专利名称：芳纶纤维的表面改性方法、表面改性的芳纶纤维及静密封材料的制作方法
技术领域：
本发明涉及芳纶纤维技术领域，特别涉及一种芳纶纤维的表面改性方法、表面改性的芳纶纤维及静密封材料。
背景技术：
芳纶纤维为芳香族聚酰胺纤维，是一种新型高科技合成纤维。芳纶纤维的苯环连接酰胺基团，构成棒状刚性大分子链的结构，具有高度结构完整性，并且玻璃化温度很高，在200°C时没有明显收缩及蠕变，在500°C时热稳定性仍很好，还具有耐酸、碱和有机溶剂等化学物质腐蚀的优良性能。因此，芳纶纤维的使用开创了高强度、高模量和耐高温纤维的新时代，芳纶纤维正逐渐成为航空航天和军工等领域的优选结构材料。芳纶纤维虽然由于具有高强度、高模量以及优良的耐热性能和耐化学腐蚀等特点而广泛应用于航空航天等军事领域，但是，其表面缺少化学活性基团，存在着纤维表面能较低、表面浸润性较差的缺点，因此，芳纶纤维在形成芳纶增强复合材料时与树脂基体等材料的结合性能较差，导致影响该芳纶增强复合材料的力学性能等方面。为了解决这样的问题，可以对芳纶纤维进行表面改性处理，改善其与复合材料中其他材料的结合性能，以满足对高性能复合材料的使用和加工需求。目前，对芳纶纤维表面改性的研究主要针对美国杜邦公司Kevlar系列纤维和俄罗斯的Apmoc纤维，所采用的方法主要有物理改性方法和化学改性方法。其中，物理改性方法包括离子体处理法、Y-射线辐射法和超声浸溃法等；化学改性方法包括表面刻蚀和表面接枝等。相对于物理改性方法，化学改性方法由于易于实现连续地在线处理而成为目前使用最广泛的方法。比如，申请号为200710142324.9的中国专利文献公开了一种纤维表面改性的方法，其将丙烯酰胺类物质、过硫酸盐类或偶氮自由基类引发剂溶剂在水中制成表面处理剂，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而沉积在纤维表面，从而增大纤维的表面极性。但是，采用这种方法制得的纤维应用到复合材料的实际生产中时，聚丙烯酰胺聚合物会沉积在设备干燥辊表面，并且越积越多，最终影响复合材料的性能，严重时将导致生产无法正常运行。
发明内容
为了解决以上技术问题，本发明提供一种芳纶纤维的表面改性方法、表面改性的芳纶纤维及静密封材料，采用本发明提供的表面改性方法制得的芳纶纤维生产复合材料时，在提高复合材料力学性能的同时，能防止基料的析出和沉积，生产操作简易、安全。本发明提供一种芳纶纤维的表面改性方法，包括:将芳纶纤维表面涂覆硅烷偶联剂溶液或分散液，然后在接触空气的条件下进行干燥，得到表面改性的芳纶纤维；所述硅烷偶联剂具有式(I)结构:
权利要求
1.一种芳纶纤维的表面改性方法，包括: 将芳纶纤维表面涂覆硅烷偶联剂溶液或分散液，然后在接触空气的条件下进行干燥，得到表面改性的芳纶纤维； 所述硅烷偶联剂具有式(I)结构:
2.根据权利要求1所述的表面改性方法，其特征在于，所述硅烷偶联剂溶液由所述硅烷偶联剂溶解在有机溶剂中得到，所述有机溶剂为乙醇、正丙醇、异丙醇、正丁醇、异丁醇、丙酮、丁酮或1，4- 二氧六环。
3.根据权利要求2所述的表面改性方法，其特征在于，所述硅烷偶联剂在硅烷偶联剂溶液中的质量浓度为1% 10%。
4.根据权利要求1所述的表面改性方法，其特征在于，所述硅烷偶联剂分散液由所述硅烷偶联剂在聚乙烯醇的存在下乳化分散在水中得到。
5.根据权利要求4所述的表面改性方法，其特征在于，所述硅烷偶联剂在硅烷偶联剂分散液中的质量浓度为1% 10%，所述聚乙烯醇在硅烷偶联剂分散液中的质量浓度为IOOppm 500ppm。
6.根据权利要求1所述的表面改性方法，其特征在于，所述涂覆具体为:将硅烷偶联剂溶液或分散液置于上油机中，在恒压泵的输送下，在线浸没生产线上行进的芳纶纤维。
7.根据权利要求6所述的表面改性方法，其特征在于，所述芳纶纤维的行进速度为3m/min 15m/min。
8.根据权利要求1所述的表面改性方法，其特征在于，所述干燥釆用电加热或蒸汽加热滚筒式干燥机，所述干燥的温度为60°C 115°C，所述干燥的时间为5min 7min。
9.一种表面改性的芳纶纤维，由权利要求1 8任一项所述的表面改性方法制得。
10.—种静密封材料，由原料混合物经混炼制得，所述原料混合物包含: 8wt% 30wt%的权利要求9所述的表面改性的芳纟仑纤维； 20wt% 40wt%的橡胶； 20wt% 40wt%的无机填料； 3wt% 5wt%的改性剂； 2wt% 10wt%的配合剂。
全文摘要
本发明提供了一种芳纶纤维的表面改性方法和表面改性的芳纶纤维，该表面改性方法将芳纶纤维表面涂覆硅烷偶联剂溶液或分散液，然后在接触空气的条件下进行干燥，得到表面改性的芳纶纤维；所述硅烷偶联剂具有式(I)结构，其中，n为2或4；R1、R2和R3独立地选自碳原子数为1～5的烷基。采用本发明提供的表面改性方法制得的芳纶纤维生产复合材料时，在提高复合材料力学性能的同时，能防止基料的析出和沉积，生产操作简易、安全。本发明还提供了一种静密封材料，其采用上文所述的表面改性的芳纶纤维，具有较好的力学性能和密封性能等性能。
文档编号C08L9/02GK103194898SQ201310101900
公开日2013年7月10日 申请日期2013年3月27日 优先权日2013年3月27日
发明者梁永久, 刘永然, 董德文, 冯美兰 申请人:中国科学院长春应用化学研究所, 江门市本和机车配件实业有限公司