碳纤维前体用处理剂的水性液和碳纤维前体制造技术

本发明专利技术涉及碳纤维前体用处理剂的水性液，其通过包含碳纤维前体用处理剂以及水来构成，该碳纤维前体用处理剂含有氨基改性硅酮和分子量分布(Mw/Mn)为1.05～1.50的特定的非离子表面活性剂。上述氨基改性硅酮在25℃的运动粘度可以为50～4000mm2/s。本发明专利技术的碳纤维前体附着有上述碳纤维前体用处理剂。附着有上述碳纤维前体用处理剂。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】碳纤维前体用处理剂的水性液和碳纤维前体


[0001]本专利技术涉及能够提高经时稳定性和碳纤维的强度的碳纤维前体用处理剂的水性液、以及赋予该碳纤维前体用处理剂的水性液而得到的碳纤维前体。

技术介绍

[0002]碳纤维一般作为例如与环氧树脂等基体树脂组合而成的碳纤维复合材料被广泛用于建材、传输设备等各领域中。碳纤维通常作为碳纤维前体经过例如对丙烯酸纤维进行纺丝的工序、将纤维拉伸的工序、耐火处理工序、以及碳化处理工序来制造。对于碳纤维前体，为了提高碳纤维的制造工序中的纤维的集束性或者抑制纤维间的胶着或熔接，使用了碳纤维前体用处理剂。
[0003]以往已知有专利文献1～3中所公开的碳纤维前体用处理剂。专利文献1中公开了一种氨基改性硅油剂组合物，其含有包含具有特定粘度的氨基改性聚硅氧烷的硅油剂以及包含非离子表面活性剂的乳化剂等。专利文献2中公开了一种合成纤维处理油剂，其含有具有特定化学式的多环芳香族系非离子乳化剂、氨基改性硅酮等。专利文献3中公开了一种硅油组合物，其含有硅酮、由烷基链和聚氧亚烷基链形成的非离子表面活性剂。现有技术文献专利文献
[0004]专利文献1：日本特许第3459305号公报专利文献2：日本特许第4311246号公报专利文献3：日本特开2005
‑
298689号公报

技术实现思路

专利技术所要解决的课题
[0005]但是，现有的碳纤维前体用处理剂在以水性液的状态保存时，具有经时稳定性降低、最终得到的碳纤维的强度降低的问题。
[0006]本专利技术所要解决的课题在于提供能够提高经时稳定性和碳纤维的强度的碳纤维前体用处理剂的水性液以及碳纤维前体。用于解决课题的手段
[0007]于是，本专利技术人为了解决上述课题进行了研究，结果发现，除了氨基改性硅酮以外还合用了具有特定分子量分布的非离子表面活性剂的碳纤维前体用处理剂的水性液是恰好合适的。
[0008]作为用于解决上述课题的本专利技术的一个方式的碳纤维前体用处理剂的水性液的特征在于，其包含碳纤维前体用处理剂以及水，该碳纤维前体用处理剂含有氨基改性硅酮和分子量分布(Mw/Mn)为1.05～1.50的非离子表面活性剂。
[0009]上述碳纤维前体用处理剂的水性液中，上述非离子表面活性剂可以由下述化1所表示。
[0010][化1](化1中，R1：碳原子数8～18的直链烃基或碳原子数8～18的支链烃基；AO：碳原子数2～3的氧化亚烷基；R2：氢原子或碳原子数1～4的烃基；n：1～60的整数。)上述碳纤维前体用处理剂的水性液中，上述非离子表面活性剂可以包含上述化1中的R1的碳原子数不同的2种以上的非离子表面活性剂。
[0011]上述碳纤维前体用处理剂的水性液中，上述氨基改性硅酮在25℃的运动粘度可以为50～4000mm2/s。
[0012]上述碳纤维前体用处理剂的水性液中，将上述氨基改性硅酮、上述水以及上述非离子表面活性剂的合计含有比例设为100质量份时，上述氨基改性硅酮和上述非离子表面活性剂的合计含有比例可以为20～50质量份，并且可以以50～80质量份的比例含有上述水。
[0013]上述碳纤维前体用处理剂的水性液中，上述氨基改性硅酮的含量相对于上述非离子表面活性剂的含量的质量比可以为上述氨基改性硅酮/上述非离子表面活性剂＝95/5～75/25。
[0014]作为本专利技术的另一方式的碳纤维前体的特征在于，其附着有上述碳纤维前体用处理剂。专利技术的效果
[0015]根据本专利技术，能够提高经时稳定性和碳纤维的强度。
具体实施方式
[0016](第1实施方式)下面对具体实现本专利技术的碳纤维前体用处理剂的水性液(以下简称为水性液)的第1实施方式进行说明。本实施方式的水性液中，除了氨基改性硅酮以外，还含有具有特定分子量分布的非离子表面活性剂作为必要成分。
[0017]氨基改性硅酮具有由(
‑
Si
‑
O
‑
)重复单元形成的聚硅氧烷骨架，其硅原子的烷基侧链的一部分被氨基改性基团进行了改性。氨基改性基团可以与作为主链的硅酮的侧链键合，也可以与末端键合，还可以与这两者键合。作为氨基改性基团，例如可以举出氨基、具有氨基的有机基团等。作为具有氨基的有机基团，可例示出下述化2。
[0018][化2]‑
R1‑
(NH
‑
R2)
z
‑
NH2(化2中，R1和R2为碳原子数2～4的亚烷基，分别可以相同也可以不同。z为0或1的整数。)作为化2的具有氨基改性基团的氨基改性硅酮的具体例，例如可以举出二甲基硅
氧烷
‑
甲基(氨基丙基)硅氧烷共聚物(氨基丙基聚二甲基硅氧烷)、氨基乙基氨基丙基甲基硅氧烷
‑
二甲基硅氧烷共聚物(氨端聚二甲基硅氧烷)等。
[0019]氨基改性硅酮在25℃的运动粘度的下限没有特别限制，优选为50mm2/s以上。运动粘度的下限为50mm2/s以上的情况下，可进一步提高碳纤维的强度。氨基改性硅酮在25℃的运动粘度的上限没有特别限制，优选为4000mm2/s以下。运动粘度的上限为4000mm2/s以下的情况下，可进一步提高水性液的经时稳定性。需要说明的是，氨基改性硅酮使用2种以上的情况下的运动粘度应用所使用的2种以上的氨基改性硅酮的混合物的实际测定值。
[0020]非离子表面活性剂的分子量分布(Mw/Mn)具有1.05～1.50的范围。非离子表面活性剂的分子量分布中，将混配在水性液中的非离子表面活性剂的混合物作为试验试样通过GPC法来求出。混配在水性液中的非离子表面活性剂使用非单分散而具有特定分子量分布的宽分布状态的试剂，由此可提高水性液的经时稳定性。
[0021]关于非离子表面活性剂的种类，只要可满足上述分子量分布条件就没有特别限制，例如可以举出在醇类或羧酸类上加成环氧烷而成的化合物、羧酸类与多元醇的酯化合物、在羧酸类与多元醇的酯化合物上加成环氧烷而成的醚
‑
酯化合物等。
[0022]关于作为非离子表面活性剂的原料使用的醇类的具体例，例如可以举出：(1)甲醇、乙醇、丙醇、丁醇、戊醇、己醇、辛醇、壬醇、癸醇、十一醇、十二醇、十三醇、十四醇、十五醇、十六醇、十七醇、十八醇、十九醇、二十醇、二十一醇、二十二醇、二十三醇、二十四醇、二十五醇、二十六醇、二十七醇、二十八醇、二十九醇、三十醇等直链烷基醇；(2)异丙醇、异丁醇、异己醇、2
‑
乙基己醇、异壬醇、异癸醇、异十三醇、异十四醇、异三十醇、异十六醇、异十七醇、异十八醇、异十九醇、异二十醇、异二十一醇、异二十二醇、异二十三醇、异二十四醇、异二十五醇、异二十六醇、异二十七醇、异二十八醇、异二十九醇、异十五醇等支链烷基醇；(3)十四碳烯醇、十六碳烯醇、十七碳烯醇、十八碳烯醇、十九碳烯醇等直链烯基醇；(4)异十六碳烯醇、异十八碳烯醇等支链烯基醇；(5)环戊醇、环己醇等环状烷基醇；(6)苯酚、苯甲醇、单苯乙烯化苯酚、二苯乙烯化本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种碳纤维前体用处理剂的水性液，其特征在于，其包含碳纤维前体用处理剂以及水，该碳纤维前体用处理剂含有氨基改性硅酮和分子量分布(Mw/Mn)为1.05～1.50的非离子表面活性剂，所述非离子表面活性剂由下述化1所表示，并且包含化1中的R1的碳原子数不同的2种以上的非离子表面活性剂，[化1]化1中，R1：碳原子数8～18的直链烃基或碳原子数8～18的支链烃基；AO：碳原子数2～3的氧化亚烷基；R2：氢原子或碳原子数1～4的烃基；n：1～60的整数。2.如权利要求1所述的碳纤维前体用处理剂的水性液，其中，所述氨基改性硅酮在25℃的运动粘度为50mm2/s～4000mm...

【专利技术属性】
技术研发人员：西川武志，土井章弘，
申请(专利权)人：竹本油脂株式会社，
类型：发明
国别省市：