[發明專利]一種硅鎂基耐高溫玄武巖纖維浸潤劑及其制備方法

在審

• 申請號: 202010052359.9
• 申請日: 2020-01-17
• 公開（公告）號: CN111204996A
• 公開（公告）日: 2020-05-29
• 發明（設計）人: 汪濤
• 申請（專利權）人: 南京航科高新材料研究院有限公司
• 主分類號: C03C25/465
• 分類號: C03C25/465;C03C25/42
• 代理公司: 南京鐘山專利代理有限公司 32252
• 代理人: 劉佳慧

本發明公開了一種硅鎂基耐高溫玄武巖纖維浸潤劑及其制備方法，浸潤劑由以下組分及其質量百分數制備而成：硅丙乳液：15?25％；氧化鎂：20?30％；六水氯化鎂：6?10％；七水硫酸鎂：3?5％；聚乙烯吡咯烷酮：1?2％；偶聯劑：0.5?1％；水：余量。本發明的浸潤劑涂覆在玄武巖纖維上，獲得的硅鎂基復合薄膜附著均勻，膜層強度高韌性好。經該浸潤劑處理后的玄武巖纖維耐高溫性能、集束性、耐磨性和柔化作用得到改善，適合于在300℃以上長期使用。

技術領域

本發明屬于浸潤劑技術領域，涉及一種玄武巖纖維浸潤劑，尤其涉及一種硅鎂基耐高溫玄武巖纖維浸潤劑及其制備方法。

背景技術

玄武巖纖維是一種新型的無機纖維，具有高強度、耐高溫、耐腐蝕等一系列的優點，但是無機材料的特性也使其與傳統的有機纖維相比具有脆性大，生產和使用過程中易于損傷的不足。玄武巖纖維特有的物理結構和化學組成，使其在耐高溫(持續耐溫約300～500℃)、穩定性、耐腐蝕性、耐水解性和絕緣性等許多技術指標方面優于玻璃纖維和化學纖維，成為理想的耐高溫無機纖維。

眾所周知，浸潤劑應與纖維品種和用途匹配，它決定纖維的作業性能和在復合材料中的表現。浸潤劑的成膜劑是浸潤劑配方中最重要的組分。浸潤劑的重要性等同于IT行業的“芯片制造技術”。一般纖維制造商的每種產品都有自己獨特的配方，尤其是對脆性纖維而言浸潤劑更是影響纖維制備和應用的關鍵。雖然我國已經掌握了玄武巖纖維的制造技術，但是對于玄武巖纖維專用浸潤劑的研發尚屬空白，各廠家多借用玻纖浸潤劑應用于玄武巖纖維。

目前常用的玄武巖纖維浸潤劑的成膜劑類型有：環氧樹脂、聚醋酸乙烯酯(PVAc)、聚酯、聚氨酯、聚丙烯酸酯等。現有的玄武巖纖維浸潤劑在實際應用時還存在一定局限性，一種成膜劑單獨使用成膜性能較差，后續加工易產生飛絲和毛羽現象。中國發明專利(CN201510370194.9)公開了一種水基玄武巖纖維浸潤劑，其中含有46-62％的環氧聚合乳液、8-12％的偶聯劑和1-2％的抗靜電劑，可以改善玄武巖纖維的力學性能和束集性。中國發明專利(CN201510981456.5)公開了一種水基玄武巖纖維浸潤劑，其中含有2-10％的水溶性環氧樹脂、1-8％的聚乙烯醇、0.5-1％的偶聯劑、0.2％-0.8％的抗靜電劑和0.08-0.25％的pH調節劑，具有良好的粘接性和成膜性。中國發明專利(CN201510980061.3)公開了一種水基玄武巖纖維浸潤劑，其中含有3-8％的水溶性環氧樹脂、2-6％的聚醋酸乙烯酯乳液、0.5-1％的偶聯劑、0.2％-0.8％的抗靜電劑、0.6-1.2％的增塑劑和0.08-0.20％的pH調節劑，對玄武巖纖維具有良好的粘接性和成膜性。中國發明專利(CN20160547303.4)公開了一種細旦氧化硼纖維用浸潤劑及其制備方法，該浸潤劑由正十二烷、正硅酸乙酯與聚醚改性有機硅類抗靜電劑制成。本浸潤劑涂覆于前驅體氧化硼纖維表面，一方面可以在氧化硼纖維表面形成一層致密的防護膜，可以對纖維進行防護，可以提高氧化硼纖維強度；另一方面可以使細旦氧化硼纖維抗靜電性提升，使纖維毛絲斷絲減少，提高氧化硼纖維強度。中國發明專利(CN201710637728.9)公開了一種氧化鋁連續纖維加捻紗專用浸潤劑及其制備方法,該浸潤劑按照重量百分比由以下成分組成：3～6％水性環氧乳液、0.2～0.6％潤滑劑、0.1～0.2％抗靜電劑、0.3～0.8％有機硅烷偶聯劑、0.02～0.05％pH值調節劑，余量為水。該發明的浸潤劑賦予氧化鋁連續纖維優良的柔韌性、集束性、潤滑性，保護氧化鋁連續纖維力學性能不損失。中國發明專利(CN201810974812.4)公開了一種玻璃纖維浸潤劑，包括偶聯劑、潤滑劑、聚醋酸乙烯酯乳液、環氧乳液、交聯劑、pH值調節劑和水。各組分的含量以質量百分比表示如下：偶聯劑0.1～0.5％、潤滑劑0.1～0.5％、聚醋酸乙烯酯乳液2.0～12.0％、環氧乳液1.0～6.0％、交聯劑0.05～0.5％、pH值調節劑0.05～0.5％、水80.0～96.7％。使用該浸潤劑生產的玻纖紗不僅可以改善紗線的顏色和斷裂強度，還能有效提高玻纖流動性并提高其與基體樹脂的相容性。中國發明專利(CN201811097845.1)公開了一種耐腐蝕型玻璃纖維浸潤劑的制備方法，即將20-30份乙烯基樹脂、8-10份復配乳化劑、3-5份亞油酸、60-80份水攪拌得到1號混合漿液；將5-8份改性納米金屬粉、8-10份低熔點合金、10-20份正硅酸乙酯、20-30份醇、20-30份酸和5-8份改性海泡石加熱攪拌得到2號混合漿液；最后將2號和1號漿液按照1：5-1：10攪拌混合，制備得到耐腐蝕型玻璃纖維浸潤劑。