一种碳纤维布表面处理工艺制造技术

本发明专利技术公开了一种碳纤维布表面处理工艺，该处理工艺包括前处理、浸泡处理和热处理，碳纤维布先通过前处理，再通过浸泡处理，最后通过热处理；先将碳纤维布置于低压真空等离子体环境下处理，在将处理后的碳纤维布分别放入浸泡液A、浸泡液B中浸泡取出晾干后放入烘箱内并通入N

A surface treatment process of carbon fiber cloth

【技术实现步骤摘要】
一种碳纤维布表面处理工艺
本专利技术涉及表面处理
，具体涉及一种碳纤维布表面处理工艺。
技术介绍
碳纤维，是一种含碳量在95％以上的高强度、高模量纤维的新型纤维材料。它是由片状石墨微晶等有机纤维沿纤维轴向方向堆砌而成，经碳化及石墨化处理而得到的微晶石墨材料。目前碳纤维布在土木建筑、混凝土、机械设备零件、桥梁等的抗震、修复、加固补强等方面都具有很重要的应用。碳纤维布的应用主要是通过与基体进行结合，使得基体具有优的机械性能等。碳纤维布在与基体结合过程需要进行表面处理，表面处理后可增加碳纤维布与基体的结合性能。现有的工艺通常是在碳纤维布表面附上一层胶粘剂进行连接，但现有的碳纤维布与机体的结合性能较差，难以满足碳纤维布的应用需求。因此，本专利技术提出了一种碳纤维布表面处理工艺可改善碳纤维布与基体的结合程度，可提高碳纤维布表面的结合力，以满足碳纤维布在各领域的使用需求，克服现有技术的缺点和不足。
技术实现思路
针对上述存在的问题，本专利技术提出了一种碳纤维布表面处理工艺。为了实现上述的目的，本专利技术采用以下的技术方案：一种碳纤维布表面处理工艺，该处理工艺包括前处理、浸泡处理和热处理，碳纤维布先通过前处理，再通过浸泡处理，最后通过热处理；所述前处理包括：先将碳纤维布置于低压真空等离子体环境下处理，在输出功率在100-500W、频率为2.4-2.45GHz的微波电源下，处理时间控制为0.5-1h、处理温度为20-25℃下进行处理；所述浸泡处理包括：先将前处理后的碳纤维布放入浸泡液A中浸泡3-5h，结束后取出晾干再放入浸泡液B中浸泡1-3h，浸泡结束后取出同蒸馏水洗涤表面残余的浸泡液，晾干后备用；所述热处理包括：先将浸泡处理后的碳纤维布放入烘箱内并通入N2保护气体，进行热处理第一阶段的加热升温，升温至90-100℃后，再进行热处理第二阶段的加热升温，升温至150-200℃后停止升温；再将加热后的碳纤维布恒温保温1-2h，最后将保温后的碳纤维布取出，自然降至室温即可。优选的，所述浸泡A液为丙酮溶液，所述丙酮溶液为5-10mol/L。优选的，所述浸泡B液为质量分数为40-50％的浓硫酸。优选的，所述热处理第一阶段按照1-2℃/min的升温速率进行升温。优选的，所述热处理第二阶段按照3-5℃/min的升温速率进行升温。由于采用上述的技术方案，本专利技术的有益效果是：(1)本专利技术的在低压真空等离子体的处理下可以增加碳纤维布表面粗糙度和增大比表面积，使得表面具有湿润性，保证了碳纤维布表面与基本有效的接触面积；本专利技术的丙酮浸泡液可以使得碳纤维布表面形成较深的沟槽，在经过浓硫酸处理后，可以增加碳纤维布表面的粗糙度，有利于与基体结合；本专利技术热处理后有效的提高碳纤维布的拉伸强度和冲击韧性，保证了本专利技术碳纤维布表面与基本的充分结合，提高整体的机械强度等；(2)本专利技术的工艺可改善碳纤维布与基体的结合程度，可以显著的提高碳纤维布表面的结合力，本专利技术的工艺简单，易于操作，对工艺设备的要求简单，具有广泛的应用前景。具体实施方式为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。基于本专利技术的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。实施例1：一种碳纤维布表面处理工艺，该处理工艺包括前处理、浸泡处理和热处理，碳纤维布先通过前处理，再通过浸泡处理，最后通过热处理；前处理包括：先将碳纤维布置于低压真空等离子体环境下处理，在输出功率在500W、频率为2.4GHz的微波电源下，处理时间控制为1h、处理温度为20℃下进行处理；浸泡处理包括：先将前处理后的碳纤维布放入浸泡液A中浸泡3h，结束后取出晾干再放入质量分数为40％的浓硫酸中浸泡1h，浸泡结束后取出同蒸馏水洗涤表面残余的浸泡液，晾干后备用；热处理包括：先将浸泡处理后的碳纤维布放入烘箱内并通入N2保护气体，进行热处理第一阶段的加热升温，按照2℃/min的升温速率进行升温，升温至93℃后，再进行第二阶段的加热升温，按照4℃/min的升温速率进行升温，升温至170℃后停止升温；再将加热后的碳纤维布恒温保温1h，最后将保温后的碳纤维布取出，自然降至室温即可。实施例2：一种碳纤维布表面处理工艺，该处理工艺包括前处理、浸泡处理和热处理，碳纤维布先通过前处理，再通过浸泡处理，最后通过热处理；前处理包括：先将碳纤维布置于低压真空等离子体环境下处理，在输出功率在300W、频率为2.45GHz的微波电源下，处理时间控制为0.5h、处理温度为23℃下进行处理；浸泡处理包括：先将前处理后的碳纤维布放入浸泡液A中浸泡4h，结束后取出晾干再放入质量分数为48％的浓硫酸中浸泡3h，浸泡结束后取出同蒸馏水洗涤表面残余的浸泡液，晾干后备用；热处理包括：先将浸泡处理后的碳纤维布放入烘箱内并通入N2保护气体，进行热处理第一阶段的加热升温，按照1℃/min的升温速率进行升温，升温至100℃后，再进行第二阶段的加热升温，按照3℃/min的升温速率进行升温，升温至200℃后停止升温；再将加热后的碳纤维布恒温保温2h，最后将保温后的碳纤维布取出，自然降至室温即可。实施例3：一种碳纤维布表面处理工艺，该处理工艺包括前处理、浸泡处理和热处理，碳纤维布先通过前处理，再通过浸泡处理，最后通过热处理；前处理包括：先将碳纤维布置于低压真空等离子体环境下处理，在输出功率在200W、频率为2.4GHz的微波电源下，处理时间控制为0.5h、处理温度为25℃下进行处理；浸泡处理包括：先将前处理后的碳纤维布放入浸泡液A中浸泡5h，结束后取出晾干再放入质量分数为50％的浓硫酸中浸泡2h，浸泡结束后取出同蒸馏水洗涤表面残余的浸泡液，晾干后备用；热处理包括：先将浸泡处理后的碳纤维布放入烘箱内并通入N2保护气体，进行热处理第一阶段的加热升温，按照1℃/min的升温速率进行升温，升温至98℃后，再进行第二阶段的加热升温，按照5℃/min的升温速率进行升温，升温至160℃后停止升温；再将加热后的碳纤维布恒温保温2h，最后将保温后的碳纤维布取出，自然降至室温即可。实施例4：一种碳纤维布表面处理工艺，该处理工艺包括前处理、浸泡处理和热处理，碳纤维布先通过前处理，再通过浸泡处理，最后通过热处理；前处理包括：先将碳纤维布置于低压真空等离子体环境下处理，在输出功率在400W、频率为2.4GHz的微波电源下，处理时间控制为0.8h、处理温度为24℃下进行处理；浸泡处理包括：先将前处理后的碳纤维布放入浸泡液A中浸泡4h，结束后取出晾干再放入质量分数为43％的浓硫酸中浸泡1h，浸泡结束后取出同蒸馏水洗涤表面残余的浸泡液，晾干后备用；热处理包括：先将浸泡处理后的碳纤维布放入烘箱内并通入N2保护气体，进行热处理第一阶段的加热升温，按照2℃/min的升温速率进行升温，升温至90℃后，再进行第二阶段的加热升温本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种碳纤维布表面处理工艺，其特征在于，该处理工艺包括前处理、浸泡处理和热处理，碳纤维布先通过前处理，再通过浸泡处理，最后通过热处理；/n所述前处理包括：先将碳纤维布置于低压真空等离子体环境下处理，在输出功率在100-500W、频率为2.4-2.45GHz的微波电源下，处理时间控制为0.5-1h、处理温度为20-25℃下进行处理；/n所述浸泡处理包括：先将前处理后的碳纤维布放入浸泡液A中浸泡3-5h，结束后取出晾干再放入浸泡液B中浸泡1-3h，浸泡结束后取出同蒸馏水洗涤表面残余的浸泡液，晾干后备用；/n所述热处理包括：先将浸泡处理后的碳纤维布放入烘箱内并通入N

【技术特征摘要】
1.一种碳纤维布表面处理工艺，其特征在于，该处理工艺包括前处理、浸泡处理和热处理，碳纤维布先通过前处理，再通过浸泡处理，最后通过热处理；
所述前处理包括：先将碳纤维布置于低压真空等离子体环境下处理，在输出功率在100-500W、频率为2.4-2.45GHz的微波电源下，处理时间控制为0.5-1h、处理温度为20-25℃下进行处理；
所述浸泡处理包括：先将前处理后的碳纤维布放入浸泡液A中浸泡3-5h，结束后取出晾干再放入浸泡液B中浸泡1-3h，浸泡结束后取出同蒸馏水洗涤表面残余的浸泡液，晾干后备用；
所述热处理包括：先将浸泡处理后的碳纤维布放入烘箱内并通入N2保护气体，进行热处理第一阶段的加热升温，升温至90-100℃后，再进行热处理第二阶段的加热...

【专利技术属性】
技术研发人员：蔡欣凯，吴泽强，
申请(专利权)人：广州黑希复合材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44