[發(fā)明專利]玻璃纖維細(xì)紗浸潤劑及其制備方法

有效

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• 申請日: 2011-04-25
• 公開（公告）號: CN102249556A
• 公開（公告）日: 2011-11-23
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 任玉華;張志強(qiáng)
• 申請（專利權(quán)）人: 重慶國際復(fù)合材料有限公司
• 主分類號: C03C25/36
• 分類號: C03C25/36
• 代理公司: 北京集佳知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11227
• 代理人: 朱建新;逯長明

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及玻璃纖維紗技術(shù)領(lǐng)域，尤其是玻璃纖維細(xì)紗用的浸潤劑，及其制備方法。

背景技術(shù)

玻璃纖維細(xì)紗一般是指玻璃經(jīng)拉絲成絲餅后，再經(jīng)過捻線工藝而形成的奶瓶狀的玻璃纖維，主要于電子布的制作。在工業(yè)上還用于拉擠光覽、各種航空織物、目前新興的各種三維織物、編織電線電纜包覆層、套管、礦山導(dǎo)火線、各種電機(jī)電器的絕緣材料、縫紉線等等行業(yè)，這些行業(yè)不僅對產(chǎn)品質(zhì)量性能的要求也越來越高：具有良好的耐磨性，更高的抗拉強(qiáng)度，更少的毛羽；基本上均要求玻璃纖維細(xì)紗與不同的樹脂具有相溶性以及紗線的強(qiáng)度較高，因此要求玻璃纖維細(xì)紗所用的浸潤劑必須具有上述性能。

而現(xiàn)有的細(xì)紗浸潤劑主要為淀粉型，其主要成份為：淀粉、植物油、石蠟；淀粉型的細(xì)紗不能滿足與后道工藝中基體樹脂相溶，強(qiáng)度也不能很好的滿足要求。由于淀粉和油劑的存在，導(dǎo)致樹脂與紗的復(fù)合材料的界面結(jié)合不良，其力學(xué)性能不能達(dá)到預(yù)期的要求。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明針對不足，提出一種玻璃纖維細(xì)紗浸潤劑，能與基體樹脂很好的相溶，紗線與樹脂結(jié)合后有很高的拉伸斷裂強(qiáng)度。

為了實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明提供以下技術(shù)方案：一種玻璃纖維細(xì)紗浸潤劑，為3～8wt％的水溶液，其中水溶液中溶質(zhì)包括以下重量比的組分，以占溶質(zhì)總重量計(jì)：

其中，所述硅烷偶聯(lián)劑選自含乙烯基、氨基或環(huán)氧基的硅烷偶聯(lián)劑中的兩種。

優(yōu)選的，所述硅烷偶聯(lián)劑的重量比為10～15％。

優(yōu)選的，所述pH值調(diào)節(jié)劑選自檸檬酸、醋酸、甲酸、乙酸、鹽酸中的一種。

優(yōu)選的，所述潤滑劑的重量比為30～40％。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明玻璃纖維細(xì)紗浸潤劑，是包含硅烷偶聯(lián)劑、pH值調(diào)節(jié)劑、潤滑劑、水性環(huán)氧乳液和小分子環(huán)氧樹脂乳液原料的水溶液，不僅能樹脂相溶，而且浸透速度快，解決細(xì)紗在不同領(lǐng)域的使用。

硅烷偶聯(lián)劑為含有乙烯基，氨基，環(huán)氧基等有機(jī)官能團(tuán)的硅烷偶聯(lián)劑。一般可選擇的產(chǎn)品牌號有SZ-6030，SZ-6032，SZ-6040，SZ-6011等，硅烷偶聯(lián)劑的作用，不但在拉絲過程中保護(hù)玻璃纖維，而且與基體樹脂偶聯(lián)，起到玻璃纖維與基體樹脂橋梁的作用。一般的使用量為溶質(zhì)總重量的5～25％，更為合適的是10～15％，保證有足夠的含量來保護(hù)玻璃纖維，使其在拉絲、捻線和用戶使用時不易起毛。傳統(tǒng)配方中或只使用一種硅烷偶聯(lián)劑，本發(fā)明所使用的兩種偶聯(lián)劑使紗能與多種樹脂很好的浸潤，同時使紗束獲得更高的抗斷裂強(qiáng)度。

pH值調(diào)節(jié)劑：用于硅烷偶聯(lián)劑的水解。硅烷偶聯(lián)劑需在一定pH值酸性條件下水解，配好的浸潤劑一般也要求的一定的pH范圍內(nèi)存儲和使用。pH值的范圍可在3～11，通常會在3～7之間的酸性環(huán)境。pH值調(diào)節(jié)劑可選用檸檬酸，醋酸，甲酸，乙酸，鹽酸中的一種，占浸潤劑固體含量的1～3％為佳。本發(fā)明實(shí)施例采用醋酸。

潤滑劑：有效的減低動摩擦系數(shù)，減少拉絲及捻線等生產(chǎn)環(huán)節(jié)中毛羽的產(chǎn)生，增強(qiáng)玻璃纖維的集束性。本發(fā)明潤滑劑可采用水溶性的有機(jī)化合物(潤滑用的水溶油脂類)，一般紡織用的潤滑劑(如蓖麻油酸脂等)，一般采用的比例為20～45％。潤滑劑的用量以滿足玻璃纖維在拉絲、捻線等生產(chǎn)過程中的潤滑效果為標(biāo)準(zhǔn)，設(shè)計(jì)時根據(jù)具體的情況調(diào)整，太多會影響成原絲的集束性，太少又會產(chǎn)生毛羽。本發(fā)明所使用的潤滑劑的最佳用量為：30～40％。

水性環(huán)氧：具有很好的保護(hù)玻璃纖維表面的作用，成膜性好，使纖維具有一定的集束性不易滑動。同時與樹脂能很好的結(jié)合，本發(fā)明實(shí)施例使用水性環(huán)氧的環(huán)氧當(dāng)量的范圍在150～250之間，最佳用量為2～6％。

小分子量環(huán)氧乳液，其分子量為200～800；作為玻璃的主成膜劑本實(shí)施例最佳用量40～55％。

本發(fā)明還提供了上述玻璃纖維細(xì)紗浸潤劑的制備方法，一種玻璃纖維細(xì)紗浸潤劑的制備方法，包括以下步驟：

①、分別稱取下述組分，組分總量占浸潤劑的3～8wt％，其余為水；各組分在組分總量中的重量比為：

其中，所述硅烷偶聯(lián)劑選自含乙烯基、氨基或環(huán)氧基的硅烷偶聯(lián)劑中的兩種；

②、向浸潤劑總水量的40～50％的水中加入pH值調(diào)節(jié)劑，攪拌，至pH值為3～11；

③、將硅烷偶聯(lián)劑分別加入步驟②的酸溶液中，攪拌至水解反應(yīng)完全；

④、步驟③反應(yīng)產(chǎn)物中依次加入潤滑劑、水性環(huán)氧乳液和小分子量環(huán)氧樹脂乳液，攪拌，加入剩余的水，攪拌，即得玻璃纖維細(xì)紗浸潤劑。