[發明專利]一種聚乙二醇馬來酰亞胺-苯乙烯類型共聚物上漿劑及其制法和應用

有效

• 申請號: 202010619834.6
• 申請日: 2020-07-01
• 公開（公告）號: CN113882155B
• 公開（公告）日: 2023-08-04
• 發明（設計）人: 張牧陽;沈志剛;李磊
• 申請（專利權）人: 中國石油化工股份有限公司;中國石油化工股份有限公司上海石油化工研究院
• 主分類號: D06M15/53
• 分類號: D06M15/53;D06M15/233;D06M15/55;C08F283/06;C08F212/08;D06M101/40
• 代理公司: 北京知舟專利事務所(普通合伙) 11550
• 代理人: 鮮瑩

本發明提供了一種聚乙二醇馬來酰亞胺?苯乙烯類型共聚物上漿劑及其制法和應用。所述上漿劑包括聚乙二醇馬來酰亞胺?苯乙烯類型共聚物、乳化劑和水，其中所述乳化劑為水性乳化劑。本發明所述聚乙二醇馬來酰亞胺?苯乙烯類型共聚物上漿劑，與常用的馬來酰亞胺類樹脂基體具有很好的相容性，可提升碳纖維與馬來酰亞胺類樹脂基體的粘結強度，并能同時起到提升碳纖維耐磨性、降低碳纖維毛絲量和調節碳纖維硬挺度的作用。本發明制備操作簡便，易于實施，具有良好商業前景。

技術領域

本發明涉及纖維制造領域，具體地說，是涉及一種聚乙二醇馬來酰亞胺-苯乙烯類型共聚物上漿劑及其制法和應用。該上漿劑能有效改善碳纖維耐熱性能，并提升碳纖維與聚乙二醇馬來酰亞胺類和聚苯乙烯類樹脂基體之間的界面性能。

背景技術

碳纖維是一種由碳元素組成的特種纖維材料，碳纖維增強復合材料(CFRP)是以碳纖維為增強材料與樹脂、金屬、陶瓷等基體復合而制成的材料。舉例來說，碳纖維可與聚馬來酰亞胺復合制備碳纖維/聚馬來酰亞胺復合材料，碳纖維具有比強度和比模量高的特點，能夠顯著提升復合材料的力學性能。由N取代馬來酰亞胺單體和苯乙烯基單體組成的共聚物有耐熱性好、聚合方法多樣和工藝性好的特點，常被用于汽車、電視機和冰箱的制造當中。聚苯乙烯是一種無定型高分子聚合物，由于側鏈的苯環體積較大，因此聚苯乙烯的剛度較大且較脆，因此可通過添加共聚單體以改善聚苯乙烯的性能。N取代馬來酰亞胺具有五元平面環結構，常作為耐熱性單體與其他單體共聚以提升聚合物材料的耐熱性。由于碳纖維表面活性基團較少，且N取代馬來酰亞胺單體和苯乙烯基單體組成的共聚物水溶性較差，兩者難以緊密結合。目前市售的聚酰亞胺為設計的碳纖維上漿劑雖然種類繁多，但針對N取代馬來酰亞胺單體和苯乙烯基單體共聚物設計的上漿劑較少，因此設計適用于碳纖維/馬來酰亞胺-苯乙烯共聚物復合材料的上漿劑便具有了很高的實用價值。

環氧樹脂是一種具有優異的力學性能、穩定性和絕緣性的熱固性樹脂，是一種碳纖維增強復合材料中常用的基體，被廣泛應用于航空材料、工程材料等領域。近年來，航空工業的發展對復合材料的耐熱性提出了更高的要求，環氧類上漿劑由于耐熱性不足，在高溫加工和長期使用中易分解，無法滿足在高溫環境下的使用。因此可在上漿劑的制備中添加耐高溫聚合物以提升復合材料的耐高溫性能，專利CN104695228A公開了一種碳纖維用熱塑性乳液上漿劑的制備方法，其中介紹了利用聚苯基馬來酰亞胺共聚物與ABS共混作為主漿料制備上漿劑的方法，即將環氧樹脂制備成溶液后，再與乳化劑和去離子水攪拌至形成乳液，該種制備手段可被用于制備多種不同類型的上漿劑，即將具有耐熱性的聚馬來酰亞胺共聚物加入上漿劑以獲得耐熱性上漿劑。

發明內容

為了解決以上現有技術中存在的問題，本發明首先制備得到了一種聚乙二醇馬來酰亞胺-苯乙烯類型共聚物，然后將所述聚乙二醇馬來酰亞胺-苯乙烯類型共聚物與樹脂乳液混合制備了一種聚乙二醇馬來酰亞胺-苯乙烯類型共聚物上漿劑，該上漿劑具有可變的主劑構型，并具有較強的親水性能和耐熱性，因而在制備復合材料領域擁有較好的應用前景。

本發明目的之一為提供一種聚乙二醇馬來酰亞胺-苯乙烯類型共聚物上漿劑，包括聚乙二醇馬來酰亞胺-苯乙烯類型共聚物、乳化劑和水，其中所述乳化劑為水性乳化劑。

本發明技術方案中，所述聚乙二醇馬來酰亞胺-苯乙烯類型共聚物優選具有式I所示結構式：

其中n為1～50，優選地，n為2～20；

R₁為中的一種；

p為1～50，q為1～50，優選地p為3～20，q為4～20；

R₂為-OH、-O-CH₃、-CH₂-COOH、-SH、中的一種；