一种碳纤维改性不饱和聚酯树脂的制备工艺制造技术

本发明专利技术公开了一种碳纤维改性不饱和聚酯树脂的制备工艺，涉及改性树脂技术领域。本发明专利技术在制备碳纤维改性不饱和聚酯树脂时，在环氧树脂上浆剂中加入改性碳酸钙晶须，在改性碳酸钙晶须的双键上引入环氧上浆剂中的环氧基，再在氨气氛围、微波电场下用高温电喷射将上浆剂喷涂在碳纤维上，制得改性碳纤维，制备不饱和聚酯树脂时使用巯基聚苯乙烯作为收缩剂，再利用改性碳纤维对不饱和聚酯树脂进行改性；本发明专利技术制得的碳纤维改性不饱和聚酯树脂，不仅稳定性好，使用时固化后还具有优异的抗冲击性。使用时固化后还具有优异的抗冲击性。

【技术实现步骤摘要】
一种碳纤维改性不饱和聚酯树脂的制备工艺


[0001]本专利技术涉及改性树脂
，具体为一种碳纤维改性不饱和聚酯树脂的制备工艺。

技术介绍

[0002]不饱和聚酯树脂，一般是由不饱和二元酸二元醇或者饱和二元酸不饱和二元醇缩聚而成的具有酯键和不饱和双键的线型高分子化合物。通常，聚酯化缩聚反应是在190～220℃进行，直至达到预期的酸值(或粘度)，在聚酯化缩聚反应结束后，趁热加入一定量的乙烯基单体，配成粘稠的液体，这样的聚合物溶液称之为不饱和聚酯树脂。
[0003]但粘稠状的不饱和聚酯树脂的稳定性较差，且当不饱和聚酯树脂通过自由基引发或热引发固化后，可形成一种既不溶解液不熔融的体型高分子聚合物。具备高强、质轻、耐腐蚀、价格低廉等特点，但同时也具有硬而脆的缺点，抗冲击性不好，限制的应用在帐篷杆、格栅、宝格丽板等范围。因此，本申请研究了一种稳定性好，固化后抗冲击性好的碳纤维改性不饱和聚酯树脂的制备工艺。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供一种碳纤维改性不饱和聚酯树脂的制备工艺，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。
[0005]一种碳纤维改性不饱和聚酯树脂的制备工艺，所述碳纤维改性不饱和聚酯树脂的制备工艺包括：改性碳酸钙晶须制备，上浆剂制备，改性碳纤维制备，不饱和聚酯树脂制备，碳纤维改性不饱和聚酯树脂制备。
[0006]优选的，一种碳纤维改性不饱和聚酯树脂的制备工艺，包括以下具体步骤：
[0007](1)将油酸分散在无水乙醇中，配置成油酸浓度为2～5％的油酸乙醇溶液，加入碳酸钙晶须，水浴加热至70～80℃，并在40～50kHz下超声10～20min，离心得固体，将固体置于干燥箱中，60～80℃下干燥1～2h，制得改性碳酸钙晶须；
[0008](2)将乳化剂聚氧乙烯芳基醚与环氧树脂上浆剂按质量比0.05：1～0.1：1混合乳化1～2h，加入环氧树脂上浆剂质量0.15～0.18倍的改性碳酸钙晶须，用氨水调节pH至5～6，水浴加热至15～20℃并在150～300rpm下磁力搅拌，保温反应20～30h，制得上浆剂；
[0009](3)在氨气氛围、微波电场下用高温电喷射将上浆剂喷涂在碳纤维上，制得改性碳纤维；
[0010](4)将顺丁烯二酸酐、邻苯二甲酸酐和丙二醇按质量比30：50：56～33：50：58混合置于三口烧瓶中，以5～6℃/min的速率升温至80～90℃，搅拌均匀后再以3～4℃升温至190～200℃，保温反应1～1.5h，自然冷却至90～100℃，加入邻苯二甲酸酐质量0.4～0.5倍的收缩剂巯基聚苯乙烯，保温并以300～400rpm下磁力搅拌3～5h，制得不饱和聚酯树脂；
[0011](5)将不饱和聚酯树脂与改性碳纤维共混，水浴加热至90～100℃并在150～300rpm下磁力搅拌，保温反应20～30h，制得碳纤维改性不饱和聚酯树脂。
[0012]优选的，上述步骤(1)中：碳酸钙晶须与油酸乙醇溶液质量比为1：18～1：25。
[0013]优选的，上述步骤(3)中：微波频率为500～800MHz，电场频率为30～50kV/m，氨气氛围下压力保持在0.3～0.7mPa，反应温度为170～200℃，碳纤维与上浆剂的质量比为10：0.5～10：1，喷涂速度为5～8L/min。
[0014]优选的，上述步骤(4)中：巯基聚苯乙烯的制备工艺为：将氯甲基苯乙烯和硫脲按质量比为2：1～2.5：1混合置于氯甲基苯乙烯质量6～7倍的无水乙醇中，水浴加热至50℃反应6h，过滤后将滤渣置于滤渣质量4～5倍质量分数为50％的氢氧化钠溶液中静置10h，再次过滤并用质量分数为5％的盐酸冲洗3～5min，制得巯基聚苯乙烯。
[0015]优选的，上述步骤(5)中：不饱和聚酯树脂和改性碳纤维的质量比为20：1～25：2。
[0016]优选的，一种碳纤维改性不饱和聚酯树脂的制备工艺，所述碳纤维改性不饱和聚酯树脂的制备工艺制得的碳纤维改性不饱和聚酯树脂包括以下重量分数的原料：2～3份改性碳酸钙晶须、13～16份环氧树脂上浆剂、6～7份改性碳纤维、140～150份的不饱和聚酯树脂。
[0017]优选的，所述改性碳酸钙晶须是用油酸包覆碳酸钙晶须制得；所述改性碳纤维是在碳纤维表面喷涂上浆剂制得；所述上浆剂是由环氧树脂上浆剂与改性碳酸钙晶须制得；所述收缩剂为巯基聚苯乙烯。
[0018]与现有技术相比，本专利技术所达到的有益效果是：
[0019]本专利技术在制备碳纤维改性不饱和聚酯树脂时，在环氧树脂上浆剂中加入改性碳酸钙晶须，再对碳纤维进行上浆，制得改性碳纤维，再利用改性碳纤维对不饱和聚酯树脂进行改性；
[0020]改性碳酸钙晶须是用油酸将碳酸钠钙晶须包覆制得，降低碳酸钙晶须的团聚性，将其活化并双键，提高了碳酸钙晶须的热稳定性；将改性碳酸钙晶须加入环氧树脂上浆剂后，在改性碳酸钙晶须的双键上引入环氧上浆剂中的环氧基，将改性碳酸钙晶稳定的须分散在环氧树脂上浆剂中；再在氨气氛围、微波电场下用高温电喷射将上浆剂喷涂在碳纤维上，制得改性碳纤维；氨气将改性碳纤维表面的油酸催化生成油酸铵盐，再于高温电喷射，将油酸铵盐脱水生成油酸酰胺，降低了环氧树脂上浆剂的刚性，同时改性碳酸钙晶须生长，使上浆剂牢牢嵌在碳纤维表面，降低了改性碳纤维与不饱和聚酯树脂间的界面缺陷，并且活性基团的增加，促进改性碳纤维与不饱和聚酯树脂基体之间的结合，增强不饱和聚酯树脂的稳定性。
[0021]制备不饱和聚酯树脂时使用巯基聚苯乙烯作为收缩剂，加入改性碳纤维后，巯基和双键与改性碳纤维上的环氧基反应，交联在生长的改性碳酸钙晶须表面，将改性碳纤维稳定的分散在不饱和聚酯树脂中；固化后受到冲击时，应力沿生长的改性碳酸钙晶须分散，增强不饱和聚酯树脂的抗冲击性。
具体实施方式
[0022]下面将结合本专利技术的实施例，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0023]为了更清楚的说明本专利技术提供的方法通过以下实施例进行详细说明，将实施例和对比例中制备的碳纤维改性不饱和聚酯树脂的各指标测试方法如下：
[0024]稳定性：用电泳法分别测量实施例与对比例制备的碳纤维改性不饱和聚酯树脂的ZETA电位。
[0025]抗冲击性：将相同质量的实施例与对比例制备的碳纤维改性不饱和聚酯树脂用相同方式固化后，参照GB/T2567进行冲击强度测试。
[0026]实施例1
[0027]一种碳纤维改性不饱和聚酯树脂，按重量份数计，主要包括：
[0028]2份的改性碳酸钙晶须，13份的环氧树脂上浆剂，6份的改性碳纤维，140份的不饱和聚酯树脂。
[0029]一种碳纤维改性不饱和聚酯树脂的制备工艺，所述碳纤维改性不饱和聚酯树脂的制备工艺为：
[0030](1)将油酸分散在无水乙本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种碳纤维改性不饱和聚酯树脂的制备工艺，其特征在于，所述碳纤维改性不饱和聚酯树脂的制备工艺包括：改性碳酸钙晶须制备，上浆剂制备，改性碳纤维制备，不饱和聚酯树脂制备，碳纤维改性不饱和聚酯树脂制备。2.根据权利要求1所述的一种碳纤维改性不饱和聚酯树脂的制备工艺，其特征在于，包括以下具体步骤：(1)将油酸分散在无水乙醇中，配置成油酸浓度为2～5％的油酸乙醇溶液，加入碳酸钙晶须，水浴加热至70～80℃，并在40～50kHz下超声10～20min，离心得固体，将固体置于干燥箱中，60～80℃下干燥1～2h，制得改性碳酸钙晶须；(2)将乳化剂聚氧乙烯芳基醚与环氧树脂上浆剂按质量比0.05：1～0.1：1混合乳化1～2h，加入环氧树脂上浆剂质量0.15～0.18倍的改性碳酸钙晶须，用氨水调节pH至5～6，水浴加热至15～20℃并在150～300rpm下磁力搅拌，保温反应20～30h，制得上浆剂；(3)在氨气氛围、微波电场下用高温电喷射将上浆剂喷涂在碳纤维上，制得改性碳纤维；(4)将顺丁烯二酸酐、邻苯二甲酸酐和丙二醇按质量比30：50：56～33：50：58混合置于三口烧瓶中，以5～6℃/min的速率升温至80～90℃，搅拌均匀后再以3～4℃升温至190～200℃，保温反应1～1.5h，自然冷却至90～100℃，加入邻苯二甲酸酐质量0.4～0.5倍的收缩剂巯基聚苯乙烯，保温并以300～400rpm下磁力搅拌3～5h，制得不饱和聚酯树脂；(5)将不饱和聚酯树脂与改性碳纤维共混，水浴加热至90～100℃并在150～300rpm下磁力搅拌，保温反应20～30h，制得碳纤维改性不饱和聚酯树脂。3.根据权利要求2所述的一种碳纤维改性不饱和...

【专利技术属性】
技术研发人员：王针宇，谷军军，王健雄，王小军，
申请(专利权)人：江苏金隆新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：