CN104420204A - 一种碳纤维水溶性环氧树脂上浆剂 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种碳纤维水溶性环氧树脂上浆剂及其制备方法。上浆剂主要组分为主浆料和去离子水，主浆料与去离子水的质量比为50~80:20~50。主浆料由改性酚醛环氧树脂和烯丙基聚氧乙烯醚（AEPH）组成，两者质量比为60~90:10~40。制备本上浆剂首先将酚醛环氧树脂与二乙醇胺反应，得到水溶性酚醛环氧树脂；然后将水溶性树脂与AEPH按比例混合，用去离子水稀释到一定浓度得到上浆剂。本上浆剂稳定性好，成本低，不污染环境，制备方法简单。柔性分子AEPH的加入赋予碳纤维良好的后加工性能。实验表明碳纤维涂覆适当本上浆剂后，后加工性能明显改善；碳纤维环氧树脂复合材料性能得到提高。

Description

一种碳纤维水溶性环氧树脂上浆剂

技术领域

本发明涉及一种碳纤维上浆剂及其制备方法和应用，特别涉及一种碳纤维水溶性环氧树脂上浆剂及其制备方法和应用。

背景技术

碳纤维具有高强高模、耐高温等性能，被广泛应用于各个领域。然而，碳纤维伸长率低且脆，在加工过程中受到反复弯曲、摩擦容易造成单丝断裂和毛丝。制备纤维增强复合材料时，碳纤维的毛丝会阻碍基体树脂对碳纤维的润湿，从而导致制得的复合材料力学性能欠佳。为了解决这个问题，碳纤维需要进行上浆处理。上浆是在碳纤维表面涂上一层保护胶，不仅可以改善碳纤维的加工性能，减少毛丝及单丝断裂现象，使碳纤维集束，而且可以改善纤维与基体间的粘结，提高复合材料层间剪切强度(ILSS)。

常用碳纤维上浆剂有溶剂型上浆剂和水性上浆剂两种。溶剂型上浆剂是将有机树脂溶解在丙酮等有机溶剂中配制而成。通常溶剂型上浆剂需要大量易燃易挥发的有机溶剂，生产使用过程中会造成环境污染和溶剂浪费，因此现在各碳纤维生产厂商多采用水性上浆剂。

目前，水性碳纤维上浆剂大致有两种。一种是乳液型上浆剂，一种是水溶性上浆剂。乳液型上浆剂通常是在乳化剂作用下，将树脂分散在水中形成乳液，并添加助剂而制成。例如特开昭61-28074号公报公开了一种将双酚型聚亚烷基醚环氧化合物类作为乳化剂使用，制得水性乳液，并将其施用在碳纤维上的方法；专利CN1318686C公开了一种碳纤维用乳液上浆剂，该碳纤维上浆剂含有环氧基的化合物、阴离子型表面活性剂和非离子型表面活性剂；美国专利US4981947采用不饱和醇类与异氰酸酯反应形成聚氨酯键的化合物，以此作为主要成分制备碳纤维上浆剂。但是，乳液型上浆剂在贮存和使用过程中存在的一些问题：(1)乳化剂与树脂的相容性不好，存放时间长时，常常会发生破乳现象。 (2)上浆剂乳液在使用时需要稀释成固含量5%以下的体系，容易造成有效成分析出；(3)上浆剂某些组分制备过程复杂，成本高。水溶性碳纤维上浆剂稳定性优良，但目前针对碳纤维的水溶性上浆剂的专利较少。特公平5-4348号公报公布了一种由聚乙烯醇和水溶性尼龙树脂等水溶性热塑性树脂构成的上浆剂；专利CN1537188A中公布了一种由水溶性尼龙树脂和甜菜碱型等两性表面活性剂构成的水溶性碳纤维上浆剂；专利CN102691211A公布了一种由魔芋低聚糖和氧化淀粉复配而得的水溶性碳纤维上浆剂；专利CN102713051A公布了一种由溶解度参数为11.2～13.3的水溶性聚氨酯树脂构成的碳纤维上浆剂。这些上浆剂均具有良好的水分散性，优良的集束性能；且未提及上浆剂对上浆后纤维的某些加工性能(如硬挺度)和纤维与树脂粘结性能的影响。

发明内容

本发明克服上述不足，提供了一种成本低、性能稳定的碳纤维水溶性上浆剂。本上浆剂采用改性水溶性酚醛环氧树脂和烯丙基聚氧乙烯醚(AEPH)树脂作为主浆料，具有优良的水溶性，生产与使用工艺简单；具有柔性分子链的AEPH能够改善纤维的表面性能和深加工性能；上浆剂与基体环氧树脂分子结构相似，可改善纤维与基体树脂的界面粘结性能。

本发明提供了本碳纤维上浆剂的制备方法，该方法操作简单，易于实施。

本发明提供了本碳纤维上浆剂在碳纤维上的应用方法。

本发明通过以下措施实现：

一种碳纤维水溶性上浆剂，包括：主浆料和去离子水，其中去离子水与主浆料的质量比为50~80:20~50。

上述上浆剂中，所述主浆料是改性酚醛环氧树脂和烯丙基聚氧乙烯醚(AEPH)的混合物。其中改性酚醛环氧树脂与AEPH质量比为50~90：10~50。其中改性酚醛环氧树脂为二乙醇胺和冰乙酸对酚醛环氧树脂 (EPN)亲水化改性产物。所述酚醛环氧树脂为酚醛环氧F-44、F-48或F-51。AEPH可在市场买到，本发明所用AEPH从杭州丹维科技有限公司购买。其数均分子量为500，羟值为6 mgKOH/g，酸值为0.15 mgKOH/g，不饱和度为0.4-5.0 mmol/g。其分子中含有高活泼性的环氧端基，粘度低，柔软性好，能够与基体树脂交联反应，提高基体与碳纤维之间的粘结性；作为上浆剂的组分，能够改善上浆剂胶膜的柔韧性，进而改善纤维柔韧性、改善碳纤维后加工性能；AEPH分子结构式如下：

 其中，p=1~6，q=1~7

由于酚醛环氧树脂的疏水性和高粘性，很难将其稳定分散在水中，本发明采用二乙醇胺对酚醛环氧树脂进行接枝加成，后采用冰乙酸中和成盐，使改性酚醛环氧树脂在分子结构上同时具有环氧基团和亲水性基团，使其具有良好的水溶性。改性酚醛环氧树脂通过以下方法制得：(1) 将酚醛环氧树脂的乙醇溶液加入安装有冷凝回流装置的三口瓶中，40~60℃均速搅拌；树脂溶解后升温至60~80℃，向三口瓶中滴加二乙醇胺的乙醇溶液，恒温搅拌反应1~4小时得到酚醛环氧树脂与二乙醇胺加成物EPN-DEA。(2)取二乙醇胺等物质的量的冰乙酸，用去离子水稀释至60wt%，在40~70℃下滴加并搅拌，使EPN-DEA中和成盐；滴加完成后恒温搅拌30分钟，减压蒸馏除去溶剂，即得到改性酚醛环氧树脂。上述反应过程中，酚醛环氧树脂与乙醇的质量比为30~50:50~70；二乙醇胺与乙醇的质量比为40~60:40~60；酚醛环氧树脂与二乙醇胺的摩尔比为1~3:1~3。

合成水溶性酚醛环氧树脂的反应路线为：

本碳纤维上浆剂的制备是通过将主浆料溶解于去离子水中实现的，步骤为：将改性酚醛环氧树脂与AEPH按60~90:10~40在50℃混合均匀，用去离子水稀释至固含量20~50wt%，冷却至室温，即得到碳纤维上浆剂。

本碳纤维上浆剂的应用方法为：将上述上浆剂用去离子水中稀释至固含量为0.5~1.5wt%，通过浸渍法涂覆于碳纤维上，浸胶时间为20~40秒，上浆后的碳纤维在100℃下干燥5分钟。

上述应用中，上浆剂在碳纤维上的上浆率为0.5~2.0wt%。

本发明的关键在于通过对酚醛环氧树脂的改性使其具有水溶性，进而加入分子柔韧性较好的AEPH，并通过合理的主浆料配比来获得适用于环氧树脂基体的水溶性上浆剂。通过控制改性酚醛环氧树脂的环氧基开环率，使其既具有良好的水溶性，又剩余足够的环氧基团与复合材料环氧树脂基体交联反应，以提高复合材料界面强度。由于环氧树脂胶层柔韧性较差，因而上浆碳纤维容易出现硬挺度较大、增强复合材料抗冲击性较差等问题。通过加入分子柔韧性较好的AEPH，可以增加上浆剂胶层的柔韧性，改善上浆后碳纤维的后加工性能；并可以通过改变AEPH的含量是碳纤维具有不同的后加工性能，以满足不同的工艺和用途。例如短切纤维的硬挺度应保证纱线在受到刀片的切割作用时不易发生变形，使刀片能顺利地切断纱线，本上浆剂减少主浆料中AEPH比例即可适用于短切碳纤维；用于编织的纤维由于要受到大角度的弯曲作用，需要纤维具有较好的柔韧性，此时增加主浆料中AEPH的比例即可得到满足要求的上浆剂。

本发明具有以下优点：

1、该上浆剂以水为介质，成本低，不污染环境。

2、该上浆剂属于水溶性上浆剂，不存在破乳现象，静置稳定性优异，可长期保存。

3、主浆料组分中AEPH分子链具有良好的柔韧性，通过调节主浆料各组分的配比，可以控制碳纤维的硬挺度等后加工性能，使其适应不同的工艺需求。

4、使用该上浆剂后，碳纤维的耐磨性提高，毛丝量降低，纤维的后加工性能得到改善；并且纤维与树脂的界面粘结性较好，层间剪切强度增加，复合材料的性能也得到进一步提高。

5、本发明制备方法简单，易于实施。

附图说明

图1为耐磨装置示意图：

图2为硬挺度实验装置示意图，其中图2a为主视图，图2b为左视图；

图中，1导丝辊，2不锈钢辊，3碳纤维束，4往复机，5不锈钢勾，6碳纤维，7滑动标尺。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明进行进一步阐述。

实施例1

合成改性酚醛环氧树脂: (1) 将酚醛环氧树脂F-48的乙醇溶液加入安装有冷凝回流装置的三口瓶中，50℃均速搅拌；树脂溶解后升温至70℃，向三口瓶中滴加二乙醇胺的乙醇溶液，恒温搅拌反应2小时得到酚醛环氧树脂与二乙醇胺加成物EPN-DEA。(2)取二乙醇胺等物质的量的冰乙酸，用去离子水稀释至60wt%，在50℃下滴加，使EPN-DEA中和成盐；滴加完成后恒温搅拌30分钟，减压蒸馏除去溶剂，即得到改性酚醛环氧树脂。上述反应过程中，酚醛环氧树脂与乙醇的质量比为30:70；二乙醇胺与乙醇的质量比为50: 50；酚醛环氧树脂与二乙醇胺的摩尔比为1:2。

制备上浆剂: 将改性酚醛环氧树脂与AEPH按70: 30在50℃混合均匀，50℃下用去离子水稀释至固含量30wt%，得到碳纤维上浆剂。

上浆处理：将上述上浆剂用去离子水中稀释至固含量为1wt%，通过浸渍法涂覆于碳纤维上，浸胶时间为30秒，上浆后的碳纤维在100℃下干燥5分钟。

室温下测定上浆剂的稳定性、上浆碳纤维的上浆率、硬挺度、毛丝量、耐磨次数及其增强环氧树脂的层间剪切强度(ILSS)，结果列于表1。

评价方法如下：

1、上浆剂稳定性

量取 20 mL上浆剂置于带管塞的玻璃瓶中，在室温下放置一定时间，观察有无分层或沉淀现象。稳定分级如下：

Ⅰ级：7天分层；

Ⅱ级：15天分层；

Ⅲ级：30天不分层。

2、硬挺度

研究碳纤维受到弯曲作用时的性能很重要，因为碳纤维在编织的过程中，受到反复的弯曲应力，尤其在编织多维织物时，碳纤维在织机上的曲折角很大，受到的弯曲作用很大，会产生弯曲变形，因此要求碳纤维具有适度的柔韧性。上浆前后碳纤维的硬挺度在一定的程度上可以反映碳纤维的柔韧性，硬挺度越大，柔韧性越低。

硬挺度的测定采用定长的纤维在其中点悬挂起来，会悬垂一定的角度的原理。首先要对碳纤维进行退绕。将碳纤维穿过退绕装置的导纱钩，并绕过三个不锈钢轮，缠绕在转速为10mm/s的绕丝筒上，启动马达进行卷绕。

退绕后的纤维进行硬挺度测试。测试装置如图2所示，由半径为10mm的不锈钢钩作为悬挂点，在悬挂点下60mm处有一滑动标尺，量取500mm退绕后的碳纤维悬挂在钩子上，使试样从两侧伸出的长度相等，静置30秒后测量两端的距离。

3、毛丝量

碳纤维束在两个聚氨酯海绵擦尺寸为40mm长×10mm宽×5mm厚的夹持下，整个聚氨酯海绵擦载重200g。碳纤维束以1m/min的速度通过短边，测10分钟后附在海绵上毛丝的重量，即为碳纤维束的摩擦毛丝量。

4、耐磨性

如图1所示的耐磨装置，导丝辊直径为10mm，不锈钢辊直径为15mm，两个导丝辊与不锈钢辊的夹角为120度。载重G为50g/3000根，碳纤维束以每分钟120次的速率匀速往复运动，并与不锈钢辊反复摩擦，记录纤维磨断时的次数。

5、碳纤维复合材料层间剪切强度(ILSS)

碳纤维复合材料的层间剪切强度按照JC/T773-1996 (GB3357-82)测定所得。

制备的单向碳纤维增强环氧树脂样品的参数为：样品尺寸为厚3mm×宽6mm×长25mm，跨度与厚度比为5，加载速度为1mm/min。

实施例2

合成改性酚醛环氧树脂: (1) 将酚醛环氧树脂F-44的乙醇溶液加入安装有冷凝回流装置的三口瓶中，40℃均速搅拌；树脂溶解后升温至60℃，向三口瓶中滴加二乙醇胺的乙醇溶液，恒温搅拌反应1小时得到酚醛环氧树脂与二乙醇胺加成物EPN-DEA。 (2)取二乙醇胺等物质的量的冰乙酸，用去离子水稀释至60wt%，在40℃下滴加，使EPN-DEA中和成盐；滴加完成后恒温搅拌30分钟，减压蒸馏除去溶剂，即得到改性酚醛环氧树脂。上述反应过程中，酚醛环氧树脂与乙醇的质量比为40:60；二乙醇胺与乙醇的质量比为40: 60；酚醛环氧树脂与二乙醇胺的摩尔比为3：2。

制备上浆剂: 将改性酚醛环氧树脂与AEPH按60: 40在50℃混合均匀，50℃下用去离子水稀释至固含量20wt%，得到碳纤维上浆剂。

上浆处理：将上述上浆剂用去离子水中稀释至固含量为0.5wt%，通过浸渍法涂覆于碳纤维上，浸胶时间为20秒，上浆后的碳纤维在100℃下干燥5分钟。

室温下测定上浆剂的稳定性、上浆碳纤维的上浆率、硬挺度、毛丝量、耐磨次数及其增强环氧树脂的层间剪切强度(ILSS)，结果列于表1。

实施例3

合成改性酚醛环氧树脂: (1) 将酚醛环氧树脂F-51的乙醇溶液加入安装有冷凝回流装置的三口瓶中，60℃均速搅拌；树脂溶解后升温至80℃，向三口瓶中滴加二乙醇胺的乙醇溶液，恒温搅拌反应3小时得到酚醛环氧树脂与二乙醇胺加成物EPN-DEA。(2)取二乙醇胺等物质的量的冰乙酸，用去离子水稀释至60wt%，在60℃下滴加，使EPN-DEA中和成盐；滴加完成后恒温搅拌30分钟，减压蒸馏除去溶剂，即得到改性酚醛环氧树脂。上述反应过程中，酚醛环氧树脂与乙醇的质量比为50:50；二乙醇胺与乙醇的质量比为60: 40；酚醛环氧树脂与二乙醇胺的摩尔比为1:1。

制备上浆剂: 将改性酚醛环氧树脂与AEPH按90: 10在50℃混合均匀，50℃下用去离子水稀释至固含量50 wt%，得到碳纤维上浆剂。

上浆处理：将上述上浆剂用去离子水中稀释至固含量为1.5 wt%，通过浸渍法涂覆于碳纤维上，浸胶时间为40秒，上浆后的碳纤维在100℃下干燥5分钟。

室温下测定上浆剂的稳定性、上浆碳纤维的上浆率、硬挺度、毛丝量、耐磨次数及其增强环氧树脂的层间剪切强度(ILSS)，结果列于表1。

实施例4

合成改性酚醛环氧树脂: (1) 将酚醛环氧树脂F-48的乙醇溶液加入安装有冷凝回流装置的三口瓶中，60℃均速搅拌；树脂溶解后升温至80℃，向三口瓶中滴加二乙醇胺的乙醇溶液，恒温搅拌反应4小时得到酚醛环氧树脂与二乙醇胺加成物EPN-DEA。(2)取二乙醇胺等物质的量的冰乙酸，用去离子水稀释至60wt%，在70℃下滴加，使EPN-DEA中和成盐；滴加完成后恒温搅拌30分钟，减压蒸馏除去溶剂，即得到改性酚醛环氧树脂。上述反应过程中，酚醛环氧树脂与乙醇的质量比为50:50；二乙醇胺与乙醇的质量比为60: 40；酚醛环氧树脂与二乙醇胺的摩尔比为1:3。

制备上浆剂: 将改性酚醛环氧树脂与AEPH按80: 20在50℃混合均匀，50℃下用去离子水稀释至固含量40 wt%，得到碳纤维上浆剂。

上浆处理：将上述上浆剂用去离子水中稀释至固含量为1.5 wt%，通过浸渍法涂覆于碳纤维上，浸胶时间为30秒，上浆后的碳纤维在100℃下干燥5分钟。

室温下测定上浆剂的稳定性、上浆碳纤维的上浆率、硬挺度、毛丝量、耐磨次数及其增强环氧树脂的层间剪切强度(ILSS)，结果列于表1。

实施例5

合成改性酚醛环氧树脂: (1) 将酚醛环氧树脂F-51的乙醇溶液加入安装有冷凝回流装置的三口瓶中，60℃均速搅拌；树脂溶解后升温至80℃，向三口瓶中滴加二乙醇胺的乙醇溶液，恒温搅拌反应4小时得到酚醛环氧树脂与二乙醇胺加成物EPN-DEA。(2)取二乙醇胺等物质的量的冰乙酸，用去离子水稀释至60wt%，在70℃下滴加，使EPN-DEA中和成盐；滴加完成后恒温搅拌30分钟，减压蒸馏除去溶剂，即得到改性酚醛环氧树脂。上述反应过程中，酚醛环氧树脂与乙醇的质量比为50:50；二乙醇胺与乙醇的质量比为60: 40；酚醛环氧树脂与二乙醇胺的摩尔比为1：1。

制备上浆剂: 将改性酚醛环氧树脂与AEPH按70: 30在50℃混合均匀，50℃下用去离子水稀释至固含量40 wt%，得到碳纤维上浆剂。

上浆处理：将上述上浆剂用去离子水中稀释至固含量为1 wt%，通过浸渍法涂覆于碳纤维上，浸胶时间为30秒，上浆后的碳纤维在100℃下干燥5分钟。

室温下测定上浆剂的稳定性、上浆碳纤维的上浆率、硬挺度、毛丝量、耐磨次数及其增强环氧树脂的层间剪切强度(ILSS)，结果列于表1。

比较例1

合成改性酚醛环氧树脂: (1) 将酚醛环氧树脂F-51的乙醇溶液加入安装有冷凝回流装置的三口瓶中，60℃均速搅拌；树脂溶解后升温至80℃，向三口瓶中滴加二乙醇胺的乙醇溶液，恒温搅拌反应4小时得到酚醛环氧树脂与二乙醇胺加成物EPN-DEA。不使用冰乙酸对EPN-DEA中和成盐。上述反应过程中，酚醛环氧树脂与乙醇的质量比为30:70；二乙醇胺与乙醇的质量比为30: 70；酚醛环氧树脂与二乙醇胺的摩尔比为3:1。

制备上浆剂: 将改性酚醛环氧树脂与AEPH按70: 30在50℃混合均匀，50℃下用去离子水稀释至固含量40 wt%，得到碳纤维上浆剂。

上浆处理：将上述上浆剂用去离子水中稀释至固含量为1 wt%，通过浸渍法涂覆于碳纤维上，浸胶时间为40秒，上浆后的碳纤维在100℃下干燥5分钟。

室温下测定上浆剂的稳定性、上浆碳纤维的上浆率、硬挺度、毛丝量、耐磨次数及其增强环氧树脂的层间剪切强度(ILSS)，结果列于表1。

比较例2

将商业乳化剂OP-10、Span-60、十二烷基苯环酸钠按6：3：1混合均匀作为混合乳化剂。将酚醛环氧树脂F-51溶解于丙酮中，树脂与丙酮的质量比为70：30；将树脂质量10%的混合乳化剂和树脂质量5%的渗透剂JFC-2加入树脂中，将此混合物加热到60℃混合均匀。在8000r/min的恒定转速下搅拌，逐滴加入去离子水，去离子水与树脂的比例为75：25；加水完成后继续搅拌20分钟，得到乳液型上浆剂。用去离子水将该浓度上浆剂稀释至固含量1.0%，通过浸渍法将上浆剂附着于东丽T700-12K碳纤维上，浸胶时间30秒，将上浆碳纤维置于100℃烘箱中干燥5分钟。室温下测定上浆剂的稳定性、上浆碳纤维的上浆率、硬挺度、毛丝量、耐磨次数及其增强环氧树脂的层间剪切强度(ILSS)；结果列于表1。

比较例3

合成改性酚醛环氧树脂: (1)将酚醛环氧树脂F-51的乙醇溶液加入安装有冷凝回流装置的三口瓶中，60℃均速搅拌；树脂溶解后升温至80℃，向三口瓶中滴加二乙醇胺的乙醇溶液，恒温搅拌反应4小时得到酚醛环氧树脂与二乙醇胺加成物EPN-DEA。(2)取二乙醇胺等物质的量的冰乙酸，用去离子水稀释至浓度60%，在70℃下滴加，使EPN-DEA中和成盐；滴加完成后恒温搅拌30分钟，减压蒸馏除去溶剂，即得到改性酚醛环氧树脂。上述反应过程中，酚醛环氧树脂与乙醇的质量比为50:50；二乙醇胺与乙醇的质量比为60: 40；酚醛环氧树脂与二乙醇胺的摩尔比为1：1。

上浆处理：将上述改性酚醛环氧树脂用去离子水中稀释至固含量为1wt%，通过浸渍法涂覆于碳纤维上，浸胶时间为30秒，上浆后的碳纤维在100℃下干燥5分钟。

室温下测定上浆剂的稳定性、上浆碳纤维的上浆率、硬挺度、毛丝量、耐磨次数及其增强环氧树脂的层间剪切强度(ILSS)，结果列于表1。

比较例4

室温下测定未上浆碳纤维的硬挺度、毛丝量、耐磨次数和增强环氧树脂的层间剪切强度(ILSS);结果列于表1。

 表1

试样	上浆剂稳定性	上浆率 /%	硬挺度 /mm	毛丝量 /mg	耐磨次数 /次	ILSS /MPa
							实施例1	Ⅲ	1.17	71	4.7	2044	42.17
实施例2	Ⅲ	0.51	65	5.8	1810	39.21
							实施例3	Ⅲ	1.97	75	5.1	1938	41.39
实施例4	Ⅲ	1.52	70	4.9	2043	40.96
							实施例5	Ⅲ	1.01	69	3.2	2051	42.38
比较例1	Ⅰ	1.01	70	4.8	1909	40.96
							比较例2	Ⅱ	1.21	79	5.4	1917	40.80
比较例3	Ⅲ	1.13	80	4.2	1922	41.97
							比较例4	__	__	40	11.2	1315	34.05

由表1中数据可以看出，本发明的上浆剂使碳纤维的耐磨性提高、毛丝量降低，纤维的后加工性能得到改善，并且上浆后地碳纤维与基体树脂的界面粘结性较好，碳纤维增强环氧树脂的层间剪切强度提高。 

Claims (9)

1.一种碳纤维水溶性环氧树脂上浆剂，其特征是包括：主浆料和去离子水，其中，去离子水与主浆料的质量比为50~80:20~50。

2.根据权利要求1所述的碳纤维水溶性环氧树脂上浆剂，其特征是所述主浆料是改性酚醛环氧树脂与烯丙基聚氧乙烯醚 (AEPH) 的混合物，改性酚醛环氧树脂与AEPH的质量比为50~90:10~50。

3.根据权利要求1所述的碳纤维水溶性环氧树脂上浆剂，其特征是所述改性酚醛环氧树脂为二乙醇胺和冰乙酸对酚醛环氧树脂F-44、F-48或F-51亲水化改性产物。

4.根据权利要求1所述的碳纤维水溶性环氧树脂上浆剂，其特征是：所述烯丙基聚氧乙烯醚的数均分子量为500，羟值为6 mgKOH/g，酸值为0.15 mgKOH/g，不饱和度为0.4-5.0 mmol/g，AEPH可在市场买到，本发明所用AEPH从杭州丹维科技有限公司购买。

5.根据权利要求2、3所述的改性酚醛环氧树脂，其制备方法为：(1) 将酚醛环氧树脂 (EPN)的乙醇溶液加入安装有冷凝回流装置的三口瓶中，40~60℃均速搅拌；树脂溶解后升温至60~80℃，向三口瓶中滴加二乙醇胺的乙醇溶液，恒温搅拌反应1~4小时得到酚醛环氧树脂与二乙醇胺加成物EPN-DEA；(2)取二乙醇胺等物质的量的冰乙酸，用去离子水稀释至60wt%，在40~70℃下滴加，使EPN-DEA中和成盐；滴加完成后恒温搅拌30分钟，减压蒸馏除去溶剂，即得到改性酚醛环氧树脂。

6.根据权利要求5所述的改性酚醛环氧树脂制备方法，其特征是反应过程中，酚醛环氧树脂与乙醇的质量比为30~50:50~70；二乙醇胺与乙醇的质量比为40~60:40~60；酚醛环氧树脂与二乙醇胺的摩尔比为1~3:1~3。

7.权利要求1~4中所述的碳纤维水溶性酚醛环氧树脂上浆剂制备方法，其特征是将主浆料溶解于去离子水中实现的，制备方法为：将改性环氧树脂与AEPH按60~90:10~40在50℃混合均匀，用去离子水稀释至固含量20~50wt%，冷却至室温，即得到碳纤维上浆剂。

8.一种权利要求1~7任一项所述的碳纤维水溶性酚醛环氧树脂上浆剂的应用，其特征是：本碳纤维上浆剂的应用方法为：将上述上浆剂用去离子水中稀释至固含量为0.5~1.5wt%，通过浸渍法涂覆于碳纤维上，浸胶时间为20~40秒，上浆后的碳纤维在100℃下干燥5分钟。

9.根据权力要求8所述的应用，其特征是：上浆剂在碳纤维上的上浆率为0.5~2.0 wt%。