本发明涉及一种表面阻燃改性碳纤维、其制备方法及应用，尤其涉及一种表面覆盖了复合物阻燃涂层的表面阻燃改性碳纤维，通过物理方法快速构筑该阻燃涂层的制备方法，以及该碳纤维作为增强、阻燃材料在高分子聚合物中的应用。
背景技术：
碳纤维具有高比强度、高比模量、耐低温性能好、耐疲劳、热膨胀系数小、抗蠕变、摩擦系数低等一系列优异的性能，在很多领域得到了广泛应用。近些年对碳纤维的研究主要集中在碳纤维增强树脂基(cfrp)复合材料。
cfrp由于其具有高强度、高模量、低密度、尺寸稳定等一系列优异性能，已在航空航天、汽车、船舶、军事工业和体育运动器材等领域得到广泛应用，但高分子聚合物的阻燃性能较差，使得cfrp的应用受到了限制。因此，提高碳纤维增强高分子聚合物复合材料的阻燃性能具有重要意义。
目前cfrp复合材料的阻燃主要是在高分子聚合物基体中添加阻燃剂，此方法虽然提高了其阻燃性能，但在添加量较高时，由于阻燃剂在树脂基体中分散性问题，会在一定程度上破坏复合材料的机械性能，限制了其应用领域，因此，提出既能够提高cfrp复合材料阻燃性能的同时又能够不破坏其机械性能的方法和手段，具有良好的应用前景和实际意义。
技术实现要素：
为了克服现有技术中存在的问题，本发明首先提供了一种表面具有阻燃涂层的碳纤维，并提供了一种用物理方法在碳纤维表面快速构筑阻燃涂层的方法，以及该阻燃涂层碳纤维在作为高分子聚合物的增强材料和阻燃材料中的应用。本发明所提供的碳纤维，作为高分子聚合物的增强材料和阻燃材料，使得制备得到的高分子聚合物能够同时具有优良的阻燃性能和机械性能，解决了现有技术中存在的缺陷。
本发明是通过以下技术方案实现的：
一种表面具有阻燃涂层的碳纤维，其特征在于：包含碳纤维及其表面覆盖的复合物阻燃涂层，所述的复合物阻燃涂层含有两类带相反电荷的物质。
进一步地，所述的两类带相反电荷的物质均包括电解质和/或功能纳米粒子。
进一步地，所述的两类带相反电荷的物质中的一类物质为阳离子电解质、功能纳米粒子1中的一种或多种的溶液；另一类物质为阴离子电解质、功能纳米粒子2中的一种或多种的溶液，例如水溶液。
进一步地，所述的阳离子电解质优选壳聚糖、聚-l-精氨酸盐酸盐、聚赖氨酸、聚多巴胺、聚丙烯胺盐酸盐、聚二甲基二丙烯基氯化铵、聚乙烯亚胺、聚二烯丙基二甲基氯化铵、硅烷偶联剂、聚丙烯酰胺、聚丙烯胺、聚乙烯醇，功能化的纳米粒子1优选功能化石墨烯、氨基化碳纳米管、碳纳米纤维、纳米二氧化钛、纳米二氧化硅。
进一步地，所述的阴离子电解质为海藻酸钠、单宁酸、透明质酸、谷氨酸、脱氧核糖核酸、明胶、环糊精、植酸、功能化纤维素、聚苯乙烯磺酸钠、聚乙烯基磺酸、聚丙烯酸、多聚磷酸盐、磷酸三聚氰胺，功能纳米粒子2为层状双层氢氧化物、羧基化碳纳米管、层状硅酸盐、纳米三氧化二铝。
一种表面具有阻燃涂层的碳纤维的制备方法，包括以下步骤：将碳纤维浸泡在一定浓度的所述的两类带相反电荷的物质的混合溶液中，具体可以是将两种物质的水溶液混合之后再将碳纤维浸泡其中，或将碳纤维先浸泡在一定浓度的其中一种物质的水溶液中，然后加入另一种物质的水溶液，充分浸泡至碳纤维表面形成至少一层复合物阻燃涂层，得到所述的一种表面具有复合物阻燃涂层的碳纤维；上述步骤可以重复若干次。
进一步地，两类物质的水溶液的ph值均为3-11。
进一步地，上述方法中可通过调整所述的电解质和/或功能纳米粒子的浓度、其水溶液的份数以及所述方法重复的次数，制备得到碳纤维表面不同复合物阻燃涂层含量和形貌的所述碳纤维。
进一步地，该方法包括以下步骤：
(1)常温下，分别配置质量浓度为0.1-10％的所述两类带相反电荷的物质的水溶液；
(2)将碳纤维浸泡在步骤(1)制备的两种物质的混合溶液中，其中每种物质的水溶液均为50-300份；
(3)将碳纤维在两类物质的混合溶液中浸泡5-60min；
(4)当碳纤维表面形成至少一层复合物阻燃涂层后取出，得到所述的一种表面具有阻燃涂层的碳纤维；
上述步骤可以重复若干次。
进一步地，所述的碳纤维制备完成之后，可以在65-95℃的鼓风烘箱中干燥10-30min，之后冷却至常温，即可进行使用。
上述表面具有阻燃涂层的碳纤维可用作高分子聚合物的增强材料和阻燃材料，例如可以适用于增强阻燃高分子聚合物如聚丙烯、聚氨酯、聚碳酸酯、环氧树脂等。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明的制备方法简单易行，操作高效，在常温水溶液中进行，绿色环保。本发明利用两类物质之间的相互作用，使其形成的复合物可以快速沉积并均匀分布在惰性的碳纤维表面。复合物阻燃涂层的存在不会改变碳纤维的结构，且不会影响复合材料的制备工艺，且还可以通过改变两类物质的种类、两类物质水溶液的份数以及碳纤维在两类物质水溶液中的浸泡时间以及浸泡次数来获得满足不同阻燃性能和机械性能要求的碳纤维增强高分子聚合物复合材料。此外，碳纤维表面光滑、惰性大、活性官能团少，使碳纤维与树脂基体之间界面结合较弱，而碳纤维表面的复合物阻燃涂层中含有大量活性基团，能通过其与树脂基体间的相互作用以及两相间的界面反应等改善复合材料机械性能，得到具有良好阻燃性能和机械性能的碳纤维增强高分子聚合物复合材料。本发明所制备的碳纤维增强高分子聚合物复合材料在航天航空、交通运输、体育器材等领域具有广阔的应用前景和实用价值。
附图说明
图1为表面没有复合物阻燃涂层的碳纤维放大1000倍的扫描电子显微镜图。
图2为本发明中实施例2中所得的附着了1层复合物阻燃涂层的碳纤维放大1000倍的扫描电子显微镜图。
图3为本发明中实施例20中所得的附着了1层复合物阻燃涂层的碳纤维放大3000倍的扫描电子显微镜图。
图4为本发明中实施例22中所得的附着了1层复合物阻燃涂层的碳纤维放大2000倍的扫描电子显微镜图。
图5为本发明中实施例30中所得的附着了1层复合物阻燃涂层的碳纤维放大1000倍的扫描电子显微镜图。
从图2-5中可以看出经过带相反电荷的两类物质的混合溶液改性后的碳纤维表面有明显的阻燃涂层，说明本发明可以将复合物阻燃涂层快速沉积在碳纤维表面。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步说明，有必要指出的是一下实施例不能理解为对本发明保护范围的限制，该领域的技术熟练人员根据以上发明对内容对本发明所做的一些理解和调整仍应属于本发明的保护范围。
另外，值得说明的是：
(1)实施例中所用物料的份数均为质量份，复合物阻燃涂层的含量为其占含有阻燃涂层的碳纤维的质量百分比。
(2)以下对比例和实施例中所给出的极限氧指数是采用hc-2c型氧指数测定仪，按照gb/t2406-1993测试获得的；垂直燃烧等级(垂直燃烧ul-94)是采用czf-2型垂直燃烧仪，按照gb/t2408-1996测试获得的，样品厚度为3.2mm。
(3)冲击强度测试(缺口)是采用深圳新三思zbc1400-2型摆锤式冲击试验机，按照悬臂梁冲击强度的测定标准gb/t1843-2008测试获得的；弯曲强度、弯曲模量和层间剪切强度是采用深圳新三思cmt系列微机控制电子万能试验机，分别按照单向纤维增强塑料性能实验方法gb3356-82和单向纤维增强塑料拉伸强度试验方法gb/t1040.5-2008测试获得的。
实施例1
常温下，将一定量的碳纤维浸泡在50份质量浓度为0.1％、ph值为3的壳聚糖水溶液，然后一次性加入50份质量浓度为0.1％、ph值为4磷酸三聚氰胺水溶液，碳纤维在上述所得混合溶液中浸泡60min后，将其取出并在80℃的烘箱中干燥20min，得到表面含有阻燃涂层的碳纤维，阻燃涂层含量为3.2％。
实施例2
常温下，将一定量的碳纤维浸泡在300份质量浓度为2％、ph值为4的壳聚糖水溶液，然后一次性加入300份质量浓度为5％多聚磷酸铵水溶液，碳纤维在上述所得混合溶液中浸泡60min后，将其取出并在80℃的烘箱中干燥20min，得到表面含有阻燃涂层的碳纤维，阻燃涂层含量为8.2％。
实施例3
常温下，将一定量的碳纤维浸泡在100份质量浓度为2％、ph值为7的聚乙烯亚胺水溶液，然后一次性加入100份质量浓度为2％磷酸三聚氰胺水溶液，碳纤维在上述所得混合溶液中浸泡30min后，将其取出并在80℃的烘箱中干燥20min，得到表面含有阻燃涂层的碳纤维，阻燃涂层含量为4.7％。
实施例4
常温下，将一定量的碳纤维浸泡在50份质量浓度为2％，ph值为7的聚乙烯亚胺水溶液水溶液，然后一次性加入50份质量浓度为3％的聚磷酸铵水溶液，碳纤维在上述所得混合溶液中浸泡5min后，将其取出并在80℃的烘箱中干燥20min，得到表面含有阻燃涂层的碳纤维，阻燃涂层含量为3.9％。
实施例5
常温下，将一定量的碳纤维浸泡在150份质量浓度为3％、ph值为11的聚乙烯亚胺水溶液水溶液，然后一次性加入150份质量浓度为5％的脱氧核糖核苷酸水溶液，碳纤维在上述所得混合溶液中浸泡40min后，将其取出并在80℃的烘箱中干燥20min，得到表面含有阻燃涂层的碳纤维，阻燃涂层含量为5.3％。
实施例6
常温下，将一定量的碳纤维浸泡在150份质量浓度为5％、ph值为7的聚乙烯亚胺水溶液水溶液，然后一次性加入150份质量浓度为8％的植酸水溶液，碳纤维在上述所得混合溶液中浸泡20min后，将其取出并在80℃的烘箱中干燥20min，得到表面含有阻燃涂层的碳纤维，阻燃涂层含量为4.7％。
实施例7
常温下，将一定量的碳纤维浸泡在200份质量浓度为4％的聚二甲基二烯丙基氯化铵水溶液，然后一次性加入200份质量浓度为7％的植酸水溶液，碳纤维在上述所得混合溶液中浸泡40min后，将其取出并在80℃的烘箱中干燥20min，得到表面含有阻燃涂层的碳纤维，阻燃涂层含量为6.4％。
实施例8
常温下，将一定量的碳纤维浸泡在200份质量浓度为8％、ph值为5的聚丙烯胺盐酸盐水溶液，然后一次性加入200份质量浓度为8％、ph值为5的磷酸三聚氰胺水溶液，碳纤维在上述所得混合溶液中浸泡50min后，将其取出并在80℃的烘箱中干燥20min，得到表面含有阻燃涂层的碳纤维，阻燃涂层含量为7.3％。
实施例9
常温下，将一定量的碳纤维浸泡在250份质量浓度为10％的聚多巴胺水溶液，然后一次性加入250份质量浓度为10％的聚丙烯酸水溶液，碳纤维在上述所得混合溶液中浸泡50min后，将其取出并在80℃的烘箱中干燥20min，得到表面含有阻燃涂层的碳纤维，阻燃涂层含量为8.5％。
实施例10
常温下，将一定量的碳纤维浸泡在100份质量浓度为3％的γ-氨丙基三乙氧基硅烷水溶液，然后一次性加入100份质量浓度为5％的蒙脱土水溶液，碳纤维在上述所得混合溶液中浸泡40min后，将其取出并在80℃的烘箱中干燥20min，得到表面含有阻燃涂层的碳纤维，阻燃涂层含量为4.5％。
实施例11
常温下，将一定量的碳纤维浸泡在200份质量浓度为1％的纳米二氧化钛水溶液，然后一次性加入200份质量浓度为6％的多聚磷酸钠溶液，碳纤维在上述所得混合溶液中浸泡20min后，将其取出并在80℃的烘箱中干燥20min，得到表面含有阻燃涂层的碳纤维，阻燃涂层含量为4.3％。
实施例12
常温下，将一定量的碳纤维浸泡在150份质量浓度为7％的壳聚糖水溶液，然后一次性加入150份质量浓度为3％的纳米三氧化二铝溶液，碳纤维在上述所得混合溶液中浸泡10min后，将其取出并在80℃的烘箱中干燥20min，得到表面含有阻燃涂层的碳纤维，阻燃涂层含量为5.2％。
实施例13
常温下，将一定量的碳纤维浸泡在250份质量浓度为4％的聚乙烯醇溶液，然后一次性加入200份质量浓度为4％的蒙脱土溶液，碳纤维在上述所得混合溶液中浸泡10min后，将其取出并在80℃的烘箱中干燥20min，得到表面含有阻燃涂层的碳纤维，阻燃涂层含量为5.9％。
实施例14
常温下，将一定量的碳纤维浸泡在300份质量浓度为5％的l-精氨酸盐酸盐水溶液，然后一次性加入300份质量浓度均为5％的谷氨酸和透明质酸的混合溶液，碳纤维在上述所得混合溶液中浸泡30min后，将其取出并在80℃的烘箱中干燥20min，得到表面含有阻燃涂层的碳纤维，阻燃涂层含量为6.4％。
实施例15
常温下，将一定量的碳纤维浸泡在250份质量浓度为6％、ph值为3的聚丙烯酰胺水溶液，然后一次性加入250份质量浓度均为4％的聚苯乙烯磺酸钠和聚乙烯基磺酸的混合溶液，碳纤维在上述所得混合溶液中浸泡30min后，将其取出并在80℃的烘箱中干燥20min，得到表面含有阻燃涂层的碳纤维，阻燃涂层含量为6.8％。
实施例16
常温下，将一定量的碳纤维浸泡在200份质量浓度为6％的壳聚糖水溶液，然后一次性加入200份质量浓度均为3％的植酸和明胶的混合溶液，碳纤维在上述所得混合溶液中浸泡20min后，将其取出并在80℃的烘箱中干燥20min，得到表面含有阻燃涂层的碳纤维，阻燃涂层含量为5.6％。
实施例17
常温下，将一定量的碳纤维浸泡在300份质量浓度为65％的聚赖氨酸水溶液，然后一次性加入300份质量浓度均为4％的单宁酸和海藻酸钠的混合溶液，碳纤维在上述所得混合溶液中浸泡40min后，将其取出并在80℃的烘箱中干燥20min，得到表面含有阻燃涂层的碳纤维，阻燃涂层含量为6.2％。
实施例18
常温下，将一定量的碳纤维浸泡在50份质量浓度为1％的聚赖氨酸水溶液，然后一次性加入50份质量浓度均为1％的环糊精和海藻酸钠的水溶液，碳纤维在上述所得混合溶液中浸泡10min后，将其取出并在80℃的烘箱中干燥20min，得到表面含有阻燃涂层的碳纤维，阻燃涂层含量为2.8％。
实施例19
常温下，将一定量的碳纤维浸泡在100份质量浓度为1％的纳米二氧化硅水溶液，然后一次性加入100份质量浓度分别为2％和1％的磷酸三聚氰胺和羧甲基纤维素钠的混合溶液，碳纤维在上述所得混合溶液中浸泡20min后，将其取出并在80℃的烘箱中干燥20min，得到表面含有阻燃涂层的碳纤维，阻燃涂层含量为3.5％。
实施例20
常温下，将一定量的碳纤维浸泡在300份质量浓度为2％、ph值为7的聚乙烯亚胺水溶液，然后一次性加入300份质量浓度分别为3％和0.1％的多聚磷酸铵和羧基化碳纳米管的混合溶液，碳纤维在上述所得混合溶液中浸泡30min后，将其取出并在80℃的烘箱中干燥20min，得到表面含有阻燃涂层的碳纤维，阻燃涂层含量为6.8％。
实施例21
常温下，将一定量的碳纤维浸泡在300份质量浓度分别为1％和6％的纳米二氧化钛和聚二甲基二烯丙基氯化铵的混合溶液，然后一次性加入300份质量浓度分别为7％的多聚磷酸钠水溶液，碳纤维在上述所得混合溶液中浸泡60min后，将其取出并在80℃的烘箱中干燥20min，得到表面含有阻燃涂层的碳纤维，阻燃涂层含量为8.5％。
实施例22
常温下，将一定量的碳纤维浸泡在50份质量浓度分别为1％和2％的氧化石墨烯和聚丙烯酰胺的混合溶液，然后一次性加入50份质量浓度分别为2％的多聚磷酸钾水溶液，碳纤维在上述所得混合溶液中浸泡30min后，将其取出并在80℃的烘箱中干燥20min，得到表面含有阻燃涂层的碳纤维，阻燃涂层含量为4.3％。
实施例23
常温下，将一定量的碳纤维浸泡在150份质量浓度均为1％的壳聚糖和聚赖氨酸的混合溶液，然后一次性加入150份质量浓度为0.1％的双层氢氧化物水溶液，碳纤维在上述所得混合溶液中浸泡50min后，将其取出并在80℃的烘箱中干燥20min，得到表面含有阻燃涂层的碳纤维，阻燃涂层含量为3.8％。
实施例24
常温下，将一定量的碳纤维浸泡在100份质量浓度均为5％的壳聚糖和l-精氨酸盐酸盐的混合溶液，然后一次性加入100份质量浓度为10％的海藻酸钠水溶液，碳纤维在上述所得混合溶液中浸泡30min后，将其取出并在80℃的烘箱中干燥20min，得到表面含有阻燃涂层的碳纤维，阻燃涂层含量为5.8％。
实施例25
常温下，将一定量的碳纤维浸泡在200份质量浓度分别为7％和0.1％的聚多巴胺和氨基化碳纳米管的混合溶液，然后一次性加入200份质量浓度为6％的聚苯乙烯磺酸钠水溶液，碳纤维在上述所得混合溶液中浸泡60min后，将其取出并在80℃的烘箱中干燥20min，得到表面含有阻燃涂层的碳纤维，阻燃涂层含量为6.6％。
实施例26
常温下，将一定量的碳纤维浸泡在100份质量浓度分别为0.1％和2％的纳米二氧化硅和聚乙烯亚胺的混合溶液，然后一次性加入100份质量浓度为0.1％的蒙脱土水溶液，碳纤维在上述所得混合溶液中浸泡30min后，将其取出并在80℃的烘箱中干燥20min，得到表面含有阻燃涂层的碳纤维，阻燃涂层含量为2.3％。
实施例27
常温下，将一定量的碳纤维浸泡在150份质量浓度分别为4％和1％的聚乙烯醇和氧化石墨烯的混合溶液，然后一次性加入150份质量浓度为4％的纳米三氧化二铝溶液，碳纤维在上述所得混合溶液中浸泡60min后，将其取出并在80℃的烘箱中干燥20min，得到表面含有阻燃涂层的碳纤维，阻燃涂层含量为6.7％。
实施例28
常温下，将一定量的碳纤维浸泡在200份质量浓度分别为3％和4％的壳聚糖和γ-氨丙基三乙氧基硅烷的混合溶液，然后一次性加入200份质量浓度分别为4％和3％的植酸和单宁酸的混合溶液，碳纤维在上述所得混合溶液中浸泡20min后，将其取出并在80℃的烘箱中干燥20min，得到表面含有阻燃涂层的碳纤维，阻燃涂层含量为6.8％。
实施例29
常温下，将一定量的碳纤维浸泡在250份质量浓度分别为5％和2％的聚乙烯亚胺和聚二甲基二烯丙基氯化铵的混合溶液，然后一次性加入250份质量浓度分别为7％和0.1％的磷酸三聚氰胺和羧基化碳纳米管的混合溶液，碳纤维在上述所得混合溶液中浸泡40min后，将其取出并在80℃的烘箱中干燥20min，得到表面含有阻燃涂层的碳纤维，阻燃涂层含量为7.7％。
实施例30
常温下，将一定量的碳纤维浸泡在150份质量浓度分别为5％和5％的聚丙烯胺盐酸盐和聚丙烯酰胺的混合溶液，然后一次性加入150份质量浓度分别为9％和1％的多聚磷酸铵和层状双层氢氧化物的混合溶液，碳纤维在上述所得混合溶液中浸泡50min后，将其取出并在80℃的烘箱中干燥20min，得到表面含有阻燃涂层的碳纤维，阻燃涂层含量为7.4％。
实施例31
常温下，将一定量的碳纤维浸泡在300份质量浓度分别为9％和1％的聚乙烯亚胺和碳纳米纤维的混合溶液，然后一次性加入300份质量浓度分别为6％和4％的多聚磷酸铵和蒙脱土的混合溶液，碳纤维在上述所得混合溶液中浸泡30min后，将其取出并在80℃的烘箱中干燥20min，得到表面含有阻燃涂层的碳纤维，阻燃涂层含量为9.1％。
为了考察本发明制备的表面具有阻燃涂层的碳纤维的增强和阻燃效果，本发明将以上部分实施例中所制备的表面具有阻燃涂层的碳纤维分别于增强和阻燃聚丙烯、聚酰胺、聚碳酸酯和环氧树脂，并测试了各复合材料的极限氧指数、垂直燃烧和机械性能。
对比例1
先将表面没有阻燃涂层的碳纤维100份和聚丙烯50份分别放入双螺杆挤出机中，在进料口到出料口各段加热温度依次为：190℃、210℃、220℃、220℃、220℃、210℃下熔融共混挤出，经水冷却后由造粒机切割成粒料，注塑成型得到碳纤维增强聚丙烯复合材料(pp/cf)。该复合材料的loi为22％，ul-94为无级；拉伸强度为195.3mpa，拉伸模量为7.7gpa，冲击强度为4.1kj/m2。
对比例2
先将表面没有阻燃涂层的碳纤维100份和聚酰胺pa650份分别放入双螺杆挤出机中，在进料口到出料口各段加热温度依次为：235℃、250℃、260℃、260℃、260℃、240℃下熔融共混挤出，经水冷却后由造粒机切割成粒料，注塑成型得到碳纤维增强聚酰胺复合材料(pa6/cf)。该复合材料的loi为24％，ul-94为无级；弯曲强度为297.5mpa，弯曲模量为21.3gpa，冲击强度为8.3kj/m2。
对比例3
先将表面没有阻燃涂层的碳纤维100份和聚碳酸酯50份分别放入双螺杆挤出机中，在进料口到出料口各段加热温度依次为：220℃、250℃、260℃、265℃、275℃、250℃下熔融共混挤出，经水冷却后由造粒机切割成粒料，注塑成型得到碳纤维增强聚碳酸酯复合材料(pc/cf)。该复合材料的loi为26％，ul-94为无级；拉伸强度为173.4mpa，弯曲强度为258.3mpa，弯曲模量为18.6gp。
对比例4
在120℃下，用预混好的环氧混合物(环氧树脂e-51和4,4-二氨基二苯砜dds)浸渍表面没有阻燃涂层的碳纤维布21份，待碳纤维被充分浸渍后将其转移至模具中，并在90℃的真空烘箱中除气泡30-40min，随后将模具转移至平板硫化机固化，得到没有阻燃改性的碳纤维环氧树脂(ep/cf)复合材料。该复合材料loi为31％，ul-94为无级；弯曲强度为977.2mpa，弯曲模量为51.4gp，冲击强度123.2kj/m2。
应用例1
先采用实施例2所述的方法制备表面具有阻燃涂层的碳纤维并重复操作4次，采用对比例1中所述方法制备碳纤维增强阻燃聚丙烯复合材料。所得pp/cf复合材料的loi为25％，ul-94为v-2级；拉伸强度为183.7mpa，拉伸模量为7.5gpa，冲击强度为5.4kj/m2。
应用例2
先采用实施例2所述的方法制备表面具有阻燃涂层的碳纤维并重复操作5次，采用对比例2中所述方法制备碳纤维增强阻燃聚酰胺pa6复合材料。所得pa6/cf复合材料的loi为27％，ul-94为v-1级；弯曲强度为291.3mpa，弯曲模量为21.5gpa，冲击强度为7.4kj/m2。
应用例3
先采用实施例2所述的方法制备表面具有阻燃涂层的碳纤维并重复操作6次，采用对比例3中所述方法制备碳纤维增强阻燃聚碳酸酯复合材料。所得pc/cf复合材料的loi为32％，ul-94为v-0级；拉伸强度为167.7mpa，弯曲强度为253.9mpa，弯曲模量为18.1gpa。
应用例4
先采用实施例2所述的方法制备表面具有阻燃涂层的碳纤维并重复操作2次，采用对比例4中所述方法制备碳纤维增强阻燃环氧树脂复合材料。所得ep/cf复合材料的loi为45％，ul-94为v-0级；弯曲强度为983.5mpa，弯曲模量为52.1gp；冲击强度164.7kj/m2。
应用例5
先采用实施例20所述的方法制备表面具有阻燃涂层的碳纤维并重复操作7次，采用对比例1中所述方法制备碳纤维增强阻燃聚丙烯复合材料。所得pp/cf复合材料的loi为26％，ul-94为v-1级；拉伸强度为179.2mpa，拉伸模量为7.1gpa，冲击强度为5.9kj/m2。
应用例6
先采用实施例20所述的方法制备表面具有阻燃涂层的碳纤维并重复操作4次，采用对比例2中所述方法制备碳纤维增强阻燃聚酰胺pa6复合材料。所得pa6/cf复合材料的loi为27％，ul-94为v-1级；弯曲强度为290.6mpa，弯曲模量为20.5gpa，冲击强度为8.1kj/m2。
应用例7
先采用实施例20所述的方法制备表面具有阻燃涂层的碳纤维并重复操作5次，采用对比例3中所述方法制备碳纤维增强阻燃聚碳酸酯复合材料。所得pc/cf复合材料的loi为31％，ul-94为v-1级；拉伸强度为169.3mpa，弯曲强度为256.6mpa，弯曲模量为18.2gpa。
应用例8
先采用实施例20所述的方法制备表面具有阻燃涂层的碳纤维并重复操作2次，采用对比例4中所述方法制备碳纤维增强阻燃环氧树脂复合材料。所得ep/cf复合材料的loi为43％，ul-94为v-0级；弯曲强度为965.3mpa，弯曲模量为51.7gp；冲击强度144.8kj/m2。
应用例9
先采用实施例22所述的方法制备表面具有阻燃涂层的碳纤维并重复操作5次，采用对比例1中所述方法制备碳纤维增强阻燃聚丙烯复合材料。所得pp/cf复合材料的loi为24％，ul-94为v-2级；拉伸强度为181.6mpa，拉伸模量为7.3gpa，冲击强度为5.5kj/m2。
应用例10
先采用实施例22所述的方法制备表面具有阻燃涂层的碳纤维并重复操作9次，采用对比例2中所述方法制备碳纤维增强阻燃聚酰胺pa6复合材料。所得pa6/cf复合材料的loi为29％，ul-94为v-0级；弯曲强度为282.4mpa，弯曲模量为20.1gpa，冲击强度为8.8kj/m2。
应用例11
先采用实施例22所述的方法制备表面具有阻燃涂层的碳纤维并重复操作7次，采用对比例3中所述方法制备碳纤维增强阻燃聚碳酸酯复合材料。所得pc/cf复合材料的loi为33％，ul-94为v-0级；拉伸强度为171.8mpa，弯曲强度为259.5mpa，弯曲模量为18.3gpa。
应用例12
先采用实施例22所述的方法制备表面具有阻燃涂层的碳纤维并重复操作2次，采用对比例4中所述方法制备碳纤维增强阻燃环氧树脂复合材料。所得ep/cf复合材料的loi为40％，ul-94为v-0级；弯曲强度为948.6mpa，弯曲模量为52.3gp；冲击强度153.5kj/m2。
应用例13
先采用实施例30所述的方法制备表面具有阻燃涂层的碳纤维并重复操作7次，采用对比例1中所述方法制备碳纤维增强阻燃聚丙烯复合材料。所得pp/cf复合材料的loi为27％，ul-94为v-1级；拉伸强度为185.7mpa，拉伸模量为7.4gpa，冲击强度为5.2kj/m2。
应用例14
先采用实施例308所述的方法制备表面具有阻燃涂层的碳纤维并重复操作7次，采用对比例2中所述方法制备碳纤维增强阻燃聚酰胺pa6复合材料。所得pa6/cf复合材料的loi为28％，ul-94为v-0级；弯曲强度为281.5mpa，弯曲模量为20.4gpa，冲击强度为9.1kj/m2。
应用例15
先采用实施例30所述的方法制备表面具有阻燃涂层的碳纤维并重复操作3次，采用对比例3中所述方法制备碳纤维增强阻燃聚碳酸酯复合材料。所得pc/cf复合材料的loi为28％，ul-94为v-2级；拉伸强度为169.4mpa，弯曲强度为257.2mpa，弯曲模量为17.9gpa。
应用例16
先采用实施例30所述的方法制备表面具有阻燃涂层的碳纤维并重复操作2次，采用对比例4中所述方法制备碳纤维增强阻燃环氧树脂复合材料。所得ep/cf复合材料的loi为41％，ul-94为v-0级；弯曲强度为954.8mpa，弯曲模量为51.6gp；冲击强度148.3kj/m2。
从以上应用例的测试结果可以看出，表面具有阻燃涂层的碳纤维复合材料pp/cf、pa6/cf、pc/cf和ep/cf的阻燃性能均有较大的提高，同时还保持了复合材料的机械性能。