一种含碳纳米管的玻璃纤维浸润剂及其制备方法和应用的制作方法
【专利摘要】一种含碳纳米管的玻璃纤维浸润剂及其制备方法和应用，它涉及浸润剂及其制备方法和应用。本发明要解决现有浸润剂存在利用其处理玻璃纤维后，玻璃纤维复合材料界面剪切强度不高的问题。一种含碳纳米管的玻璃纤维浸润剂由羟基化碳纳米管、表面活性剂、抗静电剂、去离子水和环氧树脂乳液体系制备而成。制备方法：一、羧基化碳纳米管的制备；二、羟基化碳纳米管的制备；三、环氧树脂乳液体系的制备；四、混合，即得到含碳纳米管的玻璃纤维浸润剂。应用：将玻璃纤维的通过含碳纳米管的玻璃纤维浸润剂，再刮胶处理、清洗及干燥，得到浸润剂改性后的玻璃纤维。本发明含碳纳米管的玻璃纤维浸润剂主要用于玻璃纤维的改性。
【专利说明】一种含碳纳米管的玻璃纤维浸润剂及其制备方法和应用
【技术领域】
[0001] 本发明涉及浸润剂及其制备方法和应用。
【背景技术】
[0002] 玻璃纤维纺织材料被广泛地应用于石油化工、建筑装饰、绝热保温领域。未经处理 的玻璃纤维非常脆，常需要表面涂覆浸润剂来改善它的性能。不同的浸润剂能赋予玻璃纤 维不同的性能，无捻粗砂必须具备优良的纺织性能才可以满足不同产品的需求，纺织型浸 润剂不仅可提高玻纤的纺织性，而且可增加玻纤布的强度。浸润剂原材料和配方技术是制 造高质量的玻纤的最关键的要素，也是玻纤生产过程必不可少的环节。行业中将其形象地 比作"芯片制造技术"。
[0003] 国内很多中小型玻纤企业还不具备研发、调试浸润剂配方的能力，古老的石蜡型 浸润剂、711浸润剂、811浸润剂仍在使用，使得玻纤产品质量提不上来，更别提生产多品 种、高利润、小批量的玻纤产品。
[0004] 目前，浸润剂成膜剂有五大类：环氧、聚酯、PVAC、丙烯酸酯及聚氨酯。而环氧乳液 成膜剂是最常见也是性能很好的一种，但现有浸润剂存在利用其处理玻璃纤维后，玻璃纤 维复合材料界面剪切强度不高的问题。
【发明内容】
[0005] 本发明要解决现有浸润剂存在利用其处理玻璃纤维后，玻璃纤维复合材料界面剪 切强度不高的问题，而提供一种含碳纳米管的玻璃纤维浸润剂及其制备方法和应用。
[0006] -种含碳纳米管的玻璃纤维浸润剂，含碳纳米管的玻璃纤维浸润剂按质量份数由 0. 001份?2份羟基化碳纳米管、1份?5份表面活性剂、0. 005份?1份抗静电剂、1. 5份? 75份去离子水和17份?97. 5份环氧树脂乳液体系制备而成。
[0007] -种含碳纳米管的玻璃纤维浸润剂的制备方法，含碳纳米管的玻璃纤维浸润剂的 制备方法是按以下步骤完成的：
[0008] -、羧基化碳纳米管的制备：将碳纳米管浸渍到强氧化溶液中，在功率为400W? 800W，频率为20kHz?120kHz的超声仪中处理0. 2h?2h，然后在温度为40°C?95°C的水 浴中反应3h?12h，再加入去离子水稀释，冷却至室温抽滤，得到滤渣，滤渣用去离子水洗 涤并抽滤直至洗涤液的pH为7,最后将洗涤后的滤渣放入温度为80°C?140°C的真空烘箱 中干燥2h?12h，即得到羧基化碳纳米管；
[0009] 所述碳纳米管为单壁碳纳米管、双壁碳纳米管或多壁碳纳米管，直径为0. 8nm? 100nm，长度为 0· 5 μ m ?50 μ m ;
[0010] 所述的强氧化溶液为质量分数为68%?75%的浓硝酸、质量分数为30%?40% 的双氧水、强氧化溶液A或强氧化溶液B ;其中所述的强氧化溶液A是质量分数为95%? 98%的浓硫酸和质量分数为68%?75%的浓硝酸的混合溶液，强氧化溶液A中质量分数为 95 %?98 %的浓硫酸与质量分数为68 %?75 %的浓硝酸的体积比为1: (0. 2?1);所述的 强氧化溶液B是质量分数为36 %?38 %的盐酸和质量分数为30 %?40 %的双氧水的混合 溶液，强氧化溶液B中质量分数为36 %?38 %的盐酸与质量分数为30 %?40 %的双氧水 的体积比为1: (1?10);
[0011] 所述碳纳米管的质量与强氧化溶液的体积比为lg: (1〇〇?l〇〇〇)mL ;
[0012] 二、羟基化碳纳米管的制备：①、将羧基化碳纳米管和催化剂加入到有机溶剂中， 在功率为400W?800W及频率为20kHz?120kHz下，破碎超声0. 2h?2h，得到碳纳米管混 合液；
[0013] 所述的羧基化碳纳米管与催化剂的质量之比为1:(0. 1?0.5);所述的羧基化 碳纳米管与有机溶剂的质量之比为1: (10?100);所述的催化剂为2-(7-偶氮苯并三氮 唑）-N，Ν，Ν'，Ν' -四甲基脲六氟磷酸酯和N，N-二异丙基乙胺的混合物，所述的2-(7-偶 氮苯并三氮唑）-N，Ν，Ν'，Ν' -四甲基脲六氟磷酸酯与N，N-二异丙基乙胺的物质的量比为 1: (1 ?10);
[0014] ②、将3-氨丙基三乙氧基硅烷加入到乙醇和水的混液中水解lh?48h，得到3-氨 丙基三乙氧基硅烷水解液；所述的3-氨丙基三乙氧基硅烷与乙醇的质量之比为1: (1? 10);所述的乙醇和水的体积之比为1: (〇. 1?1);
[0015] ③、将碳纳米管混合液与3-氨丙基三乙氧基硅烷水解液混合，在温度为20°C? 60°C、功率为200W?400W及频率为10kHz?30kHz的超声仪中反应3h?12h，再以速度为 3000r/min?15000r/min将反应后的溶液进行离心，并用甲醇对沉淀物洗漆抽滤3次?8 次，然后将洗涤后的沉淀物放入温度为80°C?140°C的真空烘箱干燥2h?12h，得到羟基化 碳纳米管；所述的碳纳米管混合液与3-氨丙基三乙氧基硅烷水解液的体积比为1: (0. 1? 1)；
[0016] 三、环氧树脂乳液体系的制备：在搅拌速度为lOOOrpm?12000rpm及温度为 65°C?85°C下，将环氧树脂与环氧乳化剂搅拌混合均匀并滴加去离子水，至体系粘度下 降，在搅拌速度为lOOOrpm?12000rpm下，继续搅拌lOmin?lOOmin，然后在搅拌速度为 300rpm?3000rpm下，再加入去离子水，至体系固含量为25%?50%，得到环氧乳液，再向 环氧乳液中加入环氧固化剂，在搅拌速度为300rpm?3000rpm下，搅拌lOmin?60min，得 到环氧树脂乳液体系；
[0017] 所述的环氧树脂与环氧乳化剂的质量比为1: (0. 05?0. 2);所述的环氧树脂与环 氧固化剂的质量比为1000: (1?10);
[0018] 四、混合：在功率为600W?800W及频率为40kHz?120kHz下，将质量份数0. 001 份?2份羟基化碳纳米管、0. 005份?1份抗静电剂和1份?5份表面活性剂加入到1. 5 份?75份去离子水中，超声破碎0. lh?lh，得到分散液，然后在功率为200W?400W及频 率为10kHz?30kHz下，将分散液与17份?97. 5份环氧树脂乳液体系混合并超声0. lh? 2h，即得到含碳纳米管的玻璃纤维浸润剂。
[0019] 一种含碳纳米管的玻璃纤维浸润剂的应用，含碳纳米管的玻璃纤维浸润剂的应 用是按以下方法进行的：将含碳纳米管的玻璃纤维浸润剂置于溶液槽中，然后以速率为 0. lm/s?10m/S将玻璃纤维的通过溶液槽，再刮胶处理，然后以速率为0. lm/s?10m/S通 过装有无水乙醇的清洗槽，得到处理后的玻璃纤维，最后将处理后的玻璃纤维置于温度为 110°C?150°C的真空烘箱中干燥lmin?lOmin，得到浸润剂改性后的玻璃纤维。
[0020] 本发明的有益效果是：一、本发明通过对碳纳米管进行羧基化、羟基化处理，使得 碳纳米管表面带有羟基官能团，在加入表面活性剂并超声的条件下，能够大幅度地提高它 在水中的分散性。
[0021] 二、本发明合成的环氧树脂乳液体系，该体系粒径较小、非常稳定。
[0022] 三、将羟基化碳纳米管制备成水溶液，并与环氧乳液体系共混，从而合成了含碳 纳米管的玻璃纤维浸润剂。用含碳纳米管的玻璃纤维浸润剂浸润玻璃纤维，进而制备了 单丝环氧树脂复合材料，与未浸润的玻璃纤维复合材料相比，其界面剪切强度最提高了 31. 8%?110. 5%。
[0023] 本发明含碳纳米管的玻璃纤维浸润剂主要用于玻璃纤维的改性。
【具体实施方式】
【具体实施方式】 [0024] 一：本实施方式所述的一种含碳纳米管的玻璃纤维浸润剂，含碳纳 米管的玻璃纤维浸润剂按质量份数由〇. 〇〇1份?2份羟基化碳纳米管、1份?5份表面活性 剂、0. 005份?1份抗静电剂、1. 5份?75份去离子水和17份?97. 5份环氧树脂乳液体系 制备而成。
【具体实施方式】 [0025] 二：本实施方式与一不同的是：一、羧基化碳纳米管 的制备：将碳纳米管浸渍到强氧化溶液中，在功率为400W?800W，频率为20kHz?120kHz 的超声仪中处理〇. 2h?2h，然后在温度为40°C?95°C的水浴中反应3h?12h，再加入去 离子水稀释，冷却至室温抽滤，得到滤渣，滤渣用去离子水洗涤并抽滤直至洗涤液的pH为 7,最后将洗涤后的滤渣放入温度为80°C?140°C的真空烘箱中干燥2h?12h，即得到羧基 化碳纳米管；
[0026] 所述碳纳米管为单壁碳纳米管、双壁碳纳米管或多壁碳纳米管，直径为0. 8nm? 100nm，长度为 0· 5 μ m ?50 μ m ;
[0027] 所述的强氧化溶液为质量分数为68%?75%的浓硝酸、质量分数为30%?40% 的双氧水、强氧化溶液A或强氧化溶液B ;其中所述的强氧化溶液A是质量分数为95%? 98%的浓硫酸和质量分数为68%?75%的浓硝酸的混合溶液，强氧化溶液A中质量分数为 95 %?98 %的浓硫酸与质量分数为68 %?75 %的浓硝酸的体积比为1: (0. 2?1);所述的 强氧化溶液B是质量分数为36 %?38 %的盐酸和质量分数为30 %?40 %的双氧水的混合 溶液，强氧化溶液B中质量分数为36 %?38 %的盐酸与质量分数为30 %?40 %的双氧水 的体积比为1: (1?10);
[0028] 所述碳纳米管的质量与强氧化溶液的体积比为lg: (100?1000)mL ;
[0029] 二、羟基化碳纳米管的制备：①、将羧基化碳纳米管和催化剂加入到有机溶剂中， 在功率为400W?800W及频率为20kHz?120kHz下，破碎超声0. 2h?2h，得到碳纳米管混 合液；
[0030] 所述的羧基化碳纳米管与催化剂的质量之比为1: (0. 1?0. 5);所述的羧基化 碳纳米管与有机溶剂的质量之比为1: (10?100);所述的催化剂为2-(7-偶氮苯并三氮 唑）-N，Ν，Ν'，Ν' -四甲基脲六氟磷酸酯和N，N-二异丙基乙胺的混合物，所述的2-(7-偶 氮苯并三氮唑）_N，Ν，Ν'，Ν' -四甲基脲六氟磷酸酯与N，N-二异丙基乙胺的物质的量比为 1:(1?10);所述的有机溶剂为甲醇、乙醇、正丙醇、异丙醇、二氯甲烷、氯仿、1，2_二氯乙 烷、丙酮、甲基乙基酮、环己酮、甲基异丁基酮、正庚烷、正己烷、环己烷、苯、甲苯、二甲苯、乙 基苯、四氢呋喃、二乙醚、1，2-二甲氧基乙烷、N，N-二甲基甲酰胺、N，N-二甲基乙酰胺、N-甲 基-2-吡咯烷酮和六甲基磷酰胺中的一种或其中几种的混合物；
[0031] ②、将3-氨丙基三乙氧基硅烷加入到乙醇和水的混液中水解lh?48h，得到3-氨 丙基三乙氧基硅烷水解液；所述的3-氨丙基三乙氧基硅烷与乙醇的质量之比为1: (1? 10);所述的乙醇和水的体积之比为1: (〇. 1?1);
[0032] ③、将碳纳米管混合液与3-氨丙基三乙氧基硅烷水解液混合，在温度为20°C? 60°C、功率为200W?400W及频率为10kHz?30kHz的超声仪中反应3h?12h，再以速度为 3000r/min?15000r/min将反应后的溶液进行离心，并用甲醇对沉淀物洗漆抽滤3次?8 次，然后将洗涤后的沉淀物放入温度为80°C?140°C的真空烘箱干燥2h?12h，得到羟基化 碳纳米管；所述的碳纳米管混合液与3-氨丙基三乙氧基硅烷水解液的体积比为1: (0. 1? 1)。其它与【具体实施方式】一相同。
【具体实施方式】 [0033] 三：本实施方式与一或二之一不同的是：所述的环氧 树脂乳液体系是按以下步骤制备的：在搅拌速度为l〇〇〇rpm?12000rpm及温度为65°C? 85°C下，将环氧树脂与环氧乳化剂搅拌混合均匀并滴加去离子水，至体系粘度下降，在搅拌 速度为l〇〇〇rpm?12000rpm下，继续搅拌lOmin?lOOmin，然后在搅拌速度为300rpm? 3000rpm下，再加入去离子水，至体系固含量为5%?25%，得到环氧乳液，再向环氧乳液中 加入环氧固化剂，在搅拌速度为300rpm?3000rpm下，搅拌10min?60min，得到环氧树脂 乳液体系；
[0034] 所述的环氧树脂与环氧乳化剂的质量比为1: (0. 05?0. 2);所述的环氧树脂与环 氧固化剂的质量比为1000: (1?10);
[0035] 所述的环氧树脂为4, 5-环氧环己烷-1，2-二甲酸二缩水甘油酯、双酚A型环氧树 脂E-51、双酚A型环氧树脂E-44、双酚A型环氧树脂E-42、双酚A型环氧树脂E-35、双酚A 型环氧树脂E-20、双酚F型环氧树脂或酚醛环氧树脂；
[0036] 所述的环氧乳化剂为聚氧乙烯多环苯基醚硫酸盐714-SF、聚氧乙烯多环苯基醚硫 酸盐707-SF、聚氧乙烯多环苯基醚硫酸盐2607-SF、聚氧乙烯异丙苯基苯基醚CMP-6、聚氧 乙烯异丙苯基苯基醚CMP-8、聚氧乙烯异丙苯基苯基醚CMP-11、失水山梨醇硬脂酸酯、脱水 山梨醇三硬脂酸酯、聚氧乙烯山梨糖醇酐三油酸酯、聚氧乙烯山梨糖醇酐单月桂酸酯、胆酸 钠、碳纳米管分散剂TNWDIS、十二烷基苯磺酸钠、十二烷基硫酸钠 、Triton X-100、Triton X-102、Triton X-305、聚氧乙烯壬基苯醚、聚乙二醇十六烷基醚、十六烷基三甲基甲苯磺酸 铵、十六烷基三甲基溴化铵、聚氧乙烯铵盐、季铵盐、咪唑啉、蓖麻油聚氧乙烯醚和聚醚醇中 的一种或其中几种的混合物；
[0037] 所述的环氧固化剂为端氨基聚丙二醇D230、端氨基聚丙二醇D400、脂肪二胺、芳 香二胺、二乙烯三胺、三乙烯四胺和AB-HGF中的一种或其中几种的混合物。其它与具体实 施方式一或二相同。
[0038] 所述的聚氧乙烯多环苯基醚硫酸盐714-SF、聚氧乙烯多环苯基醚硫酸盐714-SF、 聚氧乙烯多环苯基醚硫酸盐707-SF、聚氧乙烯多环苯基醚硫酸盐2607-SF、聚氧乙烯异丙 苯基苯基醚CMP-6、聚氧乙烯异丙苯基苯基醚CMP-8及氧乙烯异丙苯基苯基醚CMP-11是由 日本乳化剂株式会社生产的；
[0039] 所述的碳纳米管分散剂TNWDIS是由中国科学院成都有机化学有限公司生产的；
[0040] 所述的Triton X-100、Triton X-102及Triton X-305是由江苏省海安石油化工 厂生产的；
[0041] 所述的AB-HGF是由浙江安邦新材料发展有限公司生产的。
【具体实施方式】 [0042] 四：本实施方式与一至三之一不同的是：所述的表面 活性剂为聚氧乙烯多环苯基醚硫酸盐714-SF、聚氧乙烯多环苯基醚硫酸盐707-SF、聚氧乙 烯多环苯基醚硫酸盐2607-SF、聚氧乙烯异丙苯基苯基醚CMP-6、聚氧乙烯异丙苯基苯基醚 CMP-8、聚氧乙烯异丙苯基苯基醚CMP-11、失水山梨醇硬脂酸酯、脱水山梨醇三硬脂酸酯、 聚氧乙烯山梨糖醇酐三油酸酯、聚氧乙烯山梨糖醇酐单月桂酸酯、胆酸钠、碳纳米管分散剂 TNWDIS、十二烷基苯磺酸钠、十二烷基硫酸钠 、Triton X-100、TritonX-102、Triton X-305、 聚氧乙烯壬基苯醚、聚乙二醇十六烷基醚、十六烷基三甲基甲苯磺酸铵、十六烷基三甲基溴 化铵、聚氧乙烯铵盐、季铵盐、咪唑啉、蓖麻油聚氧乙烯醚和聚醚醇中的一种或其中几种的 混合物；所述的抗静电剂为氯化铵或多乙烯胺缩合物。其它与一至三相同。
[0043] 所述的聚氧乙烯多环苯基醚硫酸盐714-SF、聚氧乙烯多环苯基醚硫酸盐714-SF、 聚氧乙烯多环苯基醚硫酸盐707-SF、聚氧乙烯多环苯基醚硫酸盐2607-SF、聚氧乙烯异丙 苯基苯基醚CMP-6、聚氧乙烯异丙苯基苯基醚CMP-8及氧乙烯异丙苯基苯基醚CMP-11是由 日本乳化剂株式会社生产的；
[0044] 所述的碳纳米管分散剂TNWDIS是由中国科学院成都有机化学有限公司生产的；
[0045] 所述的Triton X-100、Triton X-102及Triton X-305是由江苏省海安石油化工 厂生产的；
【具体实施方式】 [0046] 五：本实施方式所述的一种含碳纳米管的玻璃纤维浸润剂的制备方 法，具体是按照以下步骤进行的：
[0047] -、羧基化碳纳米管的制备：将碳纳米管浸渍到强氧化溶液中，在功率为400W? 800W，频率为20kHz?120kHz的超声仪中处理0. 2h?2h，然后在温度为40°C?95°C的水 浴中反应3h?12h，再加入去离子水稀释，冷却至室温抽滤，得到滤渣，滤渣用去离子水洗 涤并抽滤直至洗涤液的pH为7,最后将洗涤后的滤渣放入温度为80°C?140°C的真空烘箱 中干燥2h?12h，即得到羧基化碳纳米管；
[0048] 所述的强氧化溶液为质量分数为68%?75%的浓硝酸、质量分数为30%?40% 的双氧水、强氧化溶液A或强氧化溶液B ;其中所述的强氧化溶液A是质量分数为95%? 98%的浓硫酸和质量分数为68%?75%的浓硝酸的混合溶液，强氧化溶液A中质量分数为 95 %?98 %的浓硫酸与质量分数为68 %?75 %的浓硝酸的体积比为1: (0. 2?1);所述的 强氧化溶液B是质量分数为36 %?38 %的盐酸和质量分数为30 %?40 %的双氧水的混合 溶液，强氧化溶液B中质量分数为36 %?38 %的盐酸与质量分数为30 %?40 %的双氧水 的体积比为1: (1?10);
[0049] 所述碳纳米管的质量与强氧化溶液的体积比为lg: (100?1000)mL ;
[0050] 二、羟基化碳纳米管的制备：①、将羧基化碳纳米管和催化剂加入到有机溶剂中， 在功率为400W?800W及频率为20kHz?120kHz下，破碎超声0. 2h?2h，得到碳纳米管混 合液；
[0051] 所述的羧基化碳纳米管与催化剂的质量之比为1:(0. 1?0.5);所述的羧基化 碳纳米管与有机溶剂的质量之比为1: (10?100);所述的催化剂为2-(7-偶氮苯并三氮 唑）-N，Ν，Ν'，Ν' -四甲基脲六氟磷酸酯和N，N-二异丙基乙胺的混合物，所述的2-(7-偶 氮苯并三氮唑）-N，Ν，Ν'，Ν' -四甲基脲六氟磷酸酯与N，N-二异丙基乙胺的物质的量比为 1: (1 ?10);
[0052] ②、将3-氨丙基三乙氧基硅烷加入到乙醇和水的混液中水解lh?48h，得到3-氨 丙基三乙氧基硅烷水解液；所述的3-氨丙基三乙氧基硅烷与乙醇的质量之比为1: (1? 10);所述的乙醇和水的体积之比为1: (〇. 1?1);
[0053] ③、将碳纳米管混合液与3-氨丙基三乙氧基硅烷水解液混合，在温度为20°C? 60°C、功率为200W?400W及频率为10kHz?30kHz的超声仪中反应3h?12h，再以速度为 3000r/min?15000r/min将反应后的溶液进行离心，并用甲醇对沉淀物洗漆抽滤3次?8 次，然后将洗涤后的沉淀物放入温度为80°C?140°C的真空烘箱干燥2h?12h，得到羟基化 碳纳米管；所述的碳纳米管混合液与3-氨丙基三乙氧基硅烷水解液的体积比为1: (0. 1? 1)；
[0054] 三、环氧树脂乳液体系的制备：在搅拌速度为lOOOrpm?12000rpm及温度为 65°C?85°C下，将环氧树脂与环氧乳化剂搅拌混合均匀并滴加去离子水，至体系粘度下 降，在搅拌速度为lOOOrpm?12000rpm下，继续搅拌lOmin?lOOmin，然后在搅拌速度为 300rpm?3000rpm下，再加入去离子水，至体系固含量为25%?50%，得到环氧乳液，再向 环氧乳液中加入环氧固化剂，在搅拌速度为300rpm?3000rpm下，搅拌lOmin?60min，得 到环氧树脂乳液体系；
[0055] 所述的环氧树脂与环氧乳化剂的质量比为1: (0. 05?0. 2);所述的环氧树脂与环 氧固化剂的质量比为1000: (1?10);
[0056] 四、混合：在功率为600W?800W及频率为40kHz?120kHz下，将质量份数0. 001 份?2份羟基化碳纳米管、0. 005份?1份抗静电剂和1份?5份表面活性剂加入到1. 5 份?75份去离子水中，超声破碎0. lh?lh，得到分散液，然后在功率为200W?400W及频 率为10kHz?30kHz下，将分散液与17份?97. 5份环氧树脂乳液体系混合并超声0. lh? 2h，即得到含碳纳米管的玻璃纤维浸润剂。
【具体实施方式】 [0057] 六：本实施方式与五不同的是：步骤一中所述的碳纳 米管为单壁碳纳米管、双壁碳纳米管或者多壁碳纳米管；步骤一中所述的碳纳米管直径为 0· 8nm?100nm，长度为0· 5um?50um。其它与五相同。
【具体实施方式】 [0058] 七：本实施方式与五或六之一不同的是：步骤二①中 所述的有机溶剂为甲醇、乙醇、正丙醇、异丙醇、二氯甲烷、氯仿、1，2-二氯乙烷、丙酮、甲基 乙基酮、环己酮、甲基异丁基酮、正庚烷、正己烷、环己烷、苯、甲苯、二甲苯、乙基苯、四氢呋 喃、二乙醚、1，2-二甲氧基乙烷、N，N-二甲基甲酰胺、N，N-二甲基乙酰胺、N-甲基-2-吡咯 烷酮和六甲基磷酰胺中的一种或其中几种的混合物。其它与五或六相同。
[0059]
【具体实施方式】八：本实施方式与【具体实施方式】五至七之一不同的是：步骤三中所 述的环氧树脂为4, 5-环氧环己烷-1，2-二甲酸二缩水甘油酯、双酚A型环氧树脂E-51、 双酚A型环氧树脂E-44、双酚A型环氧树脂E-42、双酚A型环氧树脂E-35、双酚A型环氧 树脂E-20、双酚F型环氧树脂或酚醛环氧树脂；步骤三中所述的环氧乳化剂为聚氧乙烯多 环苯基醚硫酸盐714-SF、聚氧乙烯多环苯基醚硫酸盐707-SF、聚氧乙烯多环苯基醚硫酸盐 2607-SF、聚氧乙烯异丙苯基苯基醚CMP-6、聚氧乙烯异丙苯基苯基醚CMP-8、聚氧乙烯异丙 苯基苯基醚CMP-11、失水山梨醇硬脂酸酯、脱水山梨醇三硬脂酸酯、聚氧乙烯山梨糖醇酐三 油酸酯、聚氧乙烯山梨糖醇酐单月桂酸酯、胆酸钠、碳纳米管分散剂TNWDIS、十二烷基苯磺 酸钠、十二烧基硫酸钠、Triton X_100、Triton X_102、Triton X-305、聚氧乙烯壬基苯醚、聚 乙二醇十六烷基醚、十六烷基三甲基甲苯磺酸铵、十六烷基三甲基溴化铵、聚氧乙烯铵盐、 季铵盐、咪唑啉、蓖麻油聚氧乙烯醚和聚醚醇中的一种或其中几种的混合物；步骤三中所述 的环氧固化剂为端氨基聚丙二醇D230、端氨基聚丙二醇D400、脂肪二胺、芳香二胺、二乙烯 三胺、三乙烯四胺和AB-HGF中的一种或其中几种的混合物。其它与【具体实施方式】五至七相 同。
[0060] 所述的聚氧乙烯多环苯基醚硫酸盐714-SF、聚氧乙烯多环苯基醚硫酸盐714-SF、 聚氧乙烯多环苯基醚硫酸盐707-SF、聚氧乙烯多环苯基醚硫酸盐2607-SF、聚氧乙烯异丙 苯基苯基醚CMP-6、聚氧乙烯异丙苯基苯基醚CMP-8及氧乙烯异丙苯基苯基醚CMP-11是由 日本乳化剂株式会社生产的；
[0061] 所述的碳纳米管分散剂TNWDIS是由中国科学院成都有机化学有限公司生产的；
[0062] 所述的Triton X-100、Triton X-102及Triton X-305是由江苏省海安石油化工 厂生产的；
[0063] 所述的AB-HGF是由浙江安邦新材料发展有限公司生产的。
【具体实施方式】 [0064] 九：本实施方式与五至八之一不同的是：步骤四中 所述的表面活性剂为聚氧乙烯多环苯基醚硫酸盐714-SF、聚氧乙烯多环苯基醚硫酸盐 707-SF、聚氧乙烯多环苯基醚硫酸盐2607-SF、聚氧乙烯异丙苯基苯基醚CMP-6、聚氧乙烯 异丙苯基苯基醚CMP-8、聚氧乙烯异丙苯基苯基醚CMP-11、失水山梨醇硬脂酸酯、脱水山 梨醇三硬脂酸酯、聚氧乙烯山梨糖醇酐三油酸酯、聚氧乙烯山梨糖醇酐单月桂酸酯、胆酸 钠、碳纳米管分散剂TNWDIS、十二烷基苯磺酸钠、十二烷基硫酸钠 、Triton X-100、Triton X-102、Triton X-305、聚氧乙烯壬基苯醚、聚乙二醇十六烷基醚、十六烷基三甲基甲苯磺酸 铵、十六烷基三甲基溴化铵、聚氧乙烯铵盐、季铵盐、咪唑啉、蓖麻油聚氧乙烯醚和聚醚醇中 的一种或其中几种的混合物；步骤四中所述的抗静电剂为氯化铵或多乙烯胺缩合物。其它 与五至八相同。
[0065] 所述的聚氧乙烯多环苯基醚硫酸盐714-SF、聚氧乙烯多环苯基醚硫酸盐714-SF、 聚氧乙烯多环苯基醚硫酸盐707-SF、聚氧乙烯多环苯基醚硫酸盐2607-SF、聚氧乙烯异丙 苯基苯基醚CMP-6、聚氧乙烯异丙苯基苯基醚CMP-8及氧乙烯异丙苯基苯基醚CMP-11是由 日本乳化剂株式会社生产的；
[0066] 所述的碳纳米管分散剂TNWDIS是由中国科学院成都有机化学有限公司生产的；
[0067] 所述的Triton X-100、Triton X-102及Triton X-305是由江苏省海安石油化工 厂生产的；
【具体实施方式】 [0068] 十：本实施方式所述的一种含碳纳米管的玻璃纤维浸润剂的应用， 含碳纳米管的玻璃纤维浸润剂的应用是按以下方法进行的：
[0069] 将含碳纳米管的玻璃纤维浸润剂置于溶液槽中，然后以速率为0. lm/s?10m/S将 玻璃纤维的通过溶液槽，再刮胶处理，然后以速率为〇. lm/s?10m/S通过装有无水乙醇的 清洗槽，得到处理后的玻璃纤维，最后将处理后的玻璃纤维置于温度为ll〇°C?150°C的真 空烘箱中干燥lmin?lOmin，得到浸润剂改性后的玻璃纤维。
[0070] 本【具体实施方式】的有益效果是：一、本【具体实施方式】通过对碳纳米管进行羧基化、 羟基化处理，使得碳纳米管表面带有羟基官能团，在加入表面活性剂并超声的条件下，能够 大幅度地提高它在水中的分散性。
[0071] 二、本【具体实施方式】合成的环氧树脂乳液体系，该体系粒径较小、非常稳定。
[0072] 三、将羟基化碳纳米管制备成水溶液，并与环氧乳液体系共混，从而合成了含碳 纳米管的玻璃纤维浸润剂。用含碳纳米管的玻璃纤维浸润剂浸润玻璃纤维，进而制备了 单丝环氧树脂复合材料，与未浸润的玻璃纤维复合材料相比，其界面剪切强度最提高了 31. 8%?110. 5%。
[0073] 采用下述试验验证本发明效果：
[0074] 实施例一：含碳纳米管的玻璃纤维浸润剂的应用，具体是按以下方法进行的：
[0075] 将含碳纳米管的玻璃纤维浸润剂置于溶液槽中，然后以速率为lm/s将E级玻璃纤 维的通过溶液槽，再刮胶处理，然后以速率为lm/s通过装有无水乙醇的清洗槽，得到处理 后的玻璃纤维，最后将处理后的玻璃纤维置于温度为120°C的真空烘箱中干燥5min，得到 浸润剂改性后的E级玻璃纤维；
[0076] 所述的含碳纳米管的玻璃纤维浸润剂是按照以下步骤制备的：
[0077] -、羧基化碳纳米管的制备：将lg碳纳米管浸渍到装有强氧化溶液的三口瓶中， 在功率为800W，频率为40kHz的超声仪中处理lh，然后在温度为90°C的水浴中反应5h，再 加入去离子水稀释，冷却至室温抽滤，得到滤渣，滤渣用去离子水洗涤并抽滤直至洗涤液的 pH为7,最后将洗涤后的滤渣放入温度为120°C的真空烘箱中干燥3h，即得到羧基化碳纳米 管；
[0078] 所述的强氧化溶液为375mL质量分数为98%的浓硫酸和125mL质量分数为70% 的浓硝酸的混合液；
[0079] 二、羟基化碳纳米管的制备：①、将羧基化碳纳米管和催化剂加入到有机溶剂中， 在功率为800W及频率为40kHz下，破碎超声0. 5h，得到碳纳米管混合液；
[0080] 所述的羧基化碳纳米管与催化剂的质量之比为6:1 ;所述的羧基化碳纳米管与 有机溶剂的质量之比为1:100 ;所述的催化剂为2-(7-偶氮苯并三氮唑）-Ν，Ν，Ν'，Ν' -四 甲基脲六氟磷酸酯和Ν，Ν-二异丙基乙胺的混合物，所述的2-(7-偶氮苯并三氮 唑）-N，Ν，Ν'，Ν' -四甲基脲六氟磷酸酯与N，N-二异丙基乙胺的物质的量比为1:3 ;
[0081] ②、将3-氨丙基三乙氧基硅烷加入到乙醇和水的混液中水解12h，得到3-氨丙基 三乙氧基硅烷水解液；所述的3-氨丙基三乙氧基硅烷与乙醇的质量之比为1:2 ;所述的乙 醇和水的体积之比为2:1 ;
[0082] ③、将碳纳米管混合液与3-氨丙基三乙氧基硅烷水解液混合，在温度为50°C、功 率为240W及频率为20KHz的超声仪中反应5h，再以速度为8000r/min将反应后的溶液进行 离心30min，并用甲醇对沉淀物洗涤抽滤4次，然后将洗涤后的沉淀物放入温度为120°C的 真空烘箱干燥3h，得到羟基化碳纳米管；
[0083] 所述的碳纳米管混合液与3-氨丙基三乙氧基硅烷水解液的体积比为5:1 ;
[0084] 三、环氧树脂乳液体系的制备：在搅拌速度为lOOOOrpm及温度为70°C下，将环 氧树脂与环氧乳化剂搅拌混合均匀并滴加去离子水，至体系粘度突然下降，在搅拌速度为 lOOOrpm下，继续搅拌30min，然后在搅拌速度为lOOOrpm下，再加入去离子水，至体系固含 量为25%，得到环氧乳液，再向环氧乳液中加入环氧固化剂，在搅拌速度为lOOOrpm下，搅 拌0. 5h，得到环氧树脂乳液体系；
[0085] 所述的环氧树脂与环氧乳化剂的质量比为7:1 ;所述的环氧树脂与环氧固化剂的 质量比为1000:5 ;
[0086] 四、混合：在功率为800W及频率为40kHz下，将质量份数0. 1份羟基化碳纳米管、 〇. 01份抗静电剂和3份表面活性剂加入到6. 89份去离子水中，超声破碎1. 5h，得到分散 液，然后在功率为240W及频率为20KHz下，将分散液与90份环氧树脂乳液体系混合并超声 0. 5h，即得到含碳纳米管的玻璃纤维浸润剂。
[0087] 步骤一中所述的碳纳米管为多壁碳纳米管；步骤一中所述的碳纳米管直径为 10nm_20nm，长度为 0· 5um_2um ;
[0088] 步骤二①中所述的有机溶剂为N，N-二甲基甲酰胺；
[0089] 步骤三中所述的环氧树脂为4, 5-环氧环己烷-1，2-二甲酸二缩水甘油酯 (TDE-85)；
[0090] 步骤三中所述的环氧乳化剂为日本乳化剂株式会社生产的聚氧乙烯异丙苯基苯 基醚CMP-6 ;
[0091] 步骤三中所述的环氧固化剂为浙江安邦新材料发展有限公司生产的AB-HGF ;
[0092] 步骤四中所述的表面活性剂为日本乳化剂株式会社生产的聚氧乙烯多环苯基醚 硫酸盐714-SF ;
[0093] 步骤四中所述的抗静电剂为氯化铵。
[0094] 利用浸润剂改性后的E级玻璃纤维制备单丝TDE-85环氧树脂复合材料，采用微 脱粘法进行界面剪切强度测定，利用浸润剂改性后的E级玻璃纤维制备单丝TDE-85环氧 树脂复合材料界面剪切强度为74. 61MPa，而未浸润的玻璃纤维复合材料界面剪切强度为 38. 92MPa，经商业浸润的玻璃纤维复合材料界面剪切强度为44. lOMPa，与未浸润的玻璃纤 维复合材料相比，其界面剪切强度提高了 75. 43%。
[0095] 实施例二：本实施例与实施例一不同的是：步骤四中羟基化碳纳米管的质量份数 为〇. 8份、去离子水的质量份数为46. 19份及环氧树脂乳液体系的质量份数为50份。其它 与实施例一相同。
[0096] 利用浸润剂改性后的E级玻璃纤维制备单丝TDE-85环氧树脂复合材料，采用微 脱粘法进行界面剪切强度测定，利用浸润剂改性后的E级玻璃纤维制备单丝TDE-85环氧 树脂复合材料界面剪切强度为82. 16MPa，而未浸润的玻璃纤维复合材料界面剪切强度为 38. 92MPa，与未浸润的玻璃纤维复合材料相比，其界面剪切强度提高了 110. 5%。
[0097] 实施例三：本实施例与实施例一不同的是：步骤四中羟基化碳纳米管的质量份数 为2份、去离子水的质量份数为74. 99份及环氧树脂乳液体系的质量份数为20份。其它与 实施例一相同。
[0098] 利用浸润剂改性后的E级玻璃纤维制备单丝TDE-85环氧树脂复合材料，采用微 脱粘法进行界面剪切强度测定，利用浸润剂改性后的E级玻璃纤维制备单丝TDE-85环氧 树脂复合材料界面剪切强度为51. 3MPa，而未浸润的玻璃纤维复合材料界面剪切强度为 38. 92MPa，与未浸润的玻璃纤维复合材料相比，其界面剪切强度提高了 31. 8%。
【权利要求】
1. 一种含碳纳米管的玻璃纤维浸润剂，其特征在于含碳纳米管的玻璃纤维浸润剂按质 量份数由0. 001份?2份羟基化碳纳米管、1份?5份表面活性剂、0. 005份?1份抗静电 齐IJ、1. 5份?75份去离子水和17份?97. 5份环氧树脂乳液体系制备而成。
2. 根据权利要求1所述的一种含碳纳米管的玻璃纤维浸润剂，其特征在于所述的羟基 化碳纳米管是按以下步骤制备的：一、羧基化碳纳米管的制备：将碳纳米管浸渍到强氧化 溶液中，在功率为400W?800W，频率为20kHz?120kHz的超声仪中处理0. 2h?2h，然后 在温度为40°C?95°C的水浴中反应3h?12h，再加入去离子水稀释，冷却至室温抽滤，得到 滤渣，滤渣用去离子水洗涤并抽滤直至洗涤液的pH为7,最后将洗涤后的滤渣放入温度为 80°C?140°C的真空烘箱中干燥2h?12h，即得到羧基化碳纳米管； 所述碳纳米管为单壁碳纳米管、双壁碳纳米管或多壁碳纳米管，直径为〇.8nm? 100nm，长度为 0· 5 μ m ?50 μ m ; 所述的强氧化溶液为质量分数为68%?75 %的浓硝酸、质量分数为30%?40%的双 氧水、强氧化溶液A或强氧化溶液B ;其中所述的强氧化溶液A是质量分数为95 %?98 %的 浓硫酸和质量分数为68 %?75 %的浓硝酸的混合溶液，强氧化溶液A中质量分数为95 %? 98%的浓硫酸与质量分数为68 %?75%的浓硝酸的体积比为1: (0. 2?1);所述的强氧化 溶液B是质量分数为36%?38 %的盐酸和质量分数为30%?40 %的双氧水的混合溶液， 强氧化溶液B中质量分数为36%?38%的盐酸与质量分数为30%?40%的双氧水的体积 比为1: (1?10); 所述碳纳米管的质量与强氧化溶液的体积比为lg: (100?l〇〇〇)mL ; 二、羟基化碳纳米管的制备：①、将羧基化碳纳米管和催化剂加入到有机溶剂中，在功 率为400W?800W及频率为20kHz?120kHz下，破碎超声0. 2h?2h，得到碳纳米管混合 液； 所述的羧基化碳纳米管与催化剂的质量之比为1:(0. 1?0.5);所述的羧基化碳 纳米管与有机溶剂的质量之比为1: (10?1〇〇);所述的催化剂为2-(7-偶氮苯并三氮 唑）-N，Ν，Ν'，Ν' -四甲基脲六氟磷酸酯和N，N-二异丙基乙胺的混合物，所述的2-(7-偶 氮苯并三氮唑）-N，Ν，Ν'，Ν' -四甲基脲六氟磷酸酯与N，N-二异丙基乙胺的物质的量比为 1:(1?10);所述的有机溶剂为甲醇、乙醇、正丙醇、异丙醇、二氯甲烷、氯仿、1，2_二氯乙 烷、丙酮、甲基乙基酮、环己酮、甲基异丁基酮、正庚烷、正己烷、环己烷、苯、甲苯、二甲苯、乙 基苯、四氢呋喃、二乙醚、1，2-二甲氧基乙烷、Ν，Ν-二甲基甲酰胺、Ν，Ν-二甲基乙酰胺、Ν-甲 基-2-吡咯烷酮和六甲基磷酰胺中的一种或其中几种的混合物； ② 、将3-氨丙基二乙氧基娃烧加入到乙醇和水的混液中水解lh?48h，得到3-氨丙基 三乙氧基硅烷水解液；所述的3-氨丙基三乙氧基硅烷与乙醇的质量之比为1: (1?10);所 述的乙醇和水的体积之比为1: (0. 1?1); ③ 、将碳纳米管混合液与3-氨丙基三乙氧基硅烷水解液混合，在温度为20°C?60°C、 功率为200W?400W及频率为10kHz?30kHz的超声仪中反应3h?12h，再以速度为3000r/ min?15000r/min将反应后的溶液进行离心，并用甲醇对沉淀物洗涤抽滤3次?8次，然后 将洗涤后的沉淀物放入温度为80°C?140°C的真空烘箱干燥2h?12h，得到羟基化碳纳米 管；所述的碳纳米管混合液与3-氨丙基三乙氧基硅烷水解液的体积比为1: (0. 1?1)。
3. 根据权利要求1所述的一种含碳纳米管的玻璃纤维浸润剂，其特征在于所述的环氧 树脂乳液体系是按以下步骤制备的：在搅拌速度为lOOOrpm?12000rpm及温度为65°C? 85°C下，将环氧树脂与环氧乳化剂搅拌混合均匀并滴加去离子水，至体系粘度下降，在搅拌 速度为l〇〇〇rpm?12000rpm下，继续搅拌lOmin?lOOmin，然后在搅拌速度为300rpm? 3000rpm下，再加入去离子水，至体系固含量为25%?50%，得到环氧乳液，再向环氧乳液 中加入环氧固化剂，在搅拌速度为300rpm?3000rpm下，搅拌lOmin?60min，得到环氧树 脂乳液体系； 所述的环氧树脂与环氧乳化剂的质量比为1: (〇. 05?0. 2);所述的环氧树脂与环氧固 化剂的质量比为1000: (1?10); 所述的环氧树脂为4, 5-环氧环己烷-1，2-二甲酸二缩水甘油酯、双酚A型环氧树脂 E-51、双酚A型环氧树脂E-44、双酚A型环氧树脂E-42、双酚A型环氧树脂E-35、双酚A型 环氧树脂E-20、双酚F型环氧树脂或酚醛环氧树脂； 所述的环氧乳化剂为聚氧乙烯多环苯基醚硫酸盐714-SF、聚氧乙烯多环苯基醚硫酸 盐707-SF、聚氧乙烯多环苯基醚硫酸盐2607-SF、聚氧乙烯异丙苯基苯基醚CMP-6、聚氧乙 烯异丙苯基苯基醚CMP-8、聚氧乙烯异丙苯基苯基醚CMP-11、失水山梨醇硬脂酸酯、脱水山 梨醇三硬脂酸酯、聚氧乙烯山梨糖醇酐三油酸酯、聚氧乙烯山梨糖醇酐单月桂酸酯、胆酸 钠、碳纳米管分散剂TNWDIS、十二烷基苯磺酸钠、十二烷基硫酸钠 、Triton X-100、Triton X-102、Triton X-305、聚氧乙烯壬基苯醚、聚乙二醇十六烷基醚、十六烷基三甲基甲苯磺酸 铵、十六烷基三甲基溴化铵、聚氧乙烯铵盐、季铵盐、咪唑啉、蓖麻油聚氧乙烯醚和聚醚醇中 的一种或其中几种的混合物； 所述的环氧固化剂为端氨基聚丙二醇D230、端氨基聚丙二醇D400、脂肪二胺、芳香二 胺、二乙烯三胺、三乙烯四胺和AB-HGF中的一种或其中几种的混合物。
4. 根据权利要求1所述的一种含碳纳米管的玻璃纤维浸润剂，其特征在于所述的表面 活性剂为聚氧乙烯多环苯基醚硫酸盐714-SF、聚氧乙烯多环苯基醚硫酸盐707-SF、聚氧乙 烯多环苯基醚硫酸盐2607-SF、聚氧乙烯异丙苯基苯基醚CMP-6、聚氧乙烯异丙苯基苯基醚 CMP-8、聚氧乙烯异丙苯基苯基醚CMP-11、失水山梨醇硬脂酸酯、脱水山梨醇三硬脂酸酯、 聚氧乙烯山梨糖醇酐三油酸酯、聚氧乙烯山梨糖醇酐单月桂酸酯、胆酸钠、碳纳米管分散剂 TNWDIS、十二烷基苯磺酸钠、十二烷基硫酸钠 、Triton X-100、Triton X-102、Triton X-305、 聚氧乙烯壬基苯醚、聚乙二醇十六烷基醚、十六烷基三甲基甲苯磺酸铵、十六烷基三甲基溴 化铵、聚氧乙烯铵盐、季铵盐、咪唑啉、蓖麻油聚氧乙烯醚和聚醚醇中的一种或其中几种的 混合物；所述的抗静电剂为氯化铵或多乙烯胺缩合物。
5. 如权利要求1所述的一种含碳纳米管的玻璃纤维浸润剂的制备方法，其特征在于含 碳纳米管的玻璃纤维浸润剂的制备方法是按以下步骤完成的： 一、羧基化碳纳米管的制备：将碳纳米管浸渍到强氧化溶液中，在功率为400W?800W， 频率为20kHz?120kHz的超声仪中处理0. 2h?2h，然后在温度为40°C?95°C的水浴中反 应3h?12h，再加入去离子水稀释，冷却至室温抽滤，得到滤渣，滤渣用去离子水洗涤并抽 滤直至洗涤液的pH为7,最后将洗涤后的滤渣放入温度为80°C?140°C的真空烘箱中干燥 2h?12h，即得到羧基化碳纳米管； 所述的强氧化溶液为质量分数为68%?75 %的浓硝酸、质量分数为30%?40%的双 氧水、强氧化溶液A或强氧化溶液B ;其中所述的强氧化溶液A是质量分数为95 %?98 %的 浓硫酸和质量分数为68 %?75 %的浓硝酸的混合溶液，强氧化溶液A中质量分数为95 %? 98%的浓硫酸与质量分数为68%?75%的浓硝酸的体积比为1: (0. 2?1);所述的强氧化 溶液B是质量分数为36 %?38 %的盐酸和质量分数为30 %?40 %的双氧水的混合溶液， 强氧化溶液B中质量分数为36 %?38 %的盐酸与质量分数为30 %?40 %的双氧水的体积 比为1: (1?10); 所述碳纳米管的质量与强氧化溶液的体积比为lg: (100?l〇〇〇)mL ; 二、 羟基化碳纳米管的制备：①、将羧基化碳纳米管和催化剂加入到有机溶剂中，在功 率为400W?800W及频率为20kHz?120kHz下，破碎超声0. 2h?2h，得到碳纳米管混合 液； 所述的羧基化碳纳米管与催化剂的质量之比为1:(0. 1?0.5);所述的羧基化碳 纳米管与有机溶剂的质量之比为1: (10?1〇〇);所述的催化剂为2-(7-偶氮苯并三氮 唑）-N，Ν，Ν'，Ν' -四甲基脲六氟磷酸酯和N，N-二异丙基乙胺的混合物，所述的2-(7-偶 氮苯并三氮唑）_N，Ν，Ν'，Ν' -四甲基脲六氟磷酸酯与N，N-二异丙基乙胺的物质的量比为 1: (1 ?10); ② 、将3-氨丙基二乙氧基娃烧加入到乙醇和水的混液中水解lh?48h，得到3-氨丙基 三乙氧基硅烷水解液；所述的3-氨丙基三乙氧基硅烷与乙醇的质量之比为1: (1?10);所 述的乙醇和水的体积之比为1: (0. 1?1); ③ 、将碳纳米管混合液与3-氨丙基三乙氧基硅烷水解液混合，在温度为20°C?60°C、 功率为200W?400W及频率为10kHz?30kHz的超声仪中反应3h?12h，再以速度为3000r/ min?15000r/min将反应后的溶液进行离心，并用甲醇对沉淀物洗涤抽滤3次?8次，然后 将洗涤后的沉淀物放入温度为80°C?140°C的真空烘箱干燥2h?12h，得到羟基化碳纳米 管；所述的碳纳米管混合液与3-氨丙基三乙氧基硅烷水解液的体积比为1: (0. 1?1); 三、 环氧树脂乳液体系的制备：在搅拌速度为l〇〇〇rpm?12000rpm及温度为65°C? 85°C下，将环氧树脂与环氧乳化剂搅拌混合均匀并滴加去离子水，至体系粘度下降，在搅拌 速度为l〇〇〇rpm?12000rpm下，继续搅拌lOmin?lOOmin，然后在搅拌速度为300rpm? 3000rpm下，再加入去离子水，至体系固含量为5%?25%，得到环氧乳液，再向环氧乳液中 加入环氧固化剂，在搅拌速度为300rpm?3000rpm下，搅拌10min?60min，得到环氧树脂 乳液体系； 所述的环氧树脂与环氧乳化剂的质量比为1: (〇. 05?0. 2);所述的环氧树脂与环氧固 化剂的质量比为1000: (1?10); 四、 混合：在功率为600W?800W及频率为40kHz?120kHz下，将质量份数0. 001份? 2份羟基化碳纳米管、0. 005份?1份抗静电剂和1份?5份表面活性剂加入到1. 5份? 75份去离子水中，超声破碎0. lh?lh，得到分散液，然后在功率为200W?400W及频率为 10kHz?30kHz下，将分散液与17份?97. 5份环氧树脂乳液体系混合并超声0. lh?2h， 即得到含碳纳米管的玻璃纤维浸润剂。
6. 根据权利要求5所述的一种含碳纳米管的玻璃纤维浸润剂的制备方法，其特征在于 步骤一中所述的碳纳米管为单壁碳纳米管、双壁碳纳米管或者多壁碳纳米管；步骤一中所 述的碳纳米管直径为〇· 8nm?100nm，长度为0· 5um?50um。
7. 根据权利要求5所述的一种含碳纳米管的玻璃纤维浸润剂的制备方法，其特征在于 步骤二①中所述的有机溶剂为甲醇、乙醇、正丙醇、异丙醇、二氯甲烷、氯仿、1，2-二氯乙烷、 丙酮、甲基乙基酮、环己酮、甲基异丁基酮、正庚烷、正己烷、环己烷、苯、甲苯、二甲苯、乙基 苯、四氢呋喃、二乙醚、1，2-二甲氧基乙烷、N，N-二甲基甲酰胺、N，N-二甲基乙酰胺、N-甲 基-2-吡咯烷酮和六甲基磷酰胺中的一种或其中几种的混合物。
8. 根据权利要求5所述的一种含碳纳米管的玻璃纤维浸润剂的制备方法，其特征在于 步骤三中所述的环氧树脂为4, 5-环氧环己烷-1，2-二甲酸二缩水甘油酯、双酚A型环氧树 脂E-51、双酚A型环氧树脂E-44、双酚A型环氧树脂E-42、双酚A型环氧树脂E-35、双酚A 型环氧树脂E-20、双酚F型环氧树脂或酚醛环氧树脂；步骤三中所述的环氧乳化剂为聚氧 乙烯多环苯基醚硫酸盐714-SF、聚氧乙烯多环苯基醚硫酸盐707-SF、聚氧乙烯多环苯基醚 硫酸盐2607-SF、聚氧乙烯异丙苯基苯基醚CMP-6、聚氧乙烯异丙苯基苯基醚CMP-8、聚氧乙 烯异丙苯基苯基醚CMP-11、失水山梨醇硬脂酸酯、脱水山梨醇三硬脂酸酯、聚氧乙烯山梨糖 醇酐三油酸酯、聚氧乙烯山梨糖醇酐单月桂酸酯、胆酸钠、碳纳米管分散剂TNWDIS、十二烷 基苯磺酸钠、十二烧基硫酸钠 、Triton X-100、Triton X-102、Triton X-305、聚氧乙烯壬基 苯醚、聚乙二醇十六烷基醚、十六烷基三甲基甲苯磺酸铵、十六烷基三甲基溴化铵、聚氧乙 烯铵盐、季铵盐、咪唑啉、蓖麻油聚氧乙烯醚和聚醚醇中的一种或其中几种的混合物；步骤 三中所述的环氧固化剂为端氨基聚丙二醇D230、端氨基聚丙二醇D400、脂肪二胺、芳香二 胺、二乙烯三胺、三乙烯四胺和AB-HGF中的一种或其中几种的混合物。
9. 根据权利要求5所述的一种含碳纳米管的玻璃纤维浸润剂的制备方法，其特征在于 步骤四中所述的表面活性剂为聚氧乙烯多环苯基醚硫酸盐714-SF、聚氧乙烯多环苯基醚硫 酸盐707-SF、聚氧乙烯多环苯基醚硫酸盐2607-SF、聚氧乙烯异丙苯基苯基醚CMP-6、聚氧 乙烯异丙苯基苯基醚CMP-8、聚氧乙烯异丙苯基苯基醚CMP-11、失水山梨醇硬脂酸酯、脱水 山梨醇三硬脂酸酯、聚氧乙烯山梨糖醇酐三油酸酯、聚氧乙烯山梨糖醇酐单月桂酸酯、胆酸 钠、碳纳米管分散剂TNWDIS、十二烷基苯磺酸钠、十二烷基硫酸钠 、Triton X-100、Triton X-102、Triton X-305、聚氧乙烯壬基苯醚、聚乙二醇十六烷基醚、十六烷基三甲基甲苯磺酸 铵、十六烷基三甲基溴化铵、聚氧乙烯铵盐、季铵盐、咪唑啉、蓖麻油聚氧乙烯醚和聚醚醇中 的一种或其中几种的混合物；步骤四中所述的抗静电剂为氯化铵或多乙烯胺缩合物。
10. 如权利要求1所述的一种含碳纳米管的玻璃纤维浸润剂的应用，其特征在于含碳 纳米管的玻璃纤维浸润剂的应用是按以下方法进行的：将含碳纳米管的玻璃纤维浸润剂置 于溶液槽中，然后以速率为〇. lm/s?lOm/s将玻璃纤维的通过溶液槽，再刮胶处理，然后以 速率为0. lm/s?lOm/s通过装有无水乙醇的清洗槽，得到处理后的玻璃纤维，最后将处理 后的玻璃纤维置于温度为ll〇°C?150°C的真空烘箱中干燥lmin?lOmin，得到浸润剂改性 后的玻璃纤维。
【文档编号】C03C25/44GK104086094SQ201410338884
【公开日】2014年10月8日 申请日期:2014年7月16日 优先权日:2014年7月16日
【发明者】王荣国, 刘文博, 王杰, 杨帆, 矫维成, 徐忠海, 魏海旭 申请人:哈尔滨工业大学