[发明专利]一种适用于碳纤维的水性改性氯化聚丙烯上浆剂及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种适用于碳纤维的水性改性氯化聚丙烯上浆剂，其特征在于：

它是由如下方法步骤制备的：

(1)将改性氯化聚丙烯树脂溶解于溶剂中，充分搅拌，使其完全溶解，形成均匀的混合物溶液；

(2)将乳化剂加入到去离子水中，充分搅拌，然后加入步骤(1)的混合溶液，其中改性氯化聚丙烯树脂、去离子水和乳化剂的质量比为0.5～2:95～99:0.5～3，再在室温条件下采用400～1000W超声剪切处理5～30min后，再采用蒸馏或旋转蒸发回收有机溶剂后获得水性改性氯化聚丙烯上浆剂；

其中步骤(1)所述的改性氯化聚丙烯树脂的结构式如式1所示：

式1中：

X：-CH₂Cl，

R₁：-H或-CH₃，

R₂：-H、-CH₃或-CH₂CH₃，

n为50～250并且为正整数。

2.根据权利要求1所述的一种适用于碳纤维的水性改性氯化聚丙烯上浆剂，其特征在于，步骤(1)所述的溶剂为三氯甲烷或二氯甲烷。

3.根据权利要求1所述的一种适用于碳纤维的水性改性氯化聚丙烯上浆剂，其特征在于，步骤(2)所述的乳化剂为十二烷基磺酸钠、十二烷基硫酸钠、EL-10、EL-30、EL-40、EL-60、聚乙烯吡咯烷酮、十六烷基三甲基溴化铵、聚氧乙烯单油酸酯、聚氧乙烯单月桂酸酯、油酸钠、油酸钾、聚醚L系列、吐温系列或OP系列中的一种或任意组合。

4.根据权利要求1所述的一种适用于碳纤维的水性改性氯化聚丙烯上浆剂，其特征在于，步骤(1)所述的改性氯化聚丙烯树脂，它是由如下方法步骤制备的：

(1)将氯化聚丙烯和乙酸丁酯混合加入一个带有机械搅拌棒和回流冷凝器的三口烧瓶，在氮气气氛下进行机械搅拌，升温至60～80℃保持温度直至氯化聚丙烯溶解，再加入丙烯酸、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸异冰片酯与引发剂，再将温度升高到95～115℃，持续反应5～8小时后获得混合物，其中按照质量比进行计算：氯化聚丙烯:丙烯酸:丙烯酸丁酯:甲基丙烯酸甲酯:甲基丙烯酸异冰片酯:引发剂为25～60：5～25：10～30：15～40：5～20：5～15；

(2)将步骤(1)获得的混合物慢慢加入甲醇中获得沉淀物，再将沉淀物经洗涤和真空干燥后获得改性氯化聚丙烯树脂。

5.根据权利要求4所述的一种适用于碳纤维的水性改性氯化聚丙烯上浆剂，其特征在于，步骤(1)所述的引发剂为过氧化二异丙苯、过硫酸铵、过氧化苯甲酰或偶氮二异丁腈中的一种或两种。

6.根据权利要求4所述的一种适用于碳纤维的水性改性氯化聚丙烯上浆剂，其特征在于，步骤(2)所述的洗涤溶剂为丙酮或甲醇；真空干燥温度60～100℃。

7.权利要求1～6任一所述的一种适用于碳纤维的水性改性氯化聚丙烯上浆剂在碳纤维和聚丙烯复合材料领域上的应用，其特征在于，将未上浆的碳纤维在水性改性氯化聚丙烯上浆剂中浸渍走丝获得改性氯化聚丙烯上浆处理后的碳纤维，速度为10～30m/min，再在100～150℃下干燥后将上浆处理后的碳纤维切短为6mm每段，按照质量百分数计，将上浆处理后的碳纤维10～30％和聚丙烯树脂70～90％混合在200～250℃加热并搅拌10～20min，其中搅拌速率为60rpm，再出料切粒，获得上浆剂处理后的碳纤维与聚丙烯树脂复合材料。