(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202211163275.8 (22)申请日 2022.09.23 (71)申请人 西华大学 地址 610036 四川省成 都市金牛区土桥金 周路999号 (72)发明人 李光照　贺攀　余浩　佘佐仙　 韩锐　尧章均　田德斌　杜发鑫　 洋汉军　 (74)专利代理 机构 北京超凡宏宇专利代理事务 所(特殊普通 合伙) 11463 专利代理师 王闯 (51)Int.Cl. D06M 13/513(2006.01) D06M 11/79(2006.01) D06M 15/564(2006.01)C03C 25/47(2018.01) C03C 25/42(2006.01) C08K 9/06(2006.01) C08K 3/22(2006.01) C08K 3/36(2006.01) C08K 9/02(2006.01) C08K 7/10(2006.01) C08K 9/04(2006.01) C08L 77/00(2006.01) C08J 5/06(2006.01) D06M 101/36(2006.01) D06M 101/40(2006.01) (54)发明名称 改性纤维及其制备方法、 增强热塑性复合材 料及其用途 (57)摘要 本申请提供一种改性纤维及其制备方法、 增 强热塑性复合材料及其用途， 涉及材料领域。 改 性纤维的制备方法， 包括： 将第一冰乙酸水溶液 与氨基偶联剂进行第一混合， 然后加入纳米粒子 进行第一反应， 然后进行第一固液分离、 第一干 燥得到改性纳米粒子； 将第二冰乙酸水溶液和环 氧基偶联剂进行第二混合， 然后加入纤维进行第 二反应， 所述第二反应结束后再加入 所述改性纳 米粒子和成膜乳液， 继续反应后进行第二固液分 离、 第二干燥得到所述改性纤维。 本申请提供的 制备方法， 可极大改善纤维的表面活性与粗糙 度， 提升热塑性树脂对纤维的浸润能力与界面粘 接强度， 能实现纤维增强热塑性复合材料的高性 能化生产与应用。 权利要求书1页 说明书10页 附图7页 CN 115467164 A 2022.12.13 CN 115467164 A 1.一种改性纤维的制备 方法， 其特 征在于， 包括： 将第一冰乙酸水溶液与氨基偶联剂进行第一混合， 然后加入纳米粒子进行第一反应， 然后进行第一固液分离、 第一干燥得到改性纳米粒子； 将第二冰乙酸水溶液和环氧基偶联剂进行第二混合， 然后加入纤维进行第二反应， 所 述第二反应结束后再加入所述改性纳米粒子和成膜乳液， 继续反应后进行第二固液分离、 第二干燥得到所述改性纤维； 所述纤维包括玄武岩纤维、 碳纤维、 玻璃纤维、 芳纶纤维中的一种或多种， 所述纳米粒 子包括纳米二氧化硅和/或纳米二氧化 钛。 2.根据权利要求1所述的制备方法， 其特征在于， 所述第 一冰乙酸水溶液和所述第 二冰 乙酸水溶液的质量分数 各自独立的为0.0 3％‑0.2％。 3.根据权利要求1所述的制备 方法， 其特 征在于， 满足以下 条件中的至少一个： a.所述氨基偶联剂包括单氨基偶联剂和/或多氨基偶联剂； b.所述氨基偶联剂的用量 为所述第一冰乙酸水 溶液中的水的用量的0.2％ ‑4.0％； c.所述第一混合的时间为0.5 h‑2h。 4.根据权利要求1所述的制备 方法， 其特 征在于， 满足以下 条件中的至少一个： d.所述纳米粒子的用量 为所述第一冰乙酸水 溶液中的水的用量的0.5％ ‑10％； e.所述第一反应在搅拌条件下进行， 反应温度为5 0℃‑95℃， 搅拌时间为3 h‑6h。 5.根据权利要求1所述的制备 方法， 其特 征在于， 满足以下 条件中的至少一个： f.所述环氧基偶联剂包括单环氧基偶联剂和/或多环氧基偶联剂； g.所述环氧基偶联剂的用量 为所述第二冰乙酸水 溶液中的水的用量的0.2％ ‑4％； h.所述第二混合的时间为2h ‑6h。 6.根据权利要求1所述的制备 方法， 其特 征在于， 满足以下 条件中的至少一个： i.所述纤维的用量 为所述第二冰乙酸水 溶液中的水的用量的5％ ‑20％； j.所述第二反应在超声 波辅助下进行， 反应温度为5 0℃‑95℃， 反应时间为2h ‑4h； k.所述改性纳米粒子的用量 为所述第二冰乙酸水 溶液中的水的用量的0.5％ ‑2.5％。 7.根据权利要求1 ‑6任一项所述的制备方法， 其特征在于， 满足以下条件中的至少一 个： l.所述成膜乳液包括环氧乳液、 聚酯乳液和丙烯酸乳液中的一种或多种； m.所述成膜乳液的用量 为所述第二冰乙酸水 溶液中的水的用量的1％ ‑5％； n.所述继续反应的时间为1h ‑3h。 8.一种改性纤维， 其特征在于， 使用权利要求1 ‑7任一项所述的改性纤维的制备方法制 得。 9.一种增强热塑性复合材 料， 其特征在于， 包括权利要求8所述的改性纤维。 10.一种增强热塑性复合材料的用途， 其特征在于， 用于航空航天、 国防军工、 轨道交 通、 汽车船舶和新能源基建领域。权　利　要　求　书 1/1 页 2 CN 115467164 A 2改性纤维及其制备方 法、 增强热塑性复合材料及其用途 技术领域 [0001]本申请涉及材料领域， 尤其涉及一种改性纤维及其制 备方法、 增强热塑性复合材 料及其用途。 背景技术 [0002]纤维增强热塑性树脂复合材料具有绿色环 保、 轻质高强、 耐锈耐候等特性， 以碳纤 维、 玄武岩纤维、 芳纶纤维、 玻璃纤维等为代表的纤维增强热塑性复合材料异军突起， 在航 空航天、 国防军工、 轨道交通、 汽车 船舶、 新能源基建等领域具有重要的应用价 值。 [0003]目前， 常规纤维的表面有机物多适用于热固性树脂体系， 如环氧树脂、 不饱和树脂 等， 而在热塑性复合材料中， 其表面官能团难与热塑性树脂体系结合， 存在分子结构不相 容、 浸润速度慢、 界面粘接弱等缺陷， 难以制备高性能纤维增强热塑性复合材料， 严重阻碍 了碳纤维、 玄武岩纤维、 芳纶纤维、 玻璃纤维及其复合材 料的高端化应用。 发明内容 [0004]本申请的目的在于提供一种改性纤维及其制备方法、 增强热塑性复合材料及 其用 途， 以解决上述问题。 [0005]为实现以上目的， 本申请采用以下技 术方案： [0006]一种改性纤维的制备 方法， 包括： [0007]将第一冰乙酸水溶液与氨基偶联剂进行第一混合， 然后加入纳 米粒子进行第一反 应， 然后进行第一固液分离、 第一干燥得到改性纳米粒子； [0008]将第二冰乙酸水溶液和环氧基偶联剂进行第二混合， 然后加入纤维进行第二反 应， 所述第二反应结束后再加入所述改性纳米粒子和成膜乳液， 继续反应后进行第二固液 分离、 第二干燥得到所述改性纤维； [0009]所述纤维包括玄武岩纤维、 碳纤维、 玻璃纤维、 芳纶纤维中的一种 或多种， 所述纳 米粒子包括纳米二氧化硅和/或纳米二氧化 钛。 [0010]优选地， 所述第一冰乙酸水溶液和所述第二冰乙酸水溶液的质量分数各自独立的 为0.03％‑0.2％。 [0011]优选地， 所述制备 方法满足以下 条件中的至少一个： [0012]a.所述氨基偶联剂包括单氨基偶联剂和/或多氨基偶联剂； [0013]b.所述氨基偶联剂的用量为所述第一冰乙酸水溶液中的水的用量的0.2％ ‑ 4.0％； [0014]c.所述第一混合的时间为0.5 h‑2h。 [0015]优选地， 所述制备 方法满足以下 条件中的至少一个： [0016]d.所述纳米粒子的用量 为所述第一冰乙酸水 溶液中的水的用量的0.5％ ‑10％； [0017]e.所述第一反应在搅拌条件下进行， 反应温度为5 0℃‑95℃， 搅拌时间为3 h‑6h。 [0018]优选地， 所述制备 方法满足以下 条件中的至少一个：说　明　书 1/10 页 3 CN 115467164 A 3