[发明专利]超高分子量聚乙烯纤维上浆剂及其制备方法和应用

说明书

本发明涉及超高分子量聚乙烯纤维上浆剂及其制备方法和应用，其中超高分子量聚乙烯纤维上浆剂，用于涂敷在超高分子量聚乙烯纤维外，所述上浆剂包括：自聚合涂敷剂，含量为1‑15％；乳液成膜剂，含量为2‑25％，乳液成膜剂包括成膜剂与乳化剂，且乳化剂包裹成膜剂将成膜剂与自聚合涂敷剂隔离开；润滑剂，含量为0.01‑2％；PH值调节剂，含量为0.01‑0.3％；其余为水；所述含量均为重量百分比。本发明提的超高分子量聚乙烯纤维上浆剂及其制备方法和应用，可以克服现有的超高分子量聚乙烯纤维改性方法中强氧化剂容易破坏晶体结构或者辐射接枝作用不均匀的问题。

技术领域

本发明涉及复合材料技术领域，特别是一种超高分子量聚乙烯纤维上浆剂及其制备方法和应用。

背景技术

超高分子量聚乙烯纤维是三大高性能纤维之一，具有高强度、高模量、低密度、耐化学腐蚀性能好等优点，广泛的应用于防弹装甲、绳索、织品、等工业领域；但超高分子量聚乙烯纤维表面光滑、化学惰性，导致其表面很难化学反应，与树脂基体结合差，在一定程度上限制了其在复合材料领域的应用。

采用表面改性可以有效的改善超高分子量的聚乙烯纤维的表面特性，如专利CN104278510A采用高锰酸钾与浓硝酸混合溶液对超高分子量聚乙烯纤维进行化学氧化处理，在纤维表面引入极性基团，提升界面作用；专利CN1035308A采用等离子体对超高分子量聚乙烯纤维进行表面处理，改性后的纤维对常用基体的润湿性和表面粘结性能都大大加强；专利CN104629074B采用紫外光对超高分子量聚乙烯成型材料表面进行辐照，实现乙烯基硅烷在UHMWPE材料表面的接枝，然后进行水解交联，一方面通过硅醇羟基的缩合获得表面交联结构，另一方面借助剩余硅醇羟基及其它含氧基团赋予材料表面亲水性，提高表面性能。然而这些方法都存在一些缺陷，例如，使用强氧化剂容易破坏晶体结构，导致纤维性能下降；使用辐射接枝等方法存在不易控制，作用不均匀的问题。

发明内容

本发明提供一种超高分子量聚乙烯纤维上浆剂，可以克服现有的超高分子量聚乙烯纤维改性方法中强氧化剂容易破坏晶体结构或者辐射接枝作用不均匀的问题。

本发明的超高分子量聚乙烯纤维上浆剂，用于涂敷在超高分子量聚乙烯纤维外，所述上浆剂包括：

自聚合涂敷剂，含量为1-15％；

乳液成膜剂，含量为2-25％，乳液成膜剂包括成膜剂与乳化剂，且乳化剂包裹成膜剂将成膜剂与自聚合涂敷剂隔离开；

润滑剂，含量为0.01-2％；

PH值调节剂，含量为0.01-0.3％；

其余为水；

所述含量均为重量百分比。

作为优选，自聚合涂敷剂含量为6-15％，乳液成膜剂含量为15-20％，润滑剂含量为0.55-1％，PH值调节剂含量为0.2-0.3％，其余为水。

作为优选，自聚合涂敷剂的分子式为，其中R为酸酐开环端基。

作为优选，R为丁二酸酐、乙酸酐、丙酸酐、苯甲酸酐、马来酸酐、邻苯二甲酸酐、四氢苯酐、六氢苯酐、甲基四氢苯酐、甲基六氢苯酐、甲基纳迪克酸酐、偏苯三甲酸酐、十二烯基琥珀酸酐、聚己二酸酐中的一种或者多种。

作为优选，乳液成膜剂为双酚A型环氧乳液、双酚F型环氧乳液、多酚型环氧乳液、脂肪族缩水甘油醚环氧乳液中的一种或多种。

作为优选，润滑剂为脂肪类酰胺聚合物、饱和脂肪酸酯、聚乙烯醇酯类聚合物、矿物油类中的一种或多种。

作为优选，润滑剂包括第一润滑剂和第二润滑剂，第一润滑剂为脂肪酰胺类聚合物，第二润滑剂为聚乙烯醇酯类聚合物，第一润滑剂与第二润滑剂的质量比为1:1—4:1。

作为优选，PH调节剂为甲酸、乙酸、柠檬酸和有机胺类中的一种或多种。