芳綸上漿液及制備方法與芳綸復(fù)合材料及制備方法技術(shù)

本發(fā)明專利技術(shù)提供了一種芳綸上漿液及制備方法與芳綸復(fù)合材料及制備方法，涉及纖維材料技術(shù)領(lǐng)域。芳綸上漿液的制備方法包括：向80～100質(zhì)量組分的極性溶劑內(nèi)加入0.1～20質(zhì)量組分的生物基多元醇與0～20質(zhì)量組分的表面活性劑進(jìn)行混合，獲得芳綸上漿液。本發(fā)明專利技術(shù)提供的芳綸上漿液的制備方法及制得的芳綸上漿液，能夠保證經(jīng)處理的芳綸被聚氨酯樹脂浸潤(rùn)。本發(fā)明專利技術(shù)還提供了芳綸復(fù)合材料的制備方法及制得的芳綸復(fù)合材料，該制備方法中，芳綸復(fù)合材料的成型效率提高，得到的芳綸復(fù)合材料的韌性增強(qiáng)。得到的芳綸復(fù)合材料的韌性增強(qiáng)。

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
芳綸上漿液及制備方法與芳綸復(fù)合材料及制備方法


[0001]本專利技術(shù)涉及纖維材料
，具體涉及芳綸上漿液及制備方法與芳綸復(fù)合材料及制備方法。

技術(shù)介紹

[0002]纖維增強(qiáng)樹脂基復(fù)合材料的成型過程為：樹脂先浸潤(rùn)纖維，浸潤(rùn)纖維后樹脂發(fā)生交聯(lián)反應(yīng)固化，固化后得到復(fù)合材料。在復(fù)合材料的成型過程中，當(dāng)纖維表面的活化能大于樹脂表面的活化能時(shí)，樹脂浸潤(rùn)纖維的過程才能實(shí)現(xiàn)。芳綸表面的活化能約為20mJ/m2，環(huán)氧樹脂約為43mJ/m2，聚氨酯樹脂約為35mJ/m2。作為對(duì)比，玻璃纖維的表面活化能約為560mJ/m2，因此玻璃纖維能被絕大多數(shù)的樹脂浸潤(rùn)，在樹脂固化后成為復(fù)合材料。而芳綸由于表面活化能低，其與各種樹脂復(fù)合后的性能都較差。
[0003]纖維在應(yīng)用于復(fù)合材料成型時(shí)，表面還需用樹脂做上漿處理，才能確保樹脂基體和纖維完全結(jié)合。例如樹脂基體是環(huán)氧樹脂的，需用環(huán)氧樹脂做上漿處理；樹脂基體是聚氨酯樹脂的，需用聚氨酯樹脂做上漿處理。玻璃纖維可以使用各種樹脂作為上漿液，進(jìn)行上漿處理后，能夠被各種樹脂浸潤(rùn)，在樹脂固化后成為復(fù)合材料。而芳綸由于表面和各種樹脂的浸潤(rùn)性都較差，因此通常使用低聚脂肪族酯作為上漿液。
[0004]現(xiàn)有的采用熱固性樹脂為基體的芳綸纖維復(fù)合材料，幾乎均使用環(huán)氧樹脂作為樹脂基體。以環(huán)氧樹脂作為基體的芳綸纖維復(fù)合材料，由于環(huán)氧樹脂本身韌性低，因此該系列復(fù)合材料都存在韌性差的問題，無(wú)法發(fā)揮芳綸本身高韌性的優(yōu)勢(shì)。同時(shí)環(huán)氧樹脂本身對(duì)芳綸的浸潤(rùn)效果差，導(dǎo)致芳綸復(fù)合材料層間剪切強(qiáng)度偏低，能夠選擇的工藝也很有限，目前常用預(yù)浸料模壓的方式制備，生產(chǎn)效率低下。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

[0005]本專利技術(shù)的目的在于提供一種芳綸上漿液的制備方法及制得的芳綸上漿液，該芳綸上漿液能夠?qū)崿F(xiàn)經(jīng)處理的芳綸被聚氨酯樹脂浸潤(rùn)的目的。
[0006]本專利技術(shù)的另一目的在于提供芳綸復(fù)合材料的制備方法及制得的芳綸復(fù)合材料，該制備方法中，芳綸復(fù)合材料的成型效率提高，得到的芳綸復(fù)合材料的韌性增強(qiáng)。
[0007]本專利技術(shù)解決技術(shù)問題是采用以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)的：
[0008]一種芳綸上漿液的制備方法，包括：
[0009]向80～100質(zhì)量組分的極性溶劑內(nèi)加入0.1～20質(zhì)量組分的生物基多元醇與 0～20質(zhì)量組分的表面活性劑進(jìn)行混合，獲得芳綸上漿液。
[0010]可選的，在本專利技術(shù)的一些實(shí)施例中，生物基多元醇為官能度在3以上的油脂多元醇。
[0011]可選的，在本專利技術(shù)的一些實(shí)施例中，油脂多元醇選自蓖麻油多元醇、大豆油多元醇、棕櫚油多元醇中的一種或多種；和/或
[0012]表面活性劑選自十二烷基苯磺酸鈉、十二烷基硫酸鈉中的一種或多種；和/或
[0013]極性溶劑選自蒸餾水、去離子水、純水、超純水中的一種或多種。
[0014]可選的，在本專利技術(shù)的一些實(shí)施例中，混合的方式選自攪拌、超聲分散中的一種或多種；和/或
[0015]混合的環(huán)境溫度為10～40℃。
[0016]可選的，在本專利技術(shù)的一些實(shí)施例中，在混合之后，還包括：將混合得到的液體靜置1～60min。
[0017]另外，一種芳綸上漿液，通過上述的制備方法制得。
[0018]另外，一種芳綸復(fù)合材料的制備方法，包括：
[0019]采用脂肪族酯對(duì)芳綸進(jìn)行一次上漿，獲得經(jīng)一次上漿的芳綸；
[0020]利用上述的芳綸上漿液對(duì)經(jīng)一次上漿的芳綸進(jìn)行二次上漿，烘干，得到芳綸預(yù)制體；
[0021]利用聚氨酯樹脂浸潤(rùn)芳綸預(yù)制體，得到芳綸復(fù)合材料。
[0022]可選的，在本專利技術(shù)的一些實(shí)施例中，二次上漿的方式選自浸泡、噴涂中的一種或多種；
[0023]其中，浸泡包括：將芳綸浸沒于芳綸上漿液，并牽引芳綸以0.1～8m/s的線速度通過擠壓輥；
[0024]噴涂包括：以0.5～1000mL/min的噴射流量向芳綸噴射芳綸上漿液。
[0025]可選的，在本專利技術(shù)的一些實(shí)施例中，烘干的溫度為80～200℃，時(shí)間為 30～60min。
[0026]另外，一種芳綸復(fù)合材料，通過上述的制備方法制得。
[0027]相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)，本專利技術(shù)包括以下有益效果：本專利技術(shù)采用聚氨酯樹脂取代環(huán)氧樹脂作為樹脂基體，并提供一種芳綸上漿劑，采用芳綸上漿劑二次上漿后的芳綸能夠與聚氨酯樹脂結(jié)合，從而獲得以聚氨酯樹脂為基體的芳綸復(fù)合材料，進(jìn)而可有效提高芳綸復(fù)合材料的韌性，使得芳綸復(fù)合材料的制造成本降低，材料的可靠性提高，且應(yīng)用范圍得到極大拓展。
具體實(shí)施方式
[0028]下面將結(jié)合本專利技術(shù)實(shí)施例，對(duì)本專利技術(shù)實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本專利技術(shù)一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。基于本專利技術(shù)中的實(shí)施例，本領(lǐng)域技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本專利技術(shù)保護(hù)的范圍。
[0029]本專利技術(shù)提供的技術(shù)方案將在以下內(nèi)容進(jìn)行詳細(xì)說明。需要說明的是，以下實(shí)施例的描述順序不作為對(duì)實(shí)施例優(yōu)選順序的限定。另外，在本專利技術(shù)的描述中，術(shù)語(yǔ)“包括”是指“包括但不限于”。本專利技術(shù)的各種實(shí)施例可以以一個(gè)范圍的形式存在；應(yīng)當(dāng)理解，以一范圍形式的描述僅僅是因?yàn)榉奖慵昂?jiǎn)潔，不應(yīng)理解為對(duì)本專利技術(shù)范圍的硬性限制；因此，應(yīng)當(dāng)認(rèn)為所述的范圍描述已經(jīng)具體公開所有可能的子范圍以及該范圍內(nèi)的單一數(shù)值。
[0030]本專利技術(shù)的實(shí)施例提供了一種芳綸上漿液的制備方法，包括：
[0031]向80～100質(zhì)量組分的極性溶劑內(nèi)加入0.1～20質(zhì)量組分的生物基多元醇與 0～20質(zhì)量組分的表面活性劑進(jìn)行混合，獲得芳綸上漿液。
[0032]采用上述制備方法制備獲得的芳綸上漿液對(duì)已經(jīng)上過低聚脂肪族脂上漿劑的芳
綸進(jìn)行二次上漿，完成二次上漿后，進(jìn)行烘干，芳綸上漿液中的生物多元醇的脂肪鏈和芳綸表面的低聚脂肪族脂發(fā)生耦合，從而使得生物基多元醇覆蓋在芳綸的表面，在芳綸表面增加了一層活性羥基，從而使得芳綸能夠與聚氨酯樹脂進(jìn)行結(jié)合。
[0033]應(yīng)理解，上述質(zhì)量組分是指質(zhì)量占比，例如，極性溶液的質(zhì)量為80
?
100g，則生物基多元醇的質(zhì)量取0.1
?
20g，表面活性劑的質(zhì)量取0
?
20g。
[0034]應(yīng)理解，當(dāng)生物基多元醇可溶于極性溶液時(shí)，可不添加表面活性劑，即表面活性劑的質(zhì)量為0。當(dāng)生物基多元醇難溶于極性溶劑時(shí)，生物基多元醇取 0.1
?
20質(zhì)量組分。其中，表面活性劑可以為低聚脂肪族表面活性劑，表面活性劑的加入可以保持溶液(乳液)穩(wěn)定。表面活性劑可以選自十二烷基苯磺酸鈉、十二烷基硫酸鈉中的一種或多種。
[0035]在一些實(shí)施例中，生物基多元醇為官能度在3以上的油脂多元醇。進(jìn)一步的，油脂多元醇可以選自蓖麻油多元醇(牌號(hào)例如Polycin
?
D290、Polycin
??
T400、Caspol
?
5009)、大豆油多元醇(牌號(hào)例如SD
?
250、SD
...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】

【技術(shù)特征摘要】
1.一種芳綸上漿液的制備方法，其特征在于，包括：向80～100質(zhì)量組分的極性溶劑內(nèi)加入0.1～20質(zhì)量組分的生物基多元醇與0～20質(zhì)量組分的表面活性劑進(jìn)行混合，獲得芳綸上漿液。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述生物基多元醇為官能度在3以上的油脂多元醇。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的制備方法，其特征在于，所述油脂多元醇選自蓖麻油多元醇、大豆油多元醇、棕櫚油多元醇中的一種或多種；和/或所述表面活性劑選自十二烷基苯磺酸鈉、十二烷基硫酸鈉中的一種或多種；和/或所述極性溶劑選自蒸餾水、去離子水、純水、超純水中的一種或多種。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述混合的方式選自攪拌、超聲分散中的一種或多種；和/或所述混合的環(huán)境溫度為10～40℃。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，在所述混合之后，還包括：將所述混合得到的液體靜置1～60min。6.一種芳綸上...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：陳宗良，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：陳宗良，
類型：發(fā)明
國(guó)別省市：