CN116024817A - 耐湿环氧树脂基碳纤维复合材料专用上浆剂及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明技术方案公开了一种耐湿环氧树脂基碳纤维复合材料专用上浆剂及其制备方法，其中所述上浆剂，按重量份数计，包括：环氧树脂乳液40‑70份，聚乙烯醇水溶液3‑15份，改性或未改性的纳米二氧化硅硅溶胶5‑10份，固化剂20‑35份。本发明技术方案可以显著提高环氧树脂在含水或潮湿表面的湿润性及环氧树脂与碳纤维上浆界面的交联作用，克服了环氧树脂在水环境下固化不充分的弊端。
Description
技术领域
本发明属于碳纤维复合材料领域，具体涉及一种耐湿环氧树脂基碳纤维复合材料专用上浆剂及其制备方法。
背景技术
碳纤维复合材料具有耐腐蚀、耐高温、力学性能好、弹性模量较高以及施工方便等优点，被成功应用于土木工程结构的加固修复。其中，在桥梁、隧道、地下管道等设施的补强需求方面有着不可比拟的优势，但是目前用于水下建筑物和基础设施的碳纤维树脂复合材料都处于一个研发阶段，它们难以移至陆地上来进行维修施工，而且面临固化粘结效率以及在上述恶劣条件下复合材料长期使用效果不可靠等问题，从而影响了纤维复合材料的应用，因此配套研发保证碳纤维和潮湿环境固化树脂结合的上浆剂体系，提高复材在潮湿环境中性能，具有非常重要的意义。
当碳纤维和树脂在潮湿环境中固化时，界面问题是影响树脂和碳纤维结合性的关键，因此碳纤维的上浆剂体系是亟待解决的技术难题。对于高潮湿环境或水环境下的固化，通常研究较多的是与复合材料成型工艺相匹配的环氧树脂体系，而针对碳纤维的上浆体系却较少涉及。现有环氧树脂和碳纤维复合的上浆剂，其上浆固化剂选用活性高而憎水的胺类，将严重影响水下粘结性，影响树脂和纤维的界面。另一些上浆剂采用改性环氧树脂制备水性环氧乳液型碳纤维上浆剂，其只是通用型环氧树脂上浆剂，并未针对潮湿环境，氨水和氢氧化钠等组分吸湿性强，同将影响树脂和碳纤维的水下粘结性和粘结效果，在潮湿环境中使用的碳纤维树脂和界面不能得到保证，同时还存在毒性和气味大等问题。
发明内容
本发明技术方案解决的技术问题是提供一种耐湿环氧树脂基碳纤维复合材料专用上浆剂及其制备方法，可以显著提高环氧树脂在含水或潮湿表面的湿润性及环氧树脂与碳纤维上浆界面的交联作用，克服了环氧树脂在水环境下固化不充分的弊端。
为解决上述技术问题，本发明技术方案一方面提供一种耐湿环氧树脂基碳纤维复合材料专用上浆剂，按重量份数计，包括：环氧树脂乳液40-70份，聚乙烯醇水溶液3-15份，改性或未改性的纳米二氧化硅硅溶胶5-10份，固化剂20-35份；其中，所述环氧树脂乳液包括双酚A型环氧树脂、双酚F型环氧树脂、无水乙醇及水，其中所述双酚A型环氧树脂、双酚F型环氧树脂的总质量与所述无水乙醇的质量之比为1:(10-15)，所述双酚A型环氧树脂、双酚F型环氧树脂的总质量与所述水的质量之比为1:(5-20)；在所述聚乙烯醇水溶液中，聚乙烯醇与水的质量比为1:(20-50)；所述固化剂包括水性咪唑啉。
可选的，所述双酚A型环氧树脂和双酚F型环氧树脂的环氧值为150-250，且所述双酚A型环氧树脂、双酚F型环氧树脂的质量比为(4-1):1。
可选的，按重量分数计，包括：环氧树脂乳液55-65份，聚乙烯醇水溶液5-8份，改性或未改性的纳米二氧化硅硅溶胶8-10份，固化剂23-28份。
可选的，所述未改性的纳米二氧化硅硅溶胶的制备方法包括：采用正硅酸乙酯和乙醇按质量比为1:(8-15)搅拌均匀后，调节pH至7.5-10，在20-80℃下加热搅拌0.1-8.0小时，离心洗涤后滴加第一质量的水，且所述第一质量是正硅酸乙酯质量的8-10倍，冷却得到未改性的纳米二氧化硅硅溶胶。
可选的，所述改性的纳米二氧化硅硅溶胶的制备方法包括：将未改性的纳米二氧化硅硅溶胶烘干得到纳米二氧化硅粉末，将所述纳米二氧化硅粉末和乙醇按质量比为1:(8-15)搅拌均匀后，加入硅烷偶联剂，在20-80℃下加热搅拌0.1-8.0小时，经离心洗涤后滴加第二质量的水，得到改性的纳米二氧化硅硅溶胶，其中所述第二质量是所述纳米二氧化硅粉末与所述硅烷偶联剂总质量的8-10倍。
可选的，所述硅烷偶联剂包括K550、K560和K570中的至少一种。
本发明另一方面还提供一种耐湿环氧树脂基碳纤维复合材料专用上浆剂的制备方法，包括：按重量份数计，将40-70份的环氧树脂乳液、3-15份的聚乙烯醇水溶液，5-10份的改性或未改性的纳米二氧化硅硅溶胶及20-35份的固化剂搅拌均匀；其中，所述环氧树脂乳液包括双酚A型环氧树脂、双酚F型环氧树脂、无水乙醇及水，其中所述双酚A型环氧树脂和双酚F型环氧树脂的总质量和所述无水乙醇的质量之比为1:(10-15)，所述双酚A型环氧树脂和双酚F型环氧树脂的总质量和所述水的质量之比为1:(5-20)；在所述聚乙烯醇水溶液中，聚乙烯醇与水的质量比为1:(20-50)；所述固化剂包括水性咪唑啉。
可选的，所述双酚A型环氧树脂和双酚F型环氧树脂的环氧值为150-250，且所述双酚A型环氧树脂和双酚F型环氧树脂的质量比为(4-1):1。
可选的，所述未改性的纳米二氧化硅硅溶胶通过如下步骤制备：采用正硅酸乙酯和乙醇按质量比为1:(8-15)搅拌均匀后，调节pH至7.5-10，在20-80℃下加热搅拌0.1-8.0小时，离心洗涤后滴加第一质量的水，且所述第一质量是正硅酸乙酯质量的8-10倍，冷却得到未改性的纳米二氧化硅硅溶胶。
可选的，所述改性的纳米二氧化硅硅溶胶通过如下步骤制备：将未改性的纳米二氧化硅硅溶胶烘干得到纳米二氧化硅粉末，将所述纳米二氧化硅粉末和乙醇按质量比为1:(8-15)搅拌均匀后，加入硅烷偶联剂，在20-80℃下加热搅拌0.1-8.0小时，经离心洗涤后滴加第二质量的水，得到改性的纳米二氧化硅硅溶胶，其中所述第二质量是所述纳米二氧化硅粉末与所述硅烷偶联剂总质量的8-10倍。
与现有技术相比，本发明技术方案的耐湿环氧树脂基碳纤维复合材料专用上浆剂及其制备方法具有如下有益效果：
采用水性咪唑啉作为固化剂，可以使界面性质发生显著改变，并出现界面活性，水性咪唑啉与环氧树脂具有良好的相容性，能够乳化环氧树脂，显著提高了环氧树脂在含水或潮湿表面的湿润性，同时在固化时，遇水反应生成活性基团并释放出大量的热量，促进了环氧树脂和碳纤维上浆界面的交联，解决了水环境下固化不充分的问题。
环氧树脂乳液、聚乙烯醇水溶液、改性或未改性的纳米二氧化硅硅溶胶及水性咪唑啉相互搭配，可与大丝束碳纤维高度匹配，同时固化树脂活性高，非常适宜潮湿界面和水中粘接，得到性质优良的耐湿环氧树脂基碳纤维复合材料。
本发明的耐湿环氧树脂基碳纤维复合材料专用上浆剂为水性上浆剂，成本低廉，环保安全。且该上浆剂一方面非常适合大丝束碳纤维上浆，匹配性高，上浆均匀；另一方面适合耐湿环氧树脂基碳纤维复合材料的使用，反应迅速，使碳纤维与潮湿固化的树脂结合性好，进而提高复合材料的性能。
本发明的制备方法简单，获得的体系稳定，易于存储，适用性强。
具体实施方式
为了使本领域技术领域人员更好地理解本申请中的技术方案，下面将结合下面结合实施例对本发明作进一步说明，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都应当属于本申请保护的范围。
本发明实施例提供一种耐湿环氧树脂基碳纤维复合材料专用上浆剂，按重量份数计，包括：环氧树脂乳液、聚乙烯醇水溶液、改性或未改性的纳米二氧化硅硅溶胶及固化剂。所述环氧树脂乳液包括双酚A型环氧树脂、双酚F型环氧树脂、无水乙醇及水，其中所述双酚A型环氧树脂和双酚F型环氧树脂的总质量与所述无水乙醇的质量之比为1:(10-15)，所述双酚A型环氧树脂和双酚F型环氧树脂的总质量与所述水的质量之比为1:(5-20)。所述双酚A型环氧树脂和双酚F型环氧树脂的环氧值为150-250，且所述双酚A型环氧树脂和双酚F型环氧树脂的质量比为(4-1):1。所述双酚A型环氧树脂、双酚F型环氧树脂、无水乙醇及水的配比需在一定比例内，才能使环氧树脂乳液具有优异的稳定性。
所述环氧树脂乳液的制备方法可以包括：将双酚A型环氧树脂、双酚F型环氧树脂与无水乙醇搅拌溶解，然后加入水搅拌混合，即可获得。
在所述聚乙烯醇水溶液中，聚乙烯醇与水的质量比为1:(20-50)。所述聚乙烯醇水溶液的制备方法可以包括：将聚乙烯醇与水混合，加热搅拌均匀获得。
所述未改性的纳米二氧化硅硅溶胶可通过如下步骤制备：采用正硅酸乙酯和乙醇按质量比为1:(8-15)搅拌均匀后，调节pH至7.5-10，在20-80℃下加热搅拌0.1-8.0小时，离心洗涤后滴加第一质量的水，且所述第一质量是正硅酸乙酯质量的8-10倍，冷却得到未改性的纳米二氧化硅硅溶胶。
所述改性的纳米二氧化硅硅溶胶的制备方法包括：将未改性的纳米二氧化硅硅溶胶烘干得到纳米二氧化硅粉末，将所述纳米二氧化硅粉末和乙醇按质量比为1:(8-15)搅拌均匀后，加入硅烷偶联剂，在20-80℃下加热搅拌0.1-8.0小时，经离心洗涤后滴加第二质量的水，得到改性的纳米二氧化硅硅溶胶，其中所述第二质量是所述纳米二氧化硅粉末与所述硅烷偶联剂总质量的8-10倍。其中所述硅烷偶联剂包括K550、K560和K570中的至少一种。
所述固化剂包括水性咪唑啉。所述水性咪唑啉具有亲水基与疏水基，可以使界面性质发生显著改变并出现界面活性，所述水性咪唑啉与环氧树脂具有良好的相容性，能够乳化环氧树脂，明显提高了环氧树脂在含水或潮湿表面的湿润性。同时在环氧树脂固化时，遇水反应生成活性基团释放出大量的热量，促进了环氧树脂和碳纤维上浆界面的交联，避免了水环境下固化不充分的弊端。
本发明实施例的水性咪唑啉与改性或未改性的纳米二氧化硅硅溶胶相互作用，可与大丝束碳纤维高度匹配，同时固化树脂活性高，非常适宜潮湿界面和水中粘接，得到性质优良的耐湿环氧树脂基碳纤维复合材料。通过控制各组分的重量份数，使组分间的作用力达到最佳。在本发明实施例中，以重量份数计，环氧树脂乳液为40-70份，聚乙烯醇水溶液为3-15份，改性或未改性的纳米二氧化硅硅溶胶为5-10份，固化剂为20-35份。优选地，环氧树脂乳液为55-65份，聚乙烯醇水溶液为5-8份，改性或未改性的纳米二氧化硅硅溶胶为8-10份，固化剂为23-28份。
本发明实施例还提供一种耐湿环氧树脂基碳纤维复合材料专用上浆剂的制备方法，所述制备方法包括：按重量份数计，将40-70份的环氧树脂乳液、3-15份的聚乙烯醇水溶液，5-10份的改性或未改性的纳米二氧化硅硅溶胶及20-35份的固化剂搅拌均匀。其中，所述环氧树脂乳液包括双酚A型环氧树脂、双酚F型环氧树脂、无水乙醇及水，其中所述双酚A型环氧树脂和双酚F型环氧树脂的环氧值为150-250，且所述双酚A型环氧树脂和双酚F型环氧树脂的质量比为(4-1):1。所述双酚A型环氧树脂和双酚F型环氧树脂的总质量和所述无水乙醇的质量之比为1:(10-15)，所述双酚A型环氧树脂和双酚F型环氧树脂的总质量和所述水的质量之比为1:(5-20)。所述固化剂包括水性咪唑啉。
所述环氧树脂乳液通过如下方法获得：将双酚A型环氧树脂和双酚F型环氧树脂与无水乙醇搅拌溶解，加入水搅拌混合，得到环氧树脂乳液。在一些实施例中，所述环氧树脂乳液包括E51环氧树脂和E618环氧树脂。
在所述聚乙烯醇水溶液中，聚乙烯醇与水的质量比为1:(20-50)。所述聚乙烯醇水溶液的制备过程为：将聚乙烯醇与水混合，加热搅拌均匀获得，加热时的温度可以为50-100℃。
所述未改性的纳米二氧化硅硅溶胶通过如下步骤制备：采用正硅酸乙酯和乙醇按质量比为1:(8-15)搅拌均匀后，调节pH至7.5-10，在20-80℃下加热搅拌0.1-8.0小时，离心洗涤后滴加第一质量的水，且所述第一质量是正硅酸乙酯质量的8-10倍，冷却得到未改性的纳米二氧化硅硅溶胶。
所述改性的纳米二氧化硅硅溶胶通过如下步骤制备：将未改性的纳米二氧化硅硅溶胶烘干得到纳米二氧化硅粉末，将所述纳米二氧化硅粉末和乙醇按质量比为1:(8-15)搅拌均匀后，加入硅烷偶联剂，在20-80℃下加热搅拌0.1-8.0小时，经离心洗涤后滴加第二质量的水，得到改性的纳米二氧化硅硅溶胶，其中所述第二质量是所述纳米二氧化硅粉末与所述硅烷偶联剂总质量的8-10倍。所述硅烷偶联剂包括K550、K560和K570中的至少一种。
本发明实施例还提供耐湿环氧树脂基碳纤维复合材料专用上浆剂的使用方法，所述使用方法包括：将上述耐湿环氧树脂基碳纤维复合材料专用上浆剂倒入碳纤维生产线的上浆系统的上浆槽内，将表面处理后的碳纤维充分在上浆剂中浸润，然后进行干燥，即得到一种耐湿环氧树脂基碳纤维复合材料专用上浆剂上浆后的碳纤维。所述碳纤维为易于加工的大丝束碳纤维。进一步优选的，所述碳纤维为48K聚丙烯腈基碳纤维。上浆停留时间为10-60秒，干燥温度为80-250℃。
以下通过一些具体实例对本发明实施例的耐湿环氧树脂基碳纤维复合材料专用上浆剂及其制备方法作进一步说明。
实施例1
(1)将E51环氧树脂、E618环氧树脂和无水乙醇按质量比为4:1:50混合，并搅拌溶解，随后加入水，且水的质量为E51环氧树脂和E618环氧树脂总质量的5倍，得到环氧树脂乳液。
(2)将聚乙烯醇与水按质量比为1:50混合，加热搅拌均匀，即得到聚乙烯醇溶液。
(3)将正硅酸乙酯和乙醇按质量比为1:10搅拌均匀后，调节pH至7.5-10，50℃加热搅拌1小时，离心洗涤烘干得到纳米二氧化硅粉末。将烘干的纳米二氧化硅粉末和乙醇按质量比为1:10搅拌均匀后，加入硅烷偶联剂，50℃加热搅拌0.5小时，离心洗涤后，缓慢滴加蒸馏水，得到改性纳米二氧化硅硅溶胶，其中蒸馏水的质量为纳米二氧化硅粉末与所述硅烷偶联剂总质量的10倍。
(4)按重量份计，将环氧树脂乳液40份，聚乙烯醇15份，改性纳米二氧化硅硅溶胶10份，水性咪唑啉35份，依次加入恒温搅拌釜，搅拌均匀，即得到所需上浆剂。
(5)将所述上浆剂倒入碳纤维生产线的上浆系统的上浆槽内，将表面处理后的碳纤维充分在上浆剂中浸润20s，然后进行干燥，即得到耐湿环氧树脂基碳纤维复合材料专用上浆剂上浆后的碳纤维。
实施例2
(1)将E51环氧树脂、618环氧树脂和乙醇按质量比为3:2:100混合，加入水且水的质量为E51环氧树脂和E618环氧树脂总质量的20倍，搅拌混合，得到环氧树脂乳液。
(2)将聚乙烯醇与水按质量比为1:40混合，加热搅拌均匀，即得到聚乙烯醇溶液。
(3)将正硅酸乙酯和乙醇按质量比为1:8搅拌均匀后，调节pH至7.5-10，60℃加热搅拌1小时，离心洗涤，滴加蒸馏水，且蒸馏水的质量是正硅酸乙酯质量的8倍，自然冷却得到未改性纳米二氧化硅硅溶胶。
(4)按重量份计，将环氧树脂乳液54份，聚乙烯醇8份，未改性纳米二氧化硅溶胶8份，水性咪唑啉30份，依次加入恒温搅拌釜，搅拌均匀，即得到所需上浆剂。
(5)将所述上浆剂倒入碳纤维生产线上浆系统上浆槽内，将表面处理后的碳纤维充分在上浆剂中浸润20s，然后进行干燥，即得到耐湿环氧树脂基碳纤维复合材料专用上浆剂上浆后的碳纤维。
实施例3
(1)将E51环氧树脂、618环氧树脂和乙醇按质量比1:4:50混合，搅拌溶解，加入水且水的质量为E51环氧树脂和E618环氧树脂总质量的15倍，搅拌混合，得到环氧树脂乳液。
(2)将聚乙烯醇与水按质量比为1:30混合，加热搅拌均匀，即得到聚乙烯醇溶液。
(3)将正硅酸乙酯和乙醇按质量比为1:10份搅拌均匀后，调节pH至7.5-10，60℃加热搅拌1小时，离心洗涤，将离心产物烘干，得到纳米二氧化硅粉末；将纳米二氧化硅粉末和乙醇按质量比为1:10份搅拌均匀后，加入硅烷偶联剂，60℃加热搅拌1小时，离心洗涤，缓慢滴加蒸馏水且蒸馏水的质量是纳米二氧化硅粉末与所述硅烷偶联剂总质量的8倍，得到改性纳米二氧化硅硅溶胶；
(4)按重量份计，将环氧树脂乳液60份，聚乙烯醇5份，改性纳米二氧化硅硅溶胶10份，水性咪唑啉25份，依次加入恒温搅拌釜，搅拌均匀，即得到所需上浆剂。
(5)将所述上浆剂倒入碳纤维生产线上浆系统上浆槽内，将表面处理后的碳纤维充分在上浆剂中浸润20s，然后进行干燥，即得到耐湿环氧树脂基碳纤维复合材料专用上浆剂上浆后的碳纤维。
实施例4
(1)将E51环氧树脂、618环氧树脂和乙醇按质量比为2:3:65混合，搅拌溶解，加入水且水的质量为E51环氧树脂和E618环氧树脂总质量的15倍，搅拌混合，得到环氧树脂乳液。
(2)将聚乙烯醇与水按质量比1:20混合，加热搅拌均匀，即得到聚乙烯醇溶液。
(3)将正硅酸乙酯和乙醇按质量比1:15份搅拌均匀后，调节pH至弱碱性，40℃加热搅拌2小时，离心洗涤，滴加蒸馏水，且蒸馏水的质量是7.5-10质量的9倍，自然冷却得到未改性纳米二氧化硅硅溶胶；
(4)按重量份计，将环氧树脂乳液70份，聚乙烯醇5份，纳米二氧化硅硅溶胶5份，水性咪唑啉20份，依次加入恒温搅拌釜，搅拌均匀，即得到所需上浆剂。
(5)将所述上浆剂倒入碳纤维生产线上浆系统上浆槽内，将表面处理后的碳纤维充分在上浆剂中浸润20s，然后进行干燥，即得到耐湿环氧树脂基碳纤维复合材料专用上浆剂上浆后的碳纤维。
实施例5
(1)将E51环氧树脂、618环氧树脂和乙醇按质量比为3:2:50混合，搅拌溶解，加入水且水的质量为E51环氧树脂和E618环氧树脂总质量的10倍，搅拌混合，得到环氧树脂乳液。
(2)将聚乙烯醇与水按质量比为1:25混合，加热搅拌均匀，即得到聚乙烯醇溶液。
(3)将正硅酸乙酯和乙醇按质量比为1:12份搅拌均匀后，调节pH至7.5-10，50℃加热搅拌2小时，离心洗涤；将洗涤产物烘干得到纳米二氧化硅粉末，与乙醇按质量比为1:12份搅拌均匀后，加入硅烷偶联剂，50℃加热搅拌2小时，离心洗涤，缓慢滴加蒸馏水，且蒸馏水的质量是纳米二氧化硅粉末与所述硅烷偶联剂总质量的10倍，得到改性纳米二氧化硅硅溶胶。
(4)按重量份计，将环氧树脂乳液50份，聚乙烯醇10份，纳米二氧化硅硅溶胶10份，水性咪唑啉30份，依次加入恒温搅拌釜，搅拌均匀，即得到所需上浆剂。
(5)将所述上浆剂倒入碳纤维生产线上浆系统上浆槽内，将表面处理后的碳纤维充分在上浆剂中浸润20s，然后进行干燥，即得到耐湿环氧树脂基碳纤维复合材料专用上浆剂上浆后的碳纤维。
对比例1
采用普通外购环氧树脂乳液上浆剂，进行碳纤维上浆。
将实施例1～5和对比例1的上浆剂上浆的碳纤维与耐湿环氧树脂在潮湿环境中制备复合材料样条，进行层间检测分析测试。并对实施例1～5和对比例1的上浆剂的上浆率进行测试。所得测试结果如表1所示。
表1复合材料层间剪切性能和碳纤维上浆率测试结果
由此可见，将本发明实施例制备的耐湿环氧树脂基碳纤维复合材料专用上浆剂用于耐湿环氧树脂基碳纤维复合材料中碳纤维的上浆时，在保证上浆率的同时，还能有效提高碳纤维和树脂的结合性。
本发明虽然已以较佳实施方式公开如上，但其并不是用来限定本发明，任何本领域技术人员在不脱离本发明的精神和范围内，都可以利用上述揭示的方法和技术内容对本发明技术方案做出可能的变动和修改，因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施方式所作的任何简单修改、等同变化及修饰，均属于本发明技术方案的保护范围。
Claims (10)
1.一种耐湿环氧树脂基碳纤维复合材料专用上浆剂，其特征在于，按重量份数计，包括：
环氧树脂乳液40-70份，聚乙烯醇水溶液3-15份，改性或未改性的纳米二氧化硅硅溶胶5-10份，固化剂20-35份；其中，
所述环氧树脂乳液包括双酚A型环氧树脂、双酚F型环氧树脂、无水乙醇及水，其中所述双酚A型环氧树脂和双酚F型环氧树脂的总质量与所述无水乙醇的质量之比为1:(10-15)，所述双酚A型环氧树脂和双酚F型环氧树脂的总质量与所述水的质量之比为1:(5-20)；
在所述聚乙烯醇水溶液中，聚乙烯醇与水的质量比为1:(20-50)；
所述固化剂包括水性咪唑啉。
2.如权利要求1所述的耐湿环氧树脂基碳纤维复合材料专用上浆剂，其特征在于，所述双酚A型环氧树脂和双酚F型环氧树脂的环氧值为150-250，且所述双酚A型环氧树脂和双酚F型环氧树脂的质量比为(4-1):1。
3.如权利要求1所述的耐湿环氧树脂基碳纤维复合材料专用上浆剂，其特征在于，按重量分数计，包括：环氧树脂乳液55-65份，聚乙烯醇水溶液5-8份，改性或未改性的纳米二氧化硅硅溶胶8-10份，固化剂23-28份。
4.如权利要求1所述的耐湿环氧树脂基碳纤维复合材料专用上浆剂，其特征在于，所述未改性的纳米二氧化硅硅溶胶的制备方法包括：采用正硅酸乙酯和乙醇按质量比为1:(8-15)搅拌均匀后，调节pH至7.5-10，在20-80℃下加热搅拌0.1-8.0小时，离心洗涤后滴加第一质量的水，且所述第一质量是正硅酸乙酯质量的8-10倍，冷却得到未改性的纳米二氧化硅硅溶胶。
5.如权利要求1所述的耐湿环氧树脂基碳纤维复合材料专用上浆剂，其特征在于，所述改性的纳米二氧化硅硅溶胶的制备方法包括：将未改性的纳米二氧化硅硅溶胶烘干得到纳米二氧化硅粉末，将所述纳米二氧化硅粉末和乙醇按质量比为1:(8-15)搅拌均匀后，加入硅烷偶联剂，在20-80℃下加热搅拌0.1-8.0小时，经离心洗涤后滴加第二质量的水，得到改性的纳米二氧化硅硅溶胶，其中所述第二质量是所述纳米二氧化硅粉末与所述硅烷偶联剂总质量的8-10倍。
6.如权利要求5所述的耐湿环氧树脂基碳纤维复合材料专用上浆剂，其特征在于，所述硅烷偶联剂包括K550、K560和K570中的至少一种。
7.一种耐湿环氧树脂基碳纤维复合材料专用上浆剂的制备方法，其特征在于，包括：
按重量份数计，将40-70份的环氧树脂乳液、3-15份的聚乙烯醇水溶液，5-10份的改性或未改性的纳米二氧化硅硅溶胶及20-35份的固化剂搅拌均匀；
其中，所述环氧树脂乳液包括双酚A型环氧树脂、双酚F型环氧树脂、无水乙醇及水，其中所述双酚A型环氧树脂和双酚F型环氧树脂的总质量和所述无水乙醇的质量之比为1:(10-15)，所述双酚A型环氧树脂和双酚F型环氧树脂的总质量和所述水的质量之比为1:(5-20)；在所述聚乙烯醇水溶液中，聚乙烯醇与水的质量比为1:(20-50)；所述固化剂包括水性咪唑啉。
8.如权利要求7所述的耐湿环氧树脂基碳纤维复合材料专用上浆剂的制备方法，其特征在于，所述双酚A型环氧树脂和双酚F型环氧树脂的环氧值为150-250，且所述双酚A型环氧树脂和双酚F型环氧树脂的质量比为(4-1):1。
9.如权利要求7所述的耐湿环氧树脂基碳纤维复合材料专用上浆剂的制备方法，其特征在于，所述未改性的纳米二氧化硅硅溶胶通过如下步骤制备：采用正硅酸乙酯和乙醇按质量比为1:(8-15)搅拌均匀后，调节pH至7.5-10，在20-80℃下加热搅拌0.1-8.0小时，离心洗涤后滴加第一质量的水，且所述第一质量是正硅酸乙酯质量的8-10倍，冷却得到未改性的纳米二氧化硅硅溶胶。
10.如权利要求7所述的耐湿环氧树脂基碳纤维复合材料专用上浆剂的制备方法，其特征在于，所述改性的纳米二氧化硅硅溶胶通过如下步骤制备：将未改性的纳米二氧化硅硅溶胶烘干得到纳米二氧化硅粉末，将所述纳米二氧化硅粉末和乙醇按质量比为1:(8-15)搅拌均匀后，加入硅烷偶联剂，在20-80℃下加热搅拌0.1-8.0小时，经离心洗涤后滴加第二质量的水，得到改性的纳米二氧化硅硅溶胶，其中所述第二质量是所述纳米二氧化硅粉末与所述硅烷偶联剂总质量的8-10倍。
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