[发明专利]一种木质素基上浆剂在环氧丙烯酸酯复合材料中的应用

权利要求书

1.一种木质素基上浆剂在环氧丙烯酸酯复合材料中的应用，其特征在于：它包括如下步骤：

(1)在室温，将碳纤维布浸渍在浓度为0.5-4.5 wt％木质素基亲水型上浆剂水溶液中2-8min，然后将碳纤维布以1-5cm/min的速度从上浆剂水溶液中拉出，再在80-120 ℃烘干1-5小时后获得上浆预处理后的碳纤维布；

(2)采用真空辅助成型工艺，将步骤(1)上浆预处理后的碳纤维布置于真空辅助成型装置中，进行抽真空操作，利用负压将与光引发剂和热固化剂混合均匀的环氧丙烯酸酯注入真空辅助成型装置，抽注0.5-1.5小时，保证环氧丙烯酸酯充分浸润碳纤维布，保持真空置于紫外光照箱内1-10分钟，在真空干燥烘箱70-150 ℃ 0.25-5小时后取出，获得碳纤维增强环氧丙烯酸酯复合材料；

步骤(1)所述的木质素基亲水型上浆剂，它是由如下方法步骤制备的：

1)将4-16g木质素置于臭氧化装置中，在臭氧浓度9-20mg/L，混合气体流速240-400L/h条件下处理0.5-1.75h获得臭氧化改性的木质素；

2)将步骤1)获得的臭氧化改性的木质素和环氧树脂溶于有机溶剂后，在室温搅拌5-10分钟，然后再升温到75-95 ℃搅拌反应1-2小时获得木质素基环氧树脂；

3)在步骤2)获得的木质素基环氧树脂中加入有机溶剂，再加入醇胺，在75-95 ℃进行搅拌反应1-3h后，搅拌速度300-500rpm，获得接枝醇胺的木质素基环氧树脂；

4)在步骤3)获得的接枝醇胺的木质素基环氧树脂中加入羧酸溶液，在55-70 ℃搅拌反应0 .5-1小时后，搅拌速度为300-500rpm，再加入硅烷偶联剂反应1-3h后，按照质量比计：所述硅烷偶联剂、步骤2)中的环氧树脂、步骤1)中的臭氧化改性的木质素、步骤3)中的醇胺和羧酸质量比为0.2-1：5-10：0.5-2：1-3：1-3，再旋蒸除去溶剂，获得木质素基亲水型上浆剂。

2.根据权利要求1所述的一种木质素基上浆剂在环氧丙烯酸酯复合材料中的应用，其特征在于：步骤(2)所述的光引发剂为2,4,6-三甲基苯甲酰基-二苯基氧化膦、2,4,6-三甲基苯甲酰基苯基膦酸乙酯、苯甲酰甲酸甲酯或1-羟基环己基苯基甲酮中的一种或任意组合；所述的热固化剂为异辛酸钴或过氧化甲乙酮的一种或任意组合；所述光引发剂、热固化剂和环氧丙烯酸酯质量比为2.5-15：2-15：80-130。

3.根据权利要求1所述的一种木质素基上浆剂在环氧丙烯酸酯复合材料中的应用，其特征在于：步骤1)所述的木质素为酶解木质素、碱木质素、磨木木质素、磺酸盐木质素或有机溶剂木质素中的一种或两种。

4.根据权利要求1所述的一种木质素基上浆剂在环氧丙烯酸酯复合材料中的应用，其特征在于：步骤2)所述的环氧树脂为二氧化乙烯基环己烯环氧树脂、环氧化聚丁二烯环氧树脂、三聚氰酸环氧树脂、双酚A型环氧树脂、双酚F型环氧树脂、氢化双酚A型环氧树脂、羟甲基双酚A型环氧树脂、二氧化双环戊二烯环氧树脂或双酚S型环氧树脂中的任意一种；所述的有机溶剂为N,N二甲基甲酰胺。

5.根据权利要求1所述的一种木质素基上浆剂在环氧丙烯酸酯复合材料中的应用，其特征在于：步骤3)所述的有机溶剂为甲醇、乙醇、苯甲醇或乙二醇单丁醚中的一种或任意组合；所述的醇胺为乙醇胺、二乙醇胺、二甲基乙醇胺或三乙醇胺中的一种或任意组合。

6.根据权利要求1所述的一种木质素基上浆剂在环氧丙烯酸酯复合材料中的应用，其特征在于：步骤4)所述的羧酸为乙二酸、甲酸、乙酸或丙酸中的一种或任意组合；所述的硅烷偶联剂为乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、3-异氰酸丙基三乙氧基硅烷、氯甲基三乙氧基硅烷或γ-氨丙基三乙氧基硅烷中的一种或任意组合。