[發明專利]中高溫耐酸腐蝕玻璃纖維浸潤劑及其制備方法

有效

• 申請號: 201410183872.6
• 申請日: 2014-05-04
• 公開（公告）號: CN103964708A
• 公開（公告）日: 2014-08-06
• 發明（設計）人: 王繼輝;胡海曉;冀運東;倪愛清
• 申請（專利權）人: 武漢理工大學
• 主分類號: C03C25/42
• 分類號: C03C25/42;C03C25/36
• 代理公司: 湖北武漢永嘉專利代理有限公司 42102
• 代理人: 崔友明

技術領域

本發明涉及一種可提升玻璃鋼復合材料在中高溫環境下的耐酸腐蝕性能的玻璃纖維浸潤劑，特別適用于玻璃鋼煙囪、煙道建造中的玻璃纖維增強材料的處理。

背景技術

玻璃纖維浸潤劑一般為乳液狀態，拉絲成型過程中經石墨輥涂敷在玻纖表面，烘干后包覆在玻璃纖維表面。浸潤劑在拉絲和收卷過程中保護玻璃纖維不發生磨損、折斷、飛絲現象，在使用過程中玻璃纖維浸潤劑起到粘接纖維和基體材料(樹脂)的橋梁作用。浸潤劑配方技術一直是玻璃纖維制造業的核心技術之一，浸潤劑配方選取是否合理直接影響最終產品的使用性能。

目前的玻璃纖維浸潤劑主要包括紡織型浸潤劑和增強型浸潤劑兩大類，紡織型浸潤劑通常含有石蠟成份，主要考慮的是玻璃纖維成型工藝的需求；而增強型浸潤劑則以提高材料性能為目的，是目前發展的主要方向。

增強型浸潤劑主要包括成膜劑、偶聯劑、抗靜電劑、潤滑劑和去離子水等組分。成膜劑是浸潤劑的主要成份，重量百分比通常可達固含量的80-90％，種類包括環氧樹脂、聚酯樹脂、PVAC、丙烯酸酯等，其中以價格低廉的PVAC居多；偶聯劑是一類含有有機和無機官能團的大分子化合物，主要起連接樹脂和玻纖表面的作用，提高二者結合力，一般為固含量的1-5％，以硅烷類偶聯劑為主；抗靜電劑主要是避免摩擦產生的靜電作用，通常用量為固含量的0.1-1.5％；潤滑劑主要是避免纖維與導輥之間的摩擦，用量在固含量的0.1-1％；去離子水是浸潤劑乳液的載體，一般占到整個乳液質量的80-90％。

隨著對電力、化工行業脫硫脫銷指標的提升，耐腐蝕的玻璃纖維增強樹脂基復合材料正成為煙道煙囪建造的理想材料之一。但目前市場上的玻璃纖維增強材料以制造儲罐、管道的通用型玻璃纖維為主。玻纖表面處理以含石蠟的紡織型浸潤劑和含聚醋酸乙烯(PVAC)的增強型浸潤劑為主，如專利含此類浸潤劑的玻璃纖維制品在中高溫酸性環境下界面結合力較弱，力學性能衰減明顯；長期使用時石蠟和PVAC等成份會發生降解，使制品表面產生發白、起泡現象，影響玻璃鋼煙囪煙道的使用壽命。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是針對上述現有技術而提供一種價格低廉、配制簡單的中高溫耐酸腐蝕玻璃纖維浸潤劑及其制備方法，以提高玻璃鋼煙囪、煙道的使用壽命。

本發明解決上述技術問題所采用的技術方案是：中高溫耐酸腐蝕玻璃纖維浸潤劑，其組分及其組分含量為：成膜劑乳液70-80份；偶聯劑0.5-2份；抗靜電劑0.1-0.3份；納米二氧化硅0.5-1份；潤滑劑0.05-0.1份，經混合制備而成，

其中，所述的成膜劑乳液的組分及其組分含量為：改性環氧樹脂25-30份；乳化劑0.5-2份；去離子水65-70份，

其中，所述的改性環氧樹脂的組分及組分含量為：雙酚A型環氧樹脂100份；甲基丙烯酸20-30份；過氧化苯甲酰0.01-0.03份；乙烯基三乙氧基硅烷20-30份；對二甲苯10-15份；二月桂酸二丁基錫0.01-0.03份，以上均為重量份計。

按上述方案，所述的偶聯劑為硅烷類偶聯劑KH550或KH570。

按上述方案，所述的抗靜電劑為LiCl或NH₄Cl。

按上述方案，所述的乳化劑為十二烷基苯磺酸鈉、硬脂酸鈉或聚氧乙烯醚。

本發明中高溫耐酸腐蝕玻璃纖維浸潤劑的制備方法所采用的技術方案是，包括有以下步驟：

1)將100份雙酚A型環氧樹脂和0.01-0.03份過氧化苯甲酰投入四口燒瓶中，通入氮氣進行保護，攪拌升溫至80℃；然后滴加20-30份甲基丙烯酸，保溫反應2-3小時；

2)將步驟1)所得的產物冷卻到60℃，加入10-15份對二甲苯和0.01-0.03份二月桂酸二丁基錫，繼續攪拌，按照2s/滴的速度滴加20-30份乙烯基三乙氧基硅烷，保溫反應2-3小時，得到淡黃色改性環氧樹脂預聚物；

3)將去離子水、乳化劑加入燒瓶中，充分攪拌并加熱溶解，溫度控制在80-90℃之間，攪拌速度在600-800轉/分范圍內；

4)將所得的改性環氧樹脂預聚物緩慢加入步驟3)所得配置溶液中，保持溫度為80-90℃，并且攪拌速度在600-800轉/分范圍內保持不變，待滴加完畢后，繼續攪拌直到燒瓶內變為乳白色液體，所述的各物質的用量分別為：改性環氧樹脂用量25-30份、乳化劑0.5-2份和去離子水65-70份；