[发明专利]一种表面改性芳纶纤维及其制备方法

摘要

本发明公开了一种表面改性芳纶纤维及其制备方法，对芳纶纤维进行接枝处理，得到表面带有异氰酸酯基、氨基和/或羟基等极性基团的芳纶纤维。本发明先用二异氰酸酯与多缩乙二醇反应生成含有异氰酸酯端基的聚氨酯分子链，再依次与三醇胺类化合物和二胺类化合物发生扩链反应和偶联反应制得超支化聚氨酯；然后对芳纶纤维依次用二异氰酸酯化合物和上述制备的超支化聚氨酯接枝改性得到一种表面接枝有大量基团的芳纶纤维。本发明所制备的改性芳纶纤维表面基团活性大，提高了芳纶纤维表面粘结性，这些活性基团能与多种树脂形成化学键，增强了芳纶纤维与树脂复合材料的界面强度。

主权项

一种表面改性芳纶纤维的制备方法，其特征在于，主要包括以下几个步骤：(1)配制表面处理剂：将二异氰酸酯A和有机锡催化剂溶于有机溶剂中，形成质量分数为30～50％均匀溶液，得到表面处理剂；(2)制备超支化聚氨酯：在反应釜中加入10～15质量份二异氰酸酯B、5～10质量份多缩乙二醇和有机锡催化剂，升温至60～80℃，搅拌反应1～2小时；加入1～2质量份扩链剂A，同时加入1～3质量份调粘剂，搅拌反应3～5小时；再加入酸性溶剂，搅拌10～50分钟；将反应液缓慢加入高速搅拌的80～100质量份质量分数为0.15％～0.5％扩链剂B的水溶液中，并升温至60～80℃，搅拌反应1～3小时，得到超支化聚氨酯，其结构式为式(1)：式(1)中，超支化聚氨酯的端基包括异氰酸酯基、氨基和/或羟基活性官能团，R1为聚氨酯分子链基，R2和R3为烷烃基，超支化聚氨酯的分子量为5000～50000；其中R1的结构通式如式(2)，式(2)中R4和R5均为脂肪族链烃基；(3)芳纶表面处理：将芳纶纤维连续通过上油机的压辊，并用上述表面处理剂浸没芳纶纤维，然后进入烘道干燥，烘道温度120～150℃，得到表面偶联异氰酸酯基的改性芳纶纤维；(4)表面接枝处理：将步骤(3)得到表面偶联异氰酸酯基的改性芳纶纤维通入装满超支化聚氨酯的凹槽中，浸润后进入烘道，在催化剂的作用下进行接枝反应并烘干，烘道温度130～160℃，得到表面接枝超支化聚氨酯的改性芳纶纤维。