【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于复合材料领域，具体涉及一种碳纤维用上浆剂及其制备方法和复合材料。
技术介绍
1、碳纤维复合材料(cfrp)作为一种先进的复合材料，具有高强高模、低密度、耐高温、耐腐蚀、良好的导电导热性等诸多优点，目前已在在航空航天、国防军工和民用工业的各个领域得到广泛应用。
2、目前碳纤维主要与树脂基体复合，增强树脂基体的力学性能。热塑性树脂应用广泛，但是对于热塑性树脂基体来说，碳纤维的结合能力较弱，因此限制了其复合材料的应用。
技术实现思路
1、本专利技术所要解决的技术问题是提供一种碳纤维用上浆剂及其制备方法和复合材料，该上浆剂中含有的聚氨酯预聚体结构，可以与热塑性树脂很好地相溶，并且上浆剂中的碳纳米管可以增加碳纤维表面的粗糙度，使之与树脂基体结合更紧密，从而很大程度上解决了碳纤维与热塑性树脂界面结合能力弱的问题，此外碳纳米管的加入还可以改善聚氨酯上浆剂耐水性不佳的问题。
2、在本专利技术的一个方面，本专利技术提出了一种碳纤维用上浆剂。根据本专利技术的实施例，所述上浆剂包括：聚氨酯树脂预聚体、扩链剂、中和剂和水，其中，制备所述聚氨酯树脂预聚体的原料包括：异氰酸酯、聚醚多元醇、碳纳米管、分散剂和催化剂。
3、优选地，上述上浆剂包括：10～20重量份的聚氨酯树脂预聚体、1～2重量份的扩链剂、0.5～1重量份的中和剂、80～90重量份的水。
4、优选地，所述异氰酸酯、所述聚醚多元醇、所诉碳纳米管、所述分散剂和所述催化剂的质量比为(80～10
5、优选地，所述碳纳米管包括羟基化碳纳米管、羧基化碳纳米管和氨基化碳纳米管中的至少之一。
6、优选地，所述扩链剂包括2，2-二羟甲基丙酸、乙二醇、1，4-丁二醇、对苯二酚二羟乙基醚、间苯二酚二羟乙基醚、3，3'-二氯-4，4'-二氨基苯基甲烷、二乙基甲苯二胺、4，4'-亚甲基-双(3-氯-2，6-二乙基苯胺)和双仲丁胺基二苯基甲烷中的至少之一。
7、优选地，所述中和剂包括氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸氢钠、盐酸、磷酸、三乙醇胺、氨基乙酸和三乙胺中的至少之一。
8、在本专利技术的第二个方面，本专利技术提出了一种制备上述上浆剂的方法。根据本专利技术的实施例，所述方法包括：(1)将异氰酸酯、聚醚多元醇、碳纳米管、分散剂、催化剂与甲基异丁基甲酮混合进行反应，以便得到聚氨酯树脂预聚体；(2)将所述聚氨酯树脂预聚体、扩链剂和中和剂混合；(3)将水滴加到步骤(2)得到的反应后液中，以便得到上浆剂。
9、优选地，在步骤(1)中，所述反应在70～90℃和200～400r/min下进行30min～2h。
10、优选地，在步骤(2)中，将所述树脂预聚体、所述扩链剂和所述中和剂混合后在70～90℃和200～400r/min搅拌2～3h。
11、优选地，在步骤(3)中，所述水的滴加速度为1～5ml/min，滴加时间为1.5～2.5h，搅拌速率为1000～2000r/min。
12、在本专利技术的第三个方面，本专利技术提出了一种复合材料。根据本专利技术的实施例，所述复合材料采用上述的上浆剂与碳纤维和树脂基体复合而成。
13、优选地，所述树脂基体包括热塑性树脂。
14、与现有技术相比，本专利技术将异氰酸酯、聚醚多元醇、碳纳米管、分散剂和催化剂混合制备聚氨酯树脂预聚体，并且将聚氨酯树脂预聚体与扩链剂、中和剂和水复配制备碳纤维上浆剂，得到的上浆剂中含有聚氨酯预聚体结构，可以与聚氨酯树脂很好地相溶，并且上浆剂中的碳纳米管可以增加碳纤维表面的粗糙度，使之与树脂基体结合更紧密，从很大程度上解决了碳纤维与聚氨酯树脂界面结合能力弱的问题，此外碳纳米管的加入还可以改善聚氨酯上浆剂耐水性不佳的问题。
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1.一种碳纤维用上浆剂，其特征在于，包括：聚氨酯树脂预聚体、扩链剂、中和剂和水，
2.根据权利要求1所述的上浆剂，其特征在于，包括：
3.根据权利要求1或2所述的上浆剂，其特征在于，所述异氰酸酯、所述聚醚多元醇、所诉碳纳米管、所述分散剂和所述催化剂的质量比为(80～100)：(400～500)：(0.0001～0.0005)：(10～20)：(0.1～1)。
4.根据权利要求3所述的上浆剂，其特征在于，所述碳纳米管包括羟基化碳纳米管、羧基化碳纳米管和氨基化碳纳米管中的至少之一。
5.根据权利要求1或2所述的上浆剂，其特征在于，所述扩链剂包括2，2-二羟甲基丙酸、乙二醇、1，4-丁二醇、对苯二酚二羟乙基醚、间苯二酚二羟乙基醚、3，3'-二氯-4，4'-二氨基苯基甲烷、二乙基甲苯二胺、4，4'-亚甲基-双(3-氯-2，6-二乙基苯胺)和双仲丁胺基二苯基甲烷中的至少之一。
6.根据权利要求1或2所述的上浆剂，其特征在于，所述中和剂包括氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸氢钠、盐酸、磷酸、三乙醇胺、氨基乙酸和三乙胺中的至少之一。
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