专利名称：一种乳液型碳纤维用上浆剂及其制备方法和应用的制作方法
技术领域：
本发明属于碳纤维生产领域，具体涉及一种乳液型碳纤维用上浆剂及其制备方法和应用。
背景技术：
在碳纤维增强复合材料中，用于增强的碳纤维和基体树脂之间使用上浆剂作为过渡层，上浆剂既能很好地连接碳纤维，又能很好地连接基体树脂，使碳纤维增强复合材料成为一个整体，具有很强的整 体性能。专利CN1318686C公开了一种碳纤维用上浆剂，该碳纤维用上浆剂含有，(A)分子中至少具有一个环氧基的化合物，(B)具有以铵离子作为对离子的阴离子型表面活性剂，(C)非离子型表面活性剂。但是，应用上述的碳纤维上浆剂上浆后的碳纤维制成的热塑性树脂复合材料(CFRTP)，上浆剂过渡连接层中的环氧树脂与碳纤维间的化学键合力作用较强，而与热塑性树脂基体间的化学键合力作用较弱，整体上碳纤维与热塑性树脂基体之间的连接作用也就不强。因而所制成的碳纤维热塑性树脂复合材料层间剪切强度较小，对碳纤维复合材料的整体性能造成了极大的不利影响。而且，上述的碳纤维上浆剂的储存和使用稳定性较差，在储存和使用过程中会出现乳液分层、乳液浓度分布不均，甚至过早发生破乳、絮凝、团聚等，上浆剂出现分层、下沉、混浊等现象，无法进行碳纤维上浆，且在使用及输送过程中不能进行较为快速的搅拌，这对碳纤维生产带来了极大的不便，而且对碳纤维及其复合材料的整体性能也带来很大的不利影响。
发明内容
为了克服以现有的碳纤维上浆剂制成的碳纤维复合材料层间剪切强度较小的缺陷，以及克服现有的碳纤维上浆剂储存和使用稳定性不好的问题，本发明的首要目的在于提供一种乳液型碳纤维用上浆剂，本发明的上浆剂能极大地提高碳纤维复合材料的层间剪切强度，保证碳纤维复合材料有较高的整体性能；并且，本发明的上浆剂在储存和使用过程中不会出现乳液分层、乳液浓度分布不均现象，且在使用及输送过程中可以进行较为快速的搅拌，方便使用。本发明的另一目的在于提供上述的乳液型碳纤维用上浆剂的制备方法。本发明的再一目的在于提供上述的乳液型碳纤维用上浆剂的应用。本发明的目的通过下述技术方案实现一种乳液型碳纤维用上浆剂，其制备原料包括以下质量百分比的成分环氧树脂2-40%改性剂1-20%水0-96.5%表面活性剂0. 5-15%
无机铵盐0.1-2. 0%。所述的环氧树脂是指分子中含有至少一个环氧基的化合物，优选双酚A型环氧树月旨、双酚F型环氧树脂或酚醛环氧树脂中的一种。所述的改性剂，是指分子中含有苯硫醚基^^^S——的化合物，其
结构如式I所示，其中，R1是1烃基、烷氧基、羟基、羧基、醛基、酮基、氨基、卤素、酰胺基、酯基或硅氧基，R2是H或烃基；所述的改性剂优选苯硫酚和/或二苯硫醚；
权利要求
1.一种乳液型碳纤维用上浆剂，特征在于其制备原料包括以下质量百分比的成分 环氧树脂 2-40% 改性剂1-20% 水0-96. 5% 表面活性剂0. 5-15% 无机铵盐 0. 1-2. 0% ； 所述的改性剂，其结构如式I所示，其中，R1是1烃基、烷氧基、羟基、羧基、醛基、酮基、氨基、卤素、酰胺基、酯基或硅氧基，R2是H或烃基；
2.根据权利要求I所述的乳液型碳纤维用上浆剂，其特征在于所述的环氧树脂为双酚A型环氧树脂、双酚F型环氧树脂或酚醛环氧树脂中的一种。
3.根据权利要求I所述的乳液型碳纤维用上浆剂，其特征在于 所述的改性剂为苯硫酚和/或二苯硫醚； 所述的无机铵盐为氯化铵、硫酸铵或硝酸铵。
4.根据权利要求I所述的乳液型碳纤维用上浆剂，其特征在于所述的无机铵盐为氯化铵。
5.根据权利要求I所述的乳液型碳纤维用上浆剂，其特征在于所述的表面活性剂为阴离子表面活性剂和/或非离子表面活性剂。
6.权利要求1-5任一项所述的乳液型碳纤维用上浆剂的制备方法，其特征在于包括以下步骤 取表面活性剂加入水中，搅匀；再加入环氧树脂、改性剂，500-1000r/min下搅拌60-100min ;然后在5000-10000r/min下搅拌剪切乳化15_35min ;最后加入无机铵盐，在500-1000r/min下搅拌15_25min，得到乳液型碳纤维用上浆剂。
7.权利要求1-5任一项所述的乳液型碳纤维用上浆剂在碳纤维复合材料中的应用。
8.一种碳纤维，其特征在于含有权利要求1-5任一项所述的乳液型碳纤维用上浆剂，乳液型碳纤维用上浆剂的质量为碳纤维总质量的0. 1-5%。
9.一种碳纤维复合材料，其特征在于含有权利要求8所述的碳纤维。
10.根据权利要求9所述的碳纤维复合材料，其特征在于所述的碳纤维复合材料为聚苯硫醚树脂基碳纤维复合材料。
全文摘要
本发明公开了一种乳液型碳纤维用上浆剂及其制备方法和用途，该上浆剂是由2-40%的环氧树脂、1-20%的改性剂、0-96.5%的水、0.5-15%的表面活性剂和0.1-2.0%的无机铵盐制备得到。本发明的上浆剂中含有改性剂，这些改性剂与碳纤维复合材料中的基体树脂聚苯硫醚有类似或者相同的结构单元，因而碳纤维与上浆剂层之间以及上浆剂层与热塑性PPS基体树脂之间均有较强的界面结合力，碳纤维通过上浆剂过渡连接层与热塑性PPS基体树脂有效地结合，形成了一个有机的整体，另外加上稳定剂氯化铵的协同作用，相对于现有碳纤维复合材料其层间剪切强度提高了30%以上，保证了碳纤维复合材料有较高的整体性能。由于含有稳定剂无机铵盐，本发明上浆剂储存稳定性大大提高，使用过程中不会出现分层、破乳现象。
文档编号C08J5/06GK102978937SQ20121049456
公开日2013年3月20日 申请日期2012年11月27日 优先权日2012年11月27日
发明者雷震, 宋威, 蔡彤旻, 黄险波, 黄有平, 谢怀玉 申请人:金发科技股份有限公司, 上海金发科技发展有限公司