本發明專利技術提供一種用于碳纖維的新型納米水性環氧樹脂上漿劑及其制備方法，具體制備方法為：將環氧樹脂溶于乙醇溶劑中，加熱攪拌至環氧樹脂完全溶解，緩慢滴加二甘醇胺溶液，快速攪拌得到改性的環氧樹脂，將改性的環氧樹脂中的乙醇去除，滴加冰醋酸，恒溫攪拌，得到水性環氧樹脂，將水性環氧樹脂中緩慢加入蒸餾水稀釋，加熱至90?100℃使水性環氧樹脂活化，然后加入納米二氧化硅溶膠，加熱至150?160℃攪拌反應，得到納米二氧化硅改性的水性環氧樹脂，最后加入芳香胺類固化劑、芳香胺類抗氧化劑和有機溶劑，攪拌均勻得到用于碳纖維的納米水性環氧樹脂上漿劑。該方法制備的納米水性環氧樹脂上漿劑的制備工藝簡單，上漿劑的上漿性能優異，性能穩定，韌性增強。
【技術實現步驟摘要】
： 本專利技術屬于紡織材料
，具體涉及一種用于碳纖維的新型納米水性環氧樹 脂上漿劑及其制備方法。
技術介紹
： 環氧樹脂每個分子中含有兩個或兩個以上的環氧基團，環氧基團是由一個氧原子 和兩個碳原子形成的單元環，具有高度的活性，可與多種活性氫的物質，如胺、酰胺、酚等發 生化學交聯反應。環氧樹脂是一類重要的熱固性樹脂，具有優異的粘接性能和防腐性能， 再通過促進劑、改性劑、添加劑等的配合，從而獲得各種性能和特色的環氧固化體系和固化 物，幾乎能適應和滿足各種不同領域使用性能和工藝性能的要求，應用范圍廣泛。 在紡織領域，環氧樹脂被廣泛應用于制備碳纖維增強樹脂復合材料。碳纖維復合 材料具有質量輕、強度高、模量高等一系列優良特性，但是表面處理后的碳纖維伸長變形能 力小且顯脆性，在加工過程中容易造成碳纖維起毛、單絲斷裂等現象，導致碳纖維的強度降 低。因此必須對碳纖維進行上漿處理，防止毛絲的存在和對工作環境產生的影響。 中國專利CN101736593B(公開日2010. 6. 16)公開的一種碳纖維用水性環氧樹脂 上漿劑的制備方法，將稀釋的水性環氧樹脂乳液與水溶性環氧樹脂固化劑混合，再添加助 劑得到碳纖維用水性環氧樹脂上漿劑，該上漿劑的性能好，對碳纖維的增強作用好，具有較 好的集束性、光滑度、柔韌性，而且與國外的乳液型上漿劑相比成本低，且比國內的乳液型 上漿劑性能好。 但是環氧樹脂作為交聯密度比較高的熱固性材料，其裂紋擴展屬于典型的脆性擴 展，固化后存在任性不足，耐沖擊性較差和容易開裂等缺點，特別是低分子量環氧樹脂的脆 性、耐沖擊性能很差，限制了環氧樹脂在某些高新
的應用。 納米二氧化娃為無定型白色粉末，是一種無毒、無味、無污染的非金屬功能材料， 納米二氧化硅具有較大的比表面積，存在表面缺陷、非配對原子和羥基等，能與聚合物發生 物理或化學結合的可能性較大，所以可以用來增強聚合物基體的界面結合，提高聚合物的 承載能力，從而達到增強增韌聚合物的目的。 中國專利CN100348665C(公開日2006. 10. 11)公開的尼龍6/環氧樹脂/二氧化 硅納米復合材料的原位聚合制備方法，將環氧樹脂和硅酸酯在鈦酸酯類催化劑作用下，使 硅酸酯與環氧樹脂的羥基反應，然后加入溶劑水解得到尼龍6/環氧樹脂/二氧化硅納米復 合材料，該環氧樹脂的表面接枝納米二氧化硅溶膠，起到起到二相的界面作用，從而提高尼 龍復合材料的抗沖擊性能。
技術實現思路
： 本專利技術要解決的技術問題是提供一種用于碳纖維的新型納米水性環氧樹脂上漿 劑及其制備方法，將水洗改性的環氧樹脂與納米二氧化硅溶膠相結合，并添加芳香胺類固 化劑、抗氧化劑和有機溶劑，得到用于碳纖維的納米水性環氧樹脂上漿劑。該方法制備的米 水性環氧樹脂上漿劑的制備工藝簡單，上漿劑的上漿性能優異，性能穩定，韌性增強，特別 適合于碳纖維的上漿工藝。 為解決上述技術問題，本專利技術的技術方案是： 一種用于碳纖維的新型納米水性環氧樹脂上漿劑，其特征在于，所述用于碳纖維 的納米水性環氧樹脂上漿劑的組分按重量份計，包括：水性環氧樹脂20-40份、納米二氧化 硅溶膠1-8份、芳香胺類固化劑3-8份、芳香胺類抗氧化劑0. 5-3份和有機溶劑0-30份。 優選地，所述用于碳纖維的納米水性環氧樹脂上漿劑的組分按重量份計，包括：水 性環氧樹脂25-35份、納米二氧化硅溶膠3-7份、芳香胺類固化劑4-7份、芳香胺類抗氧化 劑0. 5-2份和有機溶劑0-30份。 本專利技術還提供一種用于碳纖維的納米水性環氧樹脂上漿劑的制備方法，其特征在 于：包括以下步驟： (1)按重量份計，將1份的環氧樹脂溶于5-8份的乙醇溶劑中，加熱攪拌至環氧樹 脂完全溶解，然后以3-5滴/min的速率緩慢滴加0. 5-0. 9份的二甘醇胺溶液，快速攪拌得 到改性的環氧樹脂； ⑵按重量份計，將1份的步驟⑴制備的改性的環氧樹脂中的乙醇去除，以 10-15滴/min滴加0. 3-0. 7份的冰醋酸，恒溫攪拌，得到水性環氧樹脂； (3)按體積份計，將1份的正硅酸乙酯和10-13份的乙醇攪拌均勻后，調節PH至弱 堿性，加熱攪拌，緩慢滴加8-10份的乙醇水溶液，恒溫攪拌反應，自然冷卻至室溫得到納米 二氧化硅溶膠； (4)將步驟⑵制備的水性環氧樹脂中緩慢加入蒸餾水稀釋，加熱至90-100°C使 水性環氧樹脂活化，然后加入步驟（3)制備的納米二氧化硅溶膠，加熱至150-160°C攪拌反 應，得到納米二氧化硅改性的水性環氧樹脂； (5)將步驟（4)制備的納米二氧化硅改性的水性環氧樹脂中加入芳香胺類固化 劑、芳香胺類抗氧化劑和有機溶劑，攪拌均勻得到用于碳纖維的納米水性環氧樹脂上漿劑。 作為上述技術方案的優選，所述步驟（1)中，環氧樹脂為雙酚A型環氧樹脂。 作為上述技術方案的優選，所述步驟（1)中，加熱攪拌的溫度為60_70°C。 作為上述技術方案的優選，所述步驟（2)中，恒溫攪拌的溫度為25-30°C，時間為 2-3h〇 作為上述技術方案的優選，所述步驟（3)中，弱堿性的PH值為8-9。 作為上述技術方案的優選，所述步驟（3)中，納米二氧化硅溶膠中納米二氧化硅 的粒徑為50-100nm。 作為上述技術方案的優選，所述步驟（4)中，稀釋至水性環氧樹脂的含量為 5-8 %〇 作為上述技術方案的優選，所述步驟（5)中，有機溶劑為去離子水、異丙醇、乙酸 乙酯中的一種或幾種。 與現有技術相比，本專利技術具有以下有益效果：(1)本專利技術制備的用于碳纖維的納米水性環氧樹脂上漿劑中含有水性改性處理的 環氧樹脂，將冰乙酸與改性環氧樹脂中和成鹽，制備方法簡便，制得的水性環氧樹脂水性溫 度，有利于之后制備工藝，與納米二氧化硅相結合。 (2)本專利技術制備的用于碳纖維的納米水性環氧樹脂上漿劑中含由納米二氧化硅， 納米二氧化硅能與水性環氧樹脂發生物理或化學結合，增強水性環氧樹脂基體與碳纖維的 界面結合，提高水性環氧樹脂上漿劑的承載能力，從而達到增強增韌碳纖維的目的。 (3)本專利技術制備的用于碳纖維的納米水性環氧樹脂上漿劑的制備工藝簡單，體系 穩定，儲存性好，制備的上漿劑的上漿性能優異，性能穩定，韌性增強，特別適合于碳纖維的 上漿工藝?！揪唧w實施方式】： 下面將結合具體實施例來詳細說明本專利技術，在此本專利技術的示意性實施例以及說明 用來解釋本專利技術，但并不作為對本專利技術的限定。 實施例1 : (1)按重量份計，將1份的雙酚A型環氧樹脂溶于5份的乙醇溶劑中，在60°C加熱 攪拌至環氧樹脂完全溶解，然后以3滴/min的速率緩慢滴加0. 5份的二甘醇胺溶液，快速 攪拌得到改性的環氧樹脂。 (2)按重量份計，將1份的步驟⑴制備的改性的環氧樹脂中的乙醇去除，以10滴 /min滴加0. 3份的冰醋酸，在25 °C下恒溫攪拌2h，得到水性環氧樹脂。 (3)按體積份計，將1份的正硅酸乙酯和10-份的乙醇攪拌均勻后，調節PH至8弱 堿性，加熱攪拌，緩慢滴加8份的乙醇水溶液，恒溫攪拌反應，自然冷卻至室溫得到50nm的 納米二氧化娃溶膠。 (4)按重量份計，將20份的步驟（2)制備的水性環氧樹脂中緩慢加入蒸餾水稀釋 至5%的水性環氧樹脂溶液，加熱至90°C使水性環氧樹脂活化，然后加入步驟（3)制備的1 份的納米二氧化硅溶膠，本文檔來自技高網...
【技術保護點】
一種用于碳纖維的新型納米水性環氧樹脂上漿劑，其特征在于，所述用于碳纖維的納米水性環氧樹脂上漿劑的組分按重量份計，包括：水性環氧樹脂20?40份、納米二氧化硅溶膠1?8份、芳香胺類固化劑3?8份、芳香胺類抗氧化劑0.5?3份和有機溶劑0?30份。
【技術特征摘要】
【專利技術屬性】
技術研發人員：吳國慶，
申請(專利權)人：湖州宏鑫綢廠，
類型：發明
國別省市：浙江;33
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