CN105568694A - 一种热塑性上浆剂及其制备方法与应用 - Google Patents

一种热塑性上浆剂及其制备方法与应用 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种热塑性上浆剂及其制备方法与应用,包括如下组分:1wt%-10wt%环状苯硫醚或环状苯硫醚混合物;0.1wt%-1wt%悬浮稳定剂;0.1wt%-1wt%催化剂;10wt%-30wt%有机溶剂;68wt%-85wt%水。制备方法:取悬浮稳定剂加入水中,搅拌均匀;再将环状苯硫醚或环状苯硫醚混合物和催化剂分散于有机溶剂后加入,在300-1000r/min转速下搅拌0.5-2小时;然后在5000-10000r/min转速下高速搅拌0.5-1.0小时,即得。本发明所得的热塑性上浆剂的耐热性好,且能降低对纤维的表面张力,提高热塑性上浆剂对纤维的浸润性,将其应用并制成纤维增强聚苯硫醚复合材料,在纤维表面形成一薄层的聚苯硫醚树脂层,有利于增加纤维和聚苯硫醚树脂基体之间的浸润性,显著提高纤维增强聚苯硫醚复合材料的界面性能。

Description

一种热塑性上浆剂及其制备方法与应用
技术领域
本发明涉及纤维表面改性技术领域,特别涉及一种热塑性上浆剂及其制备方法与应用。
背景技术
在纤维增强树脂基复合材料中,树脂基体和增强纤维本身的性能在一定程度上决定了复合材料制品的综合性能,而增强纤维和树脂基体之间的界面性能却起着最为关键的作用。目前,商用玻璃纤维的增强型浸润剂多为不饱和聚酯树脂、环氧树脂、乙烯基树脂、酚醛树脂等;商用碳纤维上浆剂的主要成份多为环氧树脂、聚氨酯等,如中国专利CN102321976A、CN101858038B、CN101880967B等专利采用配制上浆剂对碳纤维进行表面改性。但上述这些纤维表面的浸润剂或上浆剂与多数热塑性树脂基体匹配性欠佳,因此导致纤维增强热塑性树脂基复合材料的界面性能差,这很大程度上限制了纤维增强热塑性树脂基复合材料优异力学性能的发挥。
环状聚苯硫醚或其混合物具有突出的耐高温性能、阻燃性和耐腐蚀性,同时具有良好的力学性能和尺寸稳定性,更被美国航天局称为“八大”宇航材料之一,因此,纤维增强聚苯硫醚复合材料在航空航天等领域具有广泛的应用。但环状聚苯硫醚或其混合物的加工成型温度往往高于300℃,而上述商用纤维表面的浸润剂或上浆剂的主要树脂成份在此温度范围会发生明显的热降解,耐热性差,且有可能导致纤维和环状聚苯硫醚或其混合物基体之间形成弱界面层,降低纤维增强聚苯硫醚复合材料的界面性能。
发明内容
为了克服现有纤维浸润剂或上浆剂耐热性差,制备的纤维增强聚苯硫醚复合材料界面性能弱的问题,本发明的首要目的是提供一种耐热性好,能够提高对纤维的浸润性,显著提高纤维增强聚苯硫醚复合材料界面性能的热塑性上浆剂。
本发明的另一个目的是提供上述热塑性上浆剂的制备方法。
本发明的再一目的是提供上述热塑性上浆剂的用途。
本发明是通过如下技术方案来实现的:
一种热塑性上浆剂,按重量百分比计,包括如下组分:
环状苯硫醚或环状苯硫醚混合物1wt%-10wt%;
悬浮稳定剂0.1wt%-1wt%;
催化剂0.1wt%-1wt%;
有机溶剂10wt%-30wt%;
水68wt%-85wt%。
其中,所述环状苯硫醚的结构式如I所示,结构式中1,4-二取代亚苯基与硫原子交替连接而成,其中聚合度n为正整数,优选n=4-15;
I;
所述环状苯硫醚混合物为两种或两种以上含有不同聚合度n的环状苯硫醚混合物;优选为聚合度n=4-15的环状苯硫醚混合物。
其中,所述悬浮稳定剂选自聚乙烯吡咯烷酮、聚丙烯酰胺、聚氧化乙烯壬基酚醚中的一种或几种。
其中,所述催化剂选自2,2′-二硫代二苯并噻吩DTB和/或硫粉。
其中,所述有机溶剂选自乙醇、丙酮、N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺中的一种或几种。
本发明还提供了一种上述热塑性上浆剂的制备方法,包括如下步骤:
取悬浮稳定剂加入水中,搅拌均匀;再将环状苯硫醚或环状苯硫醚混合物和催化剂分散于有机溶剂后加入,在300-1000r/min转速下搅拌0.5-2小时;然后在5000-10000r/min转速下高速搅拌0.5-1.0小时,上述操作均在30-50℃下进行,即得热塑性上浆剂。
此外,本发明还提供了一种上述热塑性上浆剂的应用:将未上浆的纤维丝束以0.05-2m/min的走丝速度经过加有上述热塑性上浆剂的浆槽进行浸润,浸润后的纤维在温度为300-380℃的烘干炉中烘干2-15min。
本发明所述热塑性上浆剂的环状苯硫醚或环状苯硫醚混合物在300-380℃的烘干过程中会发生开环聚合生成分子量为5000-15000g/mol的线型聚苯硫醚,从而在纤维表面形成一薄层的聚苯硫醚树脂层,有利于增加纤维和树脂基体之间的浸润性,显著提高纤维增强聚苯硫醚复合材料的界面性能。
本发明与现有技术相比,有益效果如下:
1)本发明所得的热塑性上浆剂的耐热性好,且能降低对纤维的表面张力,提高热塑性上浆剂对纤维的浸润性,将其应用并制成纤维增强聚苯硫醚复合材料,由于热塑性上浆剂的环状苯硫醚或环状苯硫醚混合物在300-380℃的烘干过程中会发生开环聚合生成分子量为5000-15000g/mol的线型聚苯硫醚,从而在纤维表面形成一薄层的聚苯硫醚树脂层,有利于增加纤维和聚苯硫醚树脂基体之间的浸润性,显著提高纤维增强聚苯硫醚复合材料的界面性能。
2)本发明所得的热塑性上浆剂的制备方法简单,应用于纤维操作简单,有效。
具体实施方式
下面通过具体实施方式来进一步说明本发明,以下实施例为本发明较佳的实施方式,但本发明的实施方式并不受下述实施例的限制。
现对实施例及对比例所用的原材料做如下说明,但不限于这些材料:
聚乙烯吡咯烷酮(Mn=8000):阿拉丁试剂公司,K16-18;
聚乙烯吡咯烷酮(Mn=10000):阿拉丁试剂公司,K13-18;
聚乙烯吡咯烷酮(Mn=240000):阿拉丁试剂公司,K23-27;
阴离子型聚丙烯酰胺(Mn=300万):国药集团化学试剂有限公司,产品编号30149660;
壬基酚聚氧化乙烯醚:阿拉丁试剂公司,Pubchem编号24886745;
聚合度n=4-15的环状苯硫醚混合物:昊华西南化工有限责任公司工业浆料;
环状苯硫醚七聚体:自提纯制备;
环状苯硫醚六聚体:自提纯制备;
2,2′-二硫化二苯并噻唑(DTB):阿拉丁试剂公司,PubChem编号24893650。
各性能指标的测试标准或方法:
热分解温度Td5(5%质量损失时的热失重温度):测试条件:在空气气氛条件下,以20oC/min的升温速率,从室温扫描升温至1000oC,测得样品的热失重(TGA)曲线,样品5%质量损失时的热失重温度记为热分解温度Td5
层间剪切强度ILSS:根据ASTMD2344聚合物基复合材料及层状复合材料短梁法测定。
实施例1:热塑性上浆剂的制备
一种热塑性上浆剂,按重量百分比计,包括如下组分:4.72wt%环状苯硫醚混合物(聚合度n=4-15),0.45wt%聚乙烯吡咯烷酮(Mn=8000),0.23wt%2,2′-二硫化二苯并噻唑(DTB),15.8wt%乙醇,78.8wt%水;
一种热塑性上浆剂的制备方法,包括如下步骤:取0.45wt%(1.5g)聚乙烯吡咯烷酮(Mn=8000)加入78.8wt%(250g)水中,搅拌均匀;再将4.72wt%(15g)环状苯硫醚混合物(聚合度n=4-15)和0.23wt%(0.75g)2,2′-二硫化二苯并噻唑(DTB)分散于15.8wt%(50g)乙醇后加入,在300r/min转速下搅拌0.5小时;然后在7000r/min转速下高速搅拌0.5小时,上述操作均在30℃下进行,即得热塑性上浆剂;对热塑性上浆剂在温度300-380℃恒温反应2~15min后,对获得的线性聚苯硫醚的热分解温度Td5(5%质量损失时的热失重温度)进行测试,数据见表1。
实施例2
一种热塑性上浆剂,按重量百分比计,包括如下组分:2.6wt%环状苯硫醚混合物(聚合度n=4-15),0.25wt%聚丙烯酰胺(Mn=3000),0.25wt%2,2′-二硫化二苯并噻唑(DTB),13.1wt%乙醇,83.8wt%水;
一种热塑性上浆剂的制备方法,包括如下步骤:取0.25wt%(1.0g)聚丙烯酰胺(Mn=3000)加入83.8wt%(320g)水中,搅拌均匀;再将2.6wt%(10g)环状苯硫醚混合物(聚合度n=4-15)和0.25wt%(1.0g)2,2′-二硫化二苯并噻唑(DTB)分散于13.1wt%(50g)乙醇后加入,在600r/min转速下搅拌1.0小时;然后在8000r/min转速下高速搅拌40分钟,上述操作均在40℃下进行,即得热塑性上浆剂;;对热塑性上浆剂在温度300-380℃恒温反应2-15min后,对获得的线性聚苯硫醚的热分解温度Td5(5%质量损失时的热失重温度)进行测试,数据见表1。
实施例3
一种热塑性上浆剂,按重量百分比计,包括如下组分:3.8wt%环状苯硫醚混合物(聚合度n=4-15),0.4wt%聚乙烯吡咯烷酮(Mn=10000),0.4wt%2,2′-二硫化二苯并噻唑(DTB),19.1wt%丙酮,76.3wt%水;
一种热塑性上浆剂的制备方法,包括如下步骤:取0.4wt%(1.0g)聚乙烯吡咯烷酮(Mn=10000)加入76.3wt%(200g)水中,搅拌均匀;再将3.8wt%(10g)环状苯硫醚混合物(聚合度n=4-15)和0.4wt%(1.0g)2,2′-二硫化二苯并噻唑(DTB)分散于19.1wt%(50g)丙酮后加入,在1000r/min转速下搅拌2.0小时;然后在8000r/min转速下高速搅拌40分钟,上述操作均在30℃下进行,即得热塑性上浆剂;;对热塑性上浆剂在温度300-380℃恒温反应2-15min后,对获得的线性聚苯硫醚的热分解温度Td5(5%质量损失时的热失重温度)进行测试,数据见表1。
实施例4
一种热塑性上浆剂,按重量百分比计,包括如下组分:7.3wt%环状苯硫醚混合物(聚合度n=4-15),0.8wt%聚氧化乙烯壬基酚醚,0.6wt%2,2′-二硫代二苯并噻吩DTB,18.3wt%乙醇,73wt%水;
一种热塑性上浆剂的制备方法,包括如下步骤:取0.8wt%(2.0g)壬基酚聚氧化乙烯醚加入73wt%(200g)水中,搅拌均匀;再将7.3wt%(20g)环状苯硫醚混合物(聚合度n=4-15)和0.6wt%(1.5g)2,2′-二硫代二苯并噻吩DTB分散于18.3wt%(50g)乙醇后加入,在800r/min转速下搅拌1.0小时;然后在8000r/min转速下高速搅拌40分钟,上述操作均在40℃下进行,即得热塑性上浆剂;;对热塑性上浆剂在温度300-380℃恒温反应2~15min后,对获得的线性聚苯硫醚的热分解温度Td5(5%质量损失时的热失重温度)进行测试,数据见表1。
实施例5
一种热塑性上浆剂,按重量百分比计,包括如下组分:5.6wt%环状苯硫醚混合物(聚合度n=4-15),0.34wt%聚丙烯酰胺(Mn=300万),0.56wt%2,2′-二硫代二苯并噻吩DTB,18.7wt%乙醇,74.8wt%水;
一种热塑性上浆剂的制备方法,包括如下步骤:取0.34wt%(1.0g)聚丙烯酰胺(Mn=300万)加入74.8wt%(200g)水中,搅拌均匀;再将5.6wt%(15g)环状苯硫醚混合物(聚合度n=4-15)和0.56wt%(1.5g)2,2′-二硫化二苯并噻唑(DTB)分散于18.7wt%(50g)乙醇后加入,在500r/min转速下搅拌1.0小时;然后在8000r/min转速下高速搅拌40分钟,上述操作均在40℃下进行,即得热塑性上浆剂;;对热塑性上浆剂在温度300-380℃恒温反应2-15min后,对获得的线性聚苯硫醚的热分解温度Td5(5%质量损失时的热失重温度)进行测试,数据见表1。
实施例6
一种热塑性上浆剂,按重量百分比计,包括如下组分:2.76wt%环状苯硫醚六聚体,0.28wt%聚乙烯吡咯烷酮(Mn=240000),0.28wt%2,2′-二硫代二苯并噻吩DTB,13.8wt%乙醇,82.88wt%水;
一种热塑性上浆剂的制备方法,包括如下步骤:取0.28wt%(1.0g)聚乙烯吡咯烷酮(Mn=240000)加入82.88wt%(300g)水中,搅拌均匀;再将2.76wt%(10g)环状苯硫醚六聚体和0.28wt%(1.0g)2,2′-二硫代二苯并噻吩DTB分散于13.8wt%(50g)乙醇后加入,在600r/min转速下搅拌1.0小时;然后在8000r/min转速下高速搅拌40分钟,上述操作均在40℃下进行,即得热塑性上浆剂;;对热塑性上浆剂在温度300-380℃恒温反应2~15min后,对获得的线性聚苯硫醚的热分解温度Td5(5%质量损失时的热失重温度)进行测试,数据见表1。
实施例7:热塑性上浆剂的制备
一种热塑性上浆剂,按重量百分比计,包括如下组分:3.4wt%环状苯硫醚混合物(聚合度n=4-15),0.4wt%聚乙烯吡咯烷酮(Mn=8000),0.2wt%硫粉,27.4wt%乙醇,68.6wt%水;
一种热塑性上浆剂的制备方法,包括如下步骤:取0.4wt%(1.5g)聚乙烯吡咯烷酮(Mn=8000)加入68.6wt%(300g)水中,搅拌均匀;再将3.4wt%(15g)环状苯硫醚混合物(聚合度n=4-15)和0.2wt%(0.75g)硫粉分散于27.4wt%(120g)乙醇后加入,在300r/min转速下搅拌0.5小时;然后在7000r/min转速下高速搅拌0.5小时,上述操作均在30℃下进行,即得热塑性上浆剂;;对热塑性上浆剂在温度300-380℃恒温反应2~15min后,对获得的线性聚苯硫醚的热分解温度Td5(5%质量损失时的热失重温度)进行测试,数据见表1。
应用实施例1:热塑性上浆剂的应用
一种碳纤维/聚苯硫醚复合材料,由以下步骤制备得到:
将未上浆的碳纤维丝束以0.1m/min的走丝速度经过实施例1所制得的热塑性上浆剂的浆槽,再经过温度为320℃烘干炉,烘干时间为10min,将烘干集束的上浆碳纤维收卷备用;
将上浆后的碳纤维以0度方向排布,幅宽为50cm,上下两层铺放聚苯硫醚薄膜,匀速的经过320℃的热压辊,随后进入冷却辊,最后获得单向碳纤维/聚苯硫醚复合材料的预浸料;
再将预浸料裁剪成40cm×40cm,以[0o/45o/90o/45o45o0o]铺层,放入温度为330℃的平板硫化机中,压力为0.15Mpa,保压时间为8min,冷却,即得碳纤维/聚苯硫醚复合材料板。
应用实施例2:热塑性上浆剂的应用
一种碳纤维/聚苯硫醚复合材料,由以下步骤制备得到:
将未上浆的碳纤维丝束以0.2m/min的走丝速度经过实施例2所制得的热塑性上浆剂的浆槽,再经过温度为320℃烘干炉,烘干时间为8min,将烘干集束的上浆碳纤维收卷备用;
将上浆后的碳纤维以0度方向排布,幅宽为50cm,上下两层铺放聚苯硫醚薄膜,匀速的经过320℃的热压辊,随后进入冷却辊,最后获得单向碳纤维/聚苯硫醚复合材料的预浸料;
再将预浸料裁剪成40cm×40cm,以[0o/45o/90o/45o45o0o]铺层,放入温度为330℃的平板硫化机中,压力为0.15Mpa,保压时间为8min,冷却,即得碳纤维/聚苯硫醚复合材料板。
应用实施例3:热塑性上浆剂的应用
一种碳纤维/聚苯硫醚复合材料,由以下步骤制备得到:
将未上浆的碳纤维丝束以0.1m/min的走丝速度经过实施例3所制得的热塑性上浆剂的浆槽,再经过温度为320℃烘干炉,烘干时间为10min,将烘干集束的上浆碳纤维收卷备用;
将上浆后的碳纤维以0度方向排布,幅宽为50cm,上下两层铺放聚苯硫醚薄膜,匀速的经过320℃的热压辊,随后进入冷却辊,最后获得单向碳纤维/聚苯硫醚复合材料的预浸料;
再将预浸料裁剪成40cm×40cm,以[0o/+45o/90o/-45o]4s铺层,放入温度为330℃的平板硫化机中,压力为0.15Mpa,保压时间为8min,冷却,即得碳纤维/聚苯硫醚复合材料板。
应用实施例4:热塑性上浆剂的应用
一种碳纤维/聚苯硫醚复合材料,由以下步骤制备得到:
将未上浆的碳纤维丝束以0.5m/min的走丝速度经过实施例4所制得的热塑性上浆剂的浆槽,再经过温度为320℃烘干炉,烘干时间为3min,将烘干集束的上浆碳纤维收卷备用;
将上浆后的碳纤维以0度方向排布,幅宽为50cm,上下两层铺放聚苯硫醚薄膜,匀速的经过320℃的热压辊,随后进入冷却辊,最后获得单向碳纤维/聚苯硫醚复合材料的预浸料
再将预浸料裁剪成40cm×40cm,以[0o/+45o/90o/-45o]4s铺层,放入温度为330℃的平板硫化机中,压力为0.15Mpa,保压时间为8min,冷却,即得碳纤维/聚苯硫醚复合材料板。
应用实施例5:热塑性上浆剂的应用
一种碳纤维/聚苯硫醚复合材料,由以下步骤制备得到:
将未上浆的碳纤维丝束以0.1m/min的走丝速度经过实施例6所制得的热塑性上浆剂的浆槽,再经过温度为340℃烘干炉,烘干时间为10min,将烘干集束的上浆碳纤维收卷备用;
将上浆后的碳纤维以0度方向排布,幅宽为50cm,上下两层铺放聚苯硫醚薄膜,匀速的经过320℃的热压辊,随后进入冷却辊,最后获得单向碳纤维/聚苯硫醚复合材料的预浸料;
再将预浸料裁剪成40cm×40cm,以[0o/+45o/90o/-45o]4s铺层,放入温度为330℃的平板硫化机中,压力为0.15Mpa,保压时间为8min,冷却,即得碳纤维/聚苯硫醚复合材料板。
应用实施例6:热塑性上浆剂的应用
一种玻璃纤维/聚苯硫醚复合材料,由以下步骤制备得到:
将未上浆的玻璃纤维丝束以0.1m/min的走丝速度经过实施例5所制得的热塑性上浆剂的浆槽,再经过温度为320℃烘干炉,烘干时间为10min,将烘干集束的上浆碳纤维收卷备用;
将上浆后的玻璃纤维以0度方向排布,幅宽为50cm,上下两层铺放聚苯硫醚薄膜,匀速的经过320℃的热压辊,随后进入冷却辊,最后获得单向碳纤维/聚苯硫醚复合材料的预浸料;
再将预浸料裁剪成40cm×40cm,以[0o/+45o/90o/-45o]4s铺层,放入温度为330℃的平板硫化机中,压力为0.15Mpa,保压时间为8min,冷却,即得玻璃纤维/聚苯硫醚复合材料板。
对比例1:商用碳纤维上浆剂的应用
一种碳纤维/聚苯硫醚复合材料,由以下步骤制备得到:
将未上浆的碳纤维丝束以1.0m/min的走丝速度经过商用碳纤维上浆剂BH-681(东莞黑马化工有限公司)的浆槽,再经过温度为100℃烘干炉,烘干时间为3min,将烘干集束的上浆碳纤维收卷备用;
将上浆后的碳纤维以0度方向排布,幅宽为50cm,上下两层铺放聚苯硫醚薄膜,匀速的经过320℃的热压辊,随后进入冷却辊,最后获得单向碳纤维/聚苯硫醚复合材料的预浸料;
再将预浸料裁剪成40cm×40cm,以[0o/+45o/90o/-45o]4s铺层,放入温度为330℃的平板硫化机中,压力为0.15Mpa,保压时间为8min,冷却,即得碳纤维/聚苯硫醚复合材料板。
对比例2:商用玻璃纤维浸润剂的应用
一种玻璃纤维/聚苯硫醚复合材料,由以下步骤制备得到:
将未上浆的玻璃纤维丝束以1.0m/min的走丝速度经过商用玻璃纤维浸润剂(NeoxilPS9600)的浆槽,再经过温度为100℃烘干炉,烘干时间为3min,将烘干集束的上浆碳纤维收卷备用;
将上浆后的玻璃纤维以0度方向排布,幅宽为50cm,上下两层铺放聚苯硫醚薄膜,匀速的经过320℃的热压辊,随后进入冷却辊,最后获得单向碳纤维/聚苯硫醚复合材料的预浸料;
再将预浸料裁剪成40cm×40cm,以[0o/+45o/90o/-45o]4s铺层,放入温度为330℃的平板硫化机中,压力为0.15Mpa,保压时间为8min,冷却,即得玻璃纤维/聚苯硫醚复合材料板。
表1实施1-7所得的热塑性上浆剂开环聚合后制备的聚苯硫醚和对比例1的商用碳纤维上浆剂以及对比例2的玻璃纤维浸润剂的热分解温度
实施例1 实施例2 实施例3 实施例4 实施例5 实施例6 实施例7 对比例1 对比例2
热分解温度(Td5,℃) 460 478 482 470 485 491 480 287 303
表2应用实施例1-6及对比例1-2的性能指标测试结果
应用实施例1 应用实施例2 应用实施例3 应用实施例4 应用实施例5 应用实施例6 对比例1 对比例2
层间剪切强度(Mpa) 76.5 80.2 87.4 79.8 84.7 66.9 56.2 48.7

Claims (7)

1.一种热塑性上浆剂,其特征在于,按重量百分比计,包括如下组分:
环状苯硫醚或环状苯硫醚混合物1wt%-10wt%;
悬浮稳定剂0.1wt%-1wt%;
催化剂0.1wt%-1wt%;
有机溶剂10wt%-30wt%;
水68wt%-85wt%。
2.根据权利要求1所述的热塑性上浆剂,其特征在于,所述环状苯硫醚的结构式如I所示,结构式中1,4-二取代亚苯基与硫原子交替连接而成,其中聚合度n为正整数,优选n=4-15;
I;
所述环状苯硫醚混合物为两种或两种以上含有不同聚合度n的环状苯硫醚混合物;优选为聚合度n=4-15的环状苯硫醚混合物。
3.根据权利要求1所述的热塑性上浆剂,其特征在于,所述悬浮稳定剂选自聚乙烯吡咯烷酮、聚丙烯酰胺、聚氧化乙烯壬基酚醚中的一种或几种。
4.根据权利要求1所述的热塑性上浆剂,其特征在于,所述催化剂选自2,2′-二硫代二苯并噻吩DTB和/或硫粉。
5.根据权利要求1所述的热塑性上浆剂,其特征在于,所述有机溶剂选自乙醇、丙酮、N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺中的一种或几种。
6.一种权利要求1-5任一项所述的热塑性上浆剂的制备方法,包括如下步骤:
取悬浮稳定剂加入水中,搅拌均匀;再将环状苯硫醚或环状苯硫醚混合物和催化剂分散于有机溶剂后加入,在300-1000r/min转速下搅拌0.5-2小时;然后在5000-10000r/min转速下高速搅拌0.5-1.0小时,上述操作均在30-50℃下进行,即得热塑性上浆剂。
7.一种如权利要求1-5任一项所述的热塑性上浆剂的应用,其特征在于:将未上浆的纤维丝束以0.05-2m/min的走丝速度经过加有上述热塑性上浆剂的浆槽进行浸润,浸润后的纤维在温度为300-380℃的烘干炉中烘干2-15min。
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Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107163291A (zh) * 2017-07-11 2017-09-15 四川大学 一种碳纤维/聚苯硫醚复合材料及其制备方法
CN107354753A (zh) * 2017-07-28 2017-11-17 北京玻钢院复合材料有限公司 碳纤维用上浆剂及制备方法和应用
CN108004779A (zh) * 2016-10-28 2018-05-08 中国石油化工股份有限公司 一种碳纤维用聚芳醚酮树脂基悬浮液上浆剂及其制备方法
CN108951173A (zh) * 2017-05-19 2018-12-07 中国科学院宁波材料技术与工程研究所 一种基于环状苯硫醚热开环聚合的高性能热塑性上浆剂及其制法
CN109722742A (zh) * 2017-10-27 2019-05-07 中国石油化工股份有限公司 一种聚苯硫醚树脂基复合材料用碳纤维及其制备方法
CN109722902A (zh) * 2017-10-27 2019-05-07 中国石油化工股份有限公司 一种聚苯硫醚树脂基碳纤维悬浮液上浆剂及其制备方法
CN110042663A (zh) * 2019-04-17 2019-07-23 镇江市高等专科学校 一种碳纤维束的制造方法

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1333734A (zh) * 1998-12-23 2002-01-30 欧文斯科尔宁格公司 用于玻璃纤维和可注塑的聚合物的非水上浆体系
CN102978936A (zh) * 2012-11-27 2013-03-20 金发科技股份有限公司 一种乳液型碳纤维用上浆剂及其制备方法和用途
CN104072772A (zh) * 2014-07-11 2014-10-01 四川宝利丰科技有限公司 聚苯硫醚树脂浆料的处理方法

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1333734A (zh) * 1998-12-23 2002-01-30 欧文斯科尔宁格公司 用于玻璃纤维和可注塑的聚合物的非水上浆体系
CN102978936A (zh) * 2012-11-27 2013-03-20 金发科技股份有限公司 一种乳液型碳纤维用上浆剂及其制备方法和用途
CN104072772A (zh) * 2014-07-11 2014-10-01 四川宝利丰科技有限公司 聚苯硫醚树脂浆料的处理方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
原浩杰等: "上浆剂对碳纤维复合材料界面结合影响的研究进展", 《化工新型材料》 *

Cited By (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108004779A (zh) * 2016-10-28 2018-05-08 中国石油化工股份有限公司 一种碳纤维用聚芳醚酮树脂基悬浮液上浆剂及其制备方法
CN108004779B (zh) * 2016-10-28 2022-02-08 中国石油化工股份有限公司 一种碳纤维用聚芳醚酮树脂基悬浮液上浆剂及其制备方法
CN108951173A (zh) * 2017-05-19 2018-12-07 中国科学院宁波材料技术与工程研究所 一种基于环状苯硫醚热开环聚合的高性能热塑性上浆剂及其制法
CN107163291A (zh) * 2017-07-11 2017-09-15 四川大学 一种碳纤维/聚苯硫醚复合材料及其制备方法
CN107163291B (zh) * 2017-07-11 2020-06-02 四川大学 一种碳纤维/聚苯硫醚复合材料及其制备方法
CN107354753A (zh) * 2017-07-28 2017-11-17 北京玻钢院复合材料有限公司 碳纤维用上浆剂及制备方法和应用
CN107354753B (zh) * 2017-07-28 2019-07-05 北京玻钢院复合材料有限公司 碳纤维用上浆剂及制备方法和应用
CN109722742A (zh) * 2017-10-27 2019-05-07 中国石油化工股份有限公司 一种聚苯硫醚树脂基复合材料用碳纤维及其制备方法
CN109722902A (zh) * 2017-10-27 2019-05-07 中国石油化工股份有限公司 一种聚苯硫醚树脂基碳纤维悬浮液上浆剂及其制备方法
CN109722742B (zh) * 2017-10-27 2022-01-21 中国石油化工股份有限公司 一种聚苯硫醚树脂基复合材料用碳纤维及其制备方法
CN109722902B (zh) * 2017-10-27 2022-02-08 中国石油化工股份有限公司 一种聚苯硫醚树脂基碳纤维悬浮液上浆剂及其制备方法
CN110042663A (zh) * 2019-04-17 2019-07-23 镇江市高等专科学校 一种碳纤维束的制造方法

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