一种自增容纤维表面改性方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN111519422A(43)申请公布日2020.08.11(21)申请号202010388350.5C08J5/06(2006.01)(22)申请日2020.05.09C03C25/16(2006.01)C03C25/32(2018.01)(71)申请人电子科技大学D06M101/40(2006.01)地址610000四川省成都市高新区（西区）D06M101/36(2006.01)西源大道2006号(72)发明人徐明珍任登勋陈思静戴庆文刘孝波(74)专利代理机构北京慕达星云知识产权代理事务所(特殊普通合伙)11465代理人王攀(51)Int.Cl.D06L1/06(2006.01)D06M15/37(2006.01)D06M13/50(2006.01)权利要求书1页说明书11页(54)发明名称一种自增容纤维表面改性方法(57)摘要本发明公开了一种自增容纤维表面改性方法，以酞菁铁作为纤维表面改性剂，通过溶液浸渍将酞菁铁负载于纤维表面，经酞菁铁在溶剂体系中的自组装作用在纤维表面形成不同形貌的微结构，使得纤维表面粗糙化，粗糙化纤维表面通过机械啮合的作用提高与基体树脂间的界面粘接性，实现自增容，进而适用于多种类的基体树脂制备纤维增强复合材料。CN111519422ACN111519422A权利要求书1/1页1.一种自增容纤维表面改性方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)以丙酮为提取液，通过索氏提取法去除纤维表面的上浆剂，索氏提取时间为4-8h，得到退浆纤维丝；(2)将双邻苯二甲腈树脂与六水合铁离子在N-甲基吡咯烷酮溶剂中反应，制得酞菁铁前驱体溶液；(3)将所述酞菁铁前驱体溶液搅拌加热进行反应，反应结束后将产物倒入水中析出，粉碎、洗涤、真空干燥，得到深绿色酞菁铁粉末；(4)将所述酞菁铁粉末溶解于N,N-二甲基甲酰胺溶液中，制得酞菁铁稀溶液；(5)将步骤(1)制得的所述退浆纤维丝浸渍于所述酞菁铁稀溶液中充分浸润后，将负载有酞菁铁的纤维丝浸入无水乙醇、水或者水/N,N-二甲基甲酰胺溶剂体系中，浸泡12～24h，得到负载酞菁铁的纤维丝；(6)将所述负载酞菁铁的纤维丝取出，置于鼓风烘箱中经过升温热处理，得到具有不同微结构表面的改性纤维。2.根据权利要求1所述的一种自增容纤维表面改性方法，其特征在于，步骤(1)中所述纤维为碳纤维、玄武岩纤维或者芳纶纤维。3.根据权利要求1或2所述的一种自增容纤维表面改性方法，其特征在于，步骤(2)具体为，将双邻苯二甲腈树脂加入到N-甲基吡咯烷酮溶剂中，在机械搅拌下缓慢升温至130～150℃直至双邻苯二甲腈树脂溶解，随后将树脂溶液降温至80～100℃，加入六水合铁离子并搅拌均匀，即得酞菁铁前驱体溶液。4.根据权利要求3所述的一种自增容纤维表面改性方法，其特征在于，步骤(2)中所述双邻苯二甲腈树脂与所述N-甲基吡咯烷酮的质量体积比为1g:(0.6-1)ml，所述双邻苯二甲腈树脂与所述六水合铁离子的摩尔比为(4-4.5):1。5.根据权利要求1或4所述的一种自增容纤维表面改性方法，其特征在于，所述双邻苯二甲腈树脂选自含芳醚腈链段双邻苯二甲腈树脂，双酚A型双邻苯二甲腈树脂，联苯型双邻苯二甲腈树脂，对苯型双邻苯二甲腈树脂中的任意一种或两种的混合物。6.根据权利要求1所述的一种自增容纤维表面改性方法，其特征在于，步骤(3)中所述搅拌加热的反应温度为200～205℃，反应时间为2～4h。7.根据权利要求1所述的一种自增容纤维表面改性方法，其特征在于，步骤(3)中所述真空干燥的温度为80℃，干燥时间为6～10h，压力为-0.08～-0.06MPa。8.根据权利要求1所述的一种自增容纤维表面改性方法，其特征在于，步骤(4)中所述酞菁铁粉末与所述N,N-二甲基甲酰胺溶液的质液比为1g：(10-20)ml。9.根据权利要求1所述的一种自增容纤维表面改性方法，其特征在于，步骤(6)中所述升温热处理温度为：在100℃热处理0.5h，升温至120℃热处理1h，升温至140℃热处理1h，升温至160℃热处理1h，升温至180℃热处理2h，最后升温至200℃热处理2h，其中各个阶段的升温速率均为10℃/min。10.根据权利要求1所述的一种自增容纤维表面改性方法，其特征在于，还包括将步骤(6)得到的所述改性纤维再经220℃后处理2～4h，获得性能更加优异的自增容改性纤维。2CN111519422A说明书1/11页一种自增容纤维表面改性方法技术领域[0001]本发明涉及高性能纤维表面改性技术领域，更具体的说是涉及一种应用于高温成型制备自增容高性能复合材料的方法。背景技术[0002]高性能纤维作为一类性能优异的增强材料，具有高强度、高模量、耐腐蚀性好、质地轻等优点被广泛应