[發(fā)明專(zhuān)利]一種用于纖維表面處理的水溶性馬來(lái)酸酐改性PP乳液及其應(yīng)用

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201510460849.1
• 申請(qǐng)日: 2015-07-30
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN105060736B
• 公開(kāi)（公告）日: 2017-10-24
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 孔小寅
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 南京京錦元科技實(shí)業(yè)有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): C03C25/36
• 分類(lèi)號(hào): C03C25/36
• 代理公司: 南京蘇高專(zhuān)利商標(biāo)事務(wù)所(普通合伙)32204
• 代理人: 肖念

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于粘結(jié)劑領(lǐng)域，涉及一種可用于纖維紡絲過(guò)程中的、水溶性的、可賦予纖維材料如玻璃纖維以粘結(jié)性、集束性的乳液，該乳液主要成分為馬來(lái)酸酐改性PP，其主要作用是作為玻璃纖維生產(chǎn)加工過(guò)程中的主體粘結(jié)劑。以此為粘結(jié)劑處理后的連續(xù)玻璃纖維無(wú)捻粗紗，可以用來(lái)增強(qiáng)聚丙烯，得到長(zhǎng)玻纖增強(qiáng)聚丙烯復(fù)合材料。

背景技術(shù)

玻璃纖維生產(chǎn)工藝中，從熔融狀態(tài)的玻璃液，到玻璃纖維單絲，到玻璃纖維的原絲產(chǎn)品，必不可少需要使用浸潤(rùn)劑對(duì)玻璃纖維表面進(jìn)行涂覆和包裹，以保護(hù)脆弱的玻璃纖維，賦予玻璃纖維柔順性、集束性及玻璃纖維在其下游應(yīng)用中和基體樹(shù)脂的界面親和效果、玻璃纖維在樹(shù)脂中的分散效果、機(jī)械強(qiáng)度等等。根據(jù)玻璃纖維應(yīng)用的不同，浸潤(rùn)劑配方中包括但不限于：偶聯(lián)劑、粘結(jié)劑、潤(rùn)滑劑、抗靜電劑、整理劑、柔順劑等等。其中偶聯(lián)劑主要提供界面結(jié)合的作用，可以促使玻璃纖維這一無(wú)機(jī)材料和基體樹(shù)脂有機(jī)材料達(dá)到表面親和效果；粘結(jié)劑一般為高分子樹(shù)脂，有較強(qiáng)的粘結(jié)作用，是玻璃纖維單絲能夠粘結(jié)成原絲，起到集束的作用，保證玻璃纖維在生產(chǎn)過(guò)程中不被折斷；潤(rùn)滑劑、抗靜電劑等一般為低分子有機(jī)化合物及其衍生物，主要作用是在玻璃纖維生產(chǎn)加工中起到輔助的作用以增加玻璃纖維的表面光滑效果、退解效果、切割效果、分散效果等等。上述構(gòu)成浸潤(rùn)劑的各類(lèi)材料，基本都要求在水中有良好的溶解性和分散性，才能配制成適合玻璃纖維生產(chǎn)拉絲過(guò)程時(shí)用到的浸潤(rùn)劑，因此所有物質(zhì)可溶于水，有良好的水溶性，是必須的條件。

在某些應(yīng)用中，我們希望玻璃纖維在和基體樹(shù)脂結(jié)合的過(guò)程中，首先能夠起到界面結(jié)合效果，然后希望粘結(jié)劑、潤(rùn)滑劑、抗靜電劑等能夠快速的溶解在基體樹(shù)脂中，使得玻璃纖維能夠和基體樹(shù)脂以最大的表面積結(jié)合，而不是包裹著玻璃纖維，那樣玻璃纖維無(wú)法再基體樹(shù)脂中單絲化，達(dá)不到良好的表面結(jié)合效果，也起不到增強(qiáng)作用。一般來(lái)說(shuō)，潤(rùn)滑劑、抗靜電劑、柔順劑等等是低分子有機(jī)化合物及其衍生物，在基體樹(shù)脂中溶解性好、分散快，但是粘結(jié)劑屬于高分子有機(jī)物，其數(shù)均分子量往往達(dá)到幾十萬(wàn)，在基體樹(shù)脂中溶解性差、分散效果差，對(duì)玻璃纖維增強(qiáng)基體樹(shù)脂的界面結(jié)合效果來(lái)說(shuō)是不利的。在連續(xù)玻璃纖維無(wú)捻粗紗增強(qiáng)聚丙烯一類(lèi)的產(chǎn)品中，玻璃纖維浸潤(rùn)劑的配方體系是非常 重要的。聚丙烯為非極性材料，和玻璃纖維的親和度較低，需要有合適的界面材料對(duì)兩者進(jìn)行表面融合。傳統(tǒng)的硅烷類(lèi)偶聯(lián)劑可以起到一定的效果，但是硅烷偶聯(lián)劑在配方中的使用量有限且并不能對(duì)玻璃纖維起到集束的效果。因此需要一種能夠有較高粘結(jié)力、水溶性好、且在玻璃纖維及聚丙烯表面能起到界面結(jié)合效果的粘結(jié)劑，為了達(dá)到預(yù)期的效果，該粘結(jié)劑應(yīng)當(dāng)至少具備三個(gè)條件：1、比較高的分子量；2、水溶性好；3、能夠具有對(duì)玻璃和聚丙烯都親和的官能團(tuán)。

美國(guó)專(zhuān)利98806774中曾經(jīng)提出過(guò)使用某些蠟類(lèi)材料，利用其類(lèi)似于聚丙烯的化學(xué)結(jié)構(gòu)，和偶聯(lián)劑混合，同時(shí)該蠟類(lèi)材料具有較低的熔點(diǎn)，因此可以在30-60攝氏度下熔融，當(dāng)溫度為100攝氏度時(shí)，可以成為粘度為75-400厘泊的液體，利用其熔融狀態(tài)，在沒(méi)有水的介入情況下得到“無(wú)水型”的玻璃纖維浸潤(rùn)劑。該浸潤(rùn)劑處理后的連續(xù)玻璃纖維，可以進(jìn)一步的成為無(wú)捻粗紗，用來(lái)作為增強(qiáng)材料，生產(chǎn)長(zhǎng)玻纖增強(qiáng)PP類(lèi)的產(chǎn)品。但是該類(lèi)型的浸潤(rùn)劑，成本相對(duì)較高，浸潤(rùn)劑浪費(fèi)量大，玻纖上有機(jī)物含量往往在7％左右，玻纖的生產(chǎn)成本也比較高，在生產(chǎn)玻纖增強(qiáng)聚丙烯改性材料時(shí)，如果產(chǎn)量不是很大，生產(chǎn)速度不是很快，則產(chǎn)品成本很高。且由于通常在使用了專(zhuān)利98806774的浸潤(rùn)劑后，得到的玻纖產(chǎn)品在增強(qiáng)PP時(shí)，生產(chǎn)速度往往很高，達(dá)到300米/分鐘，盡管得到的改性材料已經(jīng)被類(lèi)似于聚丙烯結(jié)構(gòu)的蠟乳涂覆，但是在實(shí)際注塑后，往往力學(xué)性能偏低，主要原因在于過(guò)快的生產(chǎn)速度下，聚丙烯對(duì)玻纖僅僅是一個(gè)包覆作用，并沒(méi)有達(dá)到理想的界面融合效果，在注射過(guò)程中，較短的注射時(shí)間也不能讓兩者起到充分融合的效果。該發(fā)明雖然存在應(yīng)用，但是乳液產(chǎn)品價(jià)格很高，導(dǎo)致玻纖產(chǎn)品價(jià)格提升，目前已經(jīng)不占據(jù)市場(chǎng)主流。

此外，目前市場(chǎng)上還存在某種進(jìn)口乳液產(chǎn)品，基于某種聚丙烯蠟改性獲得，使用該乳液作為玻璃纖維浸潤(rùn)劑的主要成分，可以獲得用來(lái)增強(qiáng)聚丙烯的玻璃纖維無(wú)捻粗紗，該無(wú)捻粗紗增強(qiáng)聚丙烯時(shí)，一般生產(chǎn)速度為30米/分鐘，所得LFT材料具有較好的力學(xué)性能，但是存在幾個(gè)問(wèn)題：1、乳液依賴(lài)進(jìn)口，儲(chǔ)存期短，價(jià)格高；2、使用該乳液得到的玻纖產(chǎn)品，在改性生產(chǎn)中，生產(chǎn)速度較慢；3、玻纖改性后所得的LFT材料，力學(xué)性能仍存在提升空間。

發(fā)明內(nèi)容

發(fā)明目的：為了克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，本發(fā)明提供一種用于纖維表面處理的水溶性馬來(lái)酸酐改性PP乳液及其應(yīng)用。