[發(fā)明專利]一種新型水溶性環(huán)氧乳液及其制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201110004003.9
• 申請(qǐng)日: 2011-01-10
• 公開（公告）號(hào): CN102127286A
• 公開（公告）日: 2011-07-20
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉術(shù)明;傅理軍;王清平;宗輝;趙尉
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 成都至誠玻璃纖維有限公司
• 主分類號(hào): C08L63/00
• 分類號(hào): C08L63/00;C08L63/02;C08J3/03;C03C25/36
• 代理公司: 成都市輔君專利代理有限公司 51120
• 代理人: 張堰黎

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于化工環(huán)氧樹脂及其改性生產(chǎn)制備領(lǐng)域，尤其涉及玻璃纖維生產(chǎn)所需纏繞紗浸潤(rùn)劑及其生產(chǎn)制備領(lǐng)域。

背景技術(shù)

玻璃纖維生產(chǎn)所必需的浸潤(rùn)劑是玻璃纖維拉絲、卷繞過程中至關(guān)重要的生產(chǎn)材料，直接對(duì)玻璃纖維的質(zhì)量好壞起決定性作用。有針對(duì)性地提高浸潤(rùn)劑質(zhì)量不僅有利于提高玻璃纖維的質(zhì)量，也有利于玻璃纖維生產(chǎn)工藝的進(jìn)一步改進(jìn)和優(yōu)化，提高生產(chǎn)效率，降低生產(chǎn)成本。

多年以來，玻璃纖維成型拉絲所需水溶性環(huán)氧乳液浸潤(rùn)劑主要采用直接乳化法，化學(xué)改性法和相反轉(zhuǎn)法。這些方法各有優(yōu)缺點(diǎn)。

(一)直接乳化法是環(huán)氧樹脂在乳化劑水溶液的作用下，再通過機(jī)械攪拌將粒子分散于水中；或?qū)h(huán)氧樹脂和乳化劑混合，加熱到適當(dāng)?shù)臏囟龋诩ち业臄嚢柘轮饾u加入水而形成乳液。具有工藝簡(jiǎn)單，所需乳化劑用量較少的優(yōu)點(diǎn)，但該生產(chǎn)方法制備的水溶性環(huán)氧乳液有以下缺點(diǎn)：

1.乳液中環(huán)氧樹脂分散相微粒尺寸較大，約50μm以上；

2.粒子形狀不規(guī)則且粒度分布較寬；

3.所制得的乳液穩(wěn)定性差，時(shí)間一長(zhǎng)乳液就會(huì)分層；

4.乳液的成膜性能也不是很好。

(二)化學(xué)改性法是在環(huán)氧樹脂分子骨架中引入一定量的強(qiáng)親水性基團(tuán)，如磺酸基、羧酸基等酸性基團(tuán)；胺基等堿性基團(tuán)，聚醚等非離子基團(tuán)。這些親水性基團(tuán)能幫助環(huán)氧樹脂在水中分散，使改性樹脂具有親水親油的兩親性能，當(dāng)這種改性聚合物加水進(jìn)行乳化時(shí)，疏水性高聚物分子鏈就會(huì)聚集成微粒，離子基團(tuán)或極性基團(tuán)分布在這些微粒的表面，由于帶有同種電荷而相互排斥，只要滿足一定的動(dòng)力學(xué)條件，就可形成穩(wěn)定的水性環(huán)氧樹脂乳液.這種方法制得的粒子較細(xì)，通常為納米級(jí)，所制得的乳液穩(wěn)定性好，水溶分散性好，但該生產(chǎn)方法制備的水溶性環(huán)氧乳液有以下缺點(diǎn)：

1.制備步驟多；

2.不易操控，生產(chǎn)過程中大多有化學(xué)放熱反應(yīng)，但生產(chǎn)所要求最好合適的反應(yīng)溫度就加大了生產(chǎn)的操控性；

3.能耗高，生產(chǎn)周期長(zhǎng)，成本高。

(三)相反轉(zhuǎn)法是在高速剪切作用下先將乳化劑和環(huán)氧樹脂混合均勻，隨后在一定的剪切條件下緩慢地向體系中加入蒸餾水，隨著加水量的增加，整個(gè)體系逐步由油包水向水包油轉(zhuǎn)變，形成環(huán)氧樹脂乳液.此方法具有投資小，操作簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)，但該生產(chǎn)方法制備的水溶性環(huán)氧乳液有以下缺點(diǎn)：

1.與環(huán)氧樹脂相匹配的乳化劑和稀釋劑不好選擇；

2.長(zhǎng)時(shí)間放置會(huì)出現(xiàn)分層，一般存放時(shí)間不超過3-6個(gè)月；

3.低溫下易出現(xiàn)析晶或破乳，影響其水溶性和分子結(jié)構(gòu)，并影響玻璃纖維的品質(zhì)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的不足提供一種玻璃纖維生產(chǎn)所需纏繞紗浸潤(rùn)劑的生產(chǎn)技術(shù)，以解決生產(chǎn)投資大，能耗高，操控難，生產(chǎn)成本高，產(chǎn)品不穩(wěn)定的問題。

本發(fā)明通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：

一種新型水溶性環(huán)氧乳液，所述水溶性環(huán)氧乳液按重量份數(shù)包括以下組分：液態(tài)環(huán)氧樹脂100份；聚氧乙烯醚類乳化劑5-15份；聚氧丙烯醚類乳化劑2-3份；聚氧乙烯酯類乳化劑3-5份；醚類有機(jī)稀釋劑5-12份；余量去離子水。

所述液態(tài)環(huán)氧樹脂是雙酚A型環(huán)氧樹脂，如雙酚A型環(huán)氧樹脂E-44。

所述聚氧乙烯醚類乳化劑包括壬基酚聚氧乙烯醚，如壬基酚聚氧乙烯醚NP-40。

所述聚氧丙烯醚類乳化劑包括烷基酚聚氧乙烯聚氧丙烯醚。

所述聚氧乙烯酯類乳化劑包括油酸聚氧乙烯酯，如油酸聚氧乙烯酯OE-6。

所述醚類有機(jī)稀釋劑包括乙二醇叔丁醚。

優(yōu)選按重量份數(shù)組合是雙酚A型環(huán)氧樹脂100份；壬基酚聚氧乙烯醚10份；烷基酚聚氧乙烯聚氧丙烯醚2份；油酸聚氧乙烯酯4.6份；乙二醇叔丁醚9.4份；余量去離子水。

上述各化合物是已有物質(zhì)，E-44、NP-40、OE-6分別是其產(chǎn)品型號(hào)。

上述新型水溶性環(huán)氧乳液通過下列步驟制備：

a.將液態(tài)環(huán)氧樹脂預(yù)熱至30-40℃，將固態(tài)聚氧乙烯醚類乳化劑和聚氧乙烯酯類乳化劑預(yù)熱融化至40-55℃；烷基酚聚氧乙烯聚氧丙烯醚為油狀無需預(yù)熱；

b.稱量經(jīng)a步驟處理的液態(tài)環(huán)氧樹脂100份、聚氧乙烯醚類乳化劑5-15份、聚氧丙烯醚類乳化劑2-3份，稱量醚類有機(jī)稀釋劑5-12份，投入到可密閉雙軸攪拌機(jī)中，先啟動(dòng)低速攪拌30-50min，將混合料混合均勻；

c.完成b步驟后開啟高速剪切器，轉(zhuǎn)速2500-3000r/min，并同時(shí)滴加去離子水至混合料的相態(tài)從平整表面變?yōu)榇植诙垢鼱睿Ｖ辜铀?/p>

d.完成c步驟后提高高速剪切轉(zhuǎn)速至3500-4000r/min以減小分子粒徑，30min后停機(jī)；