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专利号: 2023115698689
申请人: 浙江理工大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-07-01
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种碳纤维增强复合材料板,所述的碳纤维增强复合材料板包括三层结构,依次为上层、芯层和下层;其特征在于:所述的上层和下层均为涂覆有改性环氧树脂的碳纤维布;

所述的芯层为表面涂覆有普通环氧树脂的玻璃纤维布,每两块表面涂覆有普通环氧树脂的玻璃纤维布的区域之间均有间隔,玻璃纤维布的长度占芯层总长度的70%‑85%;

所述的间隔由树脂制成的格栅支撑,所述的格栅高度为2‑4mm,每个格栅孔内填充有聚四氟乙烯小球;

所述的聚四氟乙烯小球的直径为1‑3mm;

所述的改性环氧树脂,按质量百分含量计由环氧树脂基体60‑70%、固化剂15‑20%、导电填料5‑10%和稀释剂10‑15%制备而成;

所述改性环氧树脂中的环氧树脂基体为双酚型环氧树脂;

所述改性环氧树脂中的固化剂为聚酰胺固化剂或吡啶类固化剂;

所述改性环氧树脂中的导电填料为纳米金属颗粒或碳材料中的一种或多种;

所述改性环氧树脂中的稀释剂为苯甲醇、甲苯或丙酮;

所述的普通环氧树脂由质量比为3‑7:10的固化剂和环氧树脂基体制备而成;

所述普通环氧树脂中的固化剂为酸酐类固化剂;

所述普通环氧树脂中的环氧树脂基体为缩水甘油胺类环氧树脂。

2.根据权利要求1所述的碳纤维增强复合材料板,其特征在于:所述改性环氧树脂中的环氧树脂基体为双酚A型环氧树脂或双酚F型环氧树脂;

所述改性环氧树脂中的固化剂为聚酰胺650、聚酰胺651或2‑苯基‑4‑甲基吡啶;

所述改性环氧树脂中的导电填料为纳米银、纳米铜、碳纳米管、炭黑和石墨烯中的一种或多种。

3.根据权利要求1所述的碳纤维增强复合材料板,其特征在于:所述普通环氧树脂中的固化剂为马来酸酐固化剂或酞酸酐固化剂;所述普通环氧树脂中的环氧树脂基体为乙二胺缩水甘油胺环氧树脂、三乙烯四胺缩水甘油胺环氧树脂或四乙烯五胺缩水甘油胺环氧树脂。

4.权利要求1‑3任一项所述的碳纤维增强复合材料板的制备方法,其特征在于:包括如下步骤:(1)配制改性环氧树脂溶液和普通环氧树脂溶液;

(2)取碳纤维布,并在碳纤维布上接导线,将接有导线的碳纤维布置于改性环氧树脂溶液中浸渍,然后固化,得到涂覆有改性环氧树脂的碳纤维布;

(3)将玻璃纤维布切割成小块,然后置于普通环氧树脂溶液中浸渍,得到涂覆有普通环氧树脂的玻璃纤维布,然后将其贴附在步骤(2)得到的涂覆有改性环氧树脂的碳纤维布的一侧,每块涂覆有普通环氧树脂的玻璃纤维布之间隔有一定的距离,然后固化,得到碳纤维‑玻璃纤维增强复合材料板;

(4)在未贴附涂覆有普通环氧树脂的玻璃纤维布的碳纤维‑玻璃纤维增强复合材料区域内利用3D打印技术打印格栅,烘干后向格栅内填充聚四氟乙烯小球,得到具有弹跳球结构的碳纤维‑玻璃纤维增强复合材料板;

(5)取另一块碳纤维布置于改性环氧树脂溶液中浸渍,固化后将其覆盖在具有弹跳球结构的碳纤维‑玻璃纤维增强复合材料板另一侧,固化后切割,得到所述的碳纤维增强复合材料板。

5.根据权利要求4所述的制备方法,其特征在于:步骤(2)、步骤(3)和步骤(5)中所述的固化为采用高温模压机进行固化,所述的高温模压机内部预设温度为60℃,预设模压压力为5kpa,模压成型时间为1‑2h;

步骤(4)所述的3D打印技术即增材制造技术,其打印机为光固化式3D打印机;所述的烘干为高温烘道烘干,高温烘道内预设温度为80℃,成型时间为30‑60min。

6.权利要求1‑3任一项所述的碳纤维增强复合材料板或权利要求4‑5任一项所述的制备方法制备的得到的碳纤维增强复合材料板在制备摩擦纳米发电机中的应用。

7.权利要求1‑3任一项所述的碳纤维增强复合材料板或权利要求4‑5任一项所述的制备方法制备的得到的碳纤维增强复合材料板在制备建筑加固材料中的应用。