[发明专利]纳米氧化物原位合成及在聚酯型碳纤维上浆剂和玄武岩纤维/玻璃纤维浸润剂中应用

权利要求书

1.一种原位合成纳米氧化物改性阴离子聚酯型碳纤维上浆剂，玻璃纤维/玄武岩纤维浸润剂的制备方法，其特征在于包括如下步骤：

（1）二元羧酸/或酸酐与入不饱和二元羧酸/酸酐和二元醇单体进行聚合反应，合成端羧基不饱和聚酯树脂；

（2）加入环氧树脂和催化剂进行反应，使环氧基团与聚酯的端羧基进行开环接枝反应；

（3）加入酸酐进行羧基化反应，产生亲水扩链羧基；

（4）加入氧化物前躯体，如TEOS、钛酸四丁酯、乙酰丙酮锌、异丙醇铝、乙酰丙酮铜、钛酸四丁酯、等其中的任意一种或几种，使其在酸性条件下充分水解，超声处理5~20分钟，形成纳米氧化物微球均匀分散在其中；

（5）加入成盐剂中和羧基；

（6）加入去离子水搅拌即可得到纳米氧化物改性阴离子聚酯型碳纤维上浆剂，玻璃纤维/玄武岩纤维浸润剂。

2.如权利要求1所述原位合成纳米氧化物改性阴离子聚酯型碳纤维上浆剂，玻璃纤维/玄武岩纤维浸润剂的制备方法，其特征在于，步骤（1）控制终点酸值在30~40mg KOH/g 之间。

3.如权利要求1所述原位合成纳米氧化物改性阴离子聚酯型碳纤维上浆剂，玻璃纤维/玄武岩纤维浸润剂的制备方法，其特征在于，步骤（1）中，二元羧酸或酸酐为邻苯二甲酸酐、间苯二甲酸、对苯二甲酸、甲基四氢苯酐、六氢化邻苯二甲酸酐、氢化间苯二甲酸、丙二酸、丁二酸、己二酸，十二烷二酸；二元醇为乙二醇、1,2-丙二醇、1,3-丙二醇、1,4-丁二醇、1,6-己二醇、二甘醇、一缩二丙二醇，1,4-环己醇，新戊二醇；不饱和二元酸或酸酐为马来酸酐、富马酸酐、衣康酸、四氢苯酐；其中二元醇与二元羧酸或酸酐和不饱和二元酸或酸酐的摩尔比例为2～1:1～2：,反应温度在150℃先反应，防止放热反应和过多的醇蒸发流失，然后升温到200-210℃进行酯化反应。

4.如权利要求1所述原位合成纳米氧化物改性阴离子聚酯型碳纤维上浆剂，玻璃纤维/玄武岩纤维浸润剂的制备方法，其特征在于，步骤（2）中环氧树脂为双酚A型环氧树脂，双酚F环氧树脂，酚醛环氧树脂，脂肪族线性环氧树脂，胺改性环氧树脂等其中的一种或几种的组合，但不限于这几种；反应温度为100～120℃，最佳倾向于110～115℃，所加入环氧树脂的环氧树脂当量为100~1000。

5.所选用催化剂为含氮和磷化合物或金属盐或络合物如叔胺、季铵盐、三烷基磷、季鏻盐，加入量为总反应物重量的0.01%~0.5%。

6.如权利要求1所述原位合成纳米氧化物改性阴离子聚酯型碳纤维上浆剂，玻璃纤维/玄武岩纤维浸润剂的制备方法，其特征在于，步骤（3）加入的酸酐为甲基四氢苯酐、马来酸酐、丁二酸酐、苯酐、四溴苯酐或甲基六氢苯酐，所占加入的摩尔数依据聚酯的羟值计算，具体计算方法为: 酸酐的分子量×（聚酯的羟值×聚酯质量）/(1000×56.1)，反应温度为100~150℃,反应时间为1~3 小时。

7.如权利要求1所述原位合成纳米氧化物改性阴离子聚酯型碳纤维上浆剂，玻璃纤维/玄武岩纤维浸润剂的制备方法，其特征在于，步骤（4）中所加入TEOS、钛酸四丁酯、乙酰丙酮锌、异丙醇铝、乙酰丙酮铜、钛酸四丁酯等的比例为聚合物质量的0~40%，最佳比例为5%~20%。

8.使其充分水解后进行超声处理，使其分散均匀。

9.如权利要求1所述原位合成纳米氧化物改性阴离子聚酯型碳纤维上浆剂，玻璃纤维/玄武岩纤维浸润剂的制备方法，其特征在于，步骤（5）中所加入的成盐剂如胺类为伯胺、仲胺或叔胺，所加入的成盐剂摩尔数等于步骤（4）中所加入酸酐的摩尔数；加入时温度为室温～100℃，反应时间为0.5~1小时。