专利名称：一种乳液型碳纤维上浆剂及其制备方法与应用的制作方法
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上浆剂及其制备方法与应用。
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，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
为了克服上述的现有的碳纤维上浆剂存在的缺点与不足，本发明的首要目的在于提供一种储存和使用稳定性好的乳液型碳纤维上浆剂，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，确保了上浆剂的性能在储存和使用过程中不发生变化，极大地保证了碳纤维及其复合材料有较高的整体性能。本发明的另一目的在于提供上述乳液型碳纤维上浆剂的制备方法。本发明的再一目的在于提供上述乳液型碳纤维上浆剂的用途。本发明的目的通过下述技术方案实现一种乳液型碳纤维上浆剂，含有以下质量百分比的成分环氧树脂2-50%水35-97%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至少含有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。所述的水优选去离子水。表面活性剂是起到乳化的作用，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；
所述的阴离子表面活性剂为有机铵(氨)盐和/或胺类化合物，其含有如式I、式2、式3或式4所示的疏水基团，式I)
权利要求
1.一种乳液型碳纤维上浆剂，其特征在于含有以下质量百分比的成分 环氧树脂2-50% 水35-97% 表面活性剂:0. 5-15% 无机铵盐:0. 1-2. 0%。
2.根据权利要求I所述的乳液型碳纤维上浆剂，其特征在于所述的环氧树脂是指分子中至少含有一个环氧基的化合物。
3.根据权利要求I所述的乳液型碳纤维上浆剂，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。
4.根据权利要求3所述的乳液型碳纤维上浆剂，其特征在于 所述的阴离子表面活性剂为有机铵(氨)盐和/或胺类化合物； 所述的非离子表面活性剂为高级醇醚型的聚烯化氧乙烯加成物、高级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种以上。
5.根据权利要求I所述的乳液型碳纤维上浆剂，其特征在于所述的无机铵盐为氯化铵、硫酸铵或硝酸铵。
6.根据权利要求I所述的乳液型碳纤维上浆剂，其特征在于所述的无机铵盐为氯化铵。
7.权利要求1-6任一项所述的乳液型碳纤维上浆剂的制备方法，其特征在于包括以下步骤 取环氧树脂、水与表面活性剂混合，500-1000r/min的转速下搅拌50_90min ;然后在5000-10000r/min的转速下搅拌乳化10_30min ;接着加入无机铵盐，500_1000r/min的转速下搅拌10_20min，得到乳液型碳纤维上浆剂。
8.权利要求7所述的乳液型碳纤维上浆剂的制备方法，其特征在于所述的搅拌均是在40-80°C下进行。
9.一种碳纤维，其特征在于含有权利要求1-6任一项所述的乳液型碳纤维上浆剂，乳液型碳纤维上浆剂的质量为碳纤维总质量的0. 1-5%。
10.一种碳纤维复合材料，其特征在于含有权利要求9所述的碳纤维。
全文摘要
本发明公开了一种乳液型碳纤维上浆剂及其制备方法与应用，该乳液型碳纤维上浆剂含有2-50%的环氧树脂、35-97%的水、0.5-15%的表面活性剂和0.1-2.0%的无机铵盐。本发明的乳液型碳纤维上浆剂含有稳定剂无机铵盐，因此相对于现有上浆剂储存稳定性大大提高，常温下储存3年以上乳液仍能保持稳定的性能，不会出现分层和浓度分布不均现象；使用本发明上浆剂上浆后的碳纤维，常温下储存5年后碳纤维表面上浆剂质量百分含量无变化。本发明的上浆剂在使用过程中，可以200r/min的转速搅拌进行上浆剂的输送、稀释等，上浆剂不会出现分层、破乳现象。使用本发明的上浆剂上浆后的碳纤维制造的碳纤维复合材料，其层间剪切强度相对于现有碳纤维复合材料增强10%以上，且碳纤维复合材料常温下储存2年后力学性能无明显变化。
文档编号C08K7/06GK102828416SQ20121035242
公开日2012年12月19日 申请日期2012年9月20日 优先权日2012年9月20日
发明者雷震, 宋威, 黄险波, 曾祥斌, 蔡彤旻, 辛伟, 马雷 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