合物。
[0032] 其中，石墨烯在加入碳纤维树脂材料前，在磁场强度5200GS，同时超声波条件下超 声分散30min。
[0033] 实施例5 按照石墨烯的用量为碳纤维树脂材料的68%，改性添加剂的加入量占碳纤维树脂材料 的重量百分比为10%，加入到摩尔比为1:1的酚醛树脂与环氧树脂中，分散均匀后，将石墨 烯改性的酚醛树脂与环氧树脂浸入在碳纤维中，通过赋形模头以丝条的形式将其拉出并切 碎，得到了碳纤维树脂材料颗粒；其中，改性添加剂为质量比为1:2. 7:1. 3的硝酸钇、氮化 硼与纳米氧化铝的混合物。
[0034] 其中，石墨烯在加入碳纤维树脂材料前，在磁场强度5150GS，同时超声波条件下超 声分散38min。
[0035] 实施例6 按照石墨烯的用量为碳纤维树脂材料重量的72%，改性添加剂的加入量占碳纤维树脂 材料的重量百分比为9%，加入到摩尔比为1:2的酚醛树脂与聚氨基甲酸酯(购自绍兴市海 燕聚氨酯有限公司）中，分散均匀后，将碳纤维浸入在石墨烯改性的酚醛树脂与聚氨酯中， 通过赋形模头以丝条的形式将其拉出并切碎，得到了碳纤维树脂材料颗粒；其中，改性添加 剂为质量比为1:3:1. 7的偏硼酸钡、氮化硼与纳米氧化铝的混合物。
[0036] 其中，石墨烯在加入碳纤维树脂材料前，在磁场强度5180GS，同时超声波条件下超 声分音夂36min 〇
[0037] 将实施例1-6得到的碳纤维树脂材料颗粒在150-210°C下吹塑成长度为10mm、宽 度为10mm，厚度0? 5mm的试验片。
[0038] 对比例1，市售的碳纤维树脂材料，购自宜兴市恒通碳纤维织造有限公司。
[0039] 对比例2,所用配方与制法与实施例1相同，唯一区别是没有加入石墨烯。
[0040] 将实施例1-3与对比例1-2的碳纤维树脂材料测试其耐摩擦性和附着力性能，数 据如下：
从表1可见，本发明的碳纤维树脂材料的耐磨性能明显优于对比例1-2的碳纤维树脂 材料，在现有的碳纤维树脂材料中加入石墨烯用以改性涂料的强度、硬度与抗冲击性，纳米 氧化铝在提高高分子材料产品的耐磨性能上极其显著，在碳纤维树脂材料中加入纳米氧化 铝可以进一步提高其耐摩擦性能；玻璃纤维比有机纤维耐高温，不燃、抗腐蚀、隔热隔音性 好，抗拉强度高，在碳纤维树脂材料中加入使得其抗拉强度得到提高；纳米金刚石粉为碳纤 维树脂材料提供了一层保护层和耐磨层，在碳纤维树脂材料中加入纳米金刚石粉可以进一 步提尚其耐摩f祭性能 将实施例4-6与对比例1-2的碳纤维树脂材料进行耐盐雾性能测试、耐腐蚀测试与导 热效果测试，测试结果见表2。
[0041] 耐盐雾性能测试：将样品放入盐雾机中用盐水(浓度为5重量％，pH值为6. 5-7. 2) 在35°C下喷雾2小时，再使样品在40°C和相对湿度93%的环境中保持168小时，然后使用 Data physics公司OCA系列接触角测量仪测定样品的表面能。
[0042] 耐腐蚀测试：将实施例4-5与对比例1-2的碳纤维树脂材料制成的试验片浸入 60%的硝酸溶液，另外实施例6-7,对比例2的试验片浸入60%的烧碱溶液，2小时候拿出待 自然干燥后再浸入2小时后，观察试片表面。
[0043] 导热效果测试方法如下： 将实施例4-7与对比例1-2的试验片放置在器皿与电加热炉之间，将200mL、25°C的纯 净水放置于器皿内，放置在功率为IKW的电加热炉上，开始加热并计时，至水温90°C，停止 加热并记录加热时长，通过加热时长判断导热效果。
[0044] 表2、测试结果
由表2可见，本发明得到的碳纤维树脂材料的耐盐雾性能、耐腐蚀性能明显优于现有 传统的碳纤维树脂材料，导热效果由于石墨烯的加入量不同而略有不同，但是与碳纤维树 脂材料相比，本发明导热效果显著提高。
[0045] 以上所述的实施例只是本发明的一种较佳方案，并非对本发明作任何形式上的限 制，在不超出权利要求所记载的技术方案的前提下还有其它的变体及改型。
【主权项】
1. 一种石墨烯改性的碳纤维树脂材料，所述碳纤维树脂材料包括碳纤维与有机树脂， 其特征在于，碳纤维树脂材料中加入石墨烯，所述石墨烯的加入量占碳纤维增强树脂复合 材料的重量百分比为55-75%，碳纤维增强树脂复合材料中还加入改性添加剂，改性添加剂 的加入量占碳纤维增强树脂复合材料的重量百分比为5-10%。2. 根据权利要求1所述的一种石墨烯改性的碳纤维树脂材料，其特征在于，所述石墨 烯的加入量占碳纤维树脂材料的重量百分比为60-70%。3. 根据权利要求2所述的一种石墨烯改性的碳纤维树脂材料，其特征在于，所述石墨 烯的加入量占碳纤维树脂材料的重量百分比为9. 5-12%。4. 根据权利要求1所述的一种石墨烯改性的碳纤维树脂材料，其特征在于，改性添加 剂为纳米氧化铝、硝酸钇、氮化硼、偏硼酸钡、纳米金刚石粉中的一种或几种。5. 根据权利要求1或2或3所述的一种石墨烯改性的碳纤维树脂材料，其特征在于， 石墨烯为单层片状结构，或所述石墨烯为层数在2-50层，层内为碳原子Sp 2杂化轨道组成 六角形蜂巢状晶格、层间为碳原子以键结合。6. 根据权利要求1或2或3所述的一种石墨烯改性的碳纤维树脂材料，其特征在于，所 述石墨烯以粉末或浆料的形式添加。7. 根据权利要求1所述的一种石墨烯改性的碳纤维树脂材料，其特征在于，有机树脂 选自酚醛树脂、脲醛树脂、不饱和聚酯树脂、环氧树脂、有机硅树脂、聚氨基甲酸酯中的一种 或几种。8. 根据权利要求5所述的一种石墨烯改性的碳纤维树脂材料，其特征在于，所述石墨 烯中，碳元素与非碳元素质量比大于4:1，非碳元素选自氟、氮、氧、硫、氢、氯、溴、碘中一种 或几种。9. 根据权利要求5所述的一种石墨烯改性的碳纤维树脂材料，其特征在于，所述石墨 烯还包含有各种官能团的改性石墨烯，如羟基、羧基、羰基、氮基、氨基中的一种或几种。10. 根据权利要求1所述的一种石墨烯改性的碳纤维树脂材料，其特征在于，石墨烯 在加入碳纤维增强树脂复合材料前，在磁场强度5000-5250GS，同时超声波条件下超声分散 3〇-45min〇
【专利摘要】本发明涉及一种石墨烯改性的碳纤维树脂材料，碳纤维树脂材料中加入石墨烯，所述石墨烯的加入量占碳纤维树脂材料的重量百分比为55-75%，碳纤维树脂材料中还加入改性添加剂，改性添加剂的加入量占碳纤维树脂材料的重量百分比为5-10%。本发明添加了石墨烯的碳纤维与树脂成型体，其强度﹑导电性﹑导热性及耐磨性都有了显著提升。
【IPC分类】C08K3/04, C08L61/06, C08K13/04, C08K7/06, C08K3/22, C08L63/00, C08K3/38, C08K3/24
【公开号】CN105086361
【申请号】CN201510209041
【发明人】张慧波
【申请人】宁波职业技术学院
【公开日】2015年11月25日
【申请日】2015年4月29日