表面活性剂、其制备方法、上浆剂、碳纤维束和复合材料技术

本发明专利技术公开了表面活性剂、其制备方法、上浆剂、碳纤维束和复合材料，涉及碳纤维材料技术领域。该表面活性剂的结构式为和/或；其中，R<subgt;f</subgt;(CH<subgt;2</subgt;)<subgt;n</subgt;为至少1个与碳原子直接相连的氢原子被氟原子取代的C3~C12的烃基；R<subgt;1</subgt;为亚烃基；R<subgt;2</subgt;为氢原子或C1~C2的烃基；(AO)<subgt;m</subgt;为C2~C4的亚烷氧基的聚醚。本发明专利技术提供的含氟聚氨酯型表面活性剂具有极低的表面能，其与水性聚氨酯具有良好的亲和力，复配制备获得的上浆剂的表面张力低至40 mN/m以下。该上浆剂在碳纤维丝束之间渗透性优异，上浆后纤维束具有优异的工艺加工性，可充分强化碳纤维与基体树脂的粘结。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及碳纤维材料，具体而言，涉及表面活性剂、其制备方法、使用该表面活性剂的上浆剂、使用该上浆剂的碳纤维束和碳纤维增强树脂基复合材料。

技术介绍

1、与碳纤维增强热固性复合材料相比，碳纤维增强热塑性复合材料具有抗冲击性强、成型周期短和废料可回收等优点，在“碳中和、碳达峰”的背景下备受瞩目。聚酰胺、热塑性聚酯、热塑性聚氨酯、聚碳酸酯等工程热塑性树脂的快速发展，为树脂基复合材料的选择提供了更多可能性。

2、在碳纤维制品加工和复合材料成型过程中，上浆剂的作用至关重要，不仅可以赋予碳纤维工艺加工性、保护其表面活性，还可以改善碳纤维对基体树脂的润湿性，从而提高复合材料综合性能。目前，市售碳纤维产品绝大多数使用仅与热固性基体树脂适配的上浆剂，若直接与热塑性基体树脂复合后力学性能难以满足要求。采用与工程热塑性树脂匹配良好的水性聚氨酯树脂作为上浆剂的成膜物，可以充分发挥碳纤维的增强性能。

3、其中，水性聚氨酯具有耐磨性好、粘附性强、韧性高且与多种树脂相容性好的优点，因此众多文献均使用了该类水性树脂作为上浆剂的主要成膜物，以提高上浆后碳纤维与基本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种表面活性剂，其特征在于，其结构式为式（1）和式（2）中的至少一种：

2.根据权利要求1所述的表面活性剂，其特征在于，所述Rf(CH2)n为至少1个与碳原子直接相连的氢原子被氟原子取代的C3~C12的脂肪族烃基或芳香族烃基；所述二异氰酸酯包括芳香族二异氰酸酯、芳脂族二异氰酸酯、脂肪族二异氰酸酯、脂环族二异氰酸酯和环脂族二异氰酸酯中的至少一种；所述(AO)m中的AO为亚乙氧基、亚丙氧基、亚丁氧基中的至少一种，m=13~136。

3.根据权利要求2所述的表面活性剂，其特征在于，所述Rf(CH2)n包括特征（1）-特征（5）中的至少一种：>

4.根据权利...

【技术特征摘要】

1.一种表面活性剂，其特征在于，其结构式为式（1）和式（2）中的至少一种：

2.根据权利要求1所述的表面活性剂，其特征在于，所述rf(ch2)n为至少1个与碳原子直接相连的氢原子被氟原子取代的c3~c12的脂肪族烃基或芳香族烃基；所述二异氰酸酯包括芳香族二异氰酸酯、芳脂族二异氰酸酯、脂肪族二异氰酸酯、脂环族二异氰酸酯和环脂族二异氰酸酯中的至少一种；所述(ao)m中的ao为亚乙氧基、亚丙氧基、亚丁氧基中的至少一种，m=13~136。

3.根据权利要求2所述的表面活性剂，其特征在于，所述rf(ch2)n包括特征（1）-特征（5）中的至少一种：

4.根据权利要求2所述的表面活性剂，其特征在于，所述二异氰酸酯包括特征（6）-特征（11）中的至少一种；

5.根据权利要求1所述的表面活性剂，其特征在于，所述rf(ch2)n通过与其直接相连的含活性氢基团与二异氰酸酯中的一个异氰酸酯基团键合而引入至所述表面活性剂的大分子中；

6.一种...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘丰，杭传伟，张淑斌，徐牛牛，袁俊亭，唐俊鑫，
申请(专利权)人：江苏恒神股份有限公司，
类型：发明
国别省市：