[發(fā)明專(zhuān)利]一種改性不飽和聚酯乳液的制備方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201610113730.1
• 申請(qǐng)日: 2016-02-29
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN105669939A
• 公開(kāi)（公告）日: 2016-06-15
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 楊永崗;胡培賢;李宗仁
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 中簡(jiǎn)科技股份有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): C08G18/68
• 分類(lèi)號(hào): C08G18/68;C08G18/42;C08G63/52;C08J3/03;C08L75/14;D06M15/572;D06M101/40
• 代理公司: 常州市維益專(zhuān)利事務(wù)所 32211
• 代理人: 何學(xué)成

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及上漿劑主材的制備方法領(lǐng)域，特別是一種改性不飽和聚酯乳液的 制備方法。

背景技術(shù)

碳纖維具有耐熱，導(dǎo)熱，高比強(qiáng)度，高比模量，輕量化等一系列優(yōu)異性能， 因此被廣泛應(yīng)用于航空航天、體育休閑用品，土木建筑等多個(gè)領(lǐng)域。由于碳纖 維是脆性材料，在制造復(fù)合材料過(guò)程中，存在機(jī)械摩擦導(dǎo)致毛絲和單絲斷裂， 從而影響復(fù)合材料的力學(xué)性能。研究表明，上漿劑可在碳纖維表面形成一層保 護(hù)膜，降低毛絲和斷絲的發(fā)生率，保護(hù)碳纖維。

上漿劑有乳液型和溶劑型兩種，溶劑型上漿劑具有易燃、污染等缺點(diǎn)，因此 應(yīng)用較少。而乳液型上漿劑不僅可以避免溶劑型上漿劑的缺點(diǎn)，且由于乳液中 表面活性劑的存在，提高了上漿劑在纖維表面的潤(rùn)濕性，因此國(guó)內(nèi)外研究焦點(diǎn) 主要集中在乳液型上漿劑。但是得到現(xiàn)有的乳液型上漿劑上漿后的碳纖維柔韌 性較差，不容易集束，且耐磨性較差。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明為了克服上述技術(shù)問(wèn)題的不足，提供了一種改性不飽和聚酯乳液的 制備方法，由于聚氨酯中含有極性很強(qiáng)的氨酯鍵，對(duì)碳纖維的粘結(jié)集束性好， 分子中的軟段和硬段相結(jié)合，可以得到韌性?xún)?yōu)良的保護(hù)膜，上漿后的碳纖維表 現(xiàn)出優(yōu)良的集束性和耐磨性。

解決上述技術(shù)問(wèn)題的技術(shù)方案如下：

一種改性不飽和聚酯乳液的制備方法，包括以下步驟：

1)在不飽和聚酯中引入聚氨酯鏈段

首先將雙酚A與順丁烯二酸酐按比例投入反應(yīng)釜內(nèi)，在催化劑存在的條件 下，保持一定的反應(yīng)時(shí)間和反應(yīng)溫度，發(fā)生聚合反應(yīng)，得到不飽和聚酯樹(shù)脂； 再將反應(yīng)釜溫度降低至一定程度，向反應(yīng)釜內(nèi)按一定比例投入聚酯二醇和甲苯 二異氰酸酯(TDI)，保持一定的反應(yīng)時(shí)間和反應(yīng)溫度，發(fā)生氨酯化反應(yīng)，最終 得到改性不飽和聚酯；

2)反相乳化

將步驟1)得到的改性不飽和聚酯降溫至反相乳化溫度，向反應(yīng)釜內(nèi)投入乳 化劑，攪拌均勻后，向反應(yīng)釜內(nèi)緩慢滴加去離子水，轉(zhuǎn)相后，繼續(xù)滴加去離 子水，最終得到改性不飽和聚酯乳液。

所述的雙酚A與順丁烯二酸酐摩爾比為1.2：1～3：1，TDI：(聚合反應(yīng) 產(chǎn)物不飽和聚酯樹(shù)脂+聚酯二醇)的摩爾比為0.5～1.2：1。

所述的催化劑為路易斯酸。

步驟1)所述的聚合反應(yīng)溫度為150～220℃，聚合反應(yīng)時(shí)間為3～10h。

步驟1)所述的氨酯化反應(yīng)溫度為50～85℃，氨酯化反應(yīng)時(shí)間為1.5～3h。

步驟2)中所述的反相乳化溫度為40～80℃。

步驟2)中所述的乳化劑為陰離子型表面活性劑、陽(yáng)離子型表面活性劑或非 離子型表面活性劑中的任意一種。

優(yōu)選地，乳化劑為烷基酚聚氧乙烯和聚氧丙烯共聚物、十二烷基硫酸鈉、 十二烷基苯磺酸鈉、JFC、聚乙烯醇中任意一種。

步驟2)中所述的乳化劑的用量占改性不飽和聚酯質(zhì)量的10～40％。

上述方法制備的改性不飽和聚酯乳液可用于碳纖維上漿劑的主材，固含量 為30％。

本發(fā)明的特點(diǎn)是通過(guò)在不飽和聚酯中引入聚氨酯鏈段，再通過(guò)反相乳化法 制得改性不飽和聚酯乳液。通過(guò)該方法制備的改性不飽和聚酯乳液作為碳纖維 上漿劑的主材使用，具有以下優(yōu)點(diǎn)：得到上漿的碳纖維集束性能優(yōu)良，耐磨性 好，柔韌性較好，且上漿劑與碳纖維的相容性較好。在上漿的過(guò)程中，由于該 乳液以水作為介質(zhì)，則上漿不產(chǎn)生環(huán)境污染，穩(wěn)定性較高。且該方法制備工藝 較為簡(jiǎn)單，易于操作，從而降低了上漿劑的生產(chǎn)成本。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合具體實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明。

實(shí)施例1：

一種改性不飽和聚酯乳液的制備方法，包括以下步驟：

1)在不飽和聚酯中引入聚氨酯鏈段

首先將雙酚A與順丁烯二酸酐按摩爾比例1.2：1投入到帶有夾套的反應(yīng)釜 內(nèi)，在路易斯酸存在的條件下，升溫至150℃，在氮?dú)獾谋Ｗo(hù)下，保持反應(yīng)溫度 150℃，反應(yīng)10h，發(fā)生聚合反應(yīng)，得到不飽和聚酯樹(shù)脂；再將反應(yīng)釜溫度降低 85℃，再向反應(yīng)釜內(nèi)按一定比例投入聚酯二醇和甲苯二異氰酸酯(TDI)，保持 85℃反應(yīng)1.5h，發(fā)生氨酯化反應(yīng)，最終得到改性不飽和聚酯；其中TDI與聚合 反應(yīng)產(chǎn)物不飽和聚酯樹(shù)脂+聚酯二醇之和的摩爾比為0.5：1。

2)反相乳化