專利名稱：一種乳液型碳纖維用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)明屬于碳纖維生產(chǎn)領(lǐng)域，具體涉及一種乳液型碳纖維用上漿劑及其制備方法和應(yīng)用。
背景技術(shù)：
在碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料中，用于增強(qiáng)的碳纖維和基體樹脂之間使用上漿劑作為過(guò)渡層，上漿劑既能很好地連接碳纖維，又能很好地連接基體樹脂，使碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料成為一個(gè)整體，具有很強(qiáng)的整體性能。專利CN1318686C公開了一種碳纖維用上漿劑，該碳纖維用上漿劑含有，(A)分子中至少具有一個(gè)環(huán)氧基的化合物，(B)具有以銨離子作為對(duì)離子的陰離子型表面活性劑，(C)非離子型表面活性劑。但是，應(yīng)用上述的碳纖維上漿劑上漿后的碳纖維制成的熱塑性樹脂復(fù)合材料(CFRTP)，上漿劑過(guò)渡連接層中的環(huán)氧樹脂與碳纖維間的化學(xué)鍵合力作用較強(qiáng)，而與熱塑性樹脂基體間的化學(xué)鍵合力作用較弱，整體上碳纖維與熱塑性樹脂基體之間的連接作用也就不強(qiáng)。因而所制成的碳纖維熱塑性樹脂復(fù)合材料層間剪切強(qiáng)度較小，對(duì)碳纖維復(fù)合材料的整體性能造成了極大的不利影響。而且，上述的碳纖維上漿劑的儲(chǔ)存和使用穩(wěn)定性較差，在儲(chǔ)存和使用過(guò)程中會(huì)出現(xiàn)乳液分層、乳液濃度分布不均，甚至過(guò)早發(fā)生破乳、絮凝、團(tuán)聚等，上漿劑出現(xiàn)分層、下沉、混濁等現(xiàn)象，無(wú)法進(jìn)行碳纖維上漿，且在使用及輸送過(guò)程中不能進(jìn)行較為快速的攪拌，這對(duì)碳纖維生產(chǎn)帶來(lái)了極大的不便，而且對(duì)碳纖維及其復(fù)合材料的整體性能也帶來(lái)很大的不利影響。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服以現(xiàn)有 的碳纖維上漿劑制成的碳纖維復(fù)合材料層間剪切強(qiáng)度較小的缺陷，以及克服現(xiàn)有的碳纖維上漿劑儲(chǔ)存和使用穩(wěn)定性不好的問題，本發(fā)明的首要目的在于提供一種乳液型碳纖維用上漿劑，本發(fā)明的上漿劑能極大地提高碳纖維復(fù)合材料的層間剪切強(qiáng)度，保證碳纖維復(fù)合材料有較高的整體性能；并且，本發(fā)明的上漿劑在儲(chǔ)存和使用過(guò)程中不會(huì)出現(xiàn)乳液分層、乳液濃度分布不均現(xiàn)象，且在使用及輸送過(guò)程中可以進(jìn)行較為快速的攪拌，方便使用。本發(fā)明的另一目的在于提供上述的乳液型碳纖維用上漿劑的制備方法。本發(fā)明的再一目的在于提供上述的乳液型碳纖維用上漿劑的應(yīng)用。本發(fā)明的目的通過(guò)下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)一種乳液型碳纖維用上漿劑，其制備原料包括以下質(zhì)量百分比的成分環(huán)氧樹脂2-40%改性劑1-20%水0-96.5%表面活性劑0· 5-15%
無(wú)機(jī)銨鹽0.1-2. 0%。所述的環(huán)氧樹脂是指分子中含有至少一個(gè)環(huán)氧基的化合物，優(yōu)選雙酚A型環(huán)氧樹月旨、雙酚F型環(huán)氧樹脂或酚醛環(huán)氧樹脂中的一種。所述的改性劑是指分子中含有苯氧基
權(quán)利要求
1.一種乳液型碳纖維用上漿劑，特征在于其制備原料包括以下質(zhì)量百分比的成分 環(huán)氧樹脂2-40%改性劑1-20%水0-96. 5%表面活性劑0. 5-15%無(wú)機(jī)銨鹽0. 1-2. 0% ；所述的改性劑，其結(jié)構(gòu)如式I或式II所示；式I中，R1是氫原子、烴基、烷氧基、羥基、羧基、醛基、酮基、氨基、鹵素、酰胺基、酯基或硅氧基，R2是氫原子或烴基；式II中，R3是氫原子、經(jīng)基、燒氧基、輕基、竣基、醒基、麗基、氣基、齒素、酸胺基、酷基或娃氧基，R4是氫!原子、 烴基、氨基或鹵素；
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的乳液型碳纖維用上漿劑，其特征在于所述的環(huán)氧樹脂為雙酚A型環(huán)氧樹脂、雙酚F型環(huán)氧樹脂或酚醛環(huán)氧樹脂中的一種。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的乳液型碳纖維用上漿劑，其特征在于所述的改性劑為二苯醚和/或二苯砜；所述的無(wú)機(jī)銨鹽為氯化銨、硫酸銨或硝酸銨。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的乳液型碳纖維用上漿劑，其特征在于所述的無(wú)機(jī)銨鹽為氯化銨。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的乳液型碳纖維用上漿劑，其特征在于所述的表面活性劑為陰離子表面活性劑和/或非離子表面活性劑。
6.權(quán)利要求1-5任一項(xiàng)所述的乳液型碳纖維用上漿劑的制備方法，其特征在于包括以下步驟取表面活性劑加入水中，攪勻；再加入環(huán)氧樹脂、改性劑，500-1000r/min下攪拌 60-100min ;然后在5000-10000r/min下攪拌剪切乳化15_35min ;最后加入無(wú)機(jī)銨鹽，在 500-1000r/min下攪拌15_25min，得到乳液型碳纖維用上漿劑。
7.權(quán)利要求1-5任一項(xiàng)所述的乳液型碳纖維用上漿劑在碳纖維復(fù)合材料中的應(yīng)用。
8.一種碳纖維，其特征在于含有權(quán)利要求1-5任一項(xiàng)所述的乳液型碳纖維用上漿劑， 乳液型碳纖維用上漿劑的質(zhì)量為碳纖維總質(zhì)量的0. 1-5%。
9.一種碳纖維復(fù)合材料，其特征在于含有權(quán)利要求8所述的碳纖維。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的碳纖維復(fù)合材料，其特征在于所述的碳纖維復(fù)合材料為聚砜樹脂基、聚芳砜樹脂基或聚醚砜樹脂基碳纖維復(fù)合材料。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種乳液型碳纖維用上漿劑及其制備方法和用途，該上漿劑是由2-40%的環(huán)氧樹脂、1-20%的改性劑、0-96.5%的水、0.5-15%的表面活性劑和0.1-2.0%的無(wú)機(jī)銨鹽制備得到。本發(fā)明的上漿劑中含有改性劑，這些改性劑與碳纖維復(fù)合材料中的基體樹脂有類似或者相同的結(jié)構(gòu)單元，因而碳纖維與上漿劑層之間以及上漿劑層與熱塑性基體樹脂之間均有較強(qiáng)的界面結(jié)合力，碳纖維通過(guò)上漿劑過(guò)渡連接層與熱塑性基體樹脂有效地結(jié)合，形成了一個(gè)有機(jī)的整體，另外加上穩(wěn)定劑氯化銨的協(xié)同作用，相對(duì)于現(xiàn)有碳纖維復(fù)合材料其層間剪切強(qiáng)度提高了30%以上，保證了碳纖維復(fù)合材料有較高的整體性能。由于含有穩(wěn)定劑無(wú)機(jī)銨鹽，本發(fā)明上漿劑儲(chǔ)存穩(wěn)定性大大提高，使用過(guò)程中不會(huì)出現(xiàn)分層、破乳現(xiàn)象。
文檔編號(hào)D06M13/165GK103046347SQ20121056677
公開日2013年4月17日 申請(qǐng)日期2012年12月24日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月24日
發(fā)明者雷震, 黃險(xiǎn)波, 蔡彤旻, 宋威, 黃有平, 謝懷玉 申請(qǐng)人:金發(fā)科技股份有限公司, 上海金發(fā)科技發(fā)展有限公司