[发明专利]一种碳纤维预浸料管及其制备方法

权利要求书

1.一种碳纤维预浸料管的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)制备改性环氧树脂上浆液：分别取氧化石墨烯、纳米二氧化钛、空心玻璃微珠于水中超声分散制得分散液，再将氧化石墨烯分散液、纳米二氧化钛分散液与空心玻璃微珠分散液混合，加入硅烷偶联剂，搅拌均匀后调节pH至酸性，继续搅拌，加热反应，然后再加入环氧树脂和氨基树脂，搅拌均匀，得到改性环氧树脂上浆液；其中，氧化石墨烯、纳米二氧化钛、空心玻璃微珠、环氧树脂、氨基树脂的质量比为10-15:6-8:5-6:80-90:10-20；

(2)将纤维浸渍于改性环氧树脂上浆液中形成预浸料，然后经卷取机上的热辊将预浸料软化，使预浸料上的改性环氧树脂上浆液熔融，卷取机将预浸料按设定的厚度卷绕在芯轴上形成管材，并在预浸料最外层包覆一层薄膜；

(3)经冷却定型后将管材从卷取机上取下，然后进行固化；

(4)将薄膜取下，在固化成型的管材表面再涂布一层均匀的改性环氧树脂上浆液，再进行加热熔融、冷却定型、固化成型，得到所述碳纤维预浸料管。

2.根据权利要求1所述的碳纤维预浸料管的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中，氧化石墨烯分散液、纳米二氧化钛分散液和空心玻璃微珠分散液的浓度均为0.3-0.5g/mL；

和/或，所述步骤(1)中，在制备氧化石墨烯分散液、纳米二氧化钛分散液和空心玻璃微珠分散液过程中，要加入分散剂，所述分散剂为阴离子型润湿分散剂，所述分散剂的加入量为1-2mL/L；

和/或，在一种实施方式中，所述步骤(1)中，超声分散时，温度为50-60℃。

3.根据权利要求1所述的碳纤维预浸料管的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中，所述硅烷偶联剂选自KH550、KH560中的至少一种；

和/或，所述步骤(1)中，所述硅烷偶联剂的加入量为2-3mL/L；

和/或，所述步骤(1)中，pH调节至4.5-5.6之间；

和/或，所述步骤(1)中，调节pH时使用的试剂选自磷酸、硼酸、醋酸中的至少一种；

和/或，所述步骤(1)中，在80-90℃加热反应8-12小时。

4.根据权利要求1所述的碳纤维预浸料管的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中，环氧树脂和氨基树脂加入后，还需要加入消泡剂，所述消泡剂为有机硅消泡剂，所述消泡剂的加入量为1-2mL/L。

5.根据权利要求1所述的碳纤维预浸料管的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中，环氧树脂和氨基树脂加入后，再加入硅烷偶联剂，在70-80℃下搅拌2-3小时，得到改性环氧树脂上浆液。

6.根据权利要求5所述的碳纤维预浸料管的制备方法，其特征在于，所述硅烷偶联剂选自KH550、KH560中的至少一种，所述硅烷偶联剂的加入量为2-3mL/L。

7.根据权利要求1所述的碳纤维预浸料管的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中，所述纤维选自碳纤维、玻璃纤维或玄武岩纤维中的至少一种；

和/或，所述步骤(2)中，所述纤维为纤维丝。

8.根据权利要求7所述的碳纤维预浸料管的制备方法，其特征在于，所述纤维包括碳纤维、玻璃纤维和玄武岩纤维，碳纤维、玻璃纤维和玄武岩纤维的质量比为40-60:20-30:20-30。

9.根据权利要求1所述的碳纤维预浸料管的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)和(4)中，熔融温度为200-250℃；

和/或，所述步骤(3)和(4)中，冷却温度为100-120℃，固化温度为60-80℃。

10.根据权利要求1-9任一项所述的制备方法制得的碳纤维预浸料管。