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CN107880494A - 一种碳纤维预浸布及其制备方法及金属纤维复合材料 - Google Patents

一种碳纤维预浸布及其制备方法及金属纤维复合材料 Download PDF

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CN107880494A CN201610870696.2A CN201610870696A CN107880494A CN 107880494 A CN107880494 A CN 107880494A CN 201610870696 A CN201610870696 A CN 201610870696A CN 107880494 A CN107880494 A CN 107880494A
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毛定文
兰品双
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BYD Co Ltd
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Abstract

本发明提供了一种碳纤维预浸布，所述预浸布包括碳纤维及附着在碳纤维表面的电泳树脂层和将所述炭纤维及所述电泳树脂层包裹的热塑性树脂层。本发明的碳纤维预浸布的预浸效果好。

Description

一种碳纤维预浸布及其制备方法及金属纤维复合材料
技术领域
本发明属于复合材料领域，更具体地，本发明涉及一种碳纤维预浸布及其制备方法及金属纤维复合材料。
背景技术
纤维金属层板既有铝合金优异的加工性和抗冲击性以及纤维增强复合材料的高强度和耐疲劳特性，还克服了铝合金材料的疲劳强度低以及纤维增强复合材料展延性、加工性差，冲击强度低以及成本高的缺点，是一种新型的结构材料。
纤维金属层板是由高强度金属（铝合金、钛合金）薄层和增强纤维层交替铺设，在一定的固化工艺形成的一种层间混杂复合材料结构。纤维金属层板的主要制备方法金属板与纤维预浸布层压形成。纤维预浸布的制备方法主要包括熔融预浸和反应预浸。其中熔融预浸是将预处理过的纤维布直接通过熔融树脂，或将熔融树脂直接涂覆于纤维布表面，或将树脂制成薄膜后贴于纤维布表面，后经加压/加热使树脂渗入纤维中；反应浸渍是将热塑性树脂的单体或低聚物加热熔融，加入催化剂形成混合熔体后喷洒在纤维纱带表面，使其充分浸渍纤维纱带，然后将纤维纱带升温，使热塑性树脂的单体或低聚物引发聚合反应。熔融预浸的主要缺点是浸渍效果有限，主要是因为热塑性树脂熔融后粘度较大，难以进入纤维间隙；另一方面，树脂与纤维的相容性较差；反应浸渍由于采用单体或低聚物熔融浸渍纤维后再聚合成高聚物，浸润效果较好，但因为后续要保证聚合效果，要求条件苛刻，同时聚合物中易残留小分子、气孔的不良。
发明内容
本发明旨在针对上述存在的问题，从而提供一种树脂与纤维预浸效果好的碳纤维预浸布及其制备方法及金属纤维复合材料。
本发明的第一方面提供了一种碳纤维预浸布，所述预浸布包括碳纤维及附着在碳纤维表面的电泳树脂层和将所述炭纤维及所述电泳树脂层包裹的热塑性树脂层。本发明的碳纤维预浸布的预浸效果好。
本发明第二方面提供碳纤维预浸布的制备方法，所述方法包括以下步骤：
S1、将碳纤维作为负极在电泳液中进行电泳；
S2、将热塑性树脂粉末与经过步骤S1处理后的碳纤维进行热压成型；
本发明的碳纤维预浸布的制备方法中，所用的电泳液含有底层树脂及溶剂，并控制电泳液中底层树脂的电动电位为-40~-10mV，可以在纤维表面覆盖一层底层树脂，并达到良好的涂覆效果，同时底层树脂不仅与纤维有良好的结合，而且与热塑性树脂粉末有良好的相容性，从而使树脂与纤维有良好的浸润效果。
本发明第三方面提供了一种由上述所述的制备方法制备得到的碳纤维预浸布。
本发明第四方面提供了一种金属纤维复合材料，所述金属纤维复合材料包括依次层叠的金属层和纤维层，其中，所述纤维层是由本发明所述的碳纤维预浸布经过热压形成。
本发明的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
图1是本发明一种实施方式的碳纤维预浸布的结构示意图。
具体实施方式
为了使本发明所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
如图1所示，本发明提供了一种碳纤维预浸布，所述预浸布包括碳纤维1及附着在碳纤维表面的电泳树脂层2和将所述炭纤维及所述电泳树脂层包裹的热塑性树脂层3。
根据本发明所提供的碳纤维预浸布，所述电泳树脂层中所用的树脂为丙烯酸树脂，环氧树脂，或者是经过氧化、磺化或辐射接枝处理的热塑性树脂中的至少一种。底层树脂层所用的热塑性树脂，包括但不限于聚苯乙烯、聚甲醛、聚苯硫醚、聚碳酸酯、聚酰胺、聚酰亚胺、聚醚醚酮。
经过上述方法处理得到的树脂的表面会产生离子、反应或/和增容基团，这些离子、反应或/和增容基团可以使无离子基体的树脂颗粒表面产生离子基团进行电泳。而丙烯酸树脂和环氧树脂本身结构中就含有这些离子、反应或/和增容基团。
本发明中，为了更进一步的提高电泳的效果，优选地，所述电泳树脂层所用树脂的平均分子量为1000-20000。
根据本发明所提供的碳纤维预浸布，为了进一步提高电泳树脂层的力学性能和提高电泳效果，优选地，所属树脂层含有纳米粒子，所述纳米粒子为碳纳米管、金属氧化物、石墨烯，纳米碳酸钙和纳米二氧化硅中的至少一种。
根据本发明所提供的碳纤维预浸布，所述热塑性树脂层为聚苯乙烯树脂层、聚甲醛树脂层、聚苯硫醚树脂层、聚碳酸酯树脂层、聚酰胺树脂层、聚酰亚胺树脂层和聚醚醚酮树脂层中的至少一种。
根据本发明所提供的碳纤维预浸布，为了使得到的预浸布的力学性能更好，优选地，以所述预浸布的总重量为基准，所述电泳树脂层的含量为1-5wt%，所述热塑性树脂的含量为30-40wt%。
本发明还提供了一种碳纤维预浸布的制备方法，所述方法包括以下步骤：
S1、将碳纤维作为阳极在电泳液中进行电泳；
S2、将热塑性树脂粉末与经过步骤S1处理后的碳纤维进行热压成型；
所述电泳液含有底层树脂及溶剂，所述电泳液中底层树脂的电动电位为-40~-10mV。
本发明中，发明人经过大量的实验得出，在电泳时，底层树脂的电动电位对电泳效果影响较大，若电动电位低于-40mV，电泳涂覆的速率太快，会造纤维表面涂覆膜的不均匀致密，若电位高于于-10mV，则没有足够的动力促使底层树脂运动，从而达到电泳的目的。本发明中控制电泳液中底层树脂的电动电位为-40~-10mV，可以在纤维表面覆盖一层涂覆效果很好的底层树脂，同时底层树脂不仅与纤维有良好的结合，而且与热塑性树脂粉末有良好的相容性，从而使树脂与纤维有良好的浸润效果。
根据本发明所提供的制备方法，为了让底层树脂更好的沉积在碳纤维的表面，同时不影响底层树脂在溶剂中的运动，优选地，以所述电泳液的总重量为基准，所述电泳液中底层树脂的重量含量为30-50wt%。
本发明中，所述电泳所用的正极没有特别的限制，可以为本领域常用的正极材料，如碳棒或不锈钢。
本发明中，所述溶剂没有特别的限制，只要可以溶解所述底层树脂即可，如可以是水或乙醇等。
根据本发明所提供的制备方法，在电泳时，会在碳纤维的表面沉积少量溶剂或小分子物质，而这些物质会在热压时转化为气体，产生气孔或气泡，影响预浸布的性能，本发明中，优选地，在电泳之后先将碳纤维进行干燥，除去溶剂及小分子物质；为了更快更好的除去溶剂及小分子物质的同时节约能耗，更优选地，所述干燥的条件为：在60-120℃的抽真空干燥30-60min。
根据本发明所提供的制备方法，一般市售的纤维布表面都含有一层环氧类高分子涂层，而该环氧类的高分子涂层会影响后续电泳的树脂的沉积，一般需要进行去除；同时为了增加碳纤维表面与电泳沉积的树脂的结合，本发明中采用对碳纤维进行偶联处理以增加碳纤维表面能与电泳树脂结合的基团；优选地，在所述步骤S1之前对所述碳纤维进行前处理，所述前处理包括有机溶剂清洗脱胶和偶联剂处理。
根据本发明所提供的制备方法，所述底层树脂没有特别的限制，可以为本领域常用的各种树脂，为了增加底层树脂与碳纤维和热塑性树脂粉末的结合力，优选地，所述底层树脂为丙烯酸，环氧树脂，或者经过氧化、磺化或辐射接枝处理的热塑性树脂中的至少一种。所述底层树脂用的热塑性树脂包括但不限于聚苯乙烯、聚甲醛、聚苯硫醚、聚碳酸酯、聚酰胺、聚酰亚胺、聚醚醚酮。
经过上述方法处理得到的树脂的表面会产生离子、反应或/和增容基团，这些离子、反应或/和增容基团可以使无离子基体的树脂颗粒表面产生离子基团进行电泳。而丙烯酸树脂和环氧树脂本身结构中就含有这些离子、反应或/和增容基团。
本发明中，所述氧化是指：采用氧化剂如氧气、臭氧、高锰酸钾、浓硝酸、浓硫酸等处理树脂，使树脂中的部分甲基等基团氧化转化为离子基团。
本发明中，所述磺化是指：采用浓硫酸处理树脂，使树脂内产生磺酸根基团。
本发明中，所述辐射接枝是指：将树脂离子进行等离子体辐射，产生活性中心，再与丙烯酸、环氧等小分子进行接枝聚合。
根据本发明所提供的制备方法，所述热塑性树脂粉末没有特别的限制，可以为本领域常用的各种热塑性树脂粉末，优选地，所述热塑性树脂粉末为聚苯乙烯粉末、聚甲醛粉末、聚苯硫醚粉末、聚碳酸酯粉末、聚酰胺粉末、聚酰亚胺粉末和聚醚醚酮粉末中的一种。所述热塑性树脂粉末的平均分子量为5000-50000。更优选地，为了进一步提高底层树脂与热塑性树脂粉末的结合力，所述热塑性树脂粉末与所述底层树脂为同类树脂。所述同类树脂是指底层树脂是与热塑性树脂粉末主链结构一致的低分子量树脂。
根据本发明所提供的制备方法，为了使热塑性树脂浸入碳纤维之间的间隙增加结合力且从原料易得的角度，优选地，所述热塑性树脂粉末的D50为5-20微米。
根据本发明所提供的制备方法，为了进一步提高电泳液的性能，优选地，所述电泳液中还包括表面活性剂、分散剂、消泡剂和pH调节剂等中的至少一种。所述表面活性剂、分散剂、消泡剂没有特别的限制，可以为本领域常用的各种表面活性剂、分散剂、消泡剂。如表面活性剂为硬脂酸、十二烷基苯磺酸钠、脂肪酸甘油酸酯等；分散剂可以为烷基酚聚氧乙烯醚（如OP-10、TX-19）、乙烯基双硬脂酰胺、硬脂酸单甘油酯等；消泡剂可以为磷酸三丁酯、二甲基硅氧烷、聚丙烯氧化乙烯甘油醚等。
本发明中，为了保证底层树脂离子的电动电位进行电泳，并防止树脂粒子团聚，优选地，所述电泳液的pH为6-9。
根据本发明所提供的制备方法，所述电泳的条件没有特别的限制，只要能够将所述底层树脂沉积在碳纤维表面即可，本发明中，所述电泳的条件为：电压为60-80V，时间为10-30min，温度为30-80℃。
根据本发明所提供的制备方法，所述热压的条件没有特别的限制，只要能够将碳纤维与热塑性树脂粉末很好的结合即可，如所述热压的条件为：温度为280-380℃，压力为15-35MPa。
本发明中，所述步骤S2中将热塑性树脂粉末与经过步骤S1处理后的碳纤维进行热压成型的具体方法为，将热塑性树脂粉末置于经过步骤S1处理后的碳纤维的两侧，进行双棍热压，温度设定280-330℃，优选300-310℃，通过调整辊筒间隙及热压次数达到预期的树脂含量，热压完成后冷却后裁剪得到预浸料。
本发明还提供了一种上述所述的制备方法制备得到的碳纤维预浸布。
本发明还提供了一种金属纤维复合材料，所述金属纤维复合材料包括依次层叠的金属层和纤维层，其中，所述纤维层是由本发明所述的碳纤维预浸布经过热压形成。
根据本发明所提供的金属纤维复合材料，优选地，所述金属层选自铝合金板、钛合金板和钢板中的一种；所述金属层的厚度为0.1-3mm。
本发明中，通过在碳纤维表面先电泳沉积一层底层树脂，可以使底层树脂均匀的涂覆在碳纤维表面，并且与碳纤维有很好的结合力。然后在底层树脂层上再包裹热塑性树脂，底层树脂可以与热塑性树脂有良好的相容性，从而使树脂与纤维有良好的浸润效果。
下面通过具体实施例对本发明进行进一步的详细说明。
电泳液的电动电位的测试方法：用Zeta电位测试仪（马尔文公司，型号Zetasizernanozs-90）测试电泳液的电动电位。具体测试方法为：取配置好的电泳液适量（2ml）置于玻璃测量池中，放入测试仪，接入电极，之后打开运行软件，选择Zeta电位测试项进行测量。
实施例1
1、配置电泳液
将消泡剂磷酸三丁酯3份，分散剂OP-10 6份和水100份加入电解槽内，用机械揽拌器高速搅拌6 min后，在高速搅拌时加入环氧丙烯酸树脂E-20 （分子量1000）50份，加完后继续搅拌15min，，制成阴极电泳液A1（电泳液A1的电动电位为-21mV）；
2、碳纤维表面处理
将碳纤维布在丙酮中浸泡10min进行脱胶处理，之后去离子水清理，再采用硅烷偶联剂KH-550处理，烘干得到处理后的碳纤维B1；
3、电泳沉积
以碳纤维B1为阳极，不锈钢为阴极，在电泳液A1中进行电泳，电泳电压为72V，沉积时间15min，温度为50℃，然后得到产品C1；
4、干燥
将C1在80℃的抽真空干燥箱中烘干50min，直至溶剂等小分子挥发完全，得到产品D1；
5、热压
采用热塑性树脂PPS粉末（D50为8μm，分子量为8000），先将D1一侧设PPS粉，之后通过双辊进行热压，之后手工反面或经过翻转辊，在背面铺设PPS粉，再次通过双辊进行热压，热压温度为310℃，通过调整辊筒间隙以调节压力至20MPa，辊筒线速度为10mm/s，调节热压次数达到到预期的树脂含量（35%-40%），热压完成后冷却后裁剪得到预浸布P1。
实施例2
按照实施例1的方法制备预浸布P2，区别在于：
配置电泳液：
将消泡剂磷酸三丁酯3份，分散剂OP-10 6份和水100份加入电解槽内，用机械揽拌器高速搅拌6 min后，在高速搅拌时加入环氧丙烯酸树脂E-20 （分子量1000）50份，加完后继续搅拌15min，加入纳米二氧化硅（直径8μm）10份，在50KHz超声作用下继续搅拌20min，制成阴极电泳液A2（电泳液A2的电动电位为-28mV）。
实施例3
按照实施例1的方法制备预浸布P3，区别在于：
配置电泳液：将PPS粉末（D50为10μm，分子量为8000）40份，乙醇100份、三乙胺3份、柠檬酸8份，配制为悬浮液，采用HCl和NaOH条件其pH至7.5，置于超声中分散30-50min，制得电泳液A3（电泳液A3的电动电位为-18mV）。
实施例4
按照实施例1的方法制备预浸布P4，区别在于：
配置电泳液：将PPS粉末(D50为5μm，分子量为8000)置于浓硫酸中30min，进行磺化反应，之后先用二氯乙烷进行清洗，再用去离子水清洗；将碳纳米管（外径20-30nm，长度3-5μm）置于浓硫酸中，在50KHz超声作用下反应30min，并在以上超声作用下才有去离子水清洗；
之后采用上述处理过的PPS粉末40份，乙醇100份、三乙胺3份、柠檬酸8份，碳纳米管4份，配制为悬浮液，采用HCl和NaOH条件其pH至9，置于超声中分散30min，制得电泳液A4（电泳液A4的电动电位为-25mV）。
实施例5
按照实施例1的方法制备预浸布P5，区别在于：
配置电泳液：将PP粉末(D50为10μm，分子量为15000)置于140℃，空气氛围的电热箱中静置2H，进行氧化反应，之后采用上述处理过的PP粉末40份，乙醇100份、三乙胺3份、柠檬酸8份，配制为悬浮液，采用HCl和NaOH条件其pH至9，置于超声中分散30min，制得电泳液A5（电泳液A5的电动电位为-19mV）。
实施例6
按照实施例1的方法制备预浸布P6，区别在于：
将PPS粉末(D50位8μm，分子量为8000)在空气氛围中室温下进行60Co辐射处理，辐照剂量为30kGy，辐射时间20min，之后取辐射处理过后的PPS粉末10份，加入10份丙烯酸，100份蒸馏水，在氮气保护下进行接枝聚合，温度为80℃，聚合时间30min，聚合完成后进行抽滤，采用上述处理过的PPS粉末50份，乙醇100份、三乙胺3份、柠檬酸8份，配制为悬浮液，采用HCl和NaOH条件其pH至9，置于超声中分散30min，制得电泳液A6(电泳液A6的电动电位为-22mV)。
实施例7
按照实施例1的方式制备预浸布A7，区别在于：没有步骤2、碳纤维表面处理。
实施例8
按照实施例1的方法制备预浸布A8，区别在于：没有步骤4、干燥。
实施例9
1、配置电泳液
将消泡剂磷酸三丁酯3份，分散剂OP-10 6份和水100份加入电解槽内，用机械揽拌器高速搅拌6 min后，在高速搅拌时加入环氧树脂E-21（分子量1000）50份，加完后继续搅拌15min，制成阴极电泳液A9（电泳液A9的电动电势为-22mV）；
2、碳纤维表面处理
将碳纤维布在丙酮中浸泡10min进行脱胶处理，之后去离子水清理，再采用硅烷偶联剂KH-550处理，烘干得到处理后的碳纤维B9；
3、电泳沉积
以碳纤维B9为阴极，不锈钢为阳极，在电泳液A9中进行电泳，电泳电压为60V，沉积时间30min，温度为80℃，然后得到产品C9；
4、干燥
将C9在60℃的抽真空干燥箱中烘干60min，直至溶剂等小分子挥发完全，得到产品D9；
5、热压
采用热塑性树脂PA6粉末（D50为8μm，分子量为16000），先将D9一侧设PPS粉，之后通过双辊进行热压，之后手工反面或经过翻转辊，在背面铺设PPS粉，再次通过双辊进行热压，热压温度为260℃，通过调整辊筒间隙以调节压力至35MPa，辊筒线速度为10mm/s，调节热压次数达到到预期的树脂含量（35%-40%），热压完成后冷却后裁剪得到预浸布P9。
实施例10
1、配置电泳液
将PPS粉末(D50位8μm，分子量为8000)在空气氛围中室温下进行60Co辐射处理，辐照剂量为30kGy，辐射时间20min，之后取辐射处理过后的PPS粉末10份，加入10份丙烯酸，100份蒸馏水，在氮气保护下进行接枝聚合，温度为80℃，聚合时间30min，聚合完成后进行抽滤，采用上述处理过的PPS粉末50份，乙醇100份、三乙胺3份、柠檬酸8份、碳纳米管4份，配制为悬浮液，采用HCl和NaOH条件其pH至9，置于超声中分散30min，制得电泳液A6(电泳液A10的电动电位为-30mV)。
2、碳纤维表面处理
将碳纤维布在丙酮中浸泡10min进行脱胶处理，之后去离子水清理，再采用硅烷偶联剂KH-550处理，烘干得到处理后的碳纤维B10；
3、电泳沉积
以碳纤维B10为阴极，不锈钢为阳极，在电泳液A10中进行电泳，电泳电压为80V，沉积时间10min，温度为80℃，然后得到产品C10；
4、干燥
将C10在120℃的抽真空干燥箱中烘干30min，直至溶剂等小分子挥发完全，得到产品D10；
5、热压
采用热塑性树脂PC粉末（D50为8μm，分子量为18000），先将D10一侧设PPS粉，之后通过双辊进行热压，之后手工反面或经过翻转辊，在背面铺设PPS粉，再次通过双辊进行热压，热压温度为300℃，通过调整辊筒间隙以调节压力至15MPa，辊筒线速度为10mm/s，调节热压次数达到到预期的树脂含量（35%-40%），热压完成后冷却后裁剪得到预浸布P10。
对比例1
直接采用上述PPS粉与纤维布进行双棍热压预浸制得预浸布CP1。
对比例2
采用下面的反应浸渍的方法制备预浸布CP2。
将碳纤维布在丙酮中浸泡10min进行脱胶处理，之后去离子水清理，烘干；
在反应釜中将经纯化的对二溴苯30份溶于100份ɑ－氯萘CNT中，进行机械搅拌，完全溶解后加入经脱水后的10份硫化钠，之后将上述处理过后的纤维布展平置于反应釜中，升温至290℃，再加入加入催化剂磷酸钠5份反应14小时；取出表面聚合有PPS的纤维布，采用去离子水清洗，烘干得到预浸布。
性能测试
分别将实施例1-10及对比例1-2的预浸布P1-P10及CP1-CP2裁剪10个大小一样的片材，然后分别将10层片材叠层后在同一平板模具中热压（300℃，2.5MPa压力），之后分别CNC加工出试验样条X1-X10及CX1-CX2，采用ASTM D2344短梁强度试验标准对试验样条X1-X10及CX1-CX2进行测试，结果见表1。
表1
。
从表1中可以看出，用本发明的方法得到的碳纤维预浸布的层间剪切强度比用对比例1-2的方法制备得到的预浸布的层间剪切强度大，说明用本发明的方法制备的预浸布的结合力更好。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、 “示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (16)

1.一种碳纤维预浸布，其特征在于，所述预浸布包括碳纤维及附着在碳纤维表面的电泳树脂层和将所述炭纤维及所述电泳树脂层包裹的热塑性树脂层。
2.根据权利要求1所述的碳纤维预浸布，其特征在于，所述电泳树脂层中所用的树脂为丙烯酸树脂，环氧树脂和经过氧化、磺化或辐射接枝处理的热塑性树脂中的至少一种。
3.根据权利要求1或2所述的碳纤维预浸布，其特征在于，所述电泳树脂层所用的树脂的平均分子量为1000-20000。
4.根据权利要求3所述的碳纤维预浸布，其特征在于，所述电泳树脂层中还含有无机纳米粒子，所述无机粒子为碳纳米管、金属氧化物、石墨烯、纳米碳酸钙和纳米二氧化硅中的至少一种。
5.根据权利要求4所述的碳纤维预浸布，其特征在于，所述热塑性树脂层为聚苯乙烯树脂层、聚甲醛树脂层、聚苯硫醚树脂层、聚碳酸酯树脂层、聚酰胺树脂层、聚酰亚胺树脂层和聚醚醚酮树脂层中的至少一种。
6.根据权利要求5所述的碳纤维预浸布，其特征在于，以所述预浸布的总重量为基准，所述电泳树脂层的含量为1-5wt%，所述热塑性树脂的含量为30-40wt%。
7.一种碳纤维预浸布的制备方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
S1、将碳纤维作为负极在电泳液中进行电泳；
S2、将热塑性树脂粉末与经过步骤S1处理后的碳纤维进行热压成型；
所述电泳液含有底层树脂及溶剂，所述电泳液中底层树脂的电动电位为-40~-10mV。
8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，在步骤S1之后还包括将电泳后的碳纤维进行干燥的步骤。
9.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，在所述步骤S1之前对所述碳纤维进行前处理，所述前处理包括有机溶剂清晰脱胶和偶联剂处理。
10.根据权利要求7-9任意一项所述的制备方法，其特征在于，所述底层树脂为丙烯酸，环氧树脂和经过酸化、氧化、磺化或辐射接枝处理的热塑性树脂中的至少一种。
11.根据权利要求10所述的制备方法，其特征在于，所述热塑性树脂粉末为聚苯乙烯粉末、聚甲醛粉末、聚苯硫醚粉末、聚碳酸酯粉末、聚酰胺粉末、聚酰亚胺粉末和聚醚醚酮粉末中的至少一种。
12.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，所述电泳的条件为：电压为60-80V，时间为10-30min，温度为30-80℃。
13.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，所述干燥的条件为：在60-120℃的抽真空干燥30-60min。
14.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，所述热压的条件为：温度为280-380℃，压力为15-35MPa。
15.一种由权利要求7-14任意一项所述的制备方法制备得到的碳纤维预浸布。
16.一种金属纤维复合材料，所述金属纤维复合材料包括依次层叠的金属层和纤维层，其特征在于，所述纤维层是由权利要求1-6任意一项或15所述的碳纤维预浸布经过热压形成。
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