The invention discloses a water-based carbon fiber sizing agent and a preparation method thereof. The waterborne carbon fiber sizing agent is made up of the following components by weight: epoxy resin 16~32 weight, epoxy acrylate 4~8 weight, hydrophilic emulsifier 2~15 weight; waterborne polyurethane emulsion 0~20 weight; waterborne polyurethane acrylate 0~10 weight; higher fatty acid amide 0~5 weight; photoinitiator 0.01 to 3 weight; water wetting dispersant 0 5-5 weight parts; 0.1-5 weight parts of thickener; 0.2-5 weight parts of solvent; 30-70 weight parts of deionized water. The water-based carbon fiber sizing agent of the invention is a composite water-based carbon fiber sizing agent of heat curing and light curing. After sizing, the carbon fiber can be dried by high temperature heat drying and then cured by light curing, so that the performance of the carbon fiber sizing agent can be further improved.
【技术实现步骤摘要】
水性碳纤维上浆剂及其制备方法
本专利技术涉及碳纤维上浆剂
，具体而言，涉及一种水性碳纤维上浆剂及其制备方法。
技术介绍
目前，上浆剂在高性能碳纤维及纤维增强树脂复合材料应用中占有极其重要的作用。在碳纤维表面进行上浆处理后，可以提升碳纤维的集束性、滑爽性、耐磨性、可加工性等性能，满足碳纤维在后续纺织和加工等制造工艺中的要求。现有市场上使用的上浆剂主要分为两大类：油性上浆剂和水性上浆剂。随着国家对环境保护的要求越来越高，市场上水性上浆剂的占比越来越高。水性碳纤维上浆剂主要通过高温热烘的方式进行快速烘干，烘干后进行收卷，放置一段时间后使用。一般来说，现有技术中所使用水性碳纤维上浆剂，主要为水性改性环氧树脂体系。水性改性环氧树脂体系包括水性聚氨酯改性环氧树脂、水性聚酯改性环氧树脂、水性聚醚改性环氧树脂、水性聚丙烯酸酯改性环氧树脂、水性聚酰胺改性环氧树脂等。水性改性环氧树脂体系可以分为单组份环氧树脂体系和双组份环氧树脂体系。一般来说，单组份环氧树脂体系不含固化剂或交联剂，或者含有常温不参与反应的固化剂或交联剂。双组份环氧树脂体系由主体树脂和固化剂或交联剂组成，使用时，...
【技术保护点】
1.一种水性碳纤维上浆剂，其特征在于，所述水性碳纤维上浆剂由按重量份计的以下组分制成：
【技术特征摘要】
1.一种水性碳纤维上浆剂，其特征在于，所述水性碳纤维上浆剂由按重量份计的以下组分制成：2.根据权利要求1所述的水性碳纤维上浆剂，其特征在于，所述环氧树脂的添加量为22～30重量份，优选为25～28重量份；优选的，所述环氧丙烯酸酯的添加量为5～7重量份，更优选为6～6.5重量份；优选的，所述亲水性乳化剂的添加量为5～10重量份，更优选为6～8重量份；优选的，所述水性聚氨酯乳液的添加量为2～15重量份，更优选为3～10重量份；优选的，所述水性聚氨酯丙烯酸酯的添加量为2～8重量份，更优选为3～5重量份；优选的，所述高级脂肪酸酰胺的添加量为1～3重量份，更优选为1.5～2重量份；优选的，所述光引发剂的添加量为0.05～2重量份，更优选为0.1～1重量份；优选的，所述水性润湿分散剂的添加量为0.1～3重量份，更优选为0.2～1重量份；优选的，所述增稠剂的添加量为0.2～3重量份，更优选为0.5～1重量份；优选的，所述溶剂的添加量为0.5～3重量份，更优选为1～2重量份；优选的，所述去离子水的添加量为40～60重量份，更优选为45～50重量份；优选的，所述环氧树脂与所述溶剂的添加量重量比为100：2～30，优选为100：3～20，更优选为100：4～10；优选的，所述环氧树脂与所述高级脂肪酸酰胺的添加量重量比为100：1～20，优选:为100：2～10，更优选为100：3～5。3.根据权利要求1所述的水性碳纤维上浆剂，其特征在于，所述环氧树脂选自由双酚A型环氧树脂、双酚F型环氧树脂、甲酚甲醛型环氧树脂、苯酚酚醛型环氧树脂和缩水甘油醚型环氧树脂组成的组中的一种或多种；优选的，所述环氧丙烯酸酯选自由双酚A型环氧丙烯酸酯、双酚F型环氧丙烯酸酯、脂肪酸改性双酚A环氧丙烯酸酯、胺改性双酚A环氧丙烯酸酯、甲酚甲醛型环氧丙烯酸酯、苯酚酚醛型环氧丙烯酸酯和环氧大豆油改性丙烯酸酯组成的组中的一种或多种；优选的，所述水性聚氨酯丙烯酸酯为水分散型或水乳液型聚氨酯丙烯酸酯预聚物；优选的，所述亲水性乳化剂包括反应型亲水性乳化剂和非反应型亲水性乳化剂，其中，所述反应型亲水性乳化剂占所述亲水性乳化剂的重量百分率为50～100％；优选的，所述反应型亲水性乳化剂为三苯乙烯苯酚聚乙二醇甲基丙烯酸酯、烷氧基聚乙二醇甲基丙烯酸酯、甲氧基聚乙二醇甲基丙烯酸酯中的一种或多种；优选的，所述非反应型亲水性乳化剂为壬基酚聚氧乙烯醚、多芳基聚醚、三苯乙烯苯酚聚氧乙烯醚中的一种或多种；优选的，所述非反应型亲水性乳化剂为聚乙二醇，聚乙二醇单甲醚，聚乙二醇单酯类中的一种或多种的混合物，分子量为400～20000；优选的，所述亲水性乳化剂还可选自由壬基酚型非离子乳化剂、壬基酚型阴离子乳化剂、磷酸酯型阴离子乳化剂、非壬基酚型非离子乳化剂和非壬基酚型阴离子乳化剂组成的组中的一种或多种；优选的，所述水性聚氨酯乳液为水分散型聚氨酯树脂或水乳液型聚氨酯树脂；优选的，所述高级脂肪酸酰胺为脂肪族单羧酸酰胺和/或脂肪族二羧酸酰胺，更优选的，所述脂肪族单羧酸酰胺选自由油酸酰胺、硬脂酸酰胺、芥子酸酰胺、月硅酸酰胺、棕榈酸酰胺、蓖麻油酸酰胺和羟基硬脂酸酰胺组成的组中的一种或多种；所述脂肪族二羧酸酰胺选自由亚乙基二硬脂酸酰胺、亚乙基二月硅酸酰胺、亚乙基二油酸酰胺、亚乙基二异硬脂酸酰胺、亚乙基二羟基硬脂酸酰胺和六亚甲基二硬脂酸酰胺组成的组中的一种或多种；优选的，所述光引发剂为裂解型引发剂和/或夺氢型引发剂；更优选的，所述裂解型引发剂选自由2-羟基-4'-(2-羟乙氧基)-2-甲基苯丙酮、1,1'-(亚甲基二-4,1-亚苯基)双[2-羟基-2-甲基-1-丙酮]、2-甲基-1-[-4-甲硫基)苯基]-2-吗啉基-1-丙酮、2,4,6-三甲基苯甲酰基-二苯基氧化膦、安息香双甲醚、2-羟基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮、1-羟基-环己基-苯基甲酮和苯甲酰基衍生物组成的组中的一种或多种，所述夺氢型引发剂选自由二苯甲酮、4-苯甲酰基-4'-甲基-二苯硫醚、2-苯甲酰基苯甲酸甲酯、异丙基硫杂嗯酮(2,4异构体混合物)和4-(N,N-二甲氨基)苯甲酸乙酯组成的组中的一种或多种；优选的，所述水性润湿分散剂选自由高分子量酸性聚合物的烷基醇胺盐、丙烯酸类共聚物、含有颜料亲和机关的结构化共聚物、低分子量多元羟酸聚合物的烷羟基胺盐、带酸性基团的高分子共聚酯的烷醇胺、多官能基聚合体的烷醇胺、多官能基聚合体的烷基铵盐、含颜料亲和基团高分子共聚体和带有颜料亲和基团的丙烯酸共聚物组成的组中的一种或多种；优选的，所述增稠剂选自由聚羟基羧酸酰胺溶液、改性脲溶液、脲改性聚氨酯溶液、高度分支结构的聚氨酯溶液组成的组中的一种或多种；优选的，所述溶剂选自由丙二醇甲醚、乙二醇丁醚、乙二醇二甲醚、乙二醇二丁醚、丙酮、丁酮和乙酸丁酯组成的组中的一种或多种。4.根据权利要求1所述的水性碳纤维上浆剂，其特征在于，所述水性碳纤维上浆剂上浆后需进行热固化和紫外光固化。5.根据权利要求4所述的水性碳纤维上浆剂，其特征在于，所述热固化的温度为120～160℃，优选130～150℃；所述紫外光固化中紫外线的照射光量为200～1000mj/m2，优选地，所述紫外线的照射光量为600～800mj/m2。6.一种如权利要求1至5中任一项所述的水性碳纤维上浆剂的制备方法，其特征在于，包括：称取以下重量份的组分：将上述组分混合均匀制备得到所述水性碳纤维上浆剂。7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述水性碳纤维上浆剂的制备方法具体包括以下步骤：S1，将所述环氧树脂和所述环氧丙烯酸酯加入适量所述溶剂搅拌混合均匀，得到第一环氧树脂体系；S2，向所述第一环氧树脂体系中加入所述亲水性乳化剂，搅拌均匀后加入所述水性润湿分散剂，得到第二环氧树脂体系；S3，向所述第二环氧树脂体系中加入去离子水进行分散，然后加入所述水性聚氨酯丙烯酸酯，混匀后，用剩余部分所述溶剂溶解的所述光引发剂，得到第三环氧树脂体系；S4，将所述增稠剂用去离子水稀释后加入所述第三环氧树脂体系，搅拌均匀，得到所述水性碳纤维上浆剂。8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，所述S1包括，所述环氧树脂和所述环氧丙烯酸酯加入适量所述溶剂在带有冷凝器的搅拌装置中混合均匀，温度升至60～80℃，搅拌分散0.5～2小时，搅拌速度500～1500r/min，得到所述第...
【专利技术属性】
技术研发人员：王友东，王海龙，丁清华，
申请(专利权)人：张家港康得新光电材料有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32
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