[發明專利]一種耐高溫的水性碳纖維通用上漿劑及制備方法和應用

有效

• 申請號: 202110793567.9
• 申請日: 2021-07-14
• 公開（公告）號: CN113430831B
• 公開（公告）日: 2022-10-25
• 發明（設計）人: 陳玉潔;郭宇通;王杰統;李華;劉河洲
• 申請（專利權）人: 上海交通大學
• 主分類號: D06M15/53
• 分類號: D06M15/53;C08G65/48;D06M101/40
• 代理公司: 上海科盛知識產權代理有限公司 31225
• 代理人: 蔣亮珠

1.一種耐高溫的水性碳纖維通用上漿劑，其特征在于，按重量百分數計算，由0.1％-10％磺化聚醚酮酮和80-99％去離子水組成；

所述上漿劑通過以下方法制得：

(1)首先將濃硫酸和聚醚酮酮粉末按照比例加入到燒瓶中，控制溫度為30-60℃，攪拌；

(2)將(1)中得到的反應產物在低速攪拌下緩慢滴加到去離子水中，隨后進行超聲洗滌以除去其中的富裕濃硫酸，并持續調節pH值；

(3)將(2)中得到的產物進行過濾，并在50-80℃的條件下真空烘干8-48小時；

(4)將(3)中得到的產物按比例添加到去離子水中，控制溫度為50-80℃并攪拌得到均勻的水性上漿劑；

所述的磺化聚醚酮酮具有如下所示結構通式：

n為大于1的整數。

2.一種如權利要求1所述的耐高溫的水性碳纖維通用上漿劑的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

(1)首先將濃硫酸和聚醚酮酮粉末按照比例加入到燒瓶中，控制溫度為30-60℃，攪拌；

(2)將(1)中得到的反應產物在低速攪拌下緩慢滴加到去離子水中，隨后進行超聲洗滌以除去其中的富裕濃硫酸，并持續調節pH值；

(3)將(2)中得到的產物進行過濾，并在50-80℃的條件下真空烘干8-48小時；

(4)將(3)中得到的產物按比例添加到去離子水中，控制溫度為50-80℃并攪拌得到均勻的水性上漿劑。

3.根據權利要求2所述的耐高溫的水性碳纖維通用上漿劑的制備方法，其特征在于，步驟(1)所述濃硫酸和聚醚酮酮粉末的重量百分含量如下：1％-15％聚醚酮酮，85％-99％濃硫酸；

所述的聚醚酮酮的結構通式如下所示：

n為大于1的整數；

硫酸濃度為質量分數為98％的硫酸。

4.根據權利要求2所述的耐高溫的水性碳纖維通用上漿劑的制備方法，其特征在于，步驟(1)中攪拌的速度為200-400r/min，攪拌時間為48-96h。

5.根據權利要求2所述的耐高溫的水性碳纖維通用上漿劑的制備方法，其特征在于，步驟(2)攪拌速度為30-80r/min,滴加速度為2-5ml/min；

去離子水保持溫度為0-2℃；

去離子水洗脫過程采用超聲-離心的方法，超聲功率為100％，超聲時間為8-30min；離心速度為4000-9000r/min，離心時間為10-30min；

pH值調節為7。

6.根據權利要求2所述的耐高溫的水性碳纖維通用上漿劑的制備方法，其特征在于，步驟(4)攪拌速度為200-500r/min，攪拌時間為1-10h。

7.一種如權利要求1所述的耐高溫的水性碳纖維通用上漿劑的應用，其特征在于，將所述上漿劑對碳纖維采用浸潤法或噴涂法進行上漿處理。

8.根據權利要求7所述的耐高溫的水性碳纖維通用上漿劑的應用，其特征在于，對碳纖維采用浸潤法上漿處理，具體步驟為：

將碳纖維浸潤到上漿劑中，控制溫度為50-80℃，在超聲條件下上漿處理0.5-2h，完成上漿處理的碳纖維轉移到烘箱中，并控制溫度為100-150℃，烘干12-96h。

9.根據權利要求7所述的耐高溫的水性碳纖維通用上漿劑的應用，其特征在于，對碳纖維采用噴涂法上漿處理，具體步驟為：

將上漿劑均勻噴涂至碳纖維表面，完成上漿的碳纖維轉移到烘箱中，控制溫度為100-150℃，烘干24-96h。