[發(fā)明專利]玄武巖纖維專用環(huán)氧型浸潤劑及其制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201510069064.1
• 申請日: 2015-02-10
• 公開（公告）號: CN104692674B
• 公開（公告）日: 2017-06-20
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張懷富;康明;唐昌萬
• 申請（專利權(quán)）人: 四川省西玄科技有限公司
• 主分類號: C03C25/36
• 分類號: C03C25/36
• 代理公司: 成都天嘉專利事務(wù)所(普通合伙)51211
• 代理人: 毛光軍

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種纖維浸潤劑及其制備方法，尤其涉及一種玄武巖纖維專用環(huán)氧型浸潤劑及其制備方法，屬于纖維浸潤劑領(lǐng)域。

背景技術(shù)

玄武巖是在全球的大部分國家地殼中都廣泛存在堅(jiān)硬而致密的一種火山巖。玄武巖纖維是采用在許多方面類似于玻璃纖維拉絲的連續(xù)方法制造而成。和E玻璃纖維一樣，玄武巖纖維也是用鉑銠合金漏板拉制而成。在纖維冷卻時涂覆浸潤劑，纖維送入拉絲設(shè)備和卷繞設(shè)備，然后繞在紗筒上。它在復(fù)合材料用途中明顯優(yōu)于E玻璃纖維，有著更高的斷裂載荷和更高的楊氏模量，有人做過對比試驗(yàn)，相同條件下，玄武巖環(huán)氧復(fù)合材料試樣的強(qiáng)度比E玻纖環(huán)氧試樣高13.7%，剛性高17.5%；此外，玄武巖纖維天然耐受紫外線和高能量電磁輻射，在低溫下仍能保持真性能，具有更好的耐酸性。近年來，我國政府大量投入資金支持玄武巖及其復(fù)合材料研究項(xiàng)目，帶動了大批企業(yè)和科研院所開展相關(guān)技術(shù)研究和試驗(yàn)開發(fā)。

浸潤劑既能有效地潤滑玄武巖纖維表面，又能將數(shù)百根乃至數(shù)千跟纖維單絲集成一束，還能改變玄武巖纖維表面狀態(tài)，這樣不僅滿足了玄武巖纖維后道工序加工性能的要求，而且在復(fù)合材料中還能促進(jìn)玄武巖纖維與被增強(qiáng)的高分子聚合物的結(jié)合力。

中國專利201210401128公開了一種名稱為“玄武巖纖維表面改性浸潤劑及其制備方法”，公開日為2013年1月30日。該專利公開的玄武巖纖維浸潤劑，包括重量百分比為0.2％至0.6％的有機(jī)硅烷偶聯(lián)劑、0.05％至0.3％的pH調(diào)節(jié)劑、3.0％至10.0％的聚醋酸乙烯酯乳液、0.2％至2.0％的聚氨酯乳液、0.5％至3.0％的水性環(huán)氧樹脂成膜物、1.0％至5.0％的聚烯烴乳液、0.1％至1.0％的有機(jī)硅乳液與0.1％至1.0％的抗靜電劑，且余量為水。在玄武巖生產(chǎn)拉絲的過程中直接涂覆于玄武巖纖維的表面，經(jīng)烘干后即完成表面改性。

但現(xiàn)有技術(shù)還存在如下問題：1、現(xiàn)有E玻璃纖維浸潤劑技術(shù)中石蠟、淀粉紡織型浸潤劑中的石蠟和淀粉會阻礙纖維和有機(jī)樹脂的結(jié)合，所以使用石蠟、淀粉型紡織浸潤劑織造的玻璃纖維布必須熱清洗除去浸潤劑涂層后方能使用，不適合增強(qiáng)型玄武巖纖維生產(chǎn)使用。2、申請?zhí)枮镃N201210401128的發(fā)明專利公布的浸潤劑應(yīng)用于玄武巖纖維拉絲和增強(qiáng)熱塑性復(fù)合材料效果好，但紡織性較差，無法滿足織造成纖維布的要求，也不適用于熱固性酚醛環(huán)氧樹脂復(fù)合材料。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)存在的上述問題，提供一種玄武巖纖維專用環(huán)氧型浸潤劑及其制備方法。本發(fā)明是適用于玄武巖增強(qiáng)熱固性酚醛環(huán)氧樹脂復(fù)合材料的增強(qiáng)紡織型浸潤劑，紡織性好且能促進(jìn)玄武巖纖維與被增強(qiáng)的熱固性高分子聚合物的結(jié)合力。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下：

一種玄武巖纖維專用環(huán)氧型浸潤劑，其特征在于，按照重量百分比計(jì)由如下組分組成：

環(huán)氧乳液成膜劑5.0～8.0%；

潤滑劑0.1～1%；

粘結(jié)劑0.5～1.5%；

增塑劑0.5～1.5%；

抗靜電劑0.2～1.0%；

偶聯(lián)劑0.5～1.0%；

軟水余量。

所述的環(huán)氧乳液成膜劑為EPO-106，由雙酚A型環(huán)氧樹脂制作而成的50%左右含量的水溶性乳液，環(huán)氧值大于0.44。

所述的潤滑劑選用的是牌號為YG-203的咪唑啉潤滑劑，購自西安友基公司。

所述的粘結(jié)劑選用的是牌號為801的水溶性環(huán)氧樹脂，購自西安友基公司。

所述的增塑劑選用的是牌號為PEG4000，分子量3500~4500的聚乙二醇，購自江蘇海安石油化工廠。

所述的抗靜電劑選用的是無機(jī)物硝酸鋰。

所述的偶聯(lián)劑根據(jù)玄武巖纖維增強(qiáng)酚醛環(huán)氧復(fù)合材料生產(chǎn)和使用環(huán)境溫度變化情況，選用美國道康寧公司牌號為Z-6132的偶聯(lián)劑，該偶聯(lián)劑適合于酚醛環(huán)氧樹脂與玄武巖纖維的鍵合作用；同時其長期耐熱溫度可達(dá)300℃，能夠滿足使用環(huán)境對復(fù)合材料的要求，不能用常見耐熱較差的KH-550等偶聯(lián)劑替代。

一種玄武巖纖維專用環(huán)氧型浸潤劑的制備方法，其特征在于，包括如下步驟：

a、先將抗靜電劑按照20%的質(zhì)量濃度溶解成水溶液；

b、其余組分根據(jù)配比量分別與軟水按照50%的質(zhì)量比例進(jìn)行稀釋；

c、準(zhǔn)備配比量50%的軟水，攪拌狀態(tài)下加入預(yù)先稀釋好的各種組分原料，最后按配比量加足軟水，攪拌均勻即可投入使用。

采用本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于：