一种热塑性上浆剂及其制备方法与流程

本申请涉及上浆剂，且特别涉及一种热塑性上浆剂及其制备方法。背景技术：1、聚醚酰亚胺(pei)是无定形聚醚酰亚胺所制造的超级工程塑料，具有最佳之耐高温及尺寸稳定性，以及抗化学性、阻燃、电气性、高强度、高刚性等等，pei树脂可广泛应用耐高温端子，ic底座、照明设备、fpcb(软性线路板)、液体输送设备、飞机内部零件、医疗设备和家用电器等。加入玻璃纤维、碳纤维或其他填料可达到增强改性目的，因此在碳纤维热塑性上浆剂开发中前景良好。2、目前，以聚醚酰亚胺为主体的上浆剂对于提升碳纤维与树脂基体之间的界面性能的适用范围比较窄。技术实现思路1、针对现有技术的不足，本申请实施例的目的包括提供一种热塑性上浆剂及其制备方法。该上浆剂对于提升碳纤维与树脂基体之间的界面性能具有普适性，应用范围较广。2、第一方面，本申请实施例提供了一种热塑性上浆剂的制备方法，包括：3、(1)将非离子乳化剂溶解于水中，得到第一溶液；4、(2)将改性水性聚氨酯溶解于第一溶液中，得到第二溶液；5、(3)将聚醚酰亚胺、改性聚丙烯树脂溶解于有机溶剂中得到混合料，再将第二溶液逐步加入至混合料中混合；6、其中，水、非离子乳化剂、改性水性聚氨酯、改性聚丙烯树脂和聚醚酰亚胺的重量比为0.2-0.4:0.1-0.4:0.2-0.6:0.1-0.5:1。7、本申请通过聚醚酰亚胺与改性水性聚氨酯、改性聚丙烯树脂按适宜重量比配比相协同作用，再配比适宜重量比的非离子乳化剂，先将改性水性聚氨酯溶解于含有非离子乳化剂的第一溶液中进行一次乳化，再将第二溶液逐步加入至聚醚酰亚胺和改性聚丙烯树脂的混合料中进行二次乳化反应，增强了改性水性聚氨酯、聚醚酰亚胺和改性聚丙烯树脂之间的相容性，使改性水性聚氨酯、聚醚酰亚胺和改性聚丙烯树脂能均匀分散，提高上浆剂的稳定性和附着力，使其能较广范围的适用于提升碳纤维与大部分树脂基体之间的界面性能。8、在本申请的部分实施例中，非离子乳化剂包括烷基酚聚氧乙烯醚、脂肪酸聚氧乙烯酯、聚氧乙烯烷基胺、聚氧乙烯烷基醇酰胺中的至少一种。9、本申请采用上述的至少一种的非离子乳化剂，可以使聚醚酰亚胺、改性聚丙烯树脂和改性水性聚氨酯更均匀的分散，且增强各组分之间的相容性，从而提高上浆剂的分散性和稳定性。10、在本申请的部分实施例中，非离子乳化剂为聚氧乙烯烷基胺和聚氧乙烯烷基醇酰胺。11、在本申请的部分实施例中，聚氧乙烯烷基胺和聚氧乙烯烷基醇酰胺的重量比为0.5-2:1。12、本申请采用上述两种非离子乳化剂进行适宜重量配比，可以实现对热塑性上浆剂性能的精确调控，提高上浆剂的稳定性、降低粘度、增强乳化效果，并在碳纤维上浆过程中达到更好的应用效果。13、在本申请的部分实施例中，改性聚丙烯树脂包括由马来酸酐及其衍生物、丙烯酸及其衍生物、甲基丙烯酸改性的中的一种或两种的改性聚丙烯树脂。14、本申请采用上述改性聚丙烯树脂，与聚醚酰亚胺、改性水性聚氨酯相协同作用，可以弥补改性水性聚氨酯带来的耐热性和机械性能下降的影响，保证上浆剂的耐热性和机械性能，能较广范围的适用于提升碳纤维与大部分树脂基体之间的界面性能。15、在本申请的部分实施例中，改性聚丙烯树脂的数均分子量为30000-50000。16、本申请通过控制改性聚丙烯树脂的分子量在30000-50000范围内，可以与聚醚酰亚胺、改性水性聚氨酯更好协同，在保证上浆剂的耐热性的基础上，使上浆剂具有更好的稳定性和附着力。17、在本申请的部分实施例中，聚醚酰亚胺包括二羟基芳族化合物的碱金属盐与双(卤代邻苯二甲酰亚胺)的聚合物。18、本申请中的聚醚酰亚胺采用二羟基芳族化合物的碱金属盐与双(卤代邻苯二甲酰亚胺)的聚合物，其中二羟基芳族化合物的碱金属盐具有良好的稳定性和耐高温性，而双(卤代邻苯二甲酰亚胺)具有优异的机械性能和耐化学性，这两者的结合相协同使聚醚酰亚胺聚合物具有更好的稳定性、耐高温性、机械性能和耐化学性。19、在本申请的部分实施例中，二羟基芳族化合物的碱金属盐包括双酚a二钠盐、双酚s二钠盐中的任意一种。20、在本申请的部分实施例中，双(卤代邻苯二甲酰亚胺)包括双(氯代邻苯二甲酰亚胺)、双(溴代邻苯二甲酰亚胺)、双(碘代邻苯二甲酰亚胺)、双(氯溴代邻苯二甲酰亚胺)和双(氯碘代邻苯二甲酰亚胺)中的任意一种。21、在本申请的部分实施例中，聚醚酰亚胺的数均分子量为50000-70000。22、本申请控制聚醚酰亚胺的数均分子量为50000-70000范围内，可以促进与改性聚丙烯树脂、改性水性聚氨酯之间的相容性，以更好的与改性聚丙烯树脂、改性水性聚氨酯协同，获得稳定性和附着力较高的上浆剂。23、在本申请的部分实施例中，改性水性聚氨酯包括由丙烯酸、聚乙二醇、醋酸改性的中的至少一种的改性水性聚氨酯。24、本申请采用上述的改性水性聚氨酯，具有良好的粘接性和柔韧性，与聚醚酰亚胺和改性聚丙烯树脂协同，可以增强上浆剂的粘结能力，提高浆料的稳定性和附着力，使纤维束之间结合更紧密，从而改善纤维集束性。25、在本申请的部分实施例中，水性聚氨酯是由脂肪族异氰酸酯和/或芳香族异氰酸酯单体聚合形成。26、在本申请的部分实施例中，改性水性聚氨酯中异氰酸酯基团的质量分数为2％-3％。27、本申请通过限定改性水性聚氨酯中异氰酸酯基团的质量分数为2-3％，可以控制反应的活性和速率，从而有利于合成均匀稳定、具有良好的加工性能的改性水性聚氨酯。28、在本申请的部分实施例中，改性水性聚氨酯的数均分子量为10000-50000。29、本申请控制改性水性聚氨酯的数均分子量为10000-50000，可以促进与聚醚酰亚胺、改性聚丙烯树脂之间的相容性，提高上浆剂的稳定性、附着力、耐磨性和耐候性。30、第二方面，本申请实施例提供了一种如第一方面的制备方法制得的热塑性上浆剂。31、本申请按上述制备方法制得的热塑性上浆剂，具有较高的稳定性，可以应用于提升碳纤维与大部分树脂基体之间的界面性能。32、在本申请的部分实施例中，上浆剂的粒径为200-500nm。33、本申请将上浆剂乳液的粒径控制在200-500nm范围内，可以使上浆剂更均匀分散，具有更好的稳定性和附着力，提高对碳纤维的上浆效果。技术特征：1.一种热塑性上浆剂的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括：2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述非离子乳化剂包括烷基酚聚氧乙烯醚、脂肪酸聚氧乙烯酯、聚氧乙烯烷基胺、聚氧乙烯烷基醇酰胺中的至少一种。3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述非离子乳化剂为聚氧乙烯烷基胺和聚氧乙烯烷基醇酰胺；4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述改性聚丙烯树脂包括由马来酸酐及其衍生物、丙烯酸及其衍生物、甲基丙烯酸改性的中的一种或两种的改性聚丙烯树脂。5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述改性聚丙烯树脂的数均分子量为30000-50000。6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述聚醚酰亚胺包括二羟基芳族化合物的碱金属盐与双(卤代邻苯二甲酰亚胺)的聚合物；7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述聚醚酰亚胺的数均分子量为50000-70000。8.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述改性水性聚氨酯包括由丙烯酸、聚乙二醇、醋酸改性的中的至少一种的改性水性聚氨酯；9.一种如权利要求1-8中任一项所述的制备方法制得的热塑性上浆剂。10.根据权利要求9所述的热塑性上浆剂，其特征在于，所述热塑性上浆剂的粒径为200-500nm。技术总结本申请涉及一种热塑性上浆剂及其制备方法，属于上浆剂技术领域。一种热塑性上浆剂的制备方法，包括：(1)将非离子乳化剂溶解于水中，得到第一溶液；(2)将改性水性聚氨酯溶解于第一溶液中，得到第二溶液；(3)将聚醚酰亚胺、改性聚丙烯树脂溶解于有机溶剂中得到混合料，再将第二溶液逐步加入至混合料中混合；其中，水、非离子乳化剂、改性水性聚氨酯、改性聚丙烯树脂和聚醚酰亚胺的重量比为0.2‑0.4:0.1‑0.4:0.2‑0.6:0.1‑0.5:1。该上浆剂对于提升碳纤维与树脂基体之间的界面性能具有普适性，应用范围较广。技术研发人员：金亮,张晨曦,刘秀青,刘栋受保护的技术使用者：中复神鹰碳纤维股份有限公司技术研发日：技术公布日：2024/7/25