专利名称：一种芳纶的表面改性方法
技术领域：
本发明涉及ー种表面改性方法，具体地说，本发明涉及一种芳纶的表面改性方法，属于化学纤维生产领域。
背景技术：
芳纶全称为“聚对苯ニ甲酰对苯ニ胺”，英文为Aramid fiber (杜邦公司的商品名为Kevlar),是一种新型闻科技合成纤维，具有超闻强度、闻ネ旲量和耐闻温、耐酸耐喊、重量轻等优良性能，其強度是钢丝的5 6倍，模量为钢丝或玻璃纤维的2 3倍，韧性是钢丝的2倍，而重量仅为钢丝的1/5左右。它具有良好的绝缘性和抗老化性能，具有很长的生命周期。芳纶的发现，被认为是材料界ー个非常重要的历史进程。芳纶III纤维类似于俄罗斯的APMOC纤维，由对苯ニ甲酰氯，对苯ニ胺，5 ￠)-胺·基-2-(4-胺基苯基)苯并咪唑三种単体共聚而成。这种纤维的拉伸強度和拉伸模量分别比杜邦公司的Kevlar49纤维高出38%和20%。芳纶III纤维增强复合材料广泛用于国防军エ、航空航天、电子通讯、交通运输、土木建筑、橡胶制品、体育休闲等领域。芳纶纤维表面缺少化学活性基团，纤维表面浸润性较差，因此纤维表面能低，其在形成复合材料时与树脂基体的粘合性能较差，使芳纶的高强高模特性不能完全发挥，影响芳纶纤维增强复合材料的力学性能。所以需对芳纶进行表面改性处理，提高纤维与树脂基体界面间的粘接性能，使复合材料内部的应カ能够均匀传递，以满足高性能复合材料的需求。申请号200710142324. 9的发明专利公开了ー种纤维表面改性的方法、纤维制品和用途，将丙烯酰胺类物质，过硫酸盐类或偶氮类自由基引发剂溶解在水中制备成表面处理剂，然后涂覆于纤维或织物表面，通过加热诱发引发剂产生自由基使丙烯酰胺类物质聚合成聚合物沉积在纤维表面，増大纤维的表面极性。这种改性方法在实际生产中，将会导致聚丙烯酰胺聚合物沉积在干燥辊表面，并且会越积越多，最終影响纤维的性能，严重时将使纤维无法正常生产。专利号ZL01112966. 2公开了一种米用娃烧偶联剂处理玻璃纤维的方法。实验证明，这种方法对玻璃纤维效果明显，但用于处理芳纶时，并不能增强纤维与环氧树脂基体的界面性能。申请号200680015871. 4公开了ー种含氟含硅的聚合物，这种聚合物具有疏水疏油性能，这种表面处理剂适用于纺织品，如织物等。但是这种疏水疏油性能的处理剂并不适用于芳纶的表面改性，而且这种油剂制备复杂，生产成本也高。
发明内容
本发明g在解决现有技术中的纤维表面改性处理工艺不适于芳纶表面改性处理的问题，提供ー种操作简易安全的在线表面改性处理方法，使得最后得到的芳纶柔软分散、性状质量稳定，并且提高了纤维的表面极性。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下
一种芳纶的表面改性方法，包括表面改性处理剂的配制、涂覆表面处理剂、干燥处理，其特征在于所述的表面改性处理剂的配制为
所述的表面改性处理剂采用如下分子结构式的氟碳硅烷偶联剂溶解在有机溶剂中直接使用，或者采用氟碳活性剂将其乳化分散在水中后直接使用
权利要求
1.一种芳纶的表面改性方法，包括表面改性处理剂的配制、涂覆表面处理剂、干燥处理，其特征在于所述的表面改性处理剂的配制为 所述的表面改性处理剂采用如下分子结构式的氟碳硅烷偶联剂溶解在有机溶剂中直接使用，或者采用氟碳活性剂将其乳化分散在水中后直接使用
2.根据权利要求I所述的一种芳纶的表面改性方法，其特征在于所述的烷基基团为 CH3-、CH3CH2-、CH3CH2CH2-、(CH3) 2CH_、CH3CH2CH2CH2-、(CH3)2CHCH2-, (CH3) 3C_、CH3CH2CH2CH2CH2-、(CH3) 2CHCH2CH2_、CH3CH2CH(CH3) CH2-或者(CH3) 3CCH2_。
3.根据权利要求I所述的一种芳纶的表面改性方法，其特征在于所述的涂覆表面处理剂具体为表面处理剂配制完成后，置于上油机中，在恒压泵的输送下在线浸没生产线上行进的芳纶纤维，均匀涂覆于芳纶纤维表面。
4.根据权利要求3所述的一种芳纶的表面改性方法，其特征在于所述的芳纶纤维行进速度控制为8 20m/min。
5.根据权利要求I所述的一种芳纶的表面改性方法，其特征在于所述的干燥处理具体为将涂覆了表面处理剂的芳纶纤维在接触空气的条件下干燥。
6.根据权利要求5所述的一种芳纶的表面改性方法，其特征在于所述的干燥处理采用电加热或蒸汽加热滚筒式干燥机，干燥温度为80 120°C，干燥时间为I 4min。
7.根据权利要求I所述的一种芳纶的表面改性方法，其特征在于所述的氟碳硅烷偶联剂溶解在有机溶剂中直接使用中的有机溶剂为一种极性溶剂，氟碳硅烷偶联剂在溶剂中的质量浓度为0. 5 10%。
8.根据权利要求7所述的一种芳纶的表面改性方法，其特征在于所述的极性溶剂为乙醇、正丙醇、异丙醇、正丁醇、异丁醇、丙酮、丁酮或者1，4_ 二氧六环。
9.根据权利要求7所述的一种芳纶的表面改性方法，其特征在于所述的氟碳硅烷偶联剂采用氟碳活性剂将其乳化分散在水中后直接使用中的氟碳活性剂为氟烷基乙氧基醚醇，氟碳硅烷偶联剂在溶剂水中的浓度为0. 5 10%，氟碳表面活性剂的浓度为100 5000ppm。
全文摘要
本发明涉及一种芳纶的表面改性方法，属于化学纤维生产领域。本发明的方法包括表面改性处理剂的配制、涂覆表面处理剂、干燥处理，所述的表面改性处理剂的配制中的表面改性处理剂采用如下分子结构式的氟碳硅烷偶联剂溶解在有机溶剂中直接使用，或者采用氟碳活性剂将其乳化分散在水中后直接使用。芳纶纤维在使用本发明表面改性方法处理后，纤维柔软分散、性状质量稳定，并且提高了纤维的表面极性，提高了芳纶与环氧树脂基体的界面性能，改性后的芳纶/环氧复合材料层间剪切强度达到50～58MPa。
文档编号C08L63/00GK102797152SQ20121029005
公开日2012年11月28日 申请日期2012年8月15日 优先权日2012年8月15日
发明者王凤德, 刘克杰, 杨文良, 曹先军, 陈超峰, 兰江, 彭涛 申请人:中蓝晨光化工研究设计院有限公司