本發(fā)明涉及復(fù)合材料制備技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種玻璃纖維碳納米管復(fù)合材料，本發(fā)明還涉及一種該復(fù)合材料的制備方法。

背景技術(shù)：

目前，我國生產(chǎn)的玻璃纖維多為銀白色，其復(fù)合材料制品也為無色透明，色調(diào)比較單一。為了使玻璃纖維的外觀性能得到改善，滿足客戶對(duì)產(chǎn)品色彩的需求，擴(kuò)大產(chǎn)品的應(yīng)用范圍，需要研制開發(fā)不同顏色的玻璃纖維產(chǎn)品。另外，大量研究顯示，碳納米管具有極高的機(jī)械強(qiáng)度和韌性、優(yōu)異的導(dǎo)電性能和優(yōu)良的熱傳導(dǎo)性能以及優(yōu)良的吸波性能，同時(shí)具有重量輕、兼容性好、吸波頻帶寬等特點(diǎn)，是繼傳統(tǒng)吸波材料后新一代最具發(fā)展?jié)摿Φ奈ú牧稀?/p>

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種玻璃纖維碳納米管復(fù)合材料，該復(fù)合材料具有黑色光澤的同時(shí)也具有吸收一定電磁波的性能。

本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種玻璃纖維碳納米管復(fù)合材料的制備方法，提供了一種簡(jiǎn)單快速、復(fù)合效果好的制備玻璃纖維碳納米管復(fù)合材料的方法。

本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是，一種玻璃纖維碳納米管復(fù)合材料，其特征在于，按重量百分比，包括以下組分：8％～15％的碳納米管，4％～7.5％的納米四氧化三鐵，余量為玻璃纖維，上述組分重量百分比之和為100％。

本發(fā)明所采用的另一個(gè)技術(shù)方案是，一種玻璃纖維碳納米管復(fù)合材料的制備方法，包括以下步驟：

步驟1，將3-(三甲氧基甲硅烷基)丙基丙烯酸酯與異丙醇混合，攪拌均勻，得到混合溶液a；

步驟2，將h2o、過氧化苯甲酰依次添加到異丙醇中，攪拌均勻，然后向混合溶液中添加濃鹽酸調(diào)節(jié)ph值至2-4，得到混合溶液b；

步驟3，將步驟2得到的混合溶液b添加到步驟1得到的混合溶液a中，攪拌均勻，攪拌后加熱至沸騰，冷卻，得到混合溶液c；用異丙醇稀釋混合溶液c，得到混合溶液d；

步驟4，向步驟3中得到的混合溶液d中依次加入碳納米管及納米四氧化三鐵，用超聲波超聲；然后再向混合溶液d中加入玻璃纖維，浸漬，將浸漬后的玻璃纖維取出，室溫下冷卻、烘干，得到玻璃纖維碳納米管復(fù)合材料。

本發(fā)明的特點(diǎn)還在于，

步驟1中3-(三甲氧基甲硅烷基)丙基丙烯酸酯與異丙醇的體積比為：1:2-1:3。

步驟2中h2o與異丙醇的體積比為：0.5:50-2:50；過氧化苯甲酰與異丙醇的體積比為：0.6:50-1.5:50。

步驟3中攪拌時(shí)間為30-40min；混合溶液b與混合溶液a的體積比為：1：0.5-1：2；異丙醇與混合溶液c的體積比為：2:1-4:1。

步驟4中碳納米管為多壁碳納米管；納米四氧化三鐵的粒徑為20-30nm。

步驟4中超聲時(shí)間為30-60min；浸漬時(shí)間為1-5min；每1l的混合溶液d中需要加入的碳納米管的重量為：8-12g，需要加入的納米四氧化三鐵的重量為：3-6g，需要加入玻璃纖維的重量為：18-25g。

步驟4中烘干溫度是80-90℃，烘干時(shí)間是3-4h。

本發(fā)明的有益效果是，本發(fā)明一種玻璃纖維碳納米管復(fù)合材料具有黑色光澤的同時(shí)也具有吸收一定電磁波的性能；玻璃纖維碳納米管復(fù)合材料的制備方法，用溶膠凝膠法快速將碳納米管、納米四氧化三鐵與玻璃纖維復(fù)合，簡(jiǎn)單快速，復(fù)合效果好。

附圖說明

圖1是復(fù)合有碳納米管的玻璃纖維的掃描電鏡照片；

圖2是本發(fā)明玻璃纖維碳納米管復(fù)合材料的掃描電鏡照片；

圖3是本發(fā)明玻璃纖維碳納米管復(fù)合材料、復(fù)合有碳納米管的玻璃纖維及未復(fù)合的玻璃纖維的紫外-可見漫反射光譜圖；

圖4是本發(fā)明玻璃纖維碳納米管復(fù)合材料、復(fù)合有碳納米管的玻璃纖維及未復(fù)合的玻璃纖維的吸波圖譜。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明。

本發(fā)明的一種玻璃纖維碳納米管復(fù)合材料，其特征在于，按重量百分比，包括以下組分：8％～15％的碳納米管，4％～7.5％的納米四氧化三鐵，余量為玻璃纖維，上述組分重量百分比之和為100％。

上述的一種玻璃纖維碳納米管復(fù)合材料的制備方法，包括以下步驟：

步驟1，將3-(三甲氧基甲硅烷基)丙基丙烯酸酯與異丙醇混合，攪拌均勻，得到混合溶液a；

步驟2，將h2o、過氧化苯甲酰依次添加到異丙醇中，攪拌均勻，然后向混合溶液中添加濃鹽酸調(diào)節(jié)ph值至2-4，得到混合溶液b；

步驟3，將步驟2得到的混合溶液b添加到步驟1得到的混合溶液a中，攪拌均勻，攪拌后加熱至沸騰，冷卻，得到混合溶液c；用異丙醇稀釋混合溶液c，得到混合溶液d；

步驟4，向步驟3中得到的混合溶液d中依次加入碳納米管及納米四氧化三鐵，用超聲波超聲；然后再向混合溶液d中加入玻璃纖維，浸漬，將浸漬后的玻璃纖維取出，室溫下冷卻、烘干，得到玻璃纖維碳納米管復(fù)合材料。

步驟1中3-(三甲氧基甲硅烷基)丙基丙烯酸酯與異丙醇的體積比為：1:2-1:3。

步驟2中h2o與異丙醇的體積比為：0.5:50-2:50；過氧化苯甲酰與異丙醇的體積比為：0.6:50-1.5:50。

步驟3中攪拌時(shí)間為30-40min；混合溶液b與混合溶液a的體積比為：1：0.5-1：2；異丙醇與混合溶液c的體積比為：2:1-4:1。

步驟4中碳納米管為多壁碳納米管；納米四氧化三鐵的粒徑為20-30nm。

步驟4中超聲時(shí)間為30-60min；浸漬時(shí)間為1-5min；每1l的混合溶液d中需要加入的碳納米管的重量為：8-12g，需要加入的納米四氧化三鐵的重量為：3-6g，需要加入玻璃纖維的重量為：18-25g。

步驟4中烘干溫度是80-90℃，烘干時(shí)間是3-4h。

圖1是復(fù)合有碳納米管的玻璃纖維的掃描電鏡照片，從圖中可以看出碳納米管均勻的負(fù)載在玻璃纖維的表面。

圖2是本發(fā)明玻璃纖維碳納米管復(fù)合材料(復(fù)合有碳納米管(cnts)和納米四氧化三鐵的玻璃纖維)的掃描電鏡照片，從圖中可以看出碳納米管和納米四氧化三鐵均勻的負(fù)載在玻璃纖維的表面。

圖3是本發(fā)明玻璃纖維碳納米管復(fù)合材料、復(fù)合有碳納米管的玻璃纖維及未復(fù)合的玻璃纖維的紫外-可見漫反射光譜圖，由圖3可看出，本發(fā)明玻璃纖維碳納米管復(fù)合材料(負(fù)載有碳納米管(cnts)和納米四氧化三鐵的玻璃纖維)在紫外可見光區(qū)的吸收明顯優(yōu)于未復(fù)合的玻璃纖維，使得玻璃纖維碳納米管復(fù)合材料呈現(xiàn)帶有光澤的黑色。

圖4是本發(fā)明玻璃纖維碳納米管復(fù)合材料、復(fù)合有碳納米管的玻璃纖維及未復(fù)合的玻璃纖維的吸波圖譜，從6.57-9.99ghz頻段的反射衰減曲線中可看出未負(fù)載的玻璃纖維的吸波性能較弱，復(fù)合有碳納米管的玻璃纖維的吸波能力明顯增強(qiáng)，此曲線的反射分貝在本頻段范圍內(nèi)出現(xiàn)兩次波峰，其中最大吸收峰在頻段為6.87ghz處，吸收峰值為-16.31db，帶寬分別為0.06ghz(r<–15db)，范圍在6.84.～6.90ghz；0.07ghz(r<–15db)，范圍在8.11～8.18ghz，玻璃纖維復(fù)合一定量碳納米管和四氧化三鐵的材料其吸波能力明顯更強(qiáng)，從其反射衰減曲線上可看出其最大吸收峰在頻段為9.16ghz處，吸收峰值為-31.68db，帶寬分別為0.68ghz(r<–10db)，范圍在7.62～8.30ghz；0.23ghz(r<–15db)，范圍在9.06～9.29ghz。

實(shí)施例1

步驟1，將3-(三甲氧基甲硅烷基)丙基丙烯酸酯(分析純)與異丙醇(分析純)混合，攪拌均勻，得到混合溶液a；其中3-(三甲氧基甲硅烷基)丙基丙烯酸酯與異丙醇的體積比為：1:2。

步驟2，將h2o、過氧化苯甲酰(分析純)依次添加到異丙醇(分析純)中，攪拌均勻，然后向混合溶液中添加濃鹽酸調(diào)節(jié)ph值至2，得到混合溶液b；其中h2o與異丙醇的體積比為：0.5：50；過氧化苯甲酰與異丙醇的體積比為：0.6:50。

步驟3，將步驟2得到的混合溶液b添加到步驟1得到的混合溶液a中，攪拌均勻，攪拌后加熱至沸騰，冷卻，得到混合溶液c；用異丙醇(分析純)稀釋混合溶液c，得到混合溶液d；其中攪拌時(shí)間為30min；混合溶液b與混合溶液a的體積比為：1：0.5；異丙醇與混合溶液c的體積比為：2：1。

步驟4，向步驟3中得到的混合溶液d中依次加入碳納米管及納米四氧化三鐵，用超聲波超聲；然后再向混合溶液d中加入玻璃纖維，浸漬，將浸漬后的玻璃纖維取出，室溫下冷卻、烘干，得到玻璃纖維碳納米管復(fù)合材料；其中超聲時(shí)間為30min；浸漬時(shí)間為1min；烘干溫度是80℃，烘干時(shí)間是3h；每1l的混合溶液d中需要加入的碳納米管的重量為：8g，需要加入的納米四氧化三鐵的重量為：3g，需要加入玻璃纖維的重量為：18g。

實(shí)施例2

步驟1，將3-(三甲氧基甲硅烷基)丙基丙烯酸酯(分析純)與異丙醇(分析純)混合，攪拌均勻，得到混合溶液a；其中3-(三甲氧基甲硅烷基)丙基丙烯酸酯與異丙醇的體積比為：1:3。

步驟2，將h2o、過氧化苯甲酰(分析純)依次添加到異丙醇(分析純)中，攪拌均勻，然后向混合溶液中添加濃鹽酸調(diào)節(jié)ph值至4，得到混合溶液b；其中h2o與異丙醇的體積比為：2:50；過氧化苯甲酰與異丙醇的體積比為：1.5:50。

步驟3，將步驟2得到的混合溶液b添加到步驟1得到的混合溶液a中，攪拌均勻，攪拌后加熱至沸騰，冷卻，得到混合溶液c；用異丙醇(分析純)稀釋混合溶液c，得到混合溶液d；其中攪拌時(shí)間為40min；混合溶液b與混合溶液a的體積比為：1：2；異丙醇與混合溶液c的體積比為：4:1。

步驟4，向步驟3中得到的混合溶液d中依次加入碳納米管及納米四氧化三鐵，用超聲波超聲；然后再向混合溶液d中加入玻璃纖維，浸漬，將浸漬后的玻璃纖維取出，室溫下冷卻、烘干，得到玻璃纖維碳納米管復(fù)合材料；其中超聲時(shí)間為60min；浸漬時(shí)間為5min；烘干溫度是90℃，烘干時(shí)間是4h；每1l的混合溶液d中需要加入的碳納米管的重量為：12g，需要加入的納米四氧化三鐵的重量為：6g，需要加入玻璃纖維的重量為：25g。

實(shí)施例3

步驟1，將3-(三甲氧基甲硅烷基)丙基丙烯酸酯(分析純)與異丙醇(分析純)混合，攪拌均勻，得到混合溶液a；其中3-(三甲氧基甲硅烷基)丙基丙烯酸酯與異丙醇的體積比為：1:2.5。

步驟2，將h2o、過氧化苯甲酰(分析純)依次添加到異丙醇(分析純)中，攪拌均勻，然后向混合溶液中添加濃鹽酸或濃硫酸調(diào)節(jié)ph值至3，得到混合溶液b；其中h2o與異丙醇的體積比為：1:50；過氧化苯甲酰與異丙醇的體積比為：1:50。

步驟3，將步驟2得到的混合溶液b添加到步驟1得到的混合溶液a中，攪拌均勻，攪拌后加熱至沸騰，冷卻，得到混合溶液c；用異丙醇(分析純)稀釋混合溶液c，得到混合溶液d；其中攪拌時(shí)間為35min；混合溶液b與混合溶液a的體積比為：1：1；異丙醇與混合溶液c的體積比為：3：1。

步驟4，將碳納米管及納米四氧化三鐵依次添加到由步驟3得到的混合溶液d中，用超聲波超聲；然后再向混合溶液d中加入玻璃纖維浸漬，將浸漬后的玻璃纖維取出，室溫下冷卻、烘干，得到玻璃纖維碳納米管復(fù)合材料；其中超聲時(shí)間為40min；浸漬時(shí)間為3min；烘干溫度是85℃，烘干時(shí)間是3.5h；每1l的混合溶液d中需要加入的碳納米管的重量為：10g，需要加入的納米四氧化三鐵的重量為：4.5g，需要加入玻璃纖維的重量為：22g。

本發(fā)明的一種玻璃纖維碳納米管復(fù)合材料的制備方法有如下優(yōu)點(diǎn)：用溶膠凝膠法快速將碳納米管、納米四氧化三鐵與玻璃纖維復(fù)合，使玻璃纖維具有黑色光澤的同時(shí)也具有吸收一定電磁波的性能，該方法簡(jiǎn)單快速，復(fù)合效果好。