本發(fā)明涉及一種氧化鋁纖維上漿劑及其制備方法。
背景技術(shù)：
氧化鋁纖維(alumina fiber)，又稱多晶氧化鋁纖維，屬于高性能無機(jī)纖維，是一種多晶陶瓷纖維，具有長纖、短纖、晶須等多種形式。氧化鋁纖維直徑10～20μm，密度2.7～4.2g/cm3，抗拉強度1.4～2.45GPa，抗拉模量190～385GPa，最高使用溫度為1100～1400℃，以Al2O3為主要成分并含有少量的SiO2、B2O3、Zr2O3、MgO等。氧化鋁纖維除具有一般陶瓷纖維的高強度、高模量、熱導(dǎo)率小、熱膨脹系數(shù)低、抗化學(xué)侵蝕能力、超常的耐熱性、耐高溫氧化性等優(yōu)點外，還具有原料成本較低、生產(chǎn)工藝簡單等特點，具有較高的性價比和商業(yè)價值，廣泛應(yīng)用于工業(yè)、軍事、民用復(fù)合材料領(lǐng)域?？刂蒲趸X纖維生產(chǎn)的不同工藝過程，可得到不同性質(zhì)和適用于不同應(yīng)用的高性能纖維產(chǎn)品。在使用中通常把氧化鋁纖維和普通硅酸鋁纖維按不同比例混合，制成板、氈、磚、標(biāo)異預(yù)制件等，成為以適應(yīng)不同用途和強度需要的氧化鋁纖維制品。目前國內(nèi)外巨大的市場需求，使氧化鋁纖維產(chǎn)品面臨著不斷增長的市場發(fā)展機(jī)遇。
在高性能氧化鋁纖維的制造工程中，氧化鋁纖維的上漿工藝流程是不可缺少的環(huán)節(jié)。一方面，上漿工藝可以在氧化鋁纖維表面形成功能性有機(jī)高分子層，優(yōu)化氧化鋁纖維的耐磨、集束、鋪展性能，調(diào)節(jié)纖維干性和彈性，抑制氧化鋁纖維后加工和使用過程中毛絲的產(chǎn)生，使氧化鋁纖維適應(yīng)復(fù)合材料成型過程中編織、鋪層和纏繞等工藝的要求。另一方面，上漿工藝在惰性的氧化鋁纖維表面形成的有機(jī)高分子層，能夠提高氧化鋁纖維與基體的潤濕性、結(jié)合能力，復(fù)合材料成型時形成纖維和基體之間結(jié)合良好的界面，提高氧化鋁纖維與基體之間的界面粘結(jié)和復(fù)合材料的界面剪切強度(ILSS)。同時，通過改變上漿劑體系主要成分的分子類型，實現(xiàn)氧化鋁纖維在不同樹脂基體中的應(yīng)用，形成氧化鋁纖維產(chǎn)品和相應(yīng)復(fù)合材料的多樣化和適應(yīng)性。由于氧化鋁纖維上漿劑對于氧化鋁纖維制造和產(chǎn)品性能的重要性，國外各氧化鋁纖維生產(chǎn)公司對于上漿劑配方嚴(yán)格保密，相關(guān)的文獻(xiàn)報道極少。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種氧化鋁纖維用上漿劑，通過調(diào)整濃度和配方來獲得達(dá)到實驗要求的上漿劑，并在一定程度上改善了界面粘結(jié)性能。本發(fā)明中采用環(huán)氧樹脂一方面提高親水性，形成溶于水的穩(wěn)定的乳液，增加浸潤性；另一方面添加酚醛樹脂，纖維與基體的粘結(jié)性能，提高了上漿劑的粘結(jié)性能；乳化劑為十二烷基磺酸銨或十二烷基硫酸銨，相比于現(xiàn)有上漿劑儲存穩(wěn)定性大大提高，常溫下儲存3年以上乳液仍能保持穩(wěn)定的性能，不會出現(xiàn)分層和濃度分布不均現(xiàn)象。
本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實現(xiàn)的：
一種氧化鋁纖維上漿劑，按照重量份計包括：主漿料0.5-2份，乳化劑5-10份，表面活性劑10-20份，蒸餾水68-84.5份
優(yōu)選地，所述主漿料為酚醛樹脂與環(huán)氧樹脂的混合物，其重量比為1:1～3:1。
優(yōu)選地，所述酚醛樹脂為211型甲酚甲醛縮合樹脂，環(huán)氧樹脂為雙酚A型E44或E51中的其中一種。
優(yōu)選地，乳化劑為十二烷基磺酸銨或十二烷基硫酸銨中的一種。
優(yōu)選地，表面活性劑為聚氧乙烯失水山梨醇脂肪酸酯。
一種氧化鋁纖維上漿劑的制備方法，包括以下步驟：
(1)將5-10重量份乳化劑，10-20重量份表面活性劑，68-84.5重量份蒸餾水混合后，在1000r/min的穩(wěn)定轉(zhuǎn)速下攪拌20min，充分乳化；
(2)將酚醛樹脂樹脂與環(huán)氧樹脂按重量比1:1～3:1的混合物0.5-2重量份加入到上述乳液中以1000r/min攪拌30min直至形成均勻穩(wěn)定的乳液，得到氧化鋁纖維上漿劑。
本發(fā)明產(chǎn)生的有益效果為：(1)該上漿劑為乳液型上漿劑，原料易得且成本低，對環(huán)境友好。(2)通過調(diào)整各組分間的配比，可使得該上漿劑的穩(wěn)定性增加。(3)通過調(diào)整濃度和配方來獲得達(dá)到實驗要求的上漿劑，并在一定程度上改善了界面粘結(jié)性能。
具體實施方式
下面將結(jié)合本發(fā)明實施例對本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
所用酚醛樹脂為長沙豐譽化工有限公司211型，工業(yè)級。
所用環(huán)氧樹脂為張家港衡業(yè)特種樹脂有限公司，工業(yè)級。
十二烷基磺酸銨和十二烷基硫酸銨為上海滬峰生化試劑有限公
司，分析純。非離子表面活性劑吐溫20為南京化學(xué)試劑有限公司。
實施例1
本實施例中上漿劑的制備方法包括以下步驟：
(1)將5重量份乳化劑，10重量份表面活性劑，84.5重量份蒸餾水混合后，在1000r/min的穩(wěn)定轉(zhuǎn)速下攪拌20min，充分乳化；
(2)將質(zhì)量比為1：1的酚醛樹脂與環(huán)氧樹脂的混合物0.5重量份加入到上述乳液中以1000r/min攪拌30min直至形成均勻穩(wěn)定的乳液，得到氧化鋁纖維上漿劑。
實施例2
本實施例中上漿劑的制備方法包括以下步驟：
(1)將8重量份乳化劑，15重量份表面活性劑，76重量份蒸餾水混合后，在1000r/min的穩(wěn)定轉(zhuǎn)速下攪拌20min，充分乳化；
(2)將質(zhì)量比為2：1的酚醛樹脂與環(huán)氧樹脂的混合物1重量份加入到上述乳液中以1000r/min攪拌30min直至形成均勻穩(wěn)定的乳液，得到氧化鋁纖維上漿劑。
實施例3
本實施例中上漿劑的制備方法包括以下步驟：
(1)將10重量份乳化劑，20重量份表面活性劑，68重量份蒸餾水混合后，在1000r/min的穩(wěn)定轉(zhuǎn)速下攪拌20min，充分乳化；
(2)將質(zhì)量比為3：1的酚醛樹脂與環(huán)氧樹脂的混合物2重量份加入到上述乳液中以1000r/min攪拌30min直至形成均勻穩(wěn)定的乳液，得到氧化鋁纖維上漿劑。
以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。