[0137] 重复了实施例1的步骤，不同之处在于，使用了通过将"AQ尼龙P_70"（商品名，由 东丽工业公司制造，为含有聚亚烷基二醇的水溶性尼龙树脂，玻璃化转变温度：-46°C)溶 解在去离子水中以将浓度调节至50质量％而制备的水溶液代替在实施例1中使用的50质 量％的水溶性聚酰胺水溶液。从而获得了根据本发明的纤维处理剂。对这一纤维处理剂的 聚酰胺粒子的平均粒度进行了测定，发现为〇. 6ym。
[0138] 实施例7
[0139] 重复了实施例1的步骤，不同之处在于，使用了 177. 8g的18质量％的水溶性聚酰 胺水溶液（商品名"托雷辛FS-350E5AS"，由NagaseChemteX公司制造，为改性的N-甲氧 基甲基化的尼龙，玻璃化转变温度：8°C)代替50质量％的水溶性聚酰胺水溶液。从而获得 了根据本发明的纤维处理剂。对这一纤维处理剂的聚酰胺粒子的平均粒度进行了测定，发 现为 0. 6Iim。
[0140] 比较例1
[0141] 重复了实施例1的步骤，不同之处在于，没有使用50质量％的水溶性聚酰胺水溶 液。从而获得了纤维处理剂。
[0142] 比较例2
[0143] 在未改性的情况下，将实施例1中使用的50质量％的水溶性聚酰胺水溶液用作纤 维处理剂。
[0144] 比较例3
[0145] 重复了实施例1的步骤，不同之处在于，使用了 256g的50质量％的水溶性聚酰胺 水溶液。从而获得了纤维处理剂。
[0146] 纤维处理剂的评价
[0147] 用去离子水将在实施例1~7和比较例1~3中获得的纤维处理剂稀释至8质 量％的固体浓度（聚酰胺浓度）。
[0148] 随后，在将缠绕在线轴上的碳纤维束（商品名"PyrofilTR50SI5L"，由三菱丽 阳有限公司制造，长丝数：15000,长丝直径重量：1000mg/m)从线轴上解开后，通过 辊浸将解开的纤维相继浸入含有IL的各种纤维处理剂的浸渍容器中，随后进行热风干燥 (160°C，5分钟）。在浸没之后对绞干进行调节，使得相对于100质量份的附着前的碳纤维 束，在热风干燥后附着至碳纤维束的纤维处理剂的量为3质量份。
[0149] 粘结性评价
[0150] 将获得的碳纤维束放置在尼龙6片（长度：25cm，宽度：3. 5cm，厚度：0. 5mm)上 并且使用压力机（商品名"热梯度测试仪"，由东洋精机制作所株式会社（ToyoSeiki Seisaku-sho)制造）在240°C的加热温度下于0? 2MPa下热密封30秒（附着区域：0? 6cm2)。 对得到的产物进行切割从而制备试验片。参照JISK6850,使用自动绘图仪（autograph) (商品名"AGS-J"，由岛津公司制造）以3mm/分钟的拉伸速度对碳纤维束和尼龙6片的拉 伸剪切强度进行测定。将这一测定重复6次以计算平均值。表1示出结果。当拉伸剪切强 度为7.OMPa以上时，将粘结性确定为是优异的。当拉伸剪切强度为7. 5MPa以上时，将粘结 性确定为是特别优异的。
[0151] 耐水性评价
[0152] 将实施例1~7和比较例1~3中获得的纤维处理剂放入由特氟龙制成的深盘 中。将所述盘放在热风干燥器上并在80°C下干燥8小时。然后将纤维处理剂转移至真空 干燥器并且真空干燥72小时（真空度：1013百帕）从而将获得的膜的水含量调节至小于 0. 5%。将8克获得的各种膜放入具有0. 3mm厚度和15cm长度的正方形模具中，然后使用 液压机在180°C的加热温度下压制1分钟从而形成具有0. 3mm厚度的膜片。随后，将膜切割 成4cmX2cm(约0. 3g)从而获得耐水性评价的试验片。使用比较例2的膜获得的膜片太软 而不能保持4cmX2cm的形状，切割了约0. 3g的片并用作试验片。
[0153] 在对各个试验片的质量进行精确测定后，将各个试验片浸入30g的80°C下的去离 子水中，然后通过过滤经过聚乙烯网（商品名"PE120"，由日本特殊织物株式会社制造，开 孔直径：177ym)将洗出液分离出来。在将洗出液转移至真空干燥器中并且真空干燥72小 时后（真空度：1013百帕），对质量进行测定。示出了相对于设定为100的用去离子水浸渍 前的质量的洗出液的量（％)。这一量表示溶出率（％)。将这一测定重复5次从而计算平 均值。表1示出结果。当溶出率（％)小于10时，试验片为耐水性的，且由此将由所述纤维 处理剂形成的膜确定为具有良好的耐水性。
[0154] 表 1
[0155]
[0156] 表1揭示，由本发明的纤维处理剂形成的膜对基体树脂具有优异的粘结性，并且 本发明的纤维处理剂可以在碳纤维上形成具有优异耐水性和强度的膜。
[0157] 相反地，尽管由比较例1的不含水溶性聚酰胺的纤维处理剂形成的膜具有优异的 耐水性，但其对基体树脂具有较差的粘结性。另外，由比较例2的水溶性聚酰胺组成的纤维 处理剂形成的膜不仅具有略差的粘结性而且如预期的易溶于水。在比较例3中获得的大多 数膜也溶于水中且膜的形状大大变化。本发明的实施例1~7和比较例3的结果揭示，仅 由根据本发明的包含非水溶性聚酰胺和特定量的水溶性聚酰胺的纤维处理剂形成的膜实 现了令人满意的粘结性和耐水性两者。
[0158] 尽管由本发明的包含非水溶性聚酰胺和特定量的水溶性聚酰胺的纤维处理剂形 成的膜显示优异性能的原因并不清楚，但可以进行以下推测（然而，本发明的限制性解释 是不期望的）。提供优异粘结性的原因为：在膜中含有的水溶性聚酰胺略微降低了形成膜 的聚酰胺的结晶性从而降低凝集强度并且反而略微赋予膜粘着性，由此使膜与纤维表面上 的基体树脂之间的粘结表面稳定。以小于特定量的量含有水溶性聚酰胺不损害耐水性的原 因据推测如下：在非水溶性聚酰胺和水溶性聚酰胺的末端存在的氨基或羧基相互反应并且 发生交联反应，由此提高膜的耐水性。
[0159] 上述结果清楚地显示：本发明的纤维处理剂即使含有水溶性聚酰胺，也可以形成 具有优异耐水性和对基体树脂的良好粘结性的膜。因此，当将本发明的纤维处理剂用于制 造纤维复合材料时，在不使用固化剂或加热的情况下，也可以降低由所用的纤维处理剂吸 收的水分的影响，由此预期可以获得这样的纤维复合材料，其具有优异的加工性以及具有 成型产品的优异的机械特性如强度和挠曲弹性以及耐久性。
【主权项】
1. 一种纤维处理剂，其包含： 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。2. 根据权利要求1所述的纤维处理剂，其中所述非水溶性聚酰胺为选自如下的至少 一种：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、二聚酸系聚酰胺树脂和尼龙弹性体。3. 根据权利要求1或2所述的纤维处理剂，其中所述分散的非水溶性聚酰胺具有 0? 05 y m~20 y m的平均粒度。4. 根据权利要求1~3中任一项所述的纤维处理剂，其中所述水溶性聚酰胺在其分子 链中包含叔胺成分或聚亚烷基二醇成分。5. 根据权利要求1~4中任一项所述的纤维处理剂，其中所述非水溶性聚酰胺和所述 水溶性聚酰胺具有的玻璃化转变温度的差值不大于l〇〇°C。6. 根据权利要求1~5中任一项所述的纤维处理剂，所述纤维处理剂在干燥时形成耐 水性的膜。7. 根据权利要求1~6中任一项所述的纤维处理剂，所述纤维处理剂为碳纤维用处理 剂。8. -种制造纤维处理剂的方法，包括在70°C以下的温度下将水溶性聚酰胺添加至非 水溶性聚酰胺的水性分散液中。9. 一种碳纤维，所述碳纤维用根据权利要求1~7中任一项所述的纤维处理剂处理。10. -种制造以纤维处理剂处理的碳纤维的方法，包括在200°C以下的温度下用根据 权利要求1~7中任一项所述的纤维处理剂对碳纤维进行处理。11. 一种碳纤维复合材料，其包含根据权利要求9所述的碳纤维和基体树脂。
【专利摘要】本发明的目的为提供能够在纤维上形成涂膜的纤维处理剂，所述涂膜具有优异耐水性和显示对基体树脂的优异粘结性。本发明提供一种纤维处理剂，其包含水性介质、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。
【IPC分类】D06M15/59, D06M101/40
【公开号】CN105008613
【申请号】CN201480012647
【发明人】坂田淳, 松川泰治, 河田洋嗣
【申请人】住友精化株式会社
【公开日】2015年10月28日
【申请日】2014年3月6日
【公告号】WO2014136888A1