碳纤维-环氧树脂基复合材料的制备方法技术领域
本发明涉及合成树脂及塑料技术领域，具体涉及一种碳纤维-环氧树脂基复合材
料的制备方法。
背景技术
碳纤维具有质轻、高比强度及模量、耐高温、耐腐蚀、抗压强度高及导电导热性好
等优点，已被广泛用作各种先进复合材料的增强体。经高温碳化制备的碳纤维表面具有较
高惰性，需要对其进行表面改性处理提高其表面活性，目前最为常用且已经实现工业化生
产配套的处理方法为阳极氧化处理，即在电解质溶液中以碳纤维为阳极、石墨板为阴极，在
通电状态下对碳纤维表面进行氧化处理。电解质溶液种类较多，由于兼具对设备无损伤且
后续干燥过程中易于氧化分解等优点，铵盐溶液特别是碳酸氢铵是最为常用的电解质溶
液。
发明内容
本发明旨在提出一种碳纤维-环氧树脂基复合材料的制备方法。
本发明的技术方案在于：
碳纤维-环氧树脂基复合材料的制备方法，包括如下步骤：
（1）PAN基碳纤维的阳极氧化处理
以PAN基碳纤维作为氧化阳极、石墨板作为阴极对PAN基碳纤维表面进行连续阳极氧化
处理，阳极氧化处理后除去PAN基碳纤维表面残留的电解质溶液，然后对PAN基碳纤维进行
干燥处理；
（2）碳纤维-环氧树脂基复合材料的制备
将环氧树脂与三乙烯四胺混合后，将混合溶液均匀涂覆在PAN基碳纤维的表面，在涂覆
处理过程中尽量保证纤维两面溶液均匀，随后将其置于金属模具内高温固化，最后将加工
成型的复合材料取出，并进行打磨处理除去多余固化物，制成碳纤维-环氧树脂基复合材
料。
所述的阳极氧化过程中，电流分别为0~20 A。
所述的除去PAN基碳纤维表面残留的电解质溶液通过水洗实现。
所述的干燥温度为110~110℃。
所述的环氧树脂与三乙烯四胺的混合质量比为10：1。
所述的高温固化的固化温度为110~120℃，固化时间为1.5~2 h。
所述的阳极氧化过程中，电流为14 A。
本发明的技术效果在于：
本发明阳极氧化处理后，PAN基碳纤维的润湿性提高，碳纤维表面活性提高，碳纤维-环
氧树脂基复合材料层间剪切强度较未处理时的最大增幅达到86％。
具体实施方式
碳纤维-环氧树脂基复合材料的制备方法，包括如下步骤：
实施例1
（1）PAN基碳纤维的阳极氧化处理
以PAN基碳纤维作为氧化阳极、石墨板作为阴极对PAN基碳纤维表面进行连续阳极氧化
处理，阳极氧化处理后除去PAN基碳纤维表面残留的电解质溶液，然后对PAN基碳纤维进行
干燥处理；
（2）碳纤维-环氧树脂基复合材料的制备
将环氧树脂与三乙烯四胺混合后，将混合溶液均匀涂覆在PAN基碳纤维的表面，在涂覆
处理过程中尽量保证纤维两面溶液均匀，随后将其置于金属模具内高温固化，最后将加工
成型的复合材料取出，并进行打磨处理除去多余固化物，制成碳纤维-环氧树脂基复合材
料。
实施例2
（1）PAN基碳纤维的阳极氧化处理
以PAN基碳纤维作为氧化阳极、石墨板作为阴极对PAN基碳纤维表面进行连续阳极氧化
处理，阳极氧化处理后除去PAN基碳纤维表面残留的电解质溶液，然后对PAN基碳纤维进行
干燥处理；
（2）碳纤维-环氧树脂基复合材料的制备
将环氧树脂与三乙烯四胺混合后，将混合溶液均匀涂覆在PAN基碳纤维的表面，在涂覆
处理过程中尽量保证纤维两面溶液均匀，随后将其置于金属模具内高温固化，最后将加工
成型的复合材料取出，并进行打磨处理除去多余固化物，制成碳纤维-环氧树脂基复合材
料。
其中，电流分别为14A。所述的除去PAN基碳纤维表面残留的电解质溶液通过水洗
实现。所述的干燥温度为110℃。所述的环氧树脂与三乙烯四胺的混合质量比为10：1。所述
的高温固化的固化温度为110℃，固化时间为1.5 h。
实施例3
（1）PAN基碳纤维的阳极氧化处理
以PAN基碳纤维作为氧化阳极、石墨板作为阴极对PAN基碳纤维表面进行连续阳极氧化
处理，阳极氧化处理后除去PAN基碳纤维表面残留的电解质溶液，然后对PAN基碳纤维进行
干燥处理；
（2）碳纤维-环氧树脂基复合材料的制备
将环氧树脂与三乙烯四胺混合后，将混合溶液均匀涂覆在PAN基碳纤维的表面，在涂覆
处理过程中尽量保证纤维两面溶液均匀，随后将其置于金属模具内高温固化，最后将加工
成型的复合材料取出，并进行打磨处理除去多余固化物，制成碳纤维-环氧树脂基复合材
料。
其中，电流分别为17A。所述的除去PAN基碳纤维表面残留的电解质溶液通过水洗
实现。所述的干燥温度为110℃。所述的环氧树脂与三乙烯四胺的混合质量比为10：1。所述
的高温固化的固化温度120℃，固化时间为2 h。