專利名稱：一種玻璃纖維用添加碳納米管的浸潤劑及其制備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于浸潤劑及其制備領(lǐng)域，特別涉及一種玻璃纖維用添加碳納米管浸潤劑及其制備。
背景技術(shù)：
在玻璃纖維實(shí)際生產(chǎn)中，拉伸過程中溫度的急劇下降會使玻璃纖維產(chǎn)生表面應(yīng)力，從而形成表面微裂紋使纖維性能下降，因此通常在拉伸的同時(shí)在纖維表面噴涂或浸涂一層浸潤劑。浸潤劑主要有兩個(gè)作用:一方面防止玻璃纖維表面微裂紋的產(chǎn)生和擴(kuò)散、減少纖維間的摩擦損傷，提高纖維的強(qiáng)度；另一方面浸潤劑可以提高纖維與基體之間的粘結(jié)強(qiáng)度。CNTs具有極好的的機(jī)械性能，如拉伸強(qiáng)度(200GPa)、彈性模量(200 500GPa)和斷裂應(yīng)變(1(Γ30%)，是用作界面修飾的理想選擇。越來越多的關(guān)于CNTs/樹脂納米復(fù)合材料的研究報(bào)道，在樹脂中加入少量的CNTs就可以明顯改善材料的性能。CNTs具有巨大的比表面積，在樹脂當(dāng)中起到明顯的界面效應(yīng)、架橋作用，阻止裂紋擴(kuò)展，從而提高了材料強(qiáng)度。有報(bào)道，通過電泳沉積(EPD)法將CNTs沉積到玻璃纖維表面，認(rèn)為納米微粒類似于生物骨中的礦物質(zhì)，由此形成的適當(dāng)?shù)募{米級界面能改善纖維和樹脂的粘結(jié)強(qiáng)度，提高玻璃纖維增強(qiáng)塑料的強(qiáng)度。當(dāng)CNTs添加到浸潤劑中，經(jīng)修飾的的CNTs和玻璃纖維緊密結(jié)合，在裂紋處起到架橋作用，提高纖維的抗拉強(qiáng)度；同時(shí)也可以改善玻璃纖維和樹脂之間的界面結(jié)構(gòu)，提高粘結(jié)強(qiáng)度。總之，當(dāng)浸潤劑中加入CNTs，可以大大提高玻璃纖維制品質(zhì)量
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種玻璃纖維用添加碳納米管浸潤劑及其制備方法，本發(fā)明采用的配方簡單、實(shí)用，適用于工業(yè)化生產(chǎn)；制備的浸潤劑可以有效提高玻璃纖維的強(qiáng)度；并且可以提高玻璃纖維復(fù)合材料的強(qiáng)度。本發(fā)明的一種玻璃纖維用添加碳納米管浸潤劑，其特征在于:按重量百分比該浸潤劑由以下組分組成:
權(quán)利要求
1.一種玻璃纖維用添加碳納米管的浸潤劑，按重量百分比該浸潤劑由以下組分組成:固色劑3%-10%，環(huán)氧樹脂3%-10%，陽離子表面活性劑0.5%-5%，偶聯(lián)劑0.1%_5%，碳納米管0.1%_1%，去離子水 69%-93.3%。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種玻璃纖維用添加碳納米管的浸潤劑，其特征在于:所述固色劑為雙氰胺甲醛樹脂，密度為1.198g/cm3，粘度為50(T560mPa.S。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種玻璃纖維用添加碳納米管的浸潤劑，其特征在于:所述環(huán)氧樹脂為雙酚A型環(huán)氧樹脂乳液，相對分子質(zhì)量為35(Γ1000，平均粒徑為0.2^2.0 μ m。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種玻璃纖維用添加碳納米管的浸潤劑，其特征在于:所述陽離子表面活性劑為十六烷基三甲基氯化銨。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種玻璃纖維用添加碳納米管的浸潤劑，其特征在于:所述偶聯(lián)劑為硅烷偶聯(lián)劑，型號為KH-550、KH-560或A186。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種玻璃纖維用添加碳納米管的浸潤劑，其特征在于:所述碳納米管為改性碳納米管，改性方法為:(1)碳納米管加入強(qiáng)氧化性酸，然后加熱，攪拌2(T30h，然后離心或者自然沉降清洗，得到碳納米管和水的黑色混合液；(2)向制得的黑色混合液中加入乙二烯三胺、聚丙烯吡咯烷酮，在70°C 110°C條件下攪拌5 10h，即得到改性的納米碳管，其中碳納米管與強(qiáng)氧化性酸的質(zhì)量比為l:5(Tl:300，聚丙烯吡咯烷酮與碳納米管的質(zhì)量比為1:2(Tl: 10;乙二烯三胺與碳納米管的質(zhì)量比為1:15 1:10。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種玻璃纖維用添加碳納米管的浸潤劑，其特征在于:所述強(qiáng)氧化性酸為 濃硝 酸。
8.一種玻璃纖維用添加碳納米管的浸潤劑制備方法，包括: 按重量百分比加入雙酚A型環(huán)氧樹脂3%-10%，添加到離子水中，溫度保持6(T80°C，20(T500r/min下攪拌1 2h，然后依次加入雙氰胺甲醛樹脂3%_10%、陽離子表面活性劑.0.5%-5%、硅烷偶聯(lián)劑0.1%_5%、改性的碳納米管0.1%-1%，攪拌，最后加入去離子水，攪拌，即得浸潤劑，其中去離子水的總重量百分比為69%-93.3%。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種玻璃纖維用添加碳納米管的浸潤劑，按重量百分比該浸潤劑由以下組分組成固色劑3%-10%，環(huán)氧樹脂3%-10%，陽離子表面活性劑0.5%-5%，偶聯(lián)劑0.1%-5%，碳納米管0.1%-1%，去離子水69%-93.3%。制備方法雙酚A型環(huán)氧樹脂，添加到離子水中，溫度保持60~80℃，200~500r/min下攪拌1~2h，然后依次加入雙氰胺甲醛樹脂、陽離子表面活性劑、硅烷偶聯(lián)劑、改性的碳納米管，攪拌，最后加入去離子水，攪拌，即得浸潤劑。本發(fā)明方法采用的配方簡單、實(shí)用，適用于工業(yè)化生產(chǎn)；制備的浸潤劑可以有效提高玻璃纖維的強(qiáng)度；并且可以提高玻璃纖維復(fù)合材料的強(qiáng)度。
文檔編號C03C25/44GK103159413SQ201210553280
公開日2013年6月19日 申請日期2012年12月19日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月19日
發(fā)明者李耀剛, 吳欣, 王宏志, 張青紅 申請人:東華大學(xué)