專利名稱：芳綸纖維的表面改性方法、表面改性的芳綸纖維及靜密封材料的制作方法
技術領域：
本發明涉及芳綸纖維技術領域，特別涉及一種芳綸纖維的表面改性方法、表面改性的芳綸纖維及靜密封材料。
背景技術：
芳綸纖維為芳香族聚酰胺纖維，是一種新型高科技合成纖維。芳綸纖維的苯環連接酰胺基團，構成棒狀剛性大分子鏈的結構，具有高度結構完整性，并且玻璃化溫度很高，在200°C時沒有明顯收縮及蠕變，在500°C時熱穩定性仍很好，還具有耐酸、堿和有機溶劑等化學物質腐蝕的優良性能。因此，芳綸纖維的使用開創了高強度、高模量和耐高溫纖維的新時代，芳綸纖維正逐漸成為航空航天和軍工等領域的優選結構材料。芳綸纖維雖然由于具有高強度、高模量以及優良的耐熱性能和耐化學腐蝕等特點而廣泛應用于航空航天等軍事領域，但是，其表面缺少化學活性基團，存在著纖維表面能較低、表面浸潤性較差的缺點，因此，芳綸纖維在形成芳綸增強復合材料時與樹脂基體等材料的結合性能較差，導致影響該芳綸增強復合材料的力學性能等方面。為了解決這樣的問題，可以對芳綸纖維進行表面改性處理，改善其與復合材料中其他材料的結合性能，以滿足對高性能復合材料的使用和加工需求。目前，對芳綸纖維表面改性的研究主要針對美國杜邦公司Kevlar系列纖維和俄羅斯的Apmoc纖維，所采用的方法主要有物理改性方法和化學改性方法。其中，物理改性方法包括離子體處理法、Y-射線輻射法和超聲浸潰法等；化學改性方法包括表面刻蝕和表面接枝等。相對于物理改性方法，化學改性方法由于易于實現連續地在線處理而成為目前使用最廣泛的方法。比如，申請號為200710142324.9的中國專利文獻公開了一種纖維表面改性的方法，其將丙烯酰胺類物質、過硫酸鹽類或偶氮自由基類引發劑溶劑在水中制成表面處理劑，然后涂覆于纖維或織物表面，通過加熱誘發引發劑產生自由基，使丙烯酰胺類物質聚合成聚合物而沉積在纖維表面，從而增大纖維的表面極性。但是，采用這種方法制得的纖維應用到復合材料的實際生產中時，聚丙烯酰胺聚合物會沉積在設備干燥輥表面，并且越積越多，最終影響復合材料的性能，嚴重時將導致生產無法正常運行。
發明內容
為了解決以上技術問題，本發明提供一種芳綸纖維的表面改性方法、表面改性的芳綸纖維及靜密封材料，采用本發明提供的表面改性方法制得的芳綸纖維生產復合材料時，在提高復合材料力學性能的同時，能防止基料的析出和沉積，生產操作簡易、安全。本發明提供一種芳綸纖維的表面改性方法，包括:將芳綸纖維表面涂覆硅烷偶聯劑溶液或分散液，然后在接觸空氣的條件下進行干燥，得到表面改性的芳綸纖維；所述硅烷偶聯劑具有式(I)結構:
權利要求
1.一種芳綸纖維的表面改性方法，包括: 將芳綸纖維表面涂覆硅烷偶聯劑溶液或分散液，然后在接觸空氣的條件下進行干燥，得到表面改性的芳綸纖維； 所述硅烷偶聯劑具有式(I)結構:
2.根據權利要求1所述的表面改性方法，其特征在于，所述硅烷偶聯劑溶液由所述硅烷偶聯劑溶解在有機溶劑中得到，所述有機溶劑為乙醇、正丙醇、異丙醇、正丁醇、異丁醇、丙酮、丁酮或1，4- 二氧六環。
3.根據權利要求2所述的表面改性方法，其特征在于，所述硅烷偶聯劑在硅烷偶聯劑溶液中的質量濃度為1% 10%。
4.根據權利要求1所述的表面改性方法，其特征在于，所述硅烷偶聯劑分散液由所述硅烷偶聯劑在聚乙烯醇的存在下乳化分散在水中得到。
5.根據權利要求4所述的表面改性方法，其特征在于，所述硅烷偶聯劑在硅烷偶聯劑分散液中的質量濃度為1% 10%，所述聚乙烯醇在硅烷偶聯劑分散液中的質量濃度為IOOppm 500ppm。
6.根據權利要求1所述的表面改性方法，其特征在于，所述涂覆具體為:將硅烷偶聯劑溶液或分散液置于上油機中，在恒壓泵的輸送下，在線浸沒生產線上行進的芳綸纖維。
7.根據權利要求6所述的表面改性方法，其特征在于，所述芳綸纖維的行進速度為3m/min 15m/min。
8.根據權利要求1所述的表面改性方法，其特征在于，所述干燥釆用電加熱或蒸汽加熱滾筒式干燥機，所述干燥的溫度為60°C 115°C，所述干燥的時間為5min 7min。
9.一種表面改性的芳綸纖維，由權利要求1 8任一項所述的表面改性方法制得。
10.—種靜密封材料，由原料混合物經混煉制得，所述原料混合物包含: 8wt% 30wt%的權利要求9所述的表面改性的芳纟侖纖維； 20wt% 40wt%的橡膠； 20wt% 40wt%的無機填料； 3wt% 5wt%的改性劑； 2wt% 10wt%的配合劑。
全文摘要
本發明提供了一種芳綸纖維的表面改性方法和表面改性的芳綸纖維，該表面改性方法將芳綸纖維表面涂覆硅烷偶聯劑溶液或分散液，然后在接觸空氣的條件下進行干燥，得到表面改性的芳綸纖維；所述硅烷偶聯劑具有式(I)結構，其中，n為2或4；R1、R2和R3獨立地選自碳原子數為1～5的烷基。采用本發明提供的表面改性方法制得的芳綸纖維生產復合材料時，在提高復合材料力學性能的同時，能防止基料的析出和沉積，生產操作簡易、安全。本發明還提供了一種靜密封材料，其采用上文所述的表面改性的芳綸纖維，具有較好的力學性能和密封性能等性能。
文檔編號C08L9/02GK103194898SQ201310101900
公開日2013年7月10日 申請日期2013年3月27日 優先權日2013年3月27日
發明者梁永久, 劉永然, 董德文, 馮美蘭 申請人:中國科學院長春應用化學研究所, 江門市本和機車配件實業有限公司