專利名稱：一種乳液型碳纖維用上漿劑及其制備方法和應用的制作方法
技術領域：
本發(fā)明屬于碳纖維生產領域，具體涉及一種乳液型碳纖維用上漿劑及其制備方法和應用。
背景技術：
在碳纖維增強復合材料中，用于增強的碳纖維和基體樹脂之間使用上漿劑作為過渡層，上漿劑既能很好地連接碳纖維，又能很好地連接基體樹脂，使碳纖維增強復合材料成為一個整體，具有很強的整體性能。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環(huán)氧基的化合物，(B)具有以銨離子作為對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合材料(CFRTP)，上漿劑過渡連接層中的環(huán)氧樹脂與碳纖維間的化學鍵合力作用較強，而與熱塑性樹脂基體間的化學鍵合力作用較弱，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。因而所制成的碳纖維熱塑性樹脂復合材料層間剪切強度較小，對碳纖維復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存和使用穩(wěn)定性較差，在儲存和使用過程中會出現(xiàn)乳液分層、乳液濃度分布不均，甚至過早發(fā)生破乳、絮凝、團聚等，上漿劑出現(xiàn)分層、下沉、混濁等現(xiàn)象，無法進行碳纖維上漿，且在使用及輸送過程中不能進行較為快速的攪拌，這對碳纖維生產帶來了極大的不便，而且對碳纖維及其復合材料的整體性能也帶來很大的不利影響。

發(fā)明內容
為了克服以現(xiàn)有的碳纖維上漿劑制成的碳纖維復合材料層間剪切強度較小的缺陷，以及克服現(xiàn)有的碳纖維上漿劑儲存和使用穩(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合材料的層間剪切強度，保證碳纖維復合材料有較高的整體性能；并且，本發(fā)明的上漿劑在儲存和使用過程中不會出現(xiàn)乳液分層、乳液濃度分布不均現(xiàn)象，且在使用及輸送過程中可以進行較為快速的攪拌，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用。本發(fā)明的目的通過下述技術方案實現(xiàn):一種乳液型碳纖維用上漿劑，其制備原料包括以下質量百分比的成分:環(huán)氧樹脂:2-40%改性劑:1-20%水:0-96.4%表面活性劑:0.5-15%
無機銨鹽: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酰胺基
權利要求
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量百分比的成分: 環(huán)氧樹脂: 2-40% 改性劑: 1-20% 水:0-96.4% 表面活性劑:0.5-15% 無機銨鹽: 0.1-2.0% ； 所述的改性劑，其結構如式I或式II所示，其中的Rp R2> R3、R4、R5是氫原子、烴基、烷氧基、羥基、羧基、醛基、酮基、氨基、亞氨基、齒素、酰胺基、酯基或硅氧基；
2.根據(jù)權利要求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: 所述的改性劑為甲酰胺和/或戊二酰亞胺； 所述的無機銨鹽為氯化銨、硫酸銨或硝酸銨。
4.根據(jù)權利要求1所述的乳液型碳纖維用上漿劑，其特征在于:所述的無機銨鹽為氯化銨。
5.根據(jù)權利要求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.權利要求1-5任一項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 ;最后加入無機銨鹽，在500-1000r/min下攪拌15_25min，得到乳液型碳纖維用上漿劑。
7.權利要求1-5任一項所述的乳液型碳纖維用上漿劑在碳纖維復合材料中的應用。
8.一種碳纖維，其特征在于:含有權利要求1-5任一項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量為碳纖維總質量的0.1-5%。
9.一種碳纖維復合材料，其特征在于:含有權利要求8所述的碳纖維。
10.根據(jù)權利要求9所述的碳纖維復合材料，其特征在于:所述的碳纖維復合材料為聚酰胺、聚酰亞胺或聚醚酰亞胺樹脂基碳纖維復合材料。
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、0-96.4%的水、0.5-15%的表面活性劑和0.1-2.0%的無機銨鹽制備得到。本發(fā)明的上漿劑中含有改性劑，這些改性劑與碳纖維復合材料中的基體樹脂有類似或者相同的結構單元，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的界面結合力，碳纖維通過上漿劑過渡連接層與熱塑性基體樹脂有效地結合，形成了一個有機的整體，另外加上穩(wěn)定劑氯化銨的協(xié)同作用，相對于現(xiàn)有碳纖維復合材料其層間剪切強度提高了30%以上，保證了碳纖維復合材料有較高的整體性能。由于含有穩(wěn)定劑無機銨鹽，本發(fā)明上漿劑儲存穩(wěn)定性大大提高，使用過程中不會出現(xiàn)分層、破乳現(xiàn)象。
文檔編號D06M15/55GK103103775SQ20131004165
公開日2013年5月15日 申請日期2013年2月1日 優(yōu)先權日2013年2月1日
發(fā)明者雷震, 黃險波, 蔡彤旻, 宋威, 黃有平, 謝懷玉 申請人: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