專利名稱：一種碳纖維乳液上漿劑及其制備方法和應(yīng)用的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種碳纖維上漿劑及其制備方法和應(yīng)用，特別涉及一種碳纖維乳液型 復(fù)合上漿劑及其制備方法和應(yīng)用。
背景技術(shù)：
碳纖維是先進(jìn)復(fù)合材料最重要的增強材料，已在軍事及民用工業(yè)的各個領(lǐng)域取得 廣泛應(yīng)用。但碳纖維屬于脆性材料，在生產(chǎn)和加工過程中經(jīng)機械摩擦容易造成毛絲和單絲 斷裂，使碳纖維的強度降低，影響復(fù)合材料的力學(xué)性能。為改善纖維的強度及深加工性能， 碳纖維生產(chǎn)線的收卷前都配有上漿裝置。上漿是在碳纖維表面上涂一層保護(hù)膠，不僅可以 改善碳纖維的加工性能，減少毛絲及單絲斷裂現(xiàn)象，使碳纖維集束，而且可改善纖維與基體 間的粘結(jié)，提高復(fù)合材料層間剪切強度(ILSS)。目前，上漿劑有兩種溶劑型和乳液型。溶劑型上漿劑使用時溶劑揮發(fā)易導(dǎo)致樹脂 殘留在導(dǎo)輥上，纖維通過時會造成損傷，同時有機溶劑揮發(fā)污染環(huán)境，目前在國外已不用。 乳液型上漿劑一般不易在導(dǎo)輥上殘留樹脂，又無溶劑污染環(huán)境，而且由于含有表面活性劑， 可以大大提高纖維表面的被潤濕性，還可以通過助劑達(dá)到提高碳纖維復(fù)合材料力學(xué)性能的 目的。因此，現(xiàn)在各碳纖維生產(chǎn)廠商多用乳液型上漿劑。以往的研究者研制了許多乳液型或水溶性的碳纖維上漿劑。如US4751258采用酚 醛環(huán)氧樹脂或芳香族胺類環(huán)氧樹脂作為主漿料，以非離子表面活性劑作為乳化劑，加入油 酸的脂肪族單價醇酯或油醇的單價脂肪酸酯作為潤滑劑，這種上漿劑能夠提高纖維的潤滑 性，但纖維的耐摩擦性和分散穩(wěn)定性不理想。據(jù)US 4420512報道，其組成為環(huán)氧樹脂、非 離子乳化劑、潤滑劑、柔軟劑，該上漿劑具有優(yōu)異的乳液穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性，但上漿碳纖維 復(fù)合材料的界面性能一般。US5688554報道了由特殊種類的聚酯和特殊的環(huán)氧化合物組成 的上漿劑，這種上漿劑能同時提高纖維的潤滑性、耐摩擦性和分散穩(wěn)定性。以往的報道中， 針對環(huán)氧樹脂基體的專利居多，當(dāng)碳纖維復(fù)合材料的樹脂基體為不飽和類的樹脂(如不飽 和聚酯樹脂、乙烯基樹脂)時，其碳纖維所用上漿劑與環(huán)氧樹脂型上漿劑結(jié)構(gòu)有所不同。美 國專利US4981947采用不飽和醇類與異氰酸酯反應(yīng)形成具有聚氨酯鍵的化合物，以此作為 主要成分制備碳纖維上漿劑，但是該聚氨酯需自己聚合，工序較繁瑣，反應(yīng)不容易控制。US 4880881報道了一種不僅能夠提高碳纖維的深加工性能，而且可以通過調(diào)節(jié)組分來適應(yīng)環(huán) 氧基體和不飽和聚酯基體的上漿劑。這種碳纖維上漿劑主要組分為環(huán)氧樹脂、含有一個稠 環(huán)苯酚的烷氧基衍生物片段(B1)和一個或兩個單酯或聚酯片段(B2)特殊的共聚物、取代 苯酚的烷氧基衍生物?？梢酝ㄟ^調(diào)節(jié)組分B中B1和B2的分子量、比例、結(jié)構(gòu)和組成來獲得 預(yù)想的性能。但是，組分B的制備較繁瑣。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明為了克服上述不足，提供了一種成本低、性能穩(wěn)定的碳纖維乳液上漿劑，此 上漿劑不僅適應(yīng)于環(huán)氧樹脂基體，還適應(yīng)于乙烯基酯基體，此外，本上漿劑還能改善纖維的表面性能和深加工性能，同時可改善纖維與基體樹脂的界面粘結(jié)。本發(fā)明還提供了本碳纖維乳液上漿劑的制備方法，該方法操作簡單，易于實施。本發(fā)明還提供了本碳纖維乳液上漿劑在碳纖維上的應(yīng)用方法。本發(fā)明是通過以下措施實現(xiàn)的一種碳纖維乳液上漿劑，包括主漿料、助劑、有機溶劑和去離子水，其中，助劑的 質(zhì)量為主漿料質(zhì)量的5% 15%，有機溶劑和主漿料的質(zhì)量比為20 50 50 80，去離 子水與主漿料的質(zhì)量比為50 90 10 50。上述上漿劑中，所述主漿料是縮水甘油醚型環(huán)氧樹脂和環(huán)氧化脂肪族聚烯烴的混 合物，縮水甘油醚型環(huán)氧樹脂和環(huán)氧化脂肪族聚烯烴的質(zhì)量比為10 90 10 90。所述 縮水甘油醚型環(huán)氧樹脂為E-55、E-51、E-44，所述環(huán)氧化脂肪族聚烯烴為環(huán)氧化聚丁二烯。 環(huán)氧化聚丁二烯分子量在2000左右，環(huán)氧值在0. 44左右。上述上漿劑中，所述助劑包括乳化劑和滲透劑，乳化劑和滲透劑的質(zhì)量比為20 90 10 80。由于樹脂的疏水性和高粘性，將其分散于水中比較困難，該上漿劑采用混合乳化 劑。乳化劑為A、B兩種表面活性劑的混合物，質(zhì)量比A B = 10 90 10 90。乳化 劑A為壬基酚聚氧乙烯醚(NP-10)磷酸酯銨鹽、壬基酚聚氧乙烯醚(NP-10)硫酸銨，此類乳 化劑不僅具有優(yōu)良的乳化分散性能，并且不影響上漿后碳纖維增強復(fù)合材料的耐熱性。NP-10硫酸銨可在市場上買到，NP-10磷酸酯銨鹽通過以下方法制得將NP-10 磷酸酯加入反應(yīng)釜，在攪拌下加入25-28襯％的氨水，當(dāng)pH值至7. 5-8. 5時停止滴加，在 35-45°C攪拌1-1. 5h，即得NP-10磷酸酯銨鹽。乳化劑B為辛基酚聚氧乙烯醚(0P-10)、壬基酚聚氧乙烯醚(NP-10)、農(nóng)乳1601或 T-80(即吐溫-80)，其中，農(nóng)乳1601的結(jié)構(gòu)式為 其中，E為 C2H40，P 為 C3H60。碳纖維為疏水性纖維，纖維間隙的空氣不利于上漿劑浸潤纖維的內(nèi)部，滲透劑的 加入是為了提高碳纖維與基體樹脂的潤濕性，提高碳纖維與基體樹脂的界面黏結(jié)性。所述 滲透劑為仲辛醇聚氧乙烯醚(JFC-2)或辛基酚聚氧乙烯醚(0P-7)。有機溶劑作為稀釋劑用來降低樹脂的黏度，提高可操作性。該有機溶劑包括丙酮、 甲乙酮、正丁醇，也可為其他有機溶劑。本發(fā)明的關(guān)鍵在于主漿料、乳化劑的選擇及各成分之間的配比關(guān)系，可以通過調(diào)
節(jié)主漿料中的縮水甘油醚型環(huán)氧樹脂和環(huán)氧化聚烯烴的組成、比例，并采用相適應(yīng)的乳化
劑及乳化工藝，來獲得適于不同基體的上漿劑。例如，如果縮水甘油醚型環(huán)氧樹脂的比例增
加，該上漿劑與環(huán)氧樹脂的親和力會提高，該體系更適合環(huán)氧樹脂。相反，如果A組分中的
環(huán)氧化烯烴質(zhì)量比例增加，上漿劑與乙烯基酯樹脂基體的親合力提高，此時該上漿劑更適
合乙烯基酯樹脂基體。如果主漿料中的成分配比改變，所用的乳化劑種類、加入量及A與B復(fù)配比例都要進(jìn)行相應(yīng)調(diào)整。本發(fā)明的碳纖維乳液上漿劑的制備方法是采用轉(zhuǎn)相乳化法來實現(xiàn)的，步驟為將 主漿料溶解在有機溶劑中，加入助劑，在40 80°C混合均勻，然后在8000 13000r/min的 轉(zhuǎn)速下逐滴加入去離子水，加完水后繼續(xù)攪拌20 60min，得到碳纖維乳液上漿劑。上述方法中所得碳纖維乳液上漿劑的固含量為10 50wt%。本發(fā)明的碳纖維乳液上漿劑的應(yīng)用，方法為將上述上漿劑稀釋到固含量為 0. 5 3. 0wt%,用浸漬法將上漿劑附著于碳纖維上，浸膠時間為20 40s，上漿后碳纖維在 100°C 下干燥 lOmin。上述應(yīng)用中，上漿劑在碳纖維上的上漿率為0. 5 3. Owt%。本發(fā)明具有以下優(yōu)點1.該上漿劑為乳液型上漿劑，以水作為介質(zhì)，成本低，不污染環(huán)境。2.通過調(diào)節(jié)主漿料的組分使該上漿劑不僅適用于環(huán)氧樹脂，也可適合于乙烯基酯 樹脂。對乙烯基酯樹脂有較好的相容性，解決了乙烯基酯樹脂與碳纖維黏結(jié)性不好的問題。3.通過各組成成分的適當(dāng)配比，本發(fā)明上漿劑的穩(wěn)定性增加。4.使用該上漿劑上漿后，碳纖維的耐磨性提高、毛絲量降低，碳纖維的后加工性能 得到改善；并且碳纖維與基體樹脂的界面黏結(jié)性較好，層間剪切強度增加，復(fù)合材料的性能 也得到一定提高。5.本發(fā)明的制備方法操作簡單，易于實施。


圖1為耐磨裝置示意圖；圖2為硬挺度實驗裝置示意圖，其中圖2a為主視圖，圖2b為左視圖；圖中，1.導(dǎo)絲輥，2.不銹鋼輥，3.碳纖維束，4.往復(fù)機，5.不銹鋼鉤，6.碳纖維， 7.滑動標(biāo)尺。
具體實施例方式下面結(jié)合具體實施例對本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步闡述，如無特別說明，下述均為質(zhì)量百 分比。所用的環(huán)氧化聚丁二烯在市場中可以買到，實施例中用的為武漢遠(yuǎn)城科技發(fā)展有 限公司銷售的環(huán)氧化聚丁二烯，分子量在2000左右，環(huán)氧值在0. 44左右。制備NP-10磷酸酯銨鹽將NP-10磷酸酯加入反應(yīng)釜，在攪拌下加入25-28%的氨 水，當(dāng)pH值至7. 5-8. 5時停止滴加，在35-45°C攪拌1-1. 5h，即得NP-10磷酸酯銨鹽。實施例1將乳化劑NP-10磷酸酯銨鹽與0P-10按比例75 25，乳化劑與滲透劑仲辛醇聚氧 乙烯醚(JFC-2)按比例80 20預(yù)熱到50°C混合均勻后放置于容器內(nèi)，得到混合助劑。將 環(huán)氧樹脂E-44與環(huán)氧化聚丁二烯樹脂按質(zhì)量比80 20混合均勻，得到上漿劑主漿料，將 其溶解于丙酮中，丙酮與主漿料的質(zhì)量比為40 60，然后加入以上混合助劑，混合助劑的 加入量為主漿料的15%。將此混合物加熱到50°C混合均勻，然后在lOOOOr/min的恒定速 率下高速攪拌，逐滴加入去離子水，去離子水與主漿料的比例為80 20，加完水后繼續(xù)攪拌20min，得到上漿劑乳液。將這種乳液稀釋至固含量為0. 5%，用浸漬法將該濃度的上漿 劑附著于聚丙烯腈碳纖維上，浸膠時間30s，然后置于100°C烘箱中干燥lOmin。室溫下測定 該上漿劑乳液的穩(wěn)定性、上漿碳纖維的上漿率、硬挺度、毛絲量、耐磨次數(shù)以及碳纖維增強 環(huán)氧樹脂的層間剪切強度(ILSS)。測試和評價方法如下1.上漿劑乳液穩(wěn)定性采用離心機在室溫下測定不同上漿劑乳液的離心穩(wěn)定性，離心穩(wěn)定性分級如下I 級在 1500r/minX20min 下分層；II 級在 2000r/minX20min 下分層；III 級在 2500r/minX20min 下不分層；IV 級在 3000r/minX 20min 下不分層；V 級在 3500r/minX 20min 下不分層；VI 級在 3500r/minX 30min 下不分層。2.碳纖維復(fù)合材料層間剪切強度(ILSS)碳纖維復(fù)合材料的層間剪切強度按照J(rèn)C/T773-1996 (GB3357-82)測定所得。制備的單向碳纖維增強環(huán)氧樹脂或乙烯基酯樹脂樣品的參數(shù)為樣品尺寸為厚 3mmX寬6mmX長25mm，跨度與厚度比為5，加載速度為lmm/min。3.毛絲量碳纖維束在兩個聚氨酯海綿擦尺寸為40mm(長)X 10mm(寬)X5mm(厚)的夾持 下，整個聚氨酯海綿擦載重200g。碳纖維束以lm/min的速度通過短邊，測lOmin后附在海 綿上毛絲的重量，即為碳纖維束的摩擦毛絲量。4.耐磨性如圖1所示的耐磨裝置，導(dǎo)絲輥直徑為10mm，不銹鋼輥直徑為15mm，兩個導(dǎo)絲輥與 不銹鋼輥的夾角為120度。載重G為50g/3000根，碳纖維束以每分鐘120次的速率勻速往 復(fù)運動，并與不銹鋼輥反復(fù)摩擦，記錄纖維磨斷時的次數(shù)。5.硬挺度研究碳纖維受到彎曲作用時的性能很重要，因為碳纖維在編織的過程中，受到反 復(fù)的彎曲應(yīng)力，尤其在編織多維織物時，碳纖維在織機上的曲折角很大，受到的彎曲作用很 大，會產(chǎn)生彎曲變形，因此要求碳纖維具有適度的柔韌性。上漿前后碳纖維的硬挺度在一定 程度上可以反映碳纖維的柔韌性，硬挺度越大，柔韌性越低。硬挺度的測定采用定長的纖維在其中點懸掛起來，會懸垂一定的角度的原理。首 先要對碳纖維進(jìn)行退繞。將碳纖維穿過退繞裝置的導(dǎo)紗鉤，并繞過三個不銹鋼輪，纏繞在轉(zhuǎn) 速為lOmm/s左右的繞絲筒上，起動馬達(dá)進(jìn)行卷繞。退繞后的纖維進(jìn)行硬挺度的測試。測試裝置如圖2所示，由半徑為10mm的不銹鋼 鉤作為懸掛點，在懸掛點下60mm處有一滑動標(biāo)尺，量取500mm退繞后的碳纖維懸掛在鉤子 上，使試樣從兩側(cè)伸出的長度相等，靜置30s后測量兩端的距離。實施例2將乳化劑NP-10硫酸銨與NP-10按比例70 30，乳化劑與滲透劑0P_7按比例 85 15預(yù)熱到60°C混合均勻后放置于容器內(nèi)，得到混合助劑。將環(huán)氧樹脂E-51與環(huán)氧化 聚丁二烯樹脂按質(zhì)量比20 80混合均勻，得到上漿劑主漿料，將其溶解于丙酮中，丙酮與主漿料的質(zhì)量比為50 50，然后加入以上混合助劑，混合助劑的加入量為主漿料的12%。 將此混合物加熱到60°C混合均勻，然后在llOOOr/min的恒定速率下高速攪拌，逐滴加入去 離子水，去離子水與主漿料的比例為70 30，加完水后繼續(xù)攪拌20min，得到上漿劑乳液。 將這種乳液稀釋至固含量為1. 0%，用浸漬法將該濃度的上漿劑附著與聚丙烯腈碳纖維上， 浸膠時間25s，然后置于100°C烘箱中干燥lOmin。室溫下測定該上漿劑乳液的穩(wěn)定性、上漿 后碳纖維的上漿率、硬挺度、毛絲量、耐磨次數(shù)以及碳纖維增強乙烯基酯樹脂的層間剪切強 度(ILS S)。實施例3將乳化劑NP-10硫酸銨與農(nóng)乳1601按比例65 35，乳化劑與滲透劑仲辛醇聚氧 乙烯醚(JFC-2)按比例90 10預(yù)熱到60°C混合均勻后放置于容器內(nèi)，得到混合助劑。將 環(huán)氧樹脂E-55與環(huán)氧化聚丁二烯樹脂按質(zhì)量比25 75混合均勻，得到上漿劑主漿料，將 其溶解于丙酮中，丙酮與主漿料的質(zhì)量比為50 50，然后加入以上混合助劑，混合助劑的 加入量為主漿料的10%。將此混合物加熱到60°C混合均勻，然后在9000r/min的恒定速率 下高速攪拌，逐滴加入去離子水，去離子水與主漿料的比例為60 40，加完水后繼續(xù)攪拌 30min，得到上漿劑乳液。將這種乳液稀釋至固含量為2. 0%，用浸漬法將該濃度的上漿劑附 著與聚丙烯腈碳纖維上，浸膠時間30s，然后置于100°C烘箱中干燥lOmin。室溫下測定該上 漿劑乳液的穩(wěn)定性、上漿后碳纖維的上漿率、硬挺度、毛絲量、耐磨次數(shù)以及碳纖維增強乙 烯基酯樹脂的層間剪切強度(ILSS)。實施例4將乳化劑NP-10磷酸酯銨鹽與T-80按比例90 10，乳化劑與滲透劑辛基酚聚氧 乙烯醚0P-7按比例80 20預(yù)熱到50°C混合均勻后放置于容器內(nèi)，得到混合助劑。將環(huán) 氧樹脂E-51與環(huán)氧化聚丁二烯樹脂按質(zhì)量比75 25混合均勻，得到上漿劑主漿料，將其 溶解于甲乙酮中，甲乙酮與主漿料的質(zhì)量比為40 60，然后加入以上混合助劑，混合助劑 的加入量為主漿料的8%。將此混合物加熱到50°C混合均勻，然后在12000r/min的恒定速 率下高速攪拌，逐滴加入去離子水，去離子水與主漿料的比例為80 20，加完水后繼續(xù)攪 拌40min，得到上漿劑乳液。將這種乳液稀釋至固含量為0. 8%，用浸漬法將該濃度的上漿 劑附著與聚丙烯腈碳纖維上，浸膠時間30s，然后置于100°C烘箱中干燥lOmin。室溫下測定 該上漿劑乳液的穩(wěn)定性、上漿后碳纖維的上漿率、硬挺度、毛絲量、耐磨次數(shù)以及碳纖維增 強環(huán)氧樹脂的層間剪切強度(ILSS)。實施例5將乳化劑NP-10硫酸銨與農(nóng)乳1601按比例70 30，乳化劑與滲透劑辛基酚聚氧 乙烯醚0P-7按比例20 80預(yù)熱到40°C混合均勻后放置于容器內(nèi)，得到混合助劑。將環(huán) 氧樹脂E-44與環(huán)氧化聚丁二烯樹脂按質(zhì)量比10 90混合均勻，將其溶解于正丁醇中，正 丁醇與主漿料的質(zhì)量比為40 60，得到上漿劑主漿料，然后加入以上混合助劑，混合助劑 的加入量為主漿料的5%。將此混合物加熱到40°C混合均勻，然后在8000r/min的恒定速 率下高速攪拌，逐滴加入去離子水，去離子水與主漿料的比例為50 50，加完水后繼續(xù)攪 拌30min，得到上漿劑乳液，固含量為45-52%。將這種乳液稀釋至固含量為3%，用浸漬 法將該濃度的上漿劑附著與聚丙烯腈碳纖維上，浸膠時間40s，然后置于100°C烘箱中干燥 lOmin。室溫下測定該上漿劑乳液的穩(wěn)定性、上漿后碳纖維的上漿率、硬挺度、毛絲量、耐磨次數(shù)以及碳纖維增強乙烯基酯樹脂的層間剪切強度(ILSS)。實施例6將乳化劑NP-10磷酸酯銨鹽與NP-10按比例10 90，乳化劑與滲透劑仲辛醇聚氧 乙烯醚(JFC-2)按比例30 70預(yù)熱到80°C混合均勻后放置于容器內(nèi)，得到混合助劑。將 環(huán)氧樹脂E-51與環(huán)氧化聚丁二烯樹脂按質(zhì)量比90 10混合均勻，將其溶解于甲乙酮中， 甲乙酮與主漿料的質(zhì)量比為20 80，得到上漿劑主漿料，然后加入以上混合助劑，混合助 劑的加入量為主漿料的10%。將此混合物加熱到80°C混合均勻，然后在13000r/min的恒 定速率下高速攪拌，逐滴加入去離子水，去離子水與主漿料的比例為90 10，加完水后繼 續(xù)攪拌60min，得到上漿劑乳液，固含量為8-11%。將這種乳液稀釋至固含量為0. 5%，用浸 漬法將該濃度的上漿劑附著與聚丙烯腈碳纖維上，浸膠時間40s，然后置于100°C烘箱中干 燥lOmin。室溫下測定該上漿劑乳液的穩(wěn)定性、上漿后碳纖維的上漿率、硬挺度、毛絲量、耐 磨次數(shù)以及碳纖維增強環(huán)氧樹脂的層間剪切強度(ILSS)。比較例1在制備上漿劑乳液的過程中不加乳化劑和滲透劑，其它條件與實施實例2相同。 室溫下測定該上漿劑乳液的穩(wěn)定性、上漿后碳纖維的上漿率、硬挺度、毛絲量、耐磨次數(shù)以 及碳纖維增強乙烯基酯樹脂的層間剪切強度(ILSS)。比較例2除主漿料不加環(huán)氧化聚丁二烯樹脂外，其他同實施例5。室溫下測定該上漿劑乳液 的穩(wěn)定性、上漿后碳纖維的上漿率、硬挺度、毛絲量、耐磨次數(shù)以及碳纖維增強乙烯基酯樹 脂的層間剪切強度(ILSS)。比較例3室溫下測定未上漿碳纖維的硬挺度、毛絲量、耐磨次數(shù)以及未上漿碳纖維增強環(huán) 氧樹脂的層間剪切強度(ILSS)，結(jié)果列于表1所示。比較例4室溫下測定未上漿碳纖維的硬挺度、毛絲量、耐磨次數(shù)以及未上漿碳纖維增強乙 烯基酯樹脂的層間剪切強度(ILSS)，結(jié)果列于表1所示。表 1 由表1中的數(shù)據(jù)可以看出，本發(fā)明的上漿劑穩(wěn)定性強，使碳纖維的耐磨性提高、毛 絲量降低，纖維的后加工性能得到改善，并且上漿后的碳纖維與基體樹脂的界面黏結(jié)性較 好，增強乙烯基酯樹脂和環(huán)氧樹脂的層間剪切強度。
權(quán)利要求
一種碳纖維乳液上漿劑，其特征是包括主漿料、助劑、有機溶劑和去離子水，其中，助劑的質(zhì)量為主漿料質(zhì)量的5％～15％，有機溶劑和主漿料的質(zhì)量比為20～50∶50～80，去離子水與主漿料的質(zhì)量比為50～90∶10～50；所述主漿料是縮水甘油醚型環(huán)氧樹脂和環(huán)氧化脂肪族聚烯烴的混合物，縮水甘油醚型環(huán)氧樹脂和環(huán)氧化脂肪族聚烯烴的質(zhì)量比為10～90∶10～90；所述助劑包括乳化劑和滲透劑，乳化劑和滲透劑的質(zhì)量比為20～90∶10～80。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的碳纖維乳液上漿劑，其特征是所述縮水甘油醚型環(huán)氧樹脂 為E-55、E-51、E-44，所述環(huán)氧化脂肪族聚烯烴為環(huán)氧化聚丁二烯。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的碳纖維乳液上漿劑，其特征是所述滲透劑為仲辛醇聚氧乙 烯醚或辛基酚聚氧乙烯醚0P-7。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的碳纖維乳液上漿劑，其特征是所述乳化劑為混合乳化劑，由 A和B兩種表面活性劑組成，質(zhì)量比A B=10 90 10 90;A為NP-10磷酸酯銨鹽、NP-10硫酸銨；B 為 0P-10、NP-10、農(nóng)乳 1601 或 T-80。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-4中任一項所述的碳纖維乳液上漿劑，其特征是所述有機溶劑為 丙酮、甲乙酮或正丁醇。
6.一種權(quán)利要求1-4中任一項所述的碳纖維乳液上漿劑的制備方法，其特征是采用轉(zhuǎn) 相乳化法制備所述上漿劑，步驟為將主漿料溶解在有機溶劑中，加入助劑，在40 80V混 合均勻，然后在8000 13000r/min的轉(zhuǎn)速下逐滴加入去離子水，加完水后繼續(xù)攪拌20 60min，得到碳纖維乳液上漿劑。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的制備方法，其特征是所述碳纖維乳液上漿劑的固含量為 10 50wt%。
8.—種權(quán)利要求1-4任一項所述的碳纖維乳液上漿劑的應(yīng)用，其特征是將上述上漿 劑稀釋到固含量為0. 5 3. 0wt%，用浸漬法將上漿劑附著于碳纖維上，浸膠時間為20 40s，上漿后碳纖維在100°C下干燥lOmin。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的應(yīng)用，其特征是上漿劑在碳纖維上的上漿率為0.5 3. Owt%。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種碳纖維乳液上漿劑，包括主漿料、助劑、有機溶劑和去離子水，其中，助劑的質(zhì)量為主漿料質(zhì)量的5％～15％，有機溶劑和主漿料的質(zhì)量比為20～50∶50～80，去離子水與主漿料的質(zhì)量比為50～90∶10～50。本發(fā)明還公開了本上漿劑的制備方法和應(yīng)用。本上漿劑成本低，不污染環(huán)境，并可以通過改變上漿劑中組分的配比，應(yīng)用于不同種類的樹脂基體。本發(fā)明的制備方法操作簡單，易于實施。本上漿劑用于碳纖維上能夠改善碳纖維的加工性能及碳纖維增強樹脂基復(fù)合材料的力學(xué)性能。
文檔編號D06M15/53GK101858038SQ20101020237
公開日2010年10月13日 申請日期2010年6月18日 優(yōu)先權(quán)日2010年6月18日
發(fā)明者劉建葉, 葛曷一, 陳娟 申請人:濟南大學(xué)