一种含纳米材料的乳液型碳纤维上浆剂及其制法

摘要

一种含纳米材料的乳液型碳纤维上浆剂组成和各组分的质量分数为：主浆料：0.1%～2%,纳米材料：0.01%～1%,乳化剂：0.05%～2%,分散剂：0.05%～0.1%,有机溶剂：0.15%～8%,去离子水：86.9%～99.64%。本发明具有与碳纤维间的界面结合强度高，上浆后碳纤维表面自由能不低于55mN/m的优点。

主权项

一种含纳米材料的乳液型碳纤维上浆剂，其特征在于其组成和各组分的质量分数为：（1）主浆料：0.1%～2%；（2）纳米材料：0.01%～1%；（3）乳化剂：0.05%～2%；（4）分散剂：0.05%～0.1%；（5）有机溶剂：0.15%～8%；（6）去离子水：86.9%～99.64%；所述主浆料为含二氮杂萘酮联苯结构的聚芳醚砜树脂、含二氮杂萘酮联苯结构的聚芳醚酮树脂或含二氮杂萘酮联苯结构的聚芳砜酮树脂；所述的纳米材料为平均直径为10～50nm的纳米SiO₂、直径为10～30nm且长度10～30μm的羧基化多壁碳纳米管或直径为1～3nm且长度10～20μm的羧基化单壁碳纳米管；所述的乳化剂为脂肪醇聚氧乙烯醚类化合物、蓖麻油聚氧乙烯醚类化合物或烷基酚聚氧乙烯醚类化合物；所述的分散剂为钛酸酯类偶联剂或锆化合物类偶联剂；并由以下步骤制备：（1）按照前述上浆剂组成中各组分的质量分数范围，分别称取主浆料、纳米材料、乳化剂、分散剂、有机溶剂和去离子水；（2）将纳米材料和分散剂一同加入到去离子水中，控制体系温度为40～80℃，超声分散10～30min，制备纳米材料在去离子水中的稳定分散液；（3）将主浆料溶解于有机溶剂中，再加入乳化剂，控制主浆料溶液的温度为50～80℃，并通过乳化机在转速为12000～22000rpm条件下，高速搅拌5～10min；（4）在保持乳化机转速不变条件下，将步骤（2）的稳定分散液加入到步骤（3）所得体系中，并继续高速搅拌60～120min，即得到含纳米材料的乳液型碳纤维上浆剂。