[發(fā)明專利]碳纖維表面改性乳液及其制備方法和其制備得到的改性碳纖維、聚酰胺復(fù)合物有效
| 申請?zhí)枺?/td> | 201310052755.1 | 申請日： | 2013-02-18 |
| 公開（公告）號： | CN103993484A | 公開（公告）日： | 2014-08-20 |
| 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人： | 謝懷玉;宋威;蔡彤旻;雷震;易明;黃險(xiǎn)波;陳大華 | 申請（專利權(quán)）人： | 金發(fā)科技股份有限公司 |
| 主分類號： | D06M15/59 | 分類號： | D06M15/59;D06M13/368;C08L77/00;C08K9/04;C08K7/06;C08K3/04;D06M101/40 |
| 代理公司： | 廣州市深研專利事務(wù)所 44229 | 代理人： | 張喜安 |
| 地址： | 510663 廣東省廣州*** | 國省代碼： | 廣東;44 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 碳纖維 表面 改性 乳液 及其 制備 方法 得到 聚酰胺 復(fù)合物 | ||
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及一種改性劑，尤其涉及一種碳纖維表面改性乳液及其制備方法、應(yīng)用該碳纖維表面改性乳液的碳纖維、改性碳纖維與聚酰胺制備的聚酰胺復(fù)合物。
背景技術(shù)
碳纖維具有突出的力學(xué)性能，在復(fù)合材料中廣泛使用碳纖維進(jìn)行增強(qiáng)，近年來改善碳纖維與基體聚酰胺間的界面性能成為研究的熱點(diǎn)。碳纖維表面活性官能團(tuán)少，與基體聚酰胺復(fù)合時(shí)形成的有效化學(xué)鍵少、相容性差，導(dǎo)致碳纖維復(fù)合材料中易形成脆性界面層結(jié)構(gòu)。為提高碳纖維與基體聚酰胺間的界面性能，工業(yè)上通常對碳纖維表面進(jìn)行氧化處理，賦予碳纖維表面羥基、羰基等活性含氧官能團(tuán)，常見的有陽極氧化法、硝酸氧化法、高錳酸鉀氧化法等，但這類方法容易損傷碳纖維表面，破壞其力學(xué)性能。為了不損傷纖維表面提高碳纖維與基體之間的界面性能，中國專利申請CN1944783A使用聚合物接枝技術(shù)對碳納米纖維表面改性，使纖維表面富有多種活性官能團(tuán)，但是，這種方法工藝復(fù)雜，條件苛刻，生產(chǎn)運(yùn)行成本高，在一定程度上限制了工業(yè)化生產(chǎn)。
發(fā)明內(nèi)容
鑒于以上所述，本發(fā)明有必要提供一種可改善碳纖維表面活性的碳纖維表面改性乳液。
此外，本發(fā)明還提供一種應(yīng)用上述乳液的改性碳纖維。
此外，本發(fā)明還提供一種包含上述改性碳纖維的聚酰胺復(fù)合物。
此外，本發(fā)明還提供一種上述碳纖維表面改性乳液的制備方法。
此外，本發(fā)明還提供一種上述改性碳纖維的制備方法。
此外，本發(fā)明還提供一種上述聚酰胺復(fù)合物的應(yīng)用。
一種碳纖維表面改性乳液，包括以下重量百分?jǐn)?shù)的組分：
表面改性劑：2-10wt%；
聚酰胺：1-15wt%；
乳化劑：0.7-3wt%；
有機(jī)溶劑：0-25wt%；
水：47-96.3wt%；
其中，所述表面改性劑為（式1），式1中，R1、R2、R1'、R2'各自獨(dú)立地代表氫、羥基、或C1-C3的烷基。
一種碳纖維表面改性乳液，由以下重量百分?jǐn)?shù)的組分組成：
表面改性劑：2-10wt%；
聚酰胺：1-15wt%；
乳化劑：0.7-3wt%；
有機(jī)溶劑：0-25wt%；
水：47-96.3wt%；
其中，所述表面改性劑為（式1），式1中，R1、R2、R1'、R2'各自獨(dú)立地代表氫、羥基、或C1-C3的烷基。
其中，R1、R2、R1'、R2'可以各自獨(dú)立地為甲基、乙基、丙基或氫，優(yōu)選甲基、乙基或氫，特別優(yōu)選為甲基或氫。
本發(fā)明有必要提供上述表面改性劑的制備方法，包括如下步驟：
提供組分A：和組分B：其中，R1、R2、R1'、R2'各自獨(dú)立地代表氫、羥基、或C1-C3的烷基；
按照以下反應(yīng)式反應(yīng)制得所述表面改性劑：
反應(yīng)式中包括縮合反應(yīng)與還原反應(yīng)的步驟：
縮合反應(yīng)：將組分A和組分B按摩爾比1:2-1:4溶解在乙醇溶液中，溫度為0-70℃，反應(yīng)時(shí)間為1-8h；
還原反應(yīng)：縮合反應(yīng)完成后，加入過量的硼氫化鈉（NaBH4）和二甲基亞砜（DMSO）繼續(xù)反應(yīng)，反應(yīng)溫度為0-10℃，反應(yīng)時(shí)間為1-6h，產(chǎn)物再經(jīng)萃取，干燥，溶液旋蒸，制得所述表面改性劑。
其中，所述組分A可以為乙二胺衍生物。優(yōu)選乙二胺、1，1-二甲基乙二胺、1，2-二甲基乙二胺、羥基乙二胺、四甲基乙二胺、四乙基乙二胺中的至少一種。
其中，所述聚酰胺可以包括PA6、PA66、PA46、PA610、PA612、PAl010、PA10T、PA9T、PA6T中的至少一種。
其中，所述乳化劑可以為非離子表面活性劑、陰離子表面活性劑、陽離子表面活性劑及兩性表面活性劑所組成的群中選擇的至少一種以上。
其中，所述乳化劑可以為脂肪醇聚氧乙烯醚。
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