纤维处理剂、用纤维处理剂处理的碳纤维和含有所述碳纤维的碳纤维复合材料的制作方法_2

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本发明的纤维处理剂包含水性介质、分散在所述水性介质中的非水溶性聚酰胺和 相对于100质量份的所述非水溶性聚酰胺以2质量份~50质量份的量存在的水溶性聚酰 胺。因此,当用这样的纤维处理剂处理纤维(特别地,碳纤维)时,处理的纤维对基体树脂 具有优异的粘结性且可以在所述纤维上形成具有优异耐水性的膜。
【具体实施方式】
[0054]下面对本发明的纤维处理剂进行详细说明。
[0055]本发明的纤维处理剂包含水性介质、分散在所述水性介质中的非水溶性聚酰胺和 相对于100质量份的所述非水溶性聚酰胺以2质量份~50质量份的量存在的水溶性聚酰 胺。
[0056]优选将水用作水性介质。可以使用各种类型的水如自来水、工业用水、离子交换 水、去离子水和纯水。去离子水和纯水是特别优选的。在本发明的纤维处理剂中,如果必 要的话,可以向水中添加PH调节剂、粘度调节剂、抗真菌剂等,只要不损害本发明的目的即 可。
[0057]可以将已知聚酰胺或通过已知方法制造的聚酰胺用作本发明的非水溶性聚酰胺。 也可以使用市售的聚酰胺。
[0058]可以在本发明中使用的非水溶性聚酰胺的具体实例包括通过如下制造的非水溶 性聚酰胺:二元胺与二元羧酸的缩聚、氨基羧酸的缩聚、环状内酰胺的开环聚合 等。即,具体实例包括通过二元胺与二元羧酸的缩聚获得的非水溶性聚酰胺、通过氨 基_羧酸的缩聚获得的非水溶性聚酰胺、通过环状内酰胺的开环聚合获得的非水溶性 聚酰胺等。在缩聚或开环聚合中,可以将二元羧酸或一元羧酸用作聚合调节剂。
[0059]二元胺的实例包括乙二胺、三甲撑二胺、四甲撑二胺、五甲撑二胺、六甲撑二胺、 1,二氨基庚烧、1,8-二氨基辛烧、1,9-二氨基壬烧、1,10-二氨基癸烧、苯二胺、间苯二亚 甲基二胺等。
[0060]二元羧酸的实例包括戊二酸、己二酸、庚二酸、辛二酸、壬二酸、癸二酸、壬烷二甲 酸、癸烷二甲酸、十四烷二甲酸、十八烷二甲酸、富马酸、邻苯二甲酸、苯二亚甲基二甲酸、二 聚酸(由包含亚油酸或油酸作为主要成分的不饱和脂肪酸合成的C36不饱和的二元羧酸) 等。
[0061] ?_氨基羧酸的实例包括6-氨基己酸、7-氨基庚酸、9-氨基壬酸、11-氨基 十一酸、12-氨基十二酸等。
[0062]环状内酰胺的实例包括e _己内酰胺、庚内酰胺、十二内酰胺等。
[0063]可以用作聚合调节剂的二元羧酸的实例与可以用于制造前述聚酰胺树脂的二元 羧酸相同。具体实例包括戊二酸、己二酸、庚二酸、辛二酸、壬二酸、癸二酸、壬烷二甲酸、癸 烷二甲酸、十四烷二甲酸、十八烷甲二酸、富马酸、邻苯二甲酸、苯二亚甲基二甲酸、二聚酸 等。一元酸酸的实例包括己酸、庚酸、壬酸、十一酸、十二酸等。
[0064]在非水溶性聚酰胺中,包含选自如下的至少一种作为结构单元的非水溶性聚酰胺 在本发明中是特别优选的[NH(CH2) 5C0] -、-[NH(CH2) 6NHC0 (CH2) 4C0] -、-[NH(CH2) 6NHC0 (CH2 )8C0] _、-[NH(CH2) 1(]C0] -、-[NH(CH2)nC0]-和-[NH(CH2) 2NHC0-D-C0]-(其中D表示具有 34 个 碳原子的不饱和烃)。
[0065] 非水溶性聚酰胺的实例包括尼龙。具体实例包括尼龙6、尼龙66、尼龙610、尼龙 11、尼龙12、尼龙6/66共聚物、尼龙6/610共聚物、尼龙6/11共聚物、尼龙6/12共聚物、尼 龙6/66/11共聚物、尼龙6/66/12共聚物、尼龙6/66/11/12共聚物、尼龙6/66/610/11/12 共聚物等。这些尼龙是已知的且可以通过已知方法容易地制造。为了使本领域的普通技术 人员容易理解,在此使用斜线(/)表示通过使由斜线(/)隔开的成分共聚而形成各种尼龙。 例如,尼龙6/66共聚物是指通过使尼龙6和尼龙66作为成分进行共聚而形成的尼龙。
[0066] 可以在本发明中使用的非水溶性聚酰胺的实例包括二聚酸系聚酰胺和聚酰胺弹 性体。聚酰胺弹性体的具体实例包括尼龙和聚酯的共聚物以及尼龙和聚亚烷基醚二醇的共 聚物。聚亚烷基醚二醇的实例包括聚氧化乙烯二醇、聚氧化丙烯二醇、聚四亚甲基醚二醇、 聚六亚甲基醚二醇等。
[0067] 非水溶性聚酰胺可以单独或以两种以上的组合使用。
[0068] 如下定义本发明的非水溶性聚酰胺和水溶性聚酰胺。在将具有小于0. 5%的水含 量或通过在80°C下真空干燥10小时~120小时(真空度:1013百帕)而调节至具有小于 0. 5%的水含量的聚酰胺固体以每10000质量份的去尚子水为100质量份的量浸入(使其 静置)80°C下的去离子水中8小时后,通过过滤构件(例如滤纸或滤布)过滤去离子水。将 获得的滤液在80°C下真空干燥(真空度:1013百帕)72小时,并且对溶出的聚酰胺的质量 进行测定。在将浸入去离子水中之前的聚酰胺的质量定义为100的情况下,当溶出的聚酰 胺的质量小于10时,将这种聚酰胺定义为非水溶性聚酰胺。当溶出的聚酰胺的质量为90 以上时,将这种聚酰胺定义为水溶性聚酰胺。
[0069] 可以将已知聚酰胺或通过已知方法制造的聚酰胺用作本发明的水溶性聚酰胺。实 例包括在分子链中包含叔胺成分或聚亚烷基二醇成分的水溶性聚酰胺。在主链和/或侧链 中包含至少一种叔胺或者在主链中包含至少一种聚亚烷基二醇成分的聚酰胺是特别优选 的。
[0070] 例如通过向聚酰胺中引入包含叔胺成分的环状氮化合物可以获得在分子链中包 含叔胺成分的水溶性聚酰胺。用于向分子主链中引入叔胺的环状氮化合物的实例包括氨乙 基哌嗪、双氨丙基哌嗪等。用于向分子侧链中引入叔胺的环状氮化合物的实例包括a-二 甲氨基-e-己内酰胺等。
[0071] 用于向分子链中引入聚亚烷基二醇成分的化合物的实例包括聚乙二醇、聚丙二醇 等。优选聚乙二醇,因为其在常温下是水溶性的。
[0072] 作为向其引入包含叔胺成分的环状氮化合物或聚亚烷基二醇的聚酰胺的实例,可 以提及尼龙。具体实例包括尼龙6、尼龙66、尼龙610、尼龙11、尼龙12、尼龙6/66共聚物、尼 龙6/610共聚物、尼龙6/11共聚物、尼龙6/12共聚物、尼龙6/66/11共聚物、尼龙6/66/12 共聚物、尼龙6/66/11/12共聚物、尼龙6/66/610/11/12共聚物。这些可以单独或以两种以 上的组合使用。
[0073] 为了向聚酰胺分子链中引入聚亚烷基二醇成分,使用如下:通过用氨基对聚亚烷 基二醇(例如聚乙二醇或聚丙二醇)的两端进行改性获得的二元胺化合物,或者通过用羧 酸对聚亚烷基二醇的两端进行改性获得的二元羧酸化的化合物。
[0074] 作为用于向分子链中引入聚亚烷基二醇成分的化合物,二元胺化的化合物的实例 包括双氨丙基聚乙二醇等,二元羧酸化的化合物的实例包括双(羧基)乙二醇等。当使用上 述二元胺化合物向聚酰胺分子链中引入聚亚烷基二醇成分时,优选使用基本上等摩尔量的 二元羧酸。二元羧酸的实例包括己二酸、癸二酸、十二烷二酸、对苯二甲酸、间苯二甲酸等。 当使用上述二元羧酸化的化合物将聚亚烷基二醇成分引入聚酰胺分子链中时,优选使用基 本上等摩尔量的二元胺。二元胺的实例包括脂肪族二胺如六亚甲基二胺;脂环族二胺如对 氨基环己基甲烷;芳族二胺如间苯二亚甲基二胺;等。
[0075] 可以购买市售产品并用作在分子链中包含叔胺成分或聚亚烷基二醇成分 的水溶性聚酰胺。可以优选使用的市售产品的实例包括由东丽工业公司(Toray Industries,Inc.)制造的AQ尼龙系列。这种水溶性聚酰胺及其制造方法是已知的并且在 例如JP2007-231087A中公开。因此,也可以参考这个公报制造这种水溶性聚酰胺。
[0076] 除以上所述的那些外,可以在本发明中使用的水溶性聚酰胺的实例包括:N-甲氧 基甲基化尼龙,其也被称为"8型尼龙"并通过使尼龙与甲醛和甲醇反应以对尼龙进行改性 且用甲氧基甲基取代酰胺键的氢原子而获得;和通过向醇溶性尼龙如N-烷氧基甲基化的 尼龙(例如N-乙氧基甲基化的尼龙和N-丁氧基甲基化的尼龙)添加亲水性乙烯基单体并 且对尼龙进行聚合(从而赋予比起始醇溶性尼龙高的水溶性)而获得的聚合物。亲水性乙 烯基单体的实例包括丙烯酸、甲基丙烯酸、丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸羟乙酯、衣康酸、丙烯 酰胺、N-羟甲基丙烯酰胺等。
[0077] 可以购买市售产品并用作通过对上述N-烷氧基甲基化尼龙进行改性而制造的水 溶性聚酰胺。可以优选使用的市售产品的实例包括由长濑产业株式会社(NagaseChemteX Corporation)制造的托雷辛(Toresin)系列。
[0078] 在本发明的纤维处理剂中,优选使用在分子链中包含叔胺成分和聚亚烷基二醇成 分的水溶性聚酰胺,因为包含这种聚酰胺的纤维处理剂形成具有优异粘结性的膜并且作为 纤维处理剂还具有高的静置稳定性。
[0079] 所述水溶性聚酰胺可以单独或以两种以上的组合使用。
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