[發明專利]一種超高分子量聚乙烯纖維增強材料及其制備方法

有效

• 申請號: 202111346951.0
• 申請日: 2021-11-15
• 公開（公告）號: CN113957717B
• 公開（公告）日: 2023-05-23
• 發明（設計）人: 石杰;張玉柱;方祥
• 申請（專利權）人: 安徽華燁特種材料有限公司
• 主分類號: D06M15/564
• 分類號: D06M15/564;D06M15/53;D06M13/203;D06M15/41;D06M15/693;C08J5/06;C08L7/00;C08L23/06;D06M101/20
• 代理公司: 蕪湖安匯知識產權代理有限公司 34107
• 代理人: 任晨晨

本發明提供的一種超高分子量聚乙烯增強材料及其制備方法，包括三浴法浸膠，使用第一浴浸膠液、第二浴浸膠液和第三浴浸膠液分別浸膠處理；本發明第一浴浸膠液采用水基環氧樹脂、二甲基吡唑封閉異氰酸酯和酸性金屬氧化催化劑，第二浴浸膠液采用甲基丙烯酸鋅或丙烯酸鋅等的水基混合物。第二浴浸膠液采用間苯二酚、糠醛的縮聚反應生產的RF樹脂的水溶液和VPL、NRL、CRL、SBRL中的一種或幾種膠乳的混合溶液。采用本發明方法處理的超高分子量聚乙烯纖維，處理后增強纖維與橡膠界面粘結性能。

技術領域

本發明屬于材料領域，具體涉及一種超高分子量聚乙烯纖維增強材料及其制備方法。

背景技術

當今世界三大高性能纖維是：芳綸、碳纖維、超高分子量聚乙烯纖維，當前由于技術問題芳綸僅有小量生產；碳纖維尚處在試驗和初級生產階段，產品只能應用在耐磨填料等領域；超高分子量聚乙烯纖維高比強度，高比模量，比強度是同等截面鋼絲的十多倍，由于超高分子量聚乙烯纖維具有眾多的優異特性，它在高性能纖維市場上，包括從海上油田的系泊繩到高性能輕質復合材料方面均顯示出極大的優勢，在現代化戰爭和航空、航天、海域防御裝備等領域發揮著舉足輕重的作用。

但是，超高分子量聚乙烯纖維表面缺乏活性化學基團，導致其界面粘結性能較差，很難達到應用于工況環境下的界面力學性能。

發明內容

本發明的目的在于提供一種超高分子量聚乙烯纖維增強材料及其制備方法，通過三浴法浸膠處理超高分子量聚乙烯纖維，處理后增強纖維與橡膠界面粘結性能。

本發明具體技術方案如下：

一種超高分子量聚乙烯纖維增強材料的制備方法，包括三浴法浸膠，使用第一浴浸膠液、第二浴浸膠液和第三浴浸膠液分別浸膠處理；

第一浴浸膠液包括以下質量份原料：

所述酸性金屬氧化選自CrO₃、Mn₂O₇、Tc₂O₇或OsO任意一種或者2種復配；

優選的采用CrO₃、Mn₂O₇進行復配，質量比為5-1：3-10，更優選的質量比為1:1；

所述二甲基吡唑封閉異氰酸酯的質量濃度為50％；

所述環氧樹脂質量濃度為100％；

所述二(三乙醇胺)鈦酸二異丙酯的質量濃度80％；

所述第一浴浸膠液的制備方法為：反應釜中先放入1000份的去離子水，將配方量的二(三乙醇胺)鈦酸二異丙酯加入，攪拌速度為150轉/分，攪拌10分鐘，接著加入酸性金屬氧化物，連續攪拌1小時；接著加入配方量環氧樹脂攪拌3小時，將攪拌速度調整為60轉/分，加入二甲基吡唑封閉異氰酸酯，攪拌30分鐘后停下；備用。

所述第一浴浸膠液總質量濃度為3-5.5％，pH值為3.5-5.5。

所述第二浴浸膠液包括以下質量份原料：

所述第二浴浸膠液的制備方法為：反應釜中加入500份的去離子水，水溫控制在25-45℃，加入聚乙二醇，攪拌3-5小時，攪拌速度20轉/分，待聚乙二醇全部溶解后，加入配方量甲基丙烯酸鋅或丙烯酸鋅，采用超聲波儀對反應釜內混合液進行超聲震蕩，頻率為40KHZ，超聲處理時間30分鐘-1小時；最后將反應形成的懸浮液體移送至高壓噴淋設備，待用。

所述第二浴浸膠液總質量濃度為15-20％，pH值為7.8-9.5。

所述第三浴浸膠液包括以下質量份原料：