[發明專利]一種耐堿性玻璃纖維的制備方法

有效

• 申請號: 201410011984.3
• 申請日: 2014-01-10
• 公開（公告）號: CN103787593A
• 公開（公告）日: 2014-05-14
• 發明（設計）人: 張志堅;花蕾;袁向靜;崔麗榮
• 申請（專利權）人: 巨石集團有限公司
• 主分類號: C03C25/42
• 分類號: C03C25/42
• 代理公司: 杭州天正專利事務所有限公司 33201
• 代理人: 黃美娟;俞慧

技術領域

本發明涉及一種耐堿性玻璃纖維的制備方法。

背景技術

無堿玻璃纖維（E玻璃纖維）是一種非常好的輕質、高強、多功能的增強材料。無堿玻璃纖維的特點是其堿性金屬氧化物含量小于1%，與中堿或者耐堿性玻璃纖維相比其物理性能優異而耐堿性較差，在建筑、化學腐蝕、保溫材料、高端包裝材料等耐堿性領域的應用有著很大的局限性。近年來，國內外在耐堿性玻璃纖維的研究上也做出過大量的工作，但是他們的研究成果主要是基于對玻璃配方中金屬氧化物成分的調整，即通過調整ZrO₂以及TiO₂在玻璃配方中的含量來達到提高玻璃纖維的耐堿性的目的，但是這種方法成本高，同時玻璃配方改變也會對玻璃纖維整個拉絲工藝產生影響導致了產品性能的波動，并且在調整玻璃纖維含量中金屬氧化物成分后，玻璃纖維的力學性質以及其他物理性能會受到很大的影響，所以找到一種新型耐堿性玻璃纖維的制備方法，在保留原有E玻璃纖維優異的物理性能的基礎上提高E玻璃纖維的耐堿性能顯得尤為重要，但至今尚未見到對此類耐堿性玻璃纖維的發明內容的報道。

發明內容：

本發明要解決的技術問題是提供一種耐堿性玻璃纖維的制備方法，在保留原有E玻璃纖維優異的物理性能的基礎上通過對玻璃纖維表面進行化學修飾來提高E玻璃纖維的耐堿性能。

本發明解決上述技術問題所采用的技術方案為：

一種耐堿性玻璃纖維的制備方法，包括如下步驟：

（1）通過焙燒除去E玻璃纖維表面的浸潤劑；

（2）用硅烷偶聯劑A187對步驟（1）處理后的E玻璃纖維進行表面處理；

（3）用硅烷偶聯劑A1100對納米氧化鋯粒子進行表面修飾；

（4）使步驟（3）處理后的納米氧化鋯粒子附著于步驟（2）處理后的E玻璃纖維表面，并于80～130℃反應1～4小時，得到耐堿性玻璃纖維。

所述步驟（1）中，焙燒溫度在400-550℃，焙燒時間在3-5小時。

所述步驟（2）中，所述的表面處理采用浸漬法，即先將硅烷偶聯劑A187配成水溶液A，然后使E玻璃纖維于水溶液A中浸漬，取出干燥即得硅烷偶聯劑處理后的E玻璃纖維。

進一步，水溶液A中硅烷偶聯劑A187與去離子水的質量比為0.5～5:100，優選為1:100。

進一步，所述的浸漬在室溫下進行，浸漬時間為1-2分鐘。

所述步驟（3）中，所述的納米氧化鋯粒子的直徑在10～100納米之間，優選為10～30納米。所述的表面修飾推薦采用如下方法：使納米氧化鋯粒子和硅烷偶聯劑A1100在溶劑中于60～100℃反應4～24小時，然后離心得到表面修飾后的納米氧化鋯粒子。

進一步，所述的溶劑可以是甲苯、乙醇、丙酮、去離子水/乙醇混合溶劑等，優選去離子水/乙醇混合溶劑，更優選混合溶劑中去離子水與乙醇的體積比為1：1。

進一步，納米氧化鋯粒子與硅烷偶聯劑A1100的質量比為1:1～5:1，優選為2:1。

進一步，納米氧化鋯粒子和硅烷偶聯劑A1100的反應溫度優選80℃，反應時間優選為12個小時。

所述步驟（4）中，可以采用涂覆或者浸漬的方式使步驟（3）處理后的納米氧化鋯粒子附著于步驟（2）處理后的E玻璃纖維表面。

所述步驟（4）中，反應溫度優選100℃，反應時間優選2小時。

本發明所述的制備方法，E玻璃纖維和納米氧化鋯粒子分別使用末端帶有環氧基團的硅烷偶聯劑A187和末端帶有氨基的偶聯劑A1100進行表面處理，由于氨基與環氧基團在一定的溫度下可以發生開環反應，從而使得修飾過的氧化鋯納米粒子可以順利地接到玻璃纖維的表面，并且可以充分地對玻璃纖維表面進行包覆，達到在堿性的條件下對玻璃纖維表面進行保護的作用，提高了耐堿性效果。

與現有技術相比，本發明的有益效果在于：本發明在保留原有E玻璃纖維優異的物理性能的基礎上有效提高了E玻璃纖維的耐堿性能。

附圖說明

圖1是A1100修飾納米氧化鋯粒子的合成示意圖。

圖2是A187修飾E玻璃纖維無捻粗紗的合成示意圖。

圖3是納米氧化鋯粒子修飾玻璃纖維的合成示意圖。

具體實施方式

下面通過具體實施例對本發明的技術方案做進一步說明，但本發明的保護范圍不限于此：

實施例1

①選擇一款普通無捻E玻璃纖維粗紗A置于400℃馬沸爐中3個小時，充分除去表面浸潤劑；