[發明專利]連續纖維增強聚烯烴用無堿直接紗浸潤劑

有效

• 申請號: 201410240131.7
• 申請日: 2014-05-29
• 公開（公告）號: CN104045244B
• 公開（公告）日: 2017-02-01
• 發明（設計）人: 范文春;張燕;費其鋒;姚堯平;嚴忠平;宋長久
• 申請（專利權）人: 巨石集團有限公司
• 主分類號: C03C25/40
• 分類號: C03C25/40
• 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

(一)技術領域

本發明涉及一種連續纖維增強聚烯烴用無堿玻璃纖維直接紗的浸潤劑。

(二)背景技術

玻璃纖維增強熱塑性復合材料(FRTP)被廣泛應用于汽車、電子、電器、建筑工程、航空、航天、船舶制造、軍事，以及運動和休閑領域。隨著運用領域的不斷擴張，對熱塑性復合材料的要求也越來越高，包括力學強度、疲勞性能等，所以一直以來，研究全新的生產加工工藝和加工過程、提高增強材料與基體樹脂界面結合等非常重要。

為了使FRTP制品性能進一步提升，實現“以塑代鋼”的目的，玻璃制造商和工程塑料企業積極合作發展連續纖維增強熱塑基材。眾所周知，復合材料中的玻璃纖維保留長度對FRTP制品的機械性能影響較大，一般短纖維增強熱塑性復合材料(SFT)的玻璃纖維保留長度小于1mm，長纖維增強熱塑性復合材料(LFT)的玻璃纖維保留長度在1～25mm之間，玻璃纖維氈增強熱塑性復合材料(GMT)的玻璃纖維保留長度在10～50mm之間,而連續纖維增強熱塑性復合材料(CFRT)的玻璃纖維保留長度可達制品尺寸長度。所以研究全新的加工工藝，盡可能增加復合材料中的纖維保留長度是一種趨勢，而連續纖維增強熱塑性復合材料(CFRT)則達到了極致。

CFRT是Continue?Fibre?Reinforced?Thermoplastic的簡稱，中文譯為連續纖維增強熱塑性塑料。在過去半個世紀中，航空航天和其他高技術領域應用的先進結構材料一直被高性能熱固性復合材料所占據。直到20世紀70年代初，連續纖維增強熱塑性復合材料作為一種新的先進材料開始在上述領域得以運用。而連續纖維增強熱塑性材料的發展是未來熱塑性增強材料發展的必然趨勢，較連續纖維增強熱固性塑料具有以下幾方面突出的優點：(1)預浸料可長期保存；(2)綜合性能優良，特別是在高溫、高濕度下仍能保持良好的力學性能；(3)成型適應性廣、生產效率高；(4)制品可重復加工、再生利用以及一定的可修補性。近年來，連續纖維增強熱塑性塑料(CFRT)越來越受到世界各國重視，研究和應用均十分活躍。其應用領域主要集中在航天、航空、汽車、建材、化工、電子/電器等領域；近10年來，每年均以25％的速度增長，發展速度比熱固性復合材料高數倍。我國從20世紀80年代中后期開始著手對CFRT工藝進行研究。隨著我國汽車、電子/電器工業的快速發展，對CFRT尤其是通用型CFRT的需求會越來越大，如連續纖維增強PP熱塑性塑料等。

由于CFRT工藝對紗線要求極為苛刻，要求玻璃纖維粗紗在和聚丙烯(PP)或者聚乙烯(PE)樹脂結合前必須具有良好的分散性，且要求毛羽少，出紗張力低，以及在結合過程中與PP或PE樹脂具有很好的相容性和優異的最終制品機械性能，同時直接紗端面顏色不能發黃。為此在采用E玻璃成分不變的前提下，需通過研制一種新型的浸潤劑：既要滿足CFRT工藝分散性和優異的毛羽性能，又要能和PP或PE樹脂具備優良的相容性，提高界面結合的效果，以達到機械性能標準的要求。

(三)發明內容

本發明所要解決的技術問題是提供一種連續纖維增強聚烯烴用無堿玻璃纖維直接紗浸潤劑，確保玻璃纖維直接紗在和聚烯烴樹脂結合前具有良好的紗線分散性，且毛羽少，出紗張力低，以及在結合過程中與聚烯烴樹脂具有很好的界面相容性和優異的最終制品機械性能，同時直接紗端面顏色不會發黃。

為解決上述技術問題，本發明采用如下技術方案：

一種連續纖維增強聚烯烴用無堿玻璃纖維直接紗浸潤劑，所述浸潤劑由偶聯劑、成膜劑A、成膜劑B、潤滑劑、消泡劑、抗氧劑和去離子水制成，浸潤劑的固體質量占浸潤劑總質量的5～10％；所述偶聯劑采用硅烷偶聯劑；所述潤滑劑采用兩種以上C_8-C₄₀的脂肪酸的共混物；所述成膜劑A采用高分子量聚丙烯蠟乳液A，其中聚丙烯蠟的數均分子量在30000～80000；所述成膜劑B采用低分子量聚丙烯蠟乳液B，其中聚丙烯蠟的數均分子量在5000以上且低于30000；所述消泡劑采用水溶性的有機硅氧烷或者聚醚類消泡劑；所述抗氧劑采用芳香胺類抗氧劑、受阻酚類抗氧劑、輔助抗氧劑中的一種或幾種的組合；所述浸潤劑中下列各組分用量以其固體質量占浸潤劑固體質量的百分比例表示如下：

所述偶聯劑、潤滑劑、成膜劑A、成膜劑B、消泡劑、抗氧劑的上述用量之和為100％。