[发明专利]一种用于碳纤维表面处理的水溶性环氧树脂乳液及其制备方法和用途

权利要求书

1.一种水溶性环氧树脂乳液，其特征在于：它是由聚乙二醇、环氧树脂和催化剂为原料制备而成：

所述聚乙二醇和环氧树脂的摩尔比为(1～100)∶(1～100)；所述催化剂重量为原料总重量0.01～10％。

2.根据权利要求1所述的水溶性环氧树脂乳液，其特征在于：所述聚乙二醇和环氧树脂的摩尔比为(0.8-1.5)∶1；

和/或，所述催化剂重量为原料总重量的0.5-5％；

优选地，所述聚乙二醇和环氧树脂的摩尔比为1∶1；

和/或，所述催化剂重量为原料总重量的0.5-2％。

3.根据权利要求1或2所述的水溶性环氧树脂乳液，其特征在于：所述聚乙二醇为聚乙二醇2000、聚乙二醇4000、聚乙二醇6000或聚乙二醇8000；

和/或，所述催化剂为过硫酸盐；

和/或，所述乳液的固含量为0.1-99％；

优选地，所述聚乙二醇为6000；

和/或，所述环氧树脂为环氧树脂E51；

和/或，所述催化剂为过硫酸钾；

和/或，所述乳液的固含量为1～40％。

4.权利要求1～3任一项所述的水溶性环氧树脂乳液的制备方法，其特征在于：它包括如下步骤：将聚乙二醇、环氧树脂和催化剂混合反应，即得；

优选地，所述反应在惰性气体保护下进行；

和/或，所述反应温度为100～200℃；

和/或，所述反应时间为1～10h；

和/或，所述反应后通过加入水调解乳液的固含量；

更优选地，所述反应温度为140-160℃；

和/或，所述反应时间为3-7h。

5.权利要求1～3任一项所述的水溶性环氧树脂乳液在制备改性碳纤维中的用途；

优选地，所述水溶性环氧树脂乳液作为上浆剂。

6.一种改性碳纤维，其特征在于：它是使用权利要求1～3任一项所述的水溶性环氧树脂乳液作为上浆剂，对碳纤维进行上浆后干燥，即得；

优选地，它是将碳纤维浸渍到权利要求1～3任一项所述的水溶性环氧树脂乳液中，干燥后即得；

更优选地，所述浸渍时间为1～10s；

和/或，所述干燥为40～60℃干燥；

和/或，所述浸渍时，权利要求1～3任一项所述的水溶性环氧树脂乳液固含量为1％～3％。

7.权利要求6所述的改性碳纤维的制备方法，其特征在于：它包括如下步骤：将碳纤维浸渍在权利要求1～3任一项所述的水溶性环氧树脂乳液中，干燥后即得。

8.权利要求6所述的改性碳纤维在制备碳纤维增强复合材料中的用途；

优选地，所述碳纤维增强聚合物复合材料为碳纤维增强树脂复合材料；

更优选地，所述树脂选自热固性树脂或热塑性树脂；

进一步优选地，所述热固性树脂选自环氧树脂、酚醛树脂、脲醛树脂、双马来酰胺树脂、聚酰亚胺树脂、有机硅或聚氨酯；和/或，所述热塑性树脂选自聚乙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚乙烯醇、聚丙烯或尼龙。

9.一种碳纤维增强复合材料，其特征在于：它是由权利要求6所述的改性碳纤维制备而成。

10.权利要求9所述的碳纤维增强复合材料在制备航空航天、车辆工程、海洋船舶、运动装备、能源设备中制件的用途。