[發(fā)明專利]一種芳綸-有機硅復(fù)合材料的制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210037877.9
• 申請日: 2012-02-17
• 公開（公告）號: CN102587144A
• 公開（公告）日: 2012-07-18
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李新通;江四九;徐思明;張惠杰;白桂增
• 申請（專利權(quán)）人: 北京光華紡織集團有限公司;北京中紡海天染織技術(shù)有限公司
• 主分類號: D06M15/564
• 分類號: D06M15/564;D06M11/79;D06M11/76;D06M11/44;D06M13/148;D06M13/332;C08G18/83;C08G18/63;C08G18/64
• 代理公司: 北京市德權(quán)律師事務(wù)所 11302
• 代理人: 劉麗君

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種芳綸-有機硅復(fù)合材料的制備方法。

背景技術(shù)

芳綸-有機硅涂層復(fù)合材料是由芳綸纖維布與有機硅彈性體復(fù)合而成的，是一類高性能的環(huán)境友好型產(chǎn)品，結(jié)合了芳綸和有機硅彈性體的諸多優(yōu)點，相對于目前應(yīng)用廣泛的其他纖維(如尼龍、滌綸等)和其他彈性體(如天然橡膠、乙丙橡膠、丙烯酸酯、聚氨酯、聚氯乙烯、磺化氯乙烯等)的涂層復(fù)合材料，具有更高的強度、更優(yōu)異的阻燃性、耐候性、耐高低溫和耐化學(xué)品腐蝕性能。且有機硅高分子的特點使100％有機硅涂層膠具有較好的流動性，在制備有機硅涂層復(fù)合材料過程中，不需要使用有機溶劑或少量使用有機溶劑，減少了環(huán)境污染和生產(chǎn)能耗。

鑒于芳綸-有機硅涂層復(fù)合材料的高強度、優(yōu)異的高阻燃性能，國外已將芳綸-有機硅涂層復(fù)合材料應(yīng)用于高速列車、地鐵列車的車廂波紋式鉸鏈段的風(fēng)擋材料，傳送帶材料。

芳綸纖維高分子鏈具有非常高的剛性，且分子鏈間具有高度結(jié)晶，芳綸纖維的表面具有相當(dāng)?shù)亩栊裕斐煞季]纖維與其他材料結(jié)合性能差，特別是與有機硅彈性體間的結(jié)合力更不理想。為了提高芳綸纖維與有機硅彈性體間的結(jié)合力，國內(nèi)外進行了大量的研究工作，主要包括：(1)對芳綸纖維表面進行改性，提高芳綸纖維表面的活性；(2)選擇合適的芳綸纖維織布結(jié)構(gòu)，增大芳綸纖維織布與有機硅彈性體間的接觸面積，(3)對液態(tài)有機硅膠的化學(xué)組成進行調(diào)整，在液態(tài)有機硅膠中加入活性更高的交聯(lián)劑和粘結(jié)劑組分。目前對芳綸纖維表面處理的方法包括表面刻蝕處理、表面接枝改性、等離子處理、γ射線輻射和超聲處理等，但這些處理方法通常因難以控制而無法批量化處理，且可能損傷芳綸纖維強度，因此在工業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用較少。

對液態(tài)有機硅膠進行組分調(diào)整，在配制液態(tài)有機硅膠的過程中，加入不同的交聯(lián)或粘合劑，也可以提高有機硅彈性體與織物間的結(jié)合力。這種方法不影響生產(chǎn)效率，也不會降低織物的強度，在配制液體有機硅膠的過程中，還可以加入其它功能性助劑，如阻燃劑、功能性空心微球等，使有最終涂層布制品具有更優(yōu)異性能和功能，是目前制備芳綸增強有機硅彈性體的研究重要方向。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種芳綸-有機硅復(fù)合材料的制備方法，能夠明顯提高芳綸纖維與有機硅聚合物間的剝離強度。

為了達到上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為：

一種芳綸-有機硅復(fù)合材料的制備方法，包括以下步驟：

(1)將有機硅改性聚氨酯、增強劑和交聯(lián)劑混合，通過浸漬、滾涂和刮涂工藝將混合后的有機硅改性聚氨酯、增強劑和交聯(lián)劑應(yīng)用于芳綸織物表面，并在100～150℃條件下培烘1～10分鐘；

(2)使用刮刀或滾筒一次或多次將液體硅橡膠均勻涂布于所述芳綸織物表面，經(jīng)100～150℃硫化后制得芳綸-有機硅復(fù)合材料。

上述方案中，所述有機硅改性聚氨酯的合成方法，包括如下步驟：

步驟A，使端含氫硅油與乙烯基聚醚在催化劑的作用下發(fā)生接枝反應(yīng)，得到第一中間體；

步驟B，將所述第一中間體與異氰酸酯反應(yīng)得到第二中間體；

步驟C，將所述第二中間體與封端劑進行反應(yīng)，得到封端型有機硅改性聚氨酯。

上述方案中，所述步驟A中端含氫硅油與乙烯基聚醚在催化劑的作用下發(fā)生接枝反應(yīng)，具體包括：將所述端含氫硅油和所述乙烯基聚醚按1∶1.8～2.4的摩爾比加入到反應(yīng)器中，攪拌均勻后升溫至60～100℃，再加入催化劑，反應(yīng)2～6小時后，得到第一中間體。

上述方案中，所述步驟B中將所述第一中間體與異氰酸酯反應(yīng)得到第二中間體，具體包括：將所述第一中間體升溫至50～80℃，加入所述異氰酸酯反應(yīng)2～6小時，所述異氰酸酯的摩爾量為所述端含氫硅油的1.1～1.4倍，反應(yīng)完成后得到所述第二中間體。

上述方案中，所述步驟C中將所述第二中間體與封端劑進行反應(yīng)，具體包括：將所述第二中間體升溫至50～80℃，滴加所述封端劑反應(yīng)2～6小時，所述封端劑的摩爾量為所述端含氫硅油的0.1～0.4倍。

上述方案中，所述步驟A中的端含氫硅油包括端含氫甲基硅油、端含氫乙基硅油、端含氫苯基硅油中的一種或多種。

上述方案中，所述步驟A中乙烯基聚醚的結(jié)構(gòu)為CH₂＝CH-(CH₂CH₂O)n-OH或CH₂＝C(CH₃)-(CH₂CH₂O)n-OH。

上述方案中，所述步驟A中的催化劑為氯鉑酸催化劑或卡式(Karstedt)鉑金催化劑。