專利名稱：一種乳液型碳纖維上漿劑及其制備方法和應用的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種碳纖維上漿劑及其制備方法和應用，特別涉及一種適用于不飽和 聚酯樹脂基體的乳液型碳纖維上漿劑及其制備方法和應用。
背景技術：
碳纖維是先進復合材料重要的增強材料，在軍事及民用工業的各個領域已取得廣 泛應用。但碳纖維屬于脆性材料，在生產和加工過程中因機械摩擦容易造成單絲斷裂和毛 絲，使碳纖維的強度降低，影響其復合材料的力學性能。為改善纖維的強度及深加工性能， 碳纖維生產線的收卷前都配有上漿裝置。上漿是在碳纖維表面上涂一層保護膠，改善碳纖 維的加工性能，減少毛絲及單絲斷裂現象，使碳纖維集束，同時還可改善纖維與基體間的黏 結，提高復合材料層間剪切強度(ILSS)。常用上漿劑分溶劑型和乳液型兩種。溶劑型上漿劑使用時溶劑揮發易導致樹脂殘 留在導輥上，纖維通過時會造成損傷，同時有機溶劑揮發污染環境，目前國外已較少使用。 乳液型上漿劑一般不易在導輥上殘留樹脂，又無溶劑污染環境，而且由于含有表面活性劑， 可以大大提高纖維表面的被潤濕性，還可以通過助劑達到提高碳纖維復合材料力學性能的 目的。因此，現在各碳纖維生產廠商多用乳液型上漿劑。由于復合材料使用環境和條件的不同，使用的樹脂基體也性能各異。碳纖維上漿 劑必須適應不同的樹脂基體，并與其有很好的相容性，才能充分發揮碳纖維的優異性能。以 往的研究者研制了許多乳液型碳纖維上漿劑，如US 4751258、US 4420512、US 5688554、CN 02813985. 2均報道了不同組成的乳液型碳纖維上漿劑，這些上漿劑都是針對環氧樹脂基 體。當碳纖維復合材料的樹脂基體為不飽和聚酯樹脂時，其碳纖維所用上漿劑與環氧樹脂 型上漿劑結構有所不同。美國專利US 4981947采用不飽和醇類與異氰酸酯反應形成具有 聚氨酯鍵的化合物，以此作為主要成分制備碳纖維上漿劑，但是該聚氨酯需自己聚合，工序 較繁瑣，反應不容易控制。US 4880881報道了一種不僅能夠提高碳纖維的深加工性能，而且 可以通過調節組分來適應環氧基體和不飽和聚酯基體的上漿劑。這種碳纖維上漿劑主要組 分為環氧樹脂、含有一個稠環苯酚的烷氧基衍生物片段(B1)和一個或兩個單酯或聚酯片 段(B2)特殊的共聚物、取代苯酚的烷氧基衍生物。可以通過調節組分B中B1和B2的分子 量、比例、結構和組成來獲得預想的性能。但是，組分B的制備較繁瑣。

發明內容
本發明為了克服上述不足，提供了一種成本低、性能穩定的乳液型碳纖維上漿劑， 此上漿劑適應于不飽和聚酯樹脂基體，此外，本上漿劑還能改善纖維的表面性能和深加工 性能，同時可改善纖維與基體樹脂的界面黏結。本發明還提供了本乳液型碳纖維上漿劑的制備方法，該方法操作簡單，易于實施。本發明還提供了本乳液型碳纖維上漿劑在碳纖維上的應用。本發明是通過以下措施實現的
一種乳液型碳纖維上漿劑，包括主漿料、乳化劑、助劑和去離子水，所述助劑包括 稀釋劑和滲透劑，其中，乳化劑的質量為主漿料質量的5% 15%，稀釋劑的質量為主漿料 質量的0% 120%，滲透劑的質量為主漿料質量的 5%，去離子水與主漿料的質量比 為 50 90 10 50。上述上漿劑中，所述主漿料是乙烯基酯樹脂和改性環氧樹脂的混合物，所述乙烯 基酯樹脂和改性環氧樹脂的質量比為10 90 10 90。其中，乙烯基酯樹脂為雙酚A型環 氧(甲基)丙烯酸類乙烯基酯樹脂，改性環氧樹脂為端環氧基反應型液態丁腈橡膠(ETBN) 或環氧化聚丁二烯。上述上漿劑中，所述乳化劑為下列表面活性劑中任意兩種的混合物烷基酚聚 氧乙烯醚、壬基酚聚氧乙烯醚(NP-10)磷酸酯銨鹽、壬基酚聚氧乙烯醚(NP-10)硫酸銨、 T-80(即吐溫-80)、農乳602、蓖麻油聚氧乙烯醚。兩種乳化劑的質量比為10 90 10 90。其中，烷基酚聚氧乙烯醚為辛基酚聚氧乙烯醚(0P-10)或壬基酚聚氧乙烯醚(NP-10)， 蓖麻油聚氧乙烯醚為EL-40或EL-20。含NP-10磷酸酯銨鹽和NP-10硫酸銨不僅具有優良的乳化分散性能，并且不影響 上漿后碳纖維增強復合材料的耐熱性。NP-10硫酸銨可在市場中買到，NP-10磷酸酯銨鹽可 通過NP-10磷酸酯制得將NP-10磷酸酯加入反應釜，在攪拌下加入25-28襯％的氨水，當 pH值至7. 5-8. 5時停止滴加，在35-45°C攪拌1_1. 5h，即得NP-10磷酸酯銨鹽。農乳602的結構式為 式中，(k，m= 1,2,3 ；n = 20)，E 為 C2H40。蓖麻油聚氧乙烯醚(EL-40、EL_20)的結構式為 式中，若p+q+i = 20 為 EL-20 ；若 p+q+i = 40 為 EL-40 ；E 為 C2H40。因 EL-40 和 EL-20分子結構中含有不飽和雙鍵，能與不飽和聚酯樹脂基體很好的相互作用。所述的助劑包括滲透劑和稀釋劑。碳纖維為疏水性纖維，纖維間隙的空氣不利于 上漿劑浸潤纖維的內部，滲透劑的加入是為了提高碳纖維與基體樹脂的潤濕性，提高碳纖 維與基體樹脂的界面黏結性。所述滲透劑為仲辛醇聚氧乙烯醚(JFC-2)或辛基酚聚氧乙烯 醚(0P-7)。由于主漿料中環氧改性的液體橡膠黏度較大，為了便于操作，適量加入稀釋劑以 降低樹脂的黏度。該稀釋劑為丙酮、苯乙烯、鄰苯二甲酸二丁酯、正丁醇或甲乙酮，也可為其 他能將各成分溶解的有機溶劑。本發明的關鍵在于主漿料、乳化劑的選擇及各成分之間的配比關系，通過合理的 主漿料配比，并采用相適應的乳化劑及乳化工藝，來獲得適用于不飽和聚酯樹脂基體的乳 液型上漿劑。本發明的碳纖維乳液上漿劑的制備方法是采用轉相乳化法來實現的，步驟為將 主漿料溶解在有機溶劑中，加入助劑，在40 80°C混合均勻，然后在8000 12000r/min的 轉速下逐滴加入去離子水，加完水后繼續攪拌20 60min，得到碳纖維乳液上漿劑。上述方法中所得碳纖維乳液上漿劑的固含量為20 50wt%。本發明的碳纖維乳液上漿劑的應用，方法為將上述上漿劑稀釋到固含量為 0. 5 1. 0wt%,用浸漬法將上漿劑附著于碳纖維上，浸漬時間為20 40s，上漿后碳纖維在 80°C 下干燥 lOmin。上述應用中，上漿劑在碳纖維上的上漿率為1. 0 2. 0wt%。本發明具有以下優點1.該上漿劑為乳液型上漿劑，以水作為介質，成本低，不污染環境。2.本上漿劑適應于不飽和聚酯樹脂基體，解決了不飽和聚酯樹脂與碳纖維黏結性 不好的問題。3.通過各組成成分的適當配比，本發明上漿劑的穩定性增加。4.使用該上漿劑上漿后，碳纖維的耐磨性提高、毛絲量降低，碳纖維的后加工性能 得到改善；并且碳纖維與基體樹脂的界面黏結性較好，層間剪切強度增加，復合材料的性能 也得到一定提高。5.本發明的制備方法操作簡單，易于實施。


圖1為耐磨裝置示意圖；圖2為硬挺度實驗裝置示意圖，其中圖2a為主視圖，圖2b為左視圖；圖中，1.導絲輥，2.不銹鋼輥，3.碳纖維束，4.往復機，5.不銹鋼鉤，6.碳纖維， 7.滑動標尺。
具體實施例方式下面結合具體實施例對本發明進行進一步闡述，如無特別說明，下述均為質量百 分比。制備NP-10磷酸酯銨鹽將NP-10磷酸酯加入反應釜，在攪拌下加入25-28%的氨 水，當pH值至7. 5-8. 5時停止滴加，在35-45°C攪拌1-1. 5h，即得NP-10磷酸酯銨鹽。所用的環氧化聚丁二烯為武漢遠城科技發展有限公司銷售的環氧化聚丁二烯，其 分子量在2000左右，環氧值在0. 44左右。所用的端環氧基反應型液態丁腈橡膠(ETBN)為北京德沃特化工有限公司銷售的 CHX100型ETBN,其分子量在3000 4000之間，粘度為500Pa s (25°C )，環氧官能度彡1. 8。所用的乙烯基酯樹脂為濟南易盛樹脂有限公司生產的V-3200乙烯基酯樹脂和 V-901乙烯基酯樹脂。V-3200乙烯基酯樹脂粘度為0. 3-0. 5Pa s，酸值為10_26mgK0H/g， 膠凝時間為10-20min,固含量為60% -70% ；V-901乙烯基酯樹脂粘度為0. 25-0. 55Pa s, 酸值為8-24mgK0H/g，膠凝時間為6_25min，固含量為56% -63%。實施例1將V-3200乙烯基酯樹脂與環氧化聚丁二烯樹脂按質量比90 10混合均勻，得到 上漿劑主漿料。將乳化劑NP-10磷酸酯銨鹽與0P-10按比例90 10，以及滲透劑仲辛醇聚 氧乙烯醚(JFC-2)預熱到40°C混合均勻后加入到主漿料中攪拌均勻，乳化劑的質量為主漿 料質量的5%，滲透劑的質量為主漿料質量的1 %。然后在12000r/min的恒定速率下高速攪 拌，逐滴加入去離子水，去離子水與主漿料的比例為50 50，加完水后繼續攪拌20min，得 到上漿劑乳液。將這種乳液稀釋至固含量為1. 0%，用浸漬法將該濃度的上漿劑附著于聚丙 烯腈碳纖維上，浸漬時間40s，然后置于80°C烘箱中干燥lOmin，上漿劑上漿率在1. 5-2. 0% 之間。室溫下測定該上漿劑乳液的穩定性、上漿碳纖維的上漿率、硬挺度、毛絲量、耐磨次數 以及碳纖維增強V-3200乙烯基酯樹脂的層間剪切強度(ILSS)。測試和評價方法如下1.上漿劑乳液穩定性采用離心機在室溫下測定不同上漿劑乳液的離心穩定性，離心穩定性分級如下I 級在 1500r/minX20min 下分層；II 級在 2000r/minX20min 下分層；III 級在 2500r/minX20min 下不分層；IV 級在 3000r/minX 20min 下不分層；V 級在 3500r/minX 20min 下不分層；VI 級在 3500r/minX 30min 下不分層。2.耐磨性
如圖1所示的耐磨裝置，導絲輥直徑為10mm，不銹鋼輥直徑為15mm，兩個導絲輥與 不銹鋼輥的夾角為120°。載重G為50g/3000根，碳纖維束以每分鐘120次的速率勻速往 復運動，并與不銹鋼輥反復摩擦，記錄纖維磨斷時的次數。3.毛絲量碳纖維束在兩個聚氨酯海綿擦尺寸為40mm(長)X 10mm(寬)X5mm(厚)的夾持 下，整個聚氨酯海綿擦載重200g。碳纖維束以lm/min的速度通過短邊，測lOmin后附在海 綿上毛絲的重量，即為碳纖維束的摩擦毛絲量。4.硬挺度研究碳纖維受到彎曲作用時的性能很重要，因為碳纖維在編織的過程中，受到反 復的彎曲應力，尤其在編織多維織物時，碳纖維在織機上的曲折角很大，受到的彎曲作用很 大，會產生彎曲變形，因此要求碳纖維具有適度的柔韌性。上漿前后碳纖維的硬挺度在一定 程度上可以反映碳纖維的柔韌性，硬挺度越大，柔韌性越低。硬挺度的測定采用定長的纖維在其中點懸掛起來，會懸垂一定的角度的原理。首 先要對碳纖維進行退繞。將碳纖維穿過退繞裝置的導紗鉤，并繞過三個不銹鋼輪，纏繞在轉 速為lOmm/s左右的繞絲筒上，起動馬達進行卷繞。退繞后的纖維進行硬挺度的測試。測試裝置如圖2所示，由半徑為10mm的不銹鋼 鉤作為懸掛點，在懸掛點下60mm處有一滑動標尺，量取500mm退繞后的碳纖維懸掛在鉤子 上，使試樣從兩側伸出的長度相等，靜置30s后測量兩端的距離。5.碳纖維復合材料層間剪切強度(ILSS)碳纖維復合材料的層間剪切強度按照JC/T773-1996 (GB3357-82)測定所得。制備的單向碳纖維增強不飽和聚酯樹脂樣品的參數為樣品尺寸為厚3mmX寬 6mmX長25mm，跨度與厚度比為5，加載速度為2mm/min。實施例2將V-901乙烯基酯樹脂與環氧化聚丁二烯樹脂按質量比80 20混合均勻，將其 溶解于正丁醇中，得到稀釋后的上漿劑主漿料，正丁醇的質量為主漿料質量的40%。將乳 化劑NP-10硫酸銨與NP-10按比例80 20，以及滲透劑仲辛醇聚氧乙烯醚(JFC-2)預熱 到40°C混合均勻后加入到稀釋好的主漿料中攪拌均勻。其中乳化劑的質量為主漿料質量的 8%，滲透劑的質量為主漿料質量的3%。將此混合物加熱到40°C混合均勻，然后在12000r/ min的恒定速率下高速攪拌，逐滴加入去離子水，去離子水與主漿料的比例為60 40，加完 水后繼續攪拌20min，得到上漿劑乳液。將這種乳液稀釋至固含量為1.0%，用浸漬法將該 濃度的上漿劑附著與聚丙烯腈碳纖維上，浸漬時間40s，然后置于80°C烘箱中干燥lOmin， 上漿劑上漿率在1.5-2.0%之間。室溫下測定該上漿劑乳液的穩定性、上漿后碳纖維的 上漿率、硬挺度、毛絲量、耐磨次數以及碳纖維增強V-901乙烯基酯樹脂的層間剪切強度 (ILSS)。實施例3將V-3200乙烯基酯樹脂與CHX100型ETBN按質量比70 30混合均勻，將其溶解 于甲乙酮中，得到稀釋后的上漿劑主漿料，甲乙酮的質量為主漿料質量的60%。將乳化劑蓖 麻油聚氧乙烯醚EL-40與農乳602按比例70 30，以及滲透劑辛基酚聚氧乙烯醚(0P-7) 預熱到50°C混合均勻后加入到稀釋好的主漿料中攪拌均勻。其中乳化劑的質量為主漿料質量的8%，滲透劑的質量為主漿料質量的5%。將此混合物加熱到50°C混合均勻，然后 在12000r/min的恒定速率下高速攪拌，逐滴加入去離子水，去離子水與主漿料的比例為 70 30，加完水后繼續攪拌30min，得到上漿劑乳液。將這種乳液稀釋至固含量為1. 0%， 用浸漬法將該濃度的上漿劑附著與聚丙烯腈碳纖維上，浸漬時間40s，然后置于80°C烘箱 中干燥lOmin，上漿劑上漿率在1. 5-2. 0%之間。室溫下測定該上漿劑乳液的穩定性、上漿 后碳纖維的上漿率、硬挺度、毛絲量、耐磨次數以及碳纖維增強V-3200乙烯基酯樹脂的層 間剪切強度(ILSS)。實施例4將V-3200乙烯基酯樹脂與CHX100型ETBN按質量比60 40混合均勻，將其溶解 于鄰苯二甲酸二丁酯中，得到稀釋后的上漿劑主漿料，鄰苯二甲酸二丁酯的質量為主漿料 質量的30%。將乳化劑蓖麻油聚氧乙烯醚EL-20與NP-10按比例60 40，以及滲透劑仲 辛醇聚氧乙烯醚(JFC-2)預熱到50°C混合均勻后加入到稀釋好的主漿料中攪拌均勻。其中 乳化劑的質量為主漿料質量的10%，滲透劑的質量為主漿料質量的2%。將此混合物加熱 到50°C混合均勻，然后在lOOOOr/min的恒定速率下高速攪拌，逐滴加入去離子水，去離子 水與主漿料的比例為70 30，加完水后繼續攪拌30min，得到上漿劑乳液。將這種乳液稀釋 至固含量為0. 75%，用浸漬法將該濃度的上漿劑附著與聚丙烯腈碳纖維上，浸漬時間30s， 然后置于80°C烘箱中干燥lOmin，上漿劑上漿率在1. 5-2. 0%之間。室溫下測定該上漿劑乳 液的穩定性、上漿后碳纖維的上漿率、硬挺度、毛絲量、耐磨次數以及碳纖維增強V-3200乙 烯基酯樹脂的層間剪切強度(ILSS)。實施例5將V-901乙烯基酯樹脂與環氧化聚丁二烯樹脂按質量比50 50混合均勻，將其 溶解于丙酮中，得到稀釋后的上漿劑主漿料，丙酮的質量為主漿料質量的90%。將乳化劑 T-80和0P-10按比例50 50，以及滲透劑辛基酚聚氧乙烯醚(0P-7)預熱到60°C混合均 勻后加入到稀釋好的主漿料中攪拌均勻。其中乳化劑的質量為主漿料質量的10%，滲透劑 的質量為主漿料質量的4%。將此混合物加熱到60°C混合均勻，然后在lOOOOr/min的恒定 速率下高速攪拌，逐滴加入去離子水，去離子水與主漿料的比例為80 20，加完水后繼續 攪拌40min，得到上漿劑乳液。將這種乳液稀釋至固含量為0. 5%，用浸漬法將該濃度的上 漿劑附著與聚丙烯腈碳纖維上，浸漬時間30s，然后置于80°C烘箱中干燥lOmin，上漿劑上 漿率在1. 0-1. 5%之間。室溫下測定該上漿劑乳液的穩定性、上漿后碳纖維的上漿率、硬挺 度、毛絲量、耐磨次數以及碳纖維增強V-901乙烯基酯樹脂的層間剪切強度(ILSS)。實施例6將V-901乙烯基酯樹脂與環氧化聚丁二烯樹脂按質量比40 60混合均勻，將其 溶解于苯乙烯中，得到稀釋后的上漿劑主漿料，苯乙烯的質量為主漿料質量的90%。將乳化 劑蓖麻油聚氧乙烯醚EL-40和T-80按比例40 60，以及滲透劑仲辛醇聚氧乙烯醚(JFC-2) 預熱到60°C混合均勻后加入到稀釋好的主漿料中攪拌均勻。其中乳化劑的質量為主漿料 質量的12%，滲透劑的質量為主漿料質量的3%。將此混合物加熱到60°C混合均勻，然 后在8000r/min的恒定速率下高速攪拌，逐滴加入去離子水，去離子水與主漿料的比例為 80 20，加完水后繼續攪拌40min，得到上漿劑乳液。將這種乳液稀釋至固含量為0. 5%， 用浸漬法將該濃度的上漿劑附著與聚丙烯腈碳纖維上，浸漬時間30s，然后置于80°C烘箱中干燥lOmin，上漿劑上漿率在1. 0-1. 5%之間。室溫下測定該上漿劑乳液的穩定性、上漿 后碳纖維的上漿率、硬挺度、毛絲量、耐磨次數以及碳纖維增強191#不飽和聚酯樹脂的層 間剪切強度(ILSS)。實施例7將V-3200乙烯基酯樹脂與CHX100型ETBN按質量比30 70混合均勻，將其溶 解于丙酮中，得到稀釋后的上漿劑主漿料，丙酮的質量為主漿料質量的100%。將乳化劑 0P-10和蓖麻油聚氧乙烯醚EL-40按比例30 70，以及滲透劑仲辛醇聚氧乙烯醚(JFC-2) 預熱到70°C混合均勻后加入到稀釋好的主漿料中攪拌均勻。其中乳化劑的質量為主漿料 質量的12%，滲透劑的質量為主漿料質量的3%。將此混合物加熱到70°C混合均勻，然 后在8000r/min的恒定速率下高速攪拌，逐滴加入去離子水，去離子水與主漿料的比例為 90 10，加完水后繼續攪拌50min，得到上漿劑乳液。將這種乳液稀釋至固含量為0. 5%， 用浸漬法將該濃度的上漿劑附著與聚丙烯腈碳纖維上，浸漬時間20s，然后置于80°C烘箱 中干燥lOmin，上漿劑上漿率在1. 0-1. 5%之間。室溫下測定該上漿劑乳液的穩定性、上漿 后碳纖維的上漿率、硬挺度、毛絲量、耐磨次數以及碳纖維增強196#不飽和聚酯樹脂的層 間剪切強度(ILSS)。實施例8將V-3200乙烯基酯樹脂與CHX100型ETBN按質量比10 90混合均勻，將其溶解 于苯乙烯中，得到稀釋后的上漿劑主漿料，苯乙烯的質量為主漿料質量的120%。將乳化劑 T-80和NP-10按比例10 90，以及滲透劑辛基酚聚氧乙烯醚(0P-7)預熱到80°C混合均 勻后加入到稀釋好的主漿料中攪拌均勻。其中乳化劑的質量為主漿料質量的15%，滲透劑 的質量為主漿料質量的5%。將此混合物加熱到80°C混合均勻，然后在8000r/min的恒定 速率下高速攪拌，逐滴加入去離子水，去離子水與主漿料的比例為90 10，加完水后繼續 攪拌60min，得到上漿劑乳液。將這種乳液稀釋至固含量為0. 5%，用浸漬法將該濃度的上 漿劑附著與聚丙烯腈碳纖維上，浸漬時間20s，然后置于80°C烘箱中干燥lOmin，上漿劑上 漿率在1. 0-1. 5%之間。室溫下測定該上漿劑乳液的穩定性、上漿后碳纖維的上漿率、硬挺 度、毛絲量、耐磨次數以及碳纖維增強191#不飽和聚酯樹脂的層間剪切強度(ILSS)。比較例1在制備上漿劑乳液的過程中不加乳化劑和滲透劑，其它條件與實施實例3相同。 室溫下測定該上漿劑乳液的穩定性、上漿后碳纖維的上漿率、硬挺度、毛絲量、耐磨次數以 及碳纖維增強V-3200乙烯基酯樹脂的層間剪切強度(ILSS)。比較例2除主漿料不加環氧改性的液體橡膠外，其他同實施例7。室溫下測定該上漿劑乳液 的穩定性、上漿后碳纖維的上漿率、硬挺度、毛絲量、耐磨次數以及碳纖維增強196#不飽和 聚酯樹脂的層間剪切強度(ILSS)。比較例3室溫下測定未上漿碳纖維的硬挺度、毛絲量、耐磨次數以及未上漿碳纖維增強 V-3200乙烯基酯樹脂的層間剪切強度(ILSS)。比較例4室溫下測定未上漿碳纖維的硬挺度、毛絲量、耐磨次數以及未上漿碳纖維增強191#不飽和聚酯樹脂的層間剪切強度(ILSS)。表 1 由表1中的數據可以看出，本發明上漿劑的組分及其配比對上漿劑的性能有很大 的影響，通過本發明配方得出的上漿劑穩定性高，上漿后碳纖維的耐磨性提高、毛絲量降 低，纖維的后加工性能得到改善，并且上漿后的碳纖維與基體樹脂的界面黏結性較好，提高 了碳纖維與基體樹脂的層間剪切強度。
權利要求
一種乳液型碳纖維上漿劑，其特征是包括主漿料、乳化劑、助劑和去離子水，所述助劑包括稀釋劑和滲透劑，其中，乳化劑的質量為主漿料質量的5％～15％，稀釋劑的質量為主漿料質量的0％～120％，滲透劑的質量為主漿料質量的1％～5％，去離子水與主漿料的質量比為50～90∶10～50；所述主漿料是乙烯基酯樹脂和改性環氧樹脂的混合物，所述乙烯基酯樹脂和改性環氧樹脂的質量比為10～90∶10～90。
2.根據權利要求1所述的上漿劑，其特征是所述改性環氧樹脂為環氧化聚丁二烯、端 環氧基反應型液態丁腈橡膠。
3.根據權利要求1或2所述的上漿劑，其特征是乳化劑選自烷基酚聚氧乙烯醚、 NP-10磷酸酯銨鹽、NP-10硫酸銨、T-80、農乳602和蓖麻油聚氧乙烯醚中的任意兩種，兩種 乳化劑的質量比為10 90 10 90。
4.根據權利要求3所述的上漿劑，其特征是所述烷基酚聚氧乙烯醚為0P-10或 NP-10 ；所述蓖麻油聚氧乙烯醚為EL-40或EL-20。
5.根據權利要求1或2所述的上漿劑，其特征是所述滲透劑為仲辛醇聚氧乙烯醚或 0P-7 ；所述稀釋劑為丙酮、苯乙烯、鄰苯二甲酸二丁酯、正丁醇或甲乙酮。
6.一種權利要求1、2或4所述的乳液型碳纖維上漿劑的制備方法，其特征是將主漿 料溶解在有機溶劑中，加入助劑，在40 80°C混合均勻，然后在8000 12000r/min的轉速 下逐滴加入去離子水，加完水后繼續攪拌20 60min，得到碳纖維乳液上漿劑。
7.根據權利要求6所述的制備方法，其特征是所述碳纖維乳液上漿劑的固含量為 20 50wt%。
8.—種權利要求1、2或4所述的乳液型碳纖維上漿劑的應用，其特征是將上述上漿 劑稀釋到固含量為0. 5 1. 0wt%，用浸漬法將上漿劑附著于碳纖維上，浸漬時間為20 40s，上漿后碳纖維在80°C下干燥lOmin。
9.根據權利要求8所述的應用，其特征是上漿劑在碳纖維上的上漿率為1.0 2. Owt%。
全文摘要
本發明公開了一種乳液型碳纖維上漿劑，包括主漿料、乳化劑、助劑和去離子水，所述助劑包括稀釋劑和滲透劑，其中，乳化劑的質量為主漿料質量的5％～15％，稀釋劑的質量為主漿料質量的0％～120％，滲透劑的質量為主漿料質量的1％～5％，去離子水與主漿料的質量比為50～90∶10～50。本發明還公開了本上漿劑的制備方法和用途。本上漿劑適應于不飽和聚酯樹脂，解決了不飽和聚酯樹脂與碳纖維黏結性不好的問題。使用該上漿劑上漿后，碳纖維的耐磨性提高、毛絲量降低，纖維的后加工性能得到改善，并且碳纖維與基體樹脂的界面黏結性較好，層間剪切強度增加，復合材料的性能也得到一定提高。
文檔編號D06M15/53GK101858037SQ20101020237
公開日2010年10月13日 申請日期2010年6月18日 優先權日2010年6月18日
發明者劉建葉, 葛曷一, 陳娟 申請人:濟南大學