[发明专利]碳纤维表面改性乳液及其制备方法和其制备得到的改性碳纤维、聚酯复合物

说明书

技术领域

本发明涉及一种改性剂，尤其涉及一种碳纤维表面改性乳液及其制备方法、应用该碳纤维表面改性乳液的碳纤维、改性碳纤维与聚酯制备的聚酯复合物。

背景技术

碳纤维具有突出的力学性能，在复合材料中广泛使用碳纤维进行增强，近年来改善碳纤维与基体树脂间的界面性能成为研究的热点。碳纤维表面活性官能团少，与基体树脂复合时形成的有效化学键少、相容性差，导致碳纤维复合材料中易形成脆性界面层结构。为提高碳纤维与基体树脂间的界面性能，工业上通常对碳纤维表面进行氧化处理，赋予碳纤维表面羟基、羰基等活性含氧官能团，常见的有阳极氧化法、硝酸氧化法、高锰酸钾氧化法等，但这类方法容易损伤碳纤维表面，破坏其力学性能。为了不损伤纤维表面提高碳纤维与基体之间的界面性能，中国专利申请CN1944783A使用聚合物接枝技术对碳纳米纤维表面改性，使纤维表面富有多种活性官能团，但是，这种方法工艺复杂，条件苛刻，生产运行成本高，在一定程度上限制了工业化生产。

发明内容

鉴于以上所述，本发明有必要提供一种可改善碳纤维表面活性的碳纤维表面改性乳液。

此外，本发明还提供一种应用上述乳液的改性碳纤维。

此外，本发明还提供一种包含上述改性碳纤维的聚酯复合物。

此外，本发明还提供一种上述碳纤维表面改性乳液的制备方法。

此外，本发明还提供一种上述改性碳纤维的制备方法。

此外，本发明还提供一种上述聚酯复合物的应用。

一种碳纤维表面改性乳液，包括以下重量百分数的组分：

表面改性剂：2-10wt%；

聚酯：1-15wt%；

乳化剂：0.7-3wt%；

有机溶剂：0-25wt%；

水：47-96.3wt%；

其中，所述表面改性剂为（式1），式1中，R₁、R₂、R₁'、R₂'各自独立地代表氢、羟基、或C₁-C₃的烷基；R₃、R₄各自独立地代表氢、羟基、C₁-C₁₈烷基、C₁-C₁₈烷氧基、含硅氧键的烷基或含有官能团G的基团，所述官能团G选自羟基、氨基、卤素、酰胺基或酯基，且R₃和R₄不同时为氢。

一种碳纤维表面改性乳液，由以下重量百分数的组分组成：

表面改性剂：2-10wt%；

聚酯：1-15wt%；

乳化剂：0.7-3wt%；

有机溶剂：0-25wt%；

水：47-96.3wt%；

其中，所述表面改性剂为（式1），式1中，R₁、R₂、R₁'、R₂'各自独立地代表氢、羟基、或C₁-C₃的烷基；R₃、R₄各自独立地代表氢、羟基、C₁-C₁₈烷基、C₁-C₁₈烷氧基、含硅氧键的烷基或含有官能团G的基团，所述官能团G选自羟基、氨基、卤素、酰胺基或酯基，且R₃和R₄不同时为氢。

其中，所述式1中，R₁、R₂、R₁'、R₂'可以各自独立地为甲基、乙基、丙基或氢，优选甲基、乙基或氢，特别优选为甲基或氢。

其中，所述式1中，R₃、R₄可以各自独立地为氢、羟基、C₁-C₁₈烷氧基、含硅氧键的烷基、或含有官能团G的基团，所述官能团G选自氨基、酰胺基或酯基，且R₃、R₄不同时为氢。

其中，所述R₃、R₄可以各自独立地为C₁-C₁₀烷氧基或C₁-C₁₀烷基。

其中，所述表面改性剂优选或