The invention discloses an unsaturated acid modified epoxy resin universal sizing agent for carbon fiber, a preparation method and application thereof. The carbon fiber with unsaturated acid modified epoxy resin general sizing agent comprises the following components: bisphenol A epoxy resin, carboxyl terminated aliphatic double two yuan monounsaturated acid, phthalic acid esters two non reactive diluents, inorganic inhibitor and quaternary ammonium bromide type catalyst. The sizing agent of the invention is suitable for aerospace use sizing of 48K and above large tow carbon fiber, the reaction product of maximum decomposition peak temperature of 309 DEG > sizing, carbon fiber and epoxy resin, phenolic resin, bismaleimide resin, thermosetting resin matrix had good bonding strength, its versatility, especially and phenolic resin interface is more significant to improve the strength of.
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于碳纤维上浆剂
,特别涉及一种碳纤维用不饱和酸改性环氧树脂通用型上浆剂、制备方法和应用。
技术介绍
碳纤维及碳纤维复合材料是目前材料行业研究的重点领域之一,因其轻质高强和高功能特性获得广泛的关注。以航空、航天等高
为主导的高端用户是国内外碳纤维产业的发展的核心推动力量,代表着碳纤维技术及应用的最高水平。早期的航空航天领域为追求最高性能普遍采用1K、3K小丝束碳纤维,随着碳纤维复合材料在部分次承力部件、通用部件的应用,48K及以上大丝束碳纤维因在线产率更高,边际成本更低而逐渐被航空航天用户所关注。航空航天领域复材通常运行在高温、高湿热等严苛外部环境中,因此对所用48K及以上大丝束碳纤维的耐温性要求较高,同时要求碳纤维和不同热固性基体树脂有良好通用性,以提高在军用、民航飞机等多领域的应用深度。碳纤维上浆剂是碳纤维工业在线生产重要的配套助剂之一,合理应用碳纤维上浆剂可以赋予碳纤维优异的工艺性能和良好的界面性能,最大效率的发挥碳纤维本体特性,与复合材料基体树脂形成良好的界面粘合。酚醛树脂因其具有较高的力学强度,耐热性好,使用安全,工艺性好,可与其他多聚物共混实现高性能化而广泛应用于航空航天领域。目前小丝束碳纤维上浆剂多是以环氧树脂作为基本树脂,通过多种物理或化学改性手段来实现上浆剂与基体树脂的作用,如专利1632217公布了一种纳米二氧化硅改性碳纤维乳液上浆剂的制备方法,是以纳米二氧化硅作为上浆树脂改性材料,改性材料、上浆树脂、乳化剂、分散剂、有机溶剂与去粒子水以一定重量比,制备成碳纤维功能型乳液上浆剂。专利101880967A提供了一种 ...
【技术保护点】
一种碳纤维用不饱和酸改性环氧树脂通用型上浆剂,其特征在于,按重量百分数计,其组分包括:上述组分的总重量满足100%;其中:所述双酚A型环氧树脂,其具有如下的通式:其中,n为平均聚合度,n=0~5;所述不饱和酸为主链上含有4~10个C原子、双端基均为羧基的脂肪族二元单不饱和酸,其具有如下的结构通式:其中,R1选自包含2~8个碳原子、并包含1个不饱和双键的单不饱和脂肪族基团;所述无机类阻聚剂为氯化亚铜或三氯化铁中;所述溴化季铵盐类催化剂具有如下的结构通式:其中,R3为选自包含8~20个碳原子的脂肪族基团,R4为选自包含1~4个碳原子的脂肪族直链基团。
【技术特征摘要】
1.一种碳纤维用不饱和酸改性环氧树脂通用型上浆剂,其特征在于,按重量百分数计,其组分包括:上述组分的总重量满足100%;其中:所述双酚A型环氧树脂,其具有如下的通式:其中,n为平均聚合度,n=0~5;所述不饱和酸为主链上含有4~10个C原子、双端基均为羧基的脂肪族二元单不饱和酸,其具有如下的结构通式:其中,R1选自包含2~8个碳原子、并包含1个不饱和双键的单不饱和脂肪族基团;所述无机类阻聚剂为氯化亚铜或三氯化铁中;所述溴化季铵盐类催化剂具有如下的结构通式:其中,R3为选自包含8~20个碳原子的脂肪族基团,R4为选自包含1~4个碳原子的脂肪族直链基团。2.根据权利要求1所述的碳纤维用不饱和酸改性环氧树脂通用型上浆剂,其特征在于:所述环氧树脂选自美国壳牌公司EPON820、EPON828、EPON834、EPON1001、EPON1002或EPON1004中的一种。3.根据权利要求1所述的碳纤维用不饱和酸改性环氧树脂通用型上浆剂,其特征在于:所述的不饱和酸选自2-甲基丁烯二酸、2,4-二甲基-2-戊烯二酸、2,5-二甲基-2-己烯二酸、2-庚烯二酸或3-庚烯二酸中的一种。4.根据权利要求1所述的碳纤维用不饱和酸改性环氧树脂通用型上浆剂,其特征在于:所述邻苯二甲酸酯类非活性稀释剂具有如下的结构通式:其中,R2选自包含5~18个碳原子的长链脂肪族、脂环族或芳香族基团,包括正辛基、异辛基、异壬基、异癸基、环己基、2-乙基己基和苄基;所述稀释剂在常温下为无色或浅黄色粘性液体,25℃下黏度在0.001~0.05Pa·s之间。5.根据权利要求1或4所述的碳纤维用不饱和酸改性环氧树脂通用型上浆剂,其特征在于:所述邻苯二甲酸酯类非活性稀释剂选自邻苯二甲酸二正辛酯、邻苯二甲酸二异辛酯、邻苯二甲酸二环己酯、或邻苯二甲酸二异癸酯中的一种。6.根据权利要求1所述的碳纤维用不饱和酸改性环氧树脂通用型上浆剂,其特征在于:所述的溴化季铵盐类催化剂选自十烷基三甲基溴化铵、十二烷基三甲基溴化铵、十二烷基三乙基溴化铵或十六烷基三甲基溴...
【专利技术属性】
技术研发人员:季春晓,黄翔宇,顾文兰,曹阿民,刘瑞超,曹志梅,常丽,王平,
申请(专利权)人:中国石油化工股份有限公司,中国石化上海石油化工股份有限公司,
类型:发明
国别省市:北京;11
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