上浆剂作为芳纶纤维表面改性处理剂的应用、芳纶纤维-树脂复合材料及制备方法.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CN108589301A(43)申请公布日2018.09.28(21)申请号201810474008.XD06M101/36(2006.01)(22)申请日2018.05.17(71)申请人北京化工大学地址100000北京市朝阳区北三环东路15号(72)发明人李刚刘利民杨小平陈浩鹏(74)专利代理机构北京高沃律师事务所11569代理人刘奇(51)Int.Cl.D06M15/564(2006.01)C08J5/06(2006.01)C08J5/24(2006.01)C08L63/00(2006.01)C08L61/06(2006.01)C08L79/08(2006.01)权利要求书1页说明书8页附图5页(54)发明名称上浆剂作为芳纶纤维表面改性处理剂的应用、芳纶纤维-树脂复合材料及制备方法(57)摘要本发明提供了上浆剂作为芳纶纤维表面改性处理剂的应用，上浆剂包括水性聚氨酯、水性聚氨酯固化剂和水；所述水性聚氨酯固化剂中-NCO与水性聚氨酯的-OH的摩尔比为0.8：1～1.2：1；所述水性聚氨酯和水性聚氨酯固化剂的总质量为上浆剂质量的1％～2％。本发明通过控制水性聚氨酯中软硬段比例，在芳纶纤维表面形成过渡层，增加了纤维表面粗糙度和极性基团，有利于芳纶纤维与树脂基体的机械啮合与化学结合，改善两者的界面粘结性能，在芳纶纤维-树脂复合材料中形成柔性界面，提升了层间剪切强度。本发明还提供了芳纶纤维-树脂复合材料及其制备方法。CN108589301ACN108589301A权利要求书1/1页1.一种上浆剂作为芳纶纤维表面改性处理剂的应用，其特征在于，所述上浆剂包括水性聚氨酯、水性聚氨酯固化剂和水；所述水性聚氨酯固化剂含有异氰酸酯基团；所述水性聚氨酯固化剂中异氰酸酯基与水性聚氨酯中醇羟基的摩尔比为(0.8～1.2)：1；所述水性聚氨酯和水性聚氨酯固化剂的总质量占上浆剂质量的1％～2％。2.根据权利要求1所述的应用，其特征在于，所述水性聚氨酯固化剂为异氰酸酯-多元醇加成物、异氰酸酯缩二脲、异氰酸酯多聚体和封闭型异氰酸酯中的一种或多种。3.根据权利要求1所述的应用，其特征在于，所述水性聚氨酯的制备方法包括：将二异氰酸酯和多元醇在70～110℃下反应2～6h得到水性聚氨酯；所述二异氰酸酯中的异氰酸酯基和多元醇中的醇羟基的摩尔比为1：(1.5～3)。4.根据权利要求3所述的应用，其特征在于，所述二异氰酸酯为4,4'-二环己基甲烷异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯、四甲基二甲亚苯基二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯和甲苯二异氰酸酯中的一种或多种；所述多元醇为聚乙二醇、聚丙二醇、聚四亚甲基醚二醇、聚己二酸乙二醇酯二醇和聚己二酸丁二醇酯二醇中的一种或多种。5.一种芳纶纤维-树脂复合材料的制备方法，包括以下步骤：(1)采用权利要求1～4任一项所述应用中使用的上浆剂对芳纶纤维进行浸涂，得到涂覆有上浆剂的芳纶纤维；(2)将所述(1)得到的涂覆有上浆剂的芳纶纤维进行干燥，得到芳纶纤维增强体；(3)将所述步骤(2)得到的芳纶纤维增强体与树脂预浸复合得到芳纶纤维预浸料；将所述芳纶纤维预浸料进行铺层固化，得到芳纶纤维-树脂复合材料。6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中涂覆有上浆剂的芳纶纤维中上浆剂的质量含量为0.5wt.％～1.5wt.％。7.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述芳纶纤维以织物或纤维束的形式提供；所述步骤(1)中浸涂的方式为：所述芳纶纤维浸在上浆剂中，使得上浆剂涂覆于所述芳纶纤维表面；芳纶纤维在上浆剂中的浸没的时间为15～30s。8.根据权利要求5或7所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(3)中树脂以树脂胶膜的形式提供；所述树脂胶膜为中温固化环氧树脂胶膜、高温固化环氧树脂胶膜、酚醛树脂胶膜或双马来酰亚胺树脂胶膜。9.权利要求5～8任意一项所述的制备方法得到的芳纶纤维-树脂复合材料。2CN108589301A说明书1/8页上浆剂作为芳纶纤维表面改性处理剂的应用、芳纶纤维-树脂复合材料及制备方法技术领域[0001]本发明涉及复合材料技术领域，尤其涉及一种上浆剂作为芳纶纤维表面改性处理剂的应用、芳纶纤维-树脂复合材料及其制备方法。背景技术[0002]纤维增强复合材料通过将增强纤维与树脂基体复合，二者在性能上互相取长补短，使其在力学性能、物理性能和化学性能等方面明显优于单一材料。其中，芳纶纤维复合材料具有高强度、高模量、耐高温、耐酸碱腐蚀等优异的性能，广泛应用于航空航天、国防军工、电子电器等领域，且在交通运输、土木建筑、橡胶制品、休闲体育等方面也有广泛应用。[0003]但是，芳纶纤维主链上存在的大量的苯环，使其沿轴向具有高的取向结晶，同时苯环的