氨基改性树脂增强型碳纤维原丝用油剂及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种氨基改性树脂增强型碳纤维原丝用油剂及其制备方法。所述油剂按重量份数计，由氨基改性硅油100份、环氧改性硅油20~50份、氨基改性树脂10~20份、催化剂5~10份和乳化剂40~60份组成，通过将各组分搅拌均匀混合后加水乳化转相制得。本发明专利技术采用高氨值、高环氧值的改性硅油，具有极性大、官能基团多的特点，与原丝表面有机官能团相互作用力强；同时引入氨基改性树脂，其起到反应增强功能组分，能够与改性硅油之间发生化学交联发应，形成三维网状油膜结构，减少了原丝在烘干、蒸汽牵伸过程的表面损伤，同时提升了油剂在预氧化和碳化过程对纤维的耐热防护性，可以有效增强碳纤维的力学性能。碳纤维的力学性能。

【技术实现步骤摘要】
氨基改性树脂增强型碳纤维原丝用油剂及其制备方法


[0001]本专利技术涉及一种氨基改性树脂增强型碳纤维原丝用油剂，属于油剂


技术介绍

[0002]油剂是碳纤维原丝生产中需要使用的关键助剂，其起到保护纤维表面和防止热并丝的作用。高性能的油剂影响纤维的干燥致密化、牵伸和热定形，最大限度降低原丝的微观缺陷，并确保原丝能够进行预氧化和碳化，并最终影响纤维的力学性能。随着航空航天、压力容器、碳/碳复材等领域对高性能碳纤维要求的日益增长，产业界对碳纤维的高性能纺丝油剂研发和应用需求也逐步加大。因此，需要寻找更为适宜的油剂，增强油剂在碳纤维生产过程中的保护作用，进一步提高碳纤维的力学性能。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的在于提供一种氨基改性树脂增强型碳纤维原丝用油剂及其制备方法。
[0004]实现本专利技术目的的技术方案如下：
[0005]氨基改性树脂增强型碳纤维原丝用油剂，按重量份数计，由以下成分组成：氨基改性硅油100份，环氧改性硅油20～50份，氨基改性树脂10～20份，催化剂5～10份，乳化剂40～60份。
[0006]优选地，所述的氨基改性树脂增强型碳纤维原丝用油剂，按重量份数计，由以下成分组成：氨基改性硅油100份，环氧改性硅油30～50份，氨基改性树脂15～20份，催化剂8～10份，乳化剂50～60份。
[0007]本专利技术所述的氨基改性硅油的氨值为0.90～1.60mmol/g，优选为1.2～1.60mmol/g。
[0008]本专利技术所述的环氧改性硅油的环氧值为1.00～2.50mmol/g，优选为1.5～2.50mmol/g。
[0009]本专利技术所述的氨基改性树脂为常见的氨基改性树脂，选自脲醛树脂、三聚氰胺甲醛树脂或苯代三聚氰胺甲醛树脂。
[0010]本专利技术所述的催化剂选自二月桂酸二丁基锡或新葵酸铋。
[0011]本专利技术所述的乳化剂为碳纤维原丝用油剂中常用的乳化剂，选自脂肪醇聚氧乙烯醚、脂肪酸聚氧乙烯酯和聚氧乙烯失水山梨醇脂肪酸酯中的一种以上。
[0012]上述氨基改性树脂增强型碳纤维原丝用油剂的制备方法，具体步骤如下：
[0013]按配方，将氨基改性硅油、环氧改性硅油、氨基改性树脂、催化剂和乳化剂搅拌均匀混合后，加水乳化转相，制得室温稳定的油剂乳液。
[0014]相对于现有技术，本专利技术具有以下优点：
[0015]本专利技术采用高氨值、高环氧值的改性硅油，具有极性大、官能基团多的特点，与原丝表面有机官能团相互作用力强；进一步引入氨基改性树脂，其起到反应增强功能组分，在
烘干、预氧化、碳化等过程中与改性硅油之间发生化学交联发应，形成三维网状结构，有效保证油剂在烘干过程对原丝表面成膜保护性，蒸汽牵伸过程中的耐牵伸性以及在碳化过程对纤维的耐热防护能力，可以有效提升碳纤维的力学性能。
具体实施方式
[0016]下面结合具体实施例进一步说明本专利技术的内容和技术方案，但不应理解为对本专利技术的限制。在不背离本专利技术思想情况下，对本专利技术方法、步骤或条件所作的简单修改或替换，均属于本专利技术的范围。
[0017]下述实施例和比较例中采用的原料和试剂均可商业购买获得。
[0018]实施例1
[0019]取氨基改性硅油100质量份，氨值为1.20mmol/g；环氧改性硅油30质量份，环氧值为1.50mmol/g；氨基改性树脂为脲醛树脂15质量份；催化剂为二月桂酸二丁基锡8质量份；乳化剂为脂肪醇聚氧乙烯醚50质量份。上述组分搅拌均匀混合后，加水乳化转相制得室温稳定的油剂乳液，使用制备的油剂生产线上评估结果见表1，碳纤维原丝含油为0.98％，原丝毛丝等级1.0级(划分1.0
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5.0级，1.0级最优，5.0级最差)，原丝运行过程中烘干无粘辊现象；碳纤维拉伸强度6618MPa，碳纤维毛丝等级1.5级(划分1.0
‑
5.0级，1.0级最优，5.0级最差)。
[0020]实施例2
[0021]取氨基改性硅油100质量份，氨值为0.90mmol/g；环氧改性硅油20质量份，环氧值为1.00mmol/g；氨基改性树脂为脲醛树脂10质量份；催化剂为二月桂酸二丁基锡5质量份；乳化剂为脂肪醇聚氧乙烯醚40质量份。上述组分搅拌均匀混合后，加水乳化转相制得室温稳定的油剂乳液，使用制备的油剂生产线上评估结果见表1，碳纤维原丝含油为1.04％，原丝毛丝等级1.2级，原丝运行过程中烘干无粘辊现象；碳纤维拉伸强度6537MPa，碳纤维毛丝等级1.6级。
[0022]实施例3
[0023]取氨基改性硅油100质量份，氨值为1.60mmol/g；环氧改性硅油50质量份，环氧值为2.50mmol/g；氨基改性树脂为脲醛树脂20质量份；催化剂为二月桂酸二丁基锡10质量份；乳化剂为脂肪醇聚氧乙烯醚60质量份。上述组分搅拌均匀混合后，加水乳化转相制得室温稳定的油剂乳液，使用制备的油剂生产线上评估结果见表1，碳纤维原丝含油为0.97％，原丝毛丝等级1.0级，原丝运行过程中烘干无粘辊现象；碳纤维拉伸强度6712MPa，碳纤维毛丝等级1.5级。
[0024]实施例4
[0025]取氨基改性硅油100质量份，氨值为1.20mmol/g；环氧改性硅油30质量份，环氧值为1.50mmol/g；氨基改性树脂为三聚氰胺甲醛树脂15质量份；催化剂为新葵酸铋8质量份；乳化剂为脂肪酸聚氧乙烯酯10质量份，聚氧乙烯失水山梨醇脂肪酸酯40质量份。上述组分搅拌均匀混合后，加水乳化转相制得室温稳定的油剂乳液，使用制备的油剂生产线上评估结果见表1，碳纤维原丝含油为1.02％，原丝毛丝等级1.0级，原丝运行过程中烘干无粘辊现象；碳纤维拉伸强度6647MPa，碳纤维毛丝等级1.5级。
[0026]实施例5
[0027]取氨基改性硅油100质量份，氨值为1.20mmol/g；环氧改性硅油30质量份，环氧值为1.50mmol/g；氨基改性树脂为苯代三聚氰胺甲醛树脂15质量份；催化剂为新葵酸铋8质量份；乳化剂为脂肪酸聚氧乙烯酯10质量份，聚氧乙烯失水山梨醇脂肪酸酯40质量份。上述组分搅拌均匀混合后，加水乳化转相制得室温稳定的油剂乳液，使用制备的油剂生产线上评估结果见表1，碳纤维原丝含油为0.95％，原丝毛丝等级1.0级，原丝运行过程中烘干无粘辊现象；碳纤维拉伸强度6521MPa，碳纤维毛丝等级1.6级。
[0028]比较例1
[0029]取氨基改性硅油100质量份，氨值为1.20mmol/g；环氧改性硅油30质量份，环氧值为1.50mmol/g；催化剂为二月桂酸二丁基锡8质量份；乳化剂为脂肪醇聚氧乙烯醚50质量份。上述组分搅拌均匀混合后，加水乳化转相制得室温稳定的油剂乳液，使用制备的油剂生产线上评估结果见表1，碳纤维原丝含油为0.97％，原丝毛丝等级2.5级，原丝运行过程中出现烘干粘辊现象；碳纤维拉伸强度5980MPa，碳纤维毛丝等级3.0级。与实施例1比较，未添加氨基改性树脂，油剂对本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.氨基改性树脂增强型碳纤维原丝用油剂，其特征在于，按重量份数计，由以下成分组成：氨基改性硅油100份，环氧改性硅油20~50份，氨基改性树脂10~20份，催化剂5~10份，乳化剂40~60份。2.根据权利要求1所述的氨基改性树脂增强型碳纤维原丝用油剂，其特征在于，按重量份数计，由以下成分组成：氨基改性硅油100份，环氧改性硅油30~50份，氨基改性树脂15~20份，催化剂8~10份，乳化剂50~60份。3. 根据权利要求1所述的氨基改性树脂增强型碳纤维原丝用油剂，其特征在于，所述的氨基改性硅油的氨值为0.90~1.60 mmol/g。4. 根据权利要求1所述的氨基改性树脂增强型碳纤维原丝用油剂，其特征在于，所述的氨基改性硅油的氨值为1.20~1.60 mmol/g。5. 根据权利要求1所述的氨基改性树脂增强型碳纤维原丝用油剂，其特征在于，所述的环氧改性硅油的环氧值为1.00~2.50 mmol...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘芳，祝威威，毛志平，李果，
申请(专利权)人：中复神鹰碳纤维股份有限公司，
类型：发明
国别省市：