本发明涉及一种碳纤维预浸料用环氧树脂的制备方法，属于高分子材料技术领域。
背景技术：
碳纤维具有高强度、低比重的特点，广泛用于军工、航天、汽车和体育器材等领域，是十分重要的新兴材料。碳纤维增强树脂基复合材料预浸料是碳纤维最重要的应用领域之一。碳纤维增强树脂基复合材料的预浸料的制造，需要良好的工艺控制过程，通过选择使用合适的树脂，来浸渍单向碳纤维长丝或碳纤维织物，并准确控制其树脂含量、挥发物含量和树脂的流动性等。基体树脂的选择很大程度上决定了复合材料的耐环境性能、韧性、工艺性能以及某些力学性能(如横向性能、压缩性能等)。因此，基体树脂的选择尤为关键。目前对于碳纤维复合材料而言，环氧树脂是使用最多的基体树脂。而环氧树脂只有与固化剂混合，并在一定条件下固化形成适当的交联结构，才具有优良的使用性能。因此，固化体系的种类、用量和固化条件都是影响环氧树脂性能和应用的关键问题。
如cn102295740a的专利申请提供了一种聚酰胺酰亚胺固化的环氧树脂复合方法。其采用固化剂聚酰胺酰亚胺（pai）或聚酰胺酰亚胺与其他固化剂的混合物对环氧树脂进行固化。根据环氧树脂中的环氧官能团与pai中酰胺官能团的化学当量进行推算原料中各种组分的不同配比，使得聚酰胺酰亚胺起到了很好的固化作用，但是使得环氧树脂凝胶时间短，与碳纤维间的界面相容性差，影响碳纤维的力学性能。
因此开发一种有利于提高碳纤维与树脂体系间的相容性、缩短固化时间的环氧树脂在碳纤维预浸料制备工艺中有着积极的意义。
技术实现要素：
本发明所要解决的技术问题：针对目前树脂基体和碳纤维相容性差，降低了碳纤维的强度，且凝胶时间短的问题，提供了一种碳纤维预浸料用环氧树脂的制备方法。
为解决上述技术问题，本发明采用如下所述的技术方案是：
（1）将双酚a与乙醇溶液放入反应器中，使用氢氧化钠溶液调节ph至8.0～8.5，再加入精胺及雷尼镍，在90～95℃下反应；
（2）在反应结束后，加入铂催化剂，使用氢气将反应器中气体排出，并升压至4.5～5.2mpa，高速搅拌反应，冷却至室温，出料，收集出料物；
（3）将过滤液、环氧氯丙烷混合均匀，在50～60℃下搅拌反应3～5h，过滤，收集过滤液，使用蒸馏水对过滤液进行水洗分液，直至水层ph至7.0～7.5，随后置于蒸馏装置中，进行减压蒸馏，收集蒸馏剩余物；
（4）按重量份数计，取60～90份蒸馏剩余物、10～15份双酚s、6～11份双酚f型环氧树脂进行加热搅拌混合，收集搅拌混合物，即可得碳纤维预浸料用环氧树脂。
所述（1）双酚a与乙醇溶液的质量比为1:4～6。
所述（1）中精胺的加入量为双酚a质量的60～70％，雷尼镍的加入量为双酚a质量的1.0～1.3％。
所述（2）铂催化剂的加入量为双酚a质量的0.6～1.1％。
所述（3）过滤液、环氧氯丙烷的质量比为5:2～3。
所述（3）减压蒸馏的温度为95～105℃，压力为0.07～0.09mpa。
本发明与其他方法相比，有益技术效果是：本发明在碱性环境中，通过雷尼镍进行催化，使双酚a与精胺进行加成反应，增加羟基基团，提高固化效率，再使用氢气对其进行氢化，增加物质的耐候性能，降低粘性，提高耐候性能，随后与环氧氯丙烷进行反应，获得改性氢化双酚a型环氧树脂，再使用双酚s增加分散性，促进与碳纤维的结合度，提高耐热性能，并与双酚f型环氧树脂进行复配，进一步提高整体环氧树脂的性能。
具体实施方式
铂催化剂（厂家：上海硅友新材料有限公司）、双酚f型环氧树脂（厂家：山东佰鸿新材料有限公司，型号为：ref170）、
本发明碳纤维预浸料用环氧树脂的制备方法，包括如下步骤：
（1）按质量比1:4～6，将双酚a与2.0mol/l乙醇溶液放入反应器中，使用氢氧化钠溶液调节ph至8.0～8.5，再加入双酚a质量60～70％的精胺及双酚a质量1.0～1.3％的雷尼镍，在90～95℃下反应2～4h；
（2）在反应结束后，加入双酚a质量0.6～1.1％的铂催化剂，使用氢气将反应器中气体排出，并升压至4.5～5.2mpa，以300r/min高速搅拌反应1～2h，冷却至室温，出料，收集出料物；
（3）按质量比为5:2～3，将过滤液、环氧氯丙烷混合均匀，在50～60℃下搅拌反应3～5h，过滤，收集过滤液，使用蒸馏水对过滤液进行水洗分液，直至水层ph至7.0～7.5，随后置于蒸馏装置中，在95～105℃，压力为0.07～0.09mpa下进行减压蒸馏直至无馏分馏出，收集蒸馏剩余物；
（4）按重量份数计，取60～90份蒸馏剩余物、10～15份双酚s、6～11份双酚f型环氧树脂，在120～150℃下以180r/min加热搅拌混合30～35min，收集搅拌混合物，即可得碳纤维预浸料用环氧树脂。
实例1
铂催化剂（厂家：上海硅友新材料有限公司）、双酚f型环氧树脂（厂家：山东佰鸿新材料有限公司，型号为：ref170）、
本发明碳纤维预浸料用环氧树脂的制备方法，包括如下步骤：
（1）按质量比1:6，将双酚a与2.0mol/l乙醇溶液放入反应器中，使用氢氧化钠溶液调节ph至8.5，再加入双酚a质量70％的精胺及双酚a质量1.3％的雷尼镍，在95℃下反应4h；
（2）在反应结束后，加入双酚a质量1.1％的铂催化剂，使用氢气将反应器中气体排出，并升压至5.2mpa，以300r/min高速搅拌反应2h，冷却至室温，出料，收集出料物；
（3）按质量比为5:3，将过滤液、环氧氯丙烷混合均匀，在60℃下搅拌反应5h，过滤，收集过滤液，使用蒸馏水对过滤液进行水洗分液，直至水层ph至7.5，随后置于蒸馏装置中，在105℃，压力为0.09mpa下进行减压蒸馏直至无馏分馏出，收集蒸馏剩余物；
（4）按重量份数计，取90份蒸馏剩余物、15份双酚s、11份双酚f型环氧树脂，在150℃下以180r/min加热搅拌混合35min，收集搅拌混合物，即可得碳纤维预浸料用环氧树脂。
实例2
铂催化剂（厂家：上海硅友新材料有限公司）、双酚f型环氧树脂（厂家：山东佰鸿新材料有限公司，型号为：ref170）、
本发明碳纤维预浸料用环氧树脂的制备方法，包括如下步骤：
（1）按质量比1:4，将双酚a与2.0mol/l乙醇溶液放入反应器中，使用氢氧化钠溶液调节ph至8.0，再加入双酚a质量60％的精胺及双酚a质量1.0％的雷尼镍，在90℃下反应2h；
（2）在反应结束后，加入双酚a质量0.6％的铂催化剂，使用氢气将反应器中气体排出，并升压至4.5mpa，以300r/min高速搅拌反应1h，冷却至室温，出料，收集出料物；
（3）按质量比为5:2，将过滤液、环氧氯丙烷混合均匀，在50℃下搅拌反应3h，过滤，收集过滤液，使用蒸馏水对过滤液进行水洗分液，直至水层ph至7.0，随后置于蒸馏装置中，在95℃，压力为0.07mpa下进行减压蒸馏直至无馏分馏出，收集蒸馏剩余物；
（4）按重量份数计，取60份蒸馏剩余物、10份双酚s、6份双酚f型环氧树脂，在120℃下以180r/min加热搅拌混合30min，收集搅拌混合物，即可得碳纤维预浸料用环氧树脂。
实例3
铂催化剂（厂家：上海硅友新材料有限公司）、双酚f型环氧树脂（厂家：山东佰鸿新材料有限公司，型号为：ref170）、
本发明碳纤维预浸料用环氧树脂的制备方法，包括如下步骤：
（1）按质量比1:5，将双酚a与2.0mol/l乙醇溶液放入反应器中，使用氢氧化钠溶液调节ph至8.2，再加入双酚a质量65％的精胺及双酚a质量1.2％的雷尼镍，在92℃下反应3h；
（2）在反应结束后，加入双酚a质量0.6～1.1％的铂催化剂，使用氢气将反应器中气体排出，并升压至4.7mpa，以300r/min高速搅拌反应2h，冷却至室温，出料，收集出料物；
（3）按质量比为5:2，将过滤液、环氧氯丙烷混合均匀，在55℃下搅拌反应4h，过滤，收集过滤液，使用蒸馏水对过滤液进行水洗分液，直至水层ph至7.2，随后置于蒸馏装置中，在100℃，压力为0.08mpa下进行减压蒸馏直至无馏分馏出，收集蒸馏剩余物；
（4）按重量份数计，取80份蒸馏剩余物、12份双酚s、10份双酚f型环氧树脂，在130℃下以180r/min加热搅拌混合32min，收集搅拌混合物，即可得碳纤维预浸料用环氧树脂。
对照例：环氧树脂d30。
将实例及对照例的环氧树脂进行测试，具体测试如下：
1.环氧树脂70℃下的黏度测试：首先用金属筒称取环氧树脂并恒温到70℃，在保持温度恒定的情况下，采用ndj-8s型数字式黏度计测试环氧树脂的黏度；
2.凝胶时间的测试：以高温烘箱为平台，采用平板小刀法，分别测试环氧树脂在130℃、140℃及150℃恰好能够拉丝不断的时间，该时间即为凝胶时间。
3.相容性测定：以usn12500单项碳纤维为原料，浸入含有碳纤维质量40％的环氧树脂的预浸料中，控制单位面积预浸料质量为170g/m2，待预浸结束后，进行固化后，对浸后的单项碳纤维按照国家标准实验方法gb/t3356-2014的标准，测试其弯曲性能，并利用外能试验机测试其断裂强度和断裂伸长率。
检测结果见表1
表1