[发明专利]一种石墨烯改性碳纤维上浆剂及其制备方法

权利要求书

1.一种石墨烯改性碳纤维上浆剂，其特征在于，包含以下重量份数的组分：固态环氧树脂0.2～20份、液态环氧树脂0.2～20份、非离子表面活性剂0.01～10份、超支化改性石墨烯0.002～0.1份、离子表面活性剂0.01～30份、水30～80份。

2.根据权利要求1所述的石墨烯改性碳纤维上浆剂，其特征在于，所述超支化改性石墨烯通过以下方法制备：将氧化石墨烯溶于无水四氢呋喃，滴加甲醇钾，反应后减压蒸馏，除去溶剂；然后将剩余部分分散于无水二氧六环中，超声分散，在氮气氛围下升温至80-110℃，滴加缩水甘油醚的二氧六环溶液，搅拌反应，收集固体物质，分散于甲醇中，洗涤、干燥后得到超支化改性石墨烯。

3.根据权利要求1所述的石墨烯改性碳纤维上浆剂，其特征在于，所述超支化改性石墨烯的平均尺寸为0.1～50μm，厚度≤10nm。

4.根据权利要求1所述的石墨烯改性碳纤维上浆剂，其特征在于，所述固态环氧树脂为固态的双酚A型环氧树脂、固态的双酚S型环氧树脂、酚醛环氧树脂中的一种或几种，所述液态环氧树脂为液态的双酚A型环氧树脂、液态的双酚F型环氧树脂、液态的双酚S型环氧树脂、液态的氢化双酚A型环氧树脂、缩水甘油醚环氧树脂、缩水甘油胺环氧树脂中的一种或几种。

5.根据权利要求1所述的石墨烯改性碳纤维上浆剂，其特征在于，所述非离子表面活性剂为脂肪醇聚氧乙烯醚类、脂肪酸聚氧乙烯酯类或聚氧乙烯烷基酰胺类活性剂。

6.根据权利要求1所述的石墨烯改性碳纤维上浆剂，其特征在于，所述非离子表面活性剂为烷基苯酚聚氧乙烯醚、聚氧乙烯脂肪酸氨基醚、单硬脂酸甘油或失水山梨醇单月桂酸酯。

7.根据权利要求1所述的石墨烯改性碳纤维上浆剂，其特征在于，所述离子表面活性剂为硫酸钠、十二烷基苯磺酸钠、(1-十六烷基)三甲基溴化铵、烷基芳基磺酸盐、油酸钠、月桂醇硫酸钠类中的一种或几种。

8.如权利要求1-7任一项所述的石墨烯改性碳纤维上浆剂的制备方法，其特征在于，包含以下步骤：

1)制备环氧乳液：按照各组分比例，将固态环氧树脂与液态环氧树脂混合，置于80-130℃下熔融，在1000-10000rpm下搅拌、混合，控制温度在80-130℃下，加入离子表面活性剂，混合均匀后，提高转速至10000-30000rpm，加入非离子表面活性剂，混合均匀后，缓慢滴加去离子水，得到环氧乳液；

2)制备超支化改性石墨烯：将干燥氧化石墨烯溶于无水四氢呋喃，滴加甲醇钾，反应后减压蒸馏，除去溶剂；然后将剩余部分分散于无水二氧六环中，超声分散，在氮气氛围下升温至80-110℃，滴加缩水甘油醚的二氧六环溶液，搅拌反应，收集固体物质，分散于甲醇中，洗涤、干燥后得到超支化改性石墨烯；

3)制备石墨烯改性碳纤维上浆剂：将超支化改性石墨烯先均匀分散在水中，然后加入到环氧乳液中混合均匀，得到石墨烯改性碳纤维上浆剂。

9.根据权利要求8所述的石墨烯改性碳纤维上浆剂的制备方法，其特征在于，所述氧化石墨烯为由改进Hummers法制得的、中性的、干燥的氧化石墨烯。

10.根据权利要求8所述的石墨烯改性碳纤维上浆剂的制备方法，其特征在于，所述缩水甘油醚的二氧六环溶液的滴加速度为10-50min/mL。