專利名稱：一種乳液型碳纖維上漿劑及其制備方法與應(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上漿劑及其制備方法與應(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，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(tuán)聚等，上漿劑出現(xiàn)分層、下沉、混濁等現(xiàn)象，無法進(jìn)行碳纖維上漿，且在使用及輸送過程中不能進(jìn)行較為快速的攪拌，這對碳纖維生產(chǎn)帶來了極大的不便，而且對碳纖維及其復(fù)合材料的整體性能也帶來很大的不利影響。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服上述的現(xiàn)有的碳纖維上漿劑存在的缺點與不足，本發(fā)明的首要目的在于提供一種儲存和使用穩(wěn)定性好的乳液型碳纖維上漿劑，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(jìn)行較為快速的攪拌，確保了上漿劑的性能在儲存和使用過程中不發(fā)生變化，極大地保證了碳纖維及其復(fù)合材料有較高的整體性能。本發(fā)明的另一目的在于提供上述乳液型碳纖維上漿劑的制備方法。本發(fā)明的再一目的在于提供上述乳液型碳纖維上漿劑的用途。本發(fā)明的目的通過下述技術(shù)方案實現(xiàn)一種乳液型碳纖維上漿劑，含有以下質(zhì)量百分比的成分環(huán)氧樹脂2-50%水35-97%表面活性劑0. 5-15%無機(jī)銨鹽0.1-2. 0%。所述的環(huán)氧樹脂是指分子中至少含有一個環(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。所述的水優(yōu)選去離子水。表面活性劑是起到乳化的作用，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；
所述的陰離子表面活性劑為有機(jī)銨(氨)鹽和/或胺類化合物，其含有如式I、式2、式3或式4所示的疏水基團(tuán)，式I)
權(quán)利要求
1.一種乳液型碳纖維上漿劑，其特征在于含有以下質(zhì)量百分比的成分 環(huán)氧樹脂2-50% 水35-97% 表面活性劑:0. 5-15% 無機(jī)銨鹽:0. 1-2. 0%。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的乳液型碳纖維上漿劑，其特征在于所述的環(huán)氧樹脂是指分子中至少含有一個環(huán)氧基的化合物。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的乳液型碳纖維上漿劑，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。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的乳液型碳纖維上漿劑，其特征在于 所述的陰離子表面活性劑為有機(jī)銨(氨)鹽和/或胺類化合物； 所述的非離子表面活性劑為高級醇醚型的聚烯化氧乙烯加成物、高級脂肪酸型的聚烯化氧乙烯加成物、烷基苯基醚型的聚烯化氧乙烯加成物或PO/EO嵌段型聚醚化合物中的一種以上。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的乳液型碳纖維上漿劑，其特征在于所述的無機(jī)銨鹽為氯化銨、硫酸銨或硝酸銨。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的乳液型碳纖維上漿劑，其特征在于所述的無機(jī)銨鹽為氯化銨。
7.權(quán)利要求1-6任一項所述的乳液型碳纖維上漿劑的制備方法，其特征在于包括以下步驟 取環(huán)氧樹脂、水與表面活性劑混合，500-1000r/min的轉(zhuǎn)速下攪拌50_90min ;然后在5000-10000r/min的轉(zhuǎn)速下攪拌乳化10_30min ;接著加入無機(jī)銨鹽，500_1000r/min的轉(zhuǎn)速下攪拌10_20min，得到乳液型碳纖維上漿劑。
8.權(quán)利要求7所述的乳液型碳纖維上漿劑的制備方法，其特征在于所述的攪拌均是在40-80°C下進(jìn)行。
9.一種碳纖維，其特征在于含有權(quán)利要求1-6任一項所述的乳液型碳纖維上漿劑，乳液型碳纖維上漿劑的質(zhì)量為碳纖維總質(zhì)量的0. 1-5%。
10.一種碳纖維復(fù)合材料，其特征在于含有權(quán)利要求9所述的碳纖維。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種乳液型碳纖維上漿劑及其制備方法與應(yīng)用，該乳液型碳纖維上漿劑含有2-50%的環(huán)氧樹脂、35-97%的水、0.5-15%的表面活性劑和0.1-2.0%的無機(jī)銨鹽。本發(fā)明的乳液型碳纖維上漿劑含有穩(wěn)定劑無機(jī)銨鹽，因此相對于現(xiàn)有上漿劑儲存穩(wěn)定性大大提高，常溫下儲存3年以上乳液仍能保持穩(wěn)定的性能，不會出現(xiàn)分層和濃度分布不均現(xiàn)象；使用本發(fā)明上漿劑上漿后的碳纖維，常溫下儲存5年后碳纖維表面上漿劑質(zhì)量百分含量無變化。本發(fā)明的上漿劑在使用過程中，可以200r/min的轉(zhuǎn)速攪拌進(jìn)行上漿劑的輸送、稀釋等，上漿劑不會出現(xiàn)分層、破乳現(xiàn)象。使用本發(fā)明的上漿劑上漿后的碳纖維制造的碳纖維復(fù)合材料，其層間剪切強(qiáng)度相對于現(xiàn)有碳纖維復(fù)合材料增強(qiáng)10%以上，且碳纖維復(fù)合材料常溫下儲存2年后力學(xué)性能無明顯變化。
文檔編號C08K7/06GK102828416SQ20121035242
公開日2012年12月19日 申請日期2012年9月20日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月20日
發(fā)明者雷震, 宋威, 黃險波, 曾祥斌, 蔡彤旻, 辛偉, 馬雷 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