[發(fā)明專利]一種玻璃纖維浸潤劑的制備方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710337175.5
• 申請日: 2017-05-14
• 公開（公告）號: CN107117833A
• 公開（公告）日: 2017-09-01
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 鄒家賓;薛洋;王維
• 申請（專利權(quán)）人: 常州力純數(shù)碼科技有限公司
• 主分類號: C03C25/42
• 分類號: C03C25/42;C03C25/32;C08G18/32
• 代理公司: 北京風(fēng)雅頌專利代理有限公司11403
• 代理人: 馬驍

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種玻璃纖維浸潤劑的制備方法，屬于玻璃纖維處理技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

浸潤劑是玻璃纖維生產(chǎn)中必不可少的表面處理材料，玻璃纖維質(zhì)量的好與差、品種種類的多少在很大程度上取決于浸潤劑，如果沒有好的浸潤劑作保障，就無法生產(chǎn)出高質(zhì)量、多品種的玻璃纖維。玻璃纖維浸潤劑是用于玻璃纖維表面涂覆的一種表面處理劑，對玻璃纖維的制造至關(guān)重要，決定了纖維的作業(yè)性能和纖維在復(fù)合材料中的表現(xiàn)。浸潤劑是由成膜劑、偶聯(lián)劑和抗靜電劑等混合形成多組分水溶液或乳液，能有效潤滑玻璃纖維表面，使玻璃纖維光滑、柔軟、耐磨，并賦予后期復(fù)合材料卓越的性能。

玻璃纖維用浸潤劑分為二大類：紡織型浸潤劑和增強型浸潤劑。前者是考慮拉絲和紡織過程的需要；而后者則著重考慮用作玻璃鋼的增強材料，從界面角度提高玻璃鋼的各種性能。由于熱固性樹脂大多為油溶性的，而作為浸潤劑必須是水溶性或水的乳狀液，要使熱固性樹脂形成穩(wěn)定的水乳狀液，一般都將熱固性樹脂如環(huán)氧樹脂或不飽和聚酯樹脂與含有親水基團的物質(zhì)反應(yīng)，如聚乙二醇等，使樹脂主鏈上接上親水基團，易溶于水。這種水溶性熱固性樹脂乳化容易，提高了樹脂對玻璃纖維的浸潤性，一定程度上滿足了纖維紡織工業(yè)的需要，但缺點是樹脂的折光率改變了；由于水溶性樹脂上親水基團的影響，成型的玻璃鋼耐水性差，并且界面組成不夠理想，玻璃鋼的力學(xué)性能較低，尤其是透明玻璃鋼的耐水性、耐候性更差，使用壽命短，不能推廣使用。耐摩擦、耐曲撓性能就不能滿足它的后加工工藝要求，影響它的制品性能。因此，亟待尋找一種不易影響玻璃纖維耐水性和耐磨性能的浸潤劑。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題：針對傳統(tǒng)的浸潤劑中親水基團的影響，耐水性能差，降低了玻璃纖維的耐水性，且耐磨性差的問題，提供了一種耐水型玻璃纖維浸潤劑的制備方法。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：

（1）取15～20g甲苯二異氰酸酯和100～200mL甲基異丁基酮混合后，再加入8～12g三羥甲基丙烷，在60～70℃保溫反應(yīng)2～3h后，再加入20～30mL乙二醇乙醚，并升溫至80～90℃，繼續(xù)攪拌反應(yīng)2～3h，反應(yīng)結(jié)束后，將產(chǎn)物旋蒸濃縮，得到濃縮液；

（2）取40～50g正硅酸乙酯和200～300mL質(zhì)量分?jǐn)?shù)為75%乙醇溶液混合后，在40～50℃保溫攪拌反應(yīng)2～3h，反應(yīng)結(jié)束后過濾，得到濾渣，將濾渣水洗后再與100～200mL水、8～12g硅烷偶聯(lián)劑KH-570混合后超聲分散10～20min，得到分散液；

（3）取600～700g蒙脫石經(jīng)粉碎、過篩，得到過篩物，取300～400g過篩物、120～150g植物膠、800～1000mL水混合后，得到混合物，將混合物和濃度為10⁵cfu/mL枯草芽孢桿菌菌懸液，在30～40℃密封發(fā)酵3～5天，發(fā)酵結(jié)束后，將發(fā)酵產(chǎn)物高溫滅菌、離心分離，得到沉淀物，將沉淀物用水洗滌，得到改性蒙脫石；

（4）按重量份數(shù)計，取20～35份水性聚氨酯F0401、1～3份丙二醇丁醚、10～15份固含量為49%丙烯酸乳液、1～3份十二烷基苯磺酸鈉、3～5份偶聯(lián)劑、3～5份濃縮液、5～8份分散液、1～3份改性蒙脫石和180～200份水混合后，在50～60℃保溫攪拌反應(yīng)40～50min，得到玻璃纖維浸潤劑。

步驟（2）中所述的正硅酸乙酯和質(zhì)量分?jǐn)?shù)為75%乙醇溶液混合時還可以加入100～120mL質(zhì)量分?jǐn)?shù)為15%氨水。

步驟（3）中所述的植物膠為阿拉伯樹膠、瓜爾膠和田菁膠中的一種或幾種。

步驟（3）中所述的混合物與濃度為10⁵cfu/mL枯草芽孢桿菌菌懸液的質(zhì)量比為10:1。

步驟（4）中所述的偶聯(lián)劑為硅烷偶聯(lián)劑KH-550、鋯酸酯偶聯(lián)劑ZR-801、硅烷偶聯(lián)劑DL-602。

本發(fā)明與其他方法相比，有益技術(shù)效果是：

（1）本發(fā)明首先以甲基二異氰酸酯和三羥基丙烷為原料進行反應(yīng)得到多異氰酸酯預(yù)聚物，再以乙二醇乙醚為封端劑反應(yīng)得到聚合物，聚合物中含有的異氰酸酯基團在成膜固化過程中，可與樹脂的吸水性基團反應(yīng)形成交聯(lián)，減少樹脂的吸水基團，進而提高浸潤劑的耐水性；

（2）本發(fā)明以正硅酸乙酯為原料制備得到二氧化硅，并用硅烷偶聯(lián)劑對二氧化硅進行改性，二氧化硅的加入可提高浸潤劑的耐摩擦性，再將具有紫外屏蔽作用和耐摩擦的蒙脫石用樹膠進行改性，可提高蒙脫石與樹脂的相容性，并且可提高浸潤劑的耐候性和耐摩擦性。