[发明专利]一种聚芳醚酮水分散液及碳纤维/聚芳醚酮单向带的制备方法

权利要求书

1.一种聚芳醚酮水分散液的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)将无定形聚芳醚腈酮树脂溶于二氯甲烷，与含有乳化剂、硅烷偶联剂、有机硅消泡剂的水共混分散0.5～1.5h，并通过加热去除二氯甲烷制得甲分散液；其中，甲分散液中无定形聚芳醚腈酮树脂的质量分数为为4～10％，乳化剂的质量分数为0.8～2％，硅烷偶联剂的质量分数为0.05～0.2％，有机硅消泡剂的质量分数为0.01～0.1％；

(2)将聚芳醚酮树脂细粉、增稠剂、润湿剂与水共混分散0.5～1h制得乙分散液；其中，乙分散液中聚芳醚酮树脂细粉的质量分数为20～40％，增稠剂的质量分数为2～8％，润湿剂的质量分数为0.5～1％；

(3)将甲分散液与乙分散液混合均匀得到聚芳醚酮水分散液；其中，所述甲分散液与乙分散液的体积比为1:2～5；

所述无定形聚芳醚腈酮树脂为如下结构：

其中Ar为：中的一种或两种；

所述聚芳醚酮树脂细粉为如下结构：

其中Ar₁为中的一种；

所述乳化剂为十二烷基硫酸钠、十二烷基苯磺酸钠中的一种；

所述增稠剂为黄原胶、羧甲基纤维素、聚丙烯酰胺、卡波姆中的一种或几种；

所述润湿剂为BYK349、烷基酚聚氧乙烯醚、聚乙二醇中的一种或几种。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述无定形聚芳醚腈酮树脂的数均分子量为5000～30000。

3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述聚芳醚酮树脂细粉的熔融指数为20～80g/10min(380℃，10kg)。

4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述硅烷偶联剂为KH550、KH560、KH602中的一种或几种，所述有机硅消泡剂为BYK-024，AFE-3168中的一种。

5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述无定形聚芳醚腈酮树脂与二氯甲烷的质量比为5～15：85～95；加热去除二氯甲烷的条件为：30～40℃，1h～2h。

6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述甲分散液的粒径D50≤250nm；聚芳醚酮树脂细粉D50≤30μm。

7.一种碳纤维/聚芳醚酮单向带的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

将碳纤维束经过展纱后，被权利要求1-6中任意一项所述的聚芳醚酮水分散液浸润，烘干水分并使树脂熔融，热压定型，冷却收卷，得到碳纤维/聚芳醚酮复合材料单向带。

8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，所述烘干的温度为120～200℃，树脂熔融温度为350～400℃，热压定型的温度为300～350℃，收卷速度为0.6～3m/min。

9.权利要求7所述的制备方法，其特征在于，所述碳纤维丝束为3～24k；所述碳纤维/聚芳醚酮复合材料单向带中碳纤维的质量分数为60～70％。

10.权利要求7所述的制备方法，其特征在于，所述碳纤维束经过展纱后，先进行300～400℃高温去浆，再被权利要求1-6中任意一项所述的聚芳醚酮水分散液浸润。