上浆剂及其应用和上浆纤维及其制备方法与流程

本发明涉及纤维上浆剂，具体涉及一种上浆剂及其应用和上浆纤维及其制备方法。

背景技术：

1、碳纤维，作为一种高强度、高模量的纤维，在航空航天、体育器材、汽车工业及医疗设备等高端领域展现出广泛应用潜力。

2、上浆剂是碳纤维生产过程中的重要辅助材料，通常由一种或多种能成膜的高分子物质组成。其主要作用是在碳纤维表面形成一层均匀的薄膜，改善碳纤维的集束性和耐磨性以及与树脂基体的界面结合强度。传统的上浆剂多为热固性，如环氧树脂基上浆剂。少部分为热塑性上浆剂，热塑性上浆剂的选择遵循“相似相容”原理，即选择与热塑性树脂基体化学结构相似、极性相近的物质，具有良好的黏合性能，能够解决传统热固性树脂作为上浆剂黏合性能差的不足，具备较大的应用前景。但是热塑性树脂上浆剂进行复合时，往往存在相容性差、加工温度高易降解等问题，影响复合材料的性能。因此，在实际应用中，热塑性上浆剂与纤维的界面结合能力仍然存在挑战。

技术实现思路

1、本发明的目的是为了克服现有技术存在的热塑性上浆剂与纤维的界面结合能力差即相容性差、影响复合材料的综合性能例如易降解的问题，提供一种上浆剂及其应用和上浆纤维，该上浆剂与纤维的界面结合能力好，复合形成的上浆纤维综合性能优异，具有界面剪切强度高的特点。

2、本发明的发明人发现，通过改善上浆剂分子结构提高其界面结合强度要经过设计、合成、纯化、放大等一系列步骤，成本高、时间长。但通过在上浆剂中引入一维材料，配合特定的树脂材料聚酰胺酸盐，使得在上浆剂使用过程中在碳纤维-界面层-树脂层之间形成物理连结，可以便捷地提高碳纤维与树脂之间的界面强度。

3、为了实现上述目的，本发明第一方面提供一种上浆剂，该上浆剂包括：聚酰胺酸盐、聚多巴胺修饰的芳纶纳米纤维和溶剂。

4、本发明第二方面提供一种第一方面所述的上浆剂在纤维加工过程中的应用。

5、本发明第三方面提供一种上浆纤维的制备方法，该制备方法包括将第一方面所述的上浆剂涂覆在纤维表面上，干燥。

6、本发明第四方面提供一种第三方面所述的制备方法制备得到的上浆纤维。

7、通过上述技术方案，本发明具有如下优势：

8、采用本发明组成的上浆剂与纤维复合形成上浆纤维，上浆剂与纤维的界面结合能力好，复合形成的上浆纤维综合性能优异，具有界面剪切强度高的特点。

1.一种上浆剂，其特征在于，该上浆剂包括：聚酰胺酸盐、聚多巴胺修饰的芳纶纳米纤维和溶剂。

2.根据权利要求1所述的上浆剂，其中，以所述聚多巴胺修饰的芳纶纳米纤维的总重量为基准，聚多巴胺修饰的芳纶纳米纤维中聚多巴胺的含量为0.1-1wt％，优选为0.6-1wt％。

3.根据权利要求1或2所述的上浆剂，其中，

4.根据权利要求1-3中任意一项所述的上浆剂，其中，以上浆剂的总重量为基准，

5.根据权利要求1-4中任意一项所述的上浆剂，其中，所述聚多巴胺修饰的芳纶纳米纤维的制备方法包括：在含芳纶纳米纤维的悬浮液中加入盐酸多巴胺，混合、洗涤、干燥；

6.根据权利要求1-5中任意一项所述的上浆剂，其中，所述溶剂为水、n,n’-二甲基甲酰胺、n,n’-二甲基乙酰胺、n-甲基吡咯烷酮和二甲基亚砜中的至少一种。

7.根据权利要求1-6中任意一项所述的上浆剂，其中，所述聚酰胺酸盐中含有二酐和二胺的残基，聚合度为20-80，其中，二胺为4,4’-二氨基二苯醚、4,4’-二氨基二苯硫醚、对苯二胺和间苯二胺中的至少一种；二酐为均苯四甲酸酐、双酚a二酸酐、联苯四甲酸酐和苯并二酸酐中的至少一种；

8.权利要求1-7中任意一项所述的上浆剂在纤维加工过程中的应用。

9.一种上浆纤维的制备方法，其特征在于，该制备方法包括：将权利要求1-7中任意一项所述的上浆剂涂覆在纤维表面上，干燥；

10.权利要求9所述的制备方法制备得到的上浆纤维。