CN101092291A - 高性能喷射用无捻粗纱浸润剂 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种高性能喷射用无捻粗纱浸润剂配方，包括偶联剂、润滑剂、抗静电剂A、抗静电剂B、成膜剂A、成膜剂B、pH值调节剂，其余为水，水的含量占浸润剂总重量的85～95％，浸润剂有效成分重量占浸润剂总重量的15～5％，且L.O.I控制在0.5～1.5％，各成分占浸润剂有效成分重量的百分比为：偶联剂1～10％，润滑剂1～10％，抗静电剂A 1～5％，抗静电剂B 1～5％，成膜剂A和成膜剂B配对组合且成比例配合，通常成膜剂A/成膜剂B的组合采用环氧/聚酯，成膜剂A 10～85％，成膜剂B 85～10％，pH值调节剂0.1～5％。本发明具有浸透速度快，喷射性能优异，抗静电性能优良，制品的玻纤含量提高，可满足全球不同客户的需求，提高客户的生产效率，降低生产的成本，为客户创造最大的经济效益。

Description

高性能喷射用无捻粗纱浸润剂

技术领域

本发明涉及玻璃纤维增强热固性树脂技术领域，特别是满足高端客户需求的高性能喷射用无捻粗纱浸润剂。

背景技术

在欧美国家，采用喷射工艺生产FRP产品，由于环保要求的提高，生产使用的不饱和聚酯树脂的苯乙烯含量不断的降低，逐步的由40％的苯乙烯含量降低到30％，甚至28％。苯乙烯含量的降低，意味着玻璃纤维在使用过程中，浸透速度会变的越来越慢，大大的影响了生产的效率。石油价格的上涨已成不可逆转的趋势，不断降低树脂中苯乙烯的使用量，增加FRP组成中的填料和玻璃纤维用量，而且保持原来的(或降低)制造成本。这无疑对玻璃纤维产品的使用性能提出了更高的要求。维持喷射用无捻粗纱的生命力，就需要根据行业发展趋势，设计出满足市场需求的产品。而对于玻璃纤维产品来说，浸润剂作为玻璃纤维的处理剂，起到保护纤维，满足生产使用性能的作用，决定着产品性能的高低和优劣。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种无捻粗纱浸润剂的配方，采用该配方生产喷射用无捻粗纱，不但能满足喷射工艺使用要求，而且浸透速度快，能达到较高玻璃纤维含量，从而可以提高客户的生产效率，降低生产成本，为客户创造最大的经济效益。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案是：该高性能喷射用无捻粗纱浸润剂，其特征在于包括偶联剂、润滑剂、抗静电剂A、抗静电剂B、成膜剂A、成膜剂B、pH值调节剂，以上物质有效成分重量占浸润剂总重量的5～15％，其余物质为水，水(原料自身带的水加上配制浸润剂加入的水)的含量占浸润剂总重量的85～95％，玻璃纤维的L.O.I(玻璃纤维的可燃物含量，即浸润剂涂附在玻璃纤维上的量占玻璃纤维重量的比例，下同)控制在0.5～1.5％，偶联剂采用硅烷偶联剂，占浸润剂有效成分重量的1～10％，润滑剂采用水溶性的油脂类润滑剂，占浸润剂有效成分重量的1～10％，抗静电剂A采用具有较强吸水能力的有机盐类物质，占浸润剂有效成分重量的1～5％，抗静电剂B采用具有较强吸水能力无机盐类物质，占浸润剂有效成分重量的1～5％，成膜剂A和成膜剂B配对组合且成比例，通常成膜剂A/成膜剂B的组合采用环氧/聚酯、聚酯/PVAc、PVAc/聚氨酯三种之一，成膜剂A占浸润剂有效成分重量的10～85％，成膜剂B占浸润剂有效成分重量的85～10％，pH值调节剂用于偶联剂的分散和水解，通常采用酸，pH值调节剂占浸润剂有效成分重量的0.1～5％。

本发明所述的硅烷偶联剂采用A-172、A-174、A-1100中的一种，硅烷偶联剂占浸润剂有效成分重量的2～8％。

本发明所述的抗静电剂A采用具有较强吸水能力的有机盐类物质，抗静电剂B采用具有较强吸水能力无机盐类物质。

本发明所述的成膜剂A/成膜剂B组合配方的比例采用80/20、70/30、60/40、50/50中的一种。

本发明所述的pH值调节剂采用盐酸、硫酸、醋酸、甲酸中的一种。

本发明所述的润滑剂占浸润剂有效成分重量的2～5％。

本发明所述的L.O.I控制在0.8～1.4％。

本发明与现有技术相比，能在满足喷射工艺要求的情况下提高浸透速度，达到较高玻璃纤维含量，提高客户的生产效率，降低生产成本，为客户创造最大的经济效益。

具体实施方式

以下通过实施例对本发明进行具体的说明，但本发明的内容并不受以下实施例的任何制约。

本发明实施例高性能喷射用无捻粗纱浸润剂包括偶联剂、润滑剂、抗静电剂A、抗静电剂B、成膜剂A、成膜剂B、pH值调节剂，其余为水，水的含量占浸润剂总重量的85～95％，浸润剂有效成分重量(偶联剂、润滑剂、抗静电剂A、抗静电剂B、成膜剂A、成膜剂B、pH值调节剂均不含水时的纯重量和，下同)占浸润剂总重量的15～5％，且L.O.I控制在0.5～1.5％，其中偶联剂采用硅烷偶联剂，占浸润剂有效成分重量的1～10％，润滑剂采用水溶性的油脂类润滑剂，占浸润剂有效成分重量的1～10％，抗静电剂A采用具有较强吸水能力的有机盐类物质，占浸润剂有效成分重量的1～5％，抗静电剂B采用具有较强吸水能力无机盐类物质，占浸润剂有效成分重量的1～5％，成膜剂A和成膜剂B配对组合且成比例配合，通常成膜剂A/成膜剂B的组合采用环氧/聚酯、聚酯/PVAc(聚醋酸乙烯乳液)、PVAc(聚醋酸乙烯乳液)/聚氨酯三种之一，成膜剂A占浸润剂有效成分重量的10～85％，成膜剂B占浸润剂有效成分重量的85～10％，pH值调节剂用于偶联剂的分散和水解，通常采用酸，占浸润剂有效成分重量的0.1～5％。

1.本发明实施例的偶联剂一般采用硅烷偶联剂，可为含乙烯、丙烯酸、氨基等有机官能团的硅烷偶联剂，一般可选用的产品牌号有A-172，A-174，A-1100等，偶联剂的作用，不但在拉丝过程保护纤维，而且在与基体树脂偶联，起玻璃纤维和基体树脂间的偶联作用。使用量一般在浸润剂有效成分重量的1～10％之间，2～8％范围更加合适，保证有足够的含量，起到保护纤维和偶联作用。合适的偶联剂选择，可以使生产出来的FRP产品具有良好的机械性能和耐水煮性能。

2.本发明实施例的润滑剂可采用水溶性的有机化合物(润滑用的水溶油脂类)，一般纺织用的润滑剂可借鉴到生产玻璃纤维中，一般采用的比例为浸润剂有效成分重量的1～10％，润滑剂的用量以满足玻璃纤维在拉丝、后处理、使用过程的润滑效果为标准，设计的原则是够用就可，太多的润滑剂会影响原丝间的粘结效果，降低纱束的硬挺性，影响纱在喷射过程中分散效果，润滑剂最佳的用量范围为浸润剂有效成分重量的2～5％。

3.本发明实施例的抗静电剂A为具有较强吸水能力的有机盐类物质，抗静电剂B为具有较强吸水能力无机盐类物质，采用两种抗静电剂，可加强纱在使用过程中的抗静电效果。由于喷射纱使用的客户遍布世界各地，不同时间不同地域的气候会有不同，玻璃纤维本身没有导电性能，玻璃纤维在喷射使用过程中与接触点的摩擦，将产生静电，如果玻璃纤维表面没有导电成分，喷射短切出来的纱将会四处飞扬和粘附，严重影响产品的使用性能。本发明采用双抗静电剂配方体系，可保证产品在世界各地，不同气候的使用没有静电影响，保证了产品的重量和适用稳定性。抗静电剂的用量一般在浸润剂有效成分重量的1～5％的比例，具体的比例，根据实验测试结果确定用量。

4.本发明实施例的成膜剂A与成膜剂B配对使用，成膜剂作为浸润剂的主要成分起到保护纤维，将纤维集束，满足喷射的使用要求。通常可选用的成膜剂有环氧类乳液、聚酯类乳液、聚醋酸乙烯类乳液、聚氨酯类乳液、丙烯酸类乳液。为了达到较快的浸透速度，又能满足喷射的分散性，平躺性，需在以上几类成膜剂中挑选合适的种类。一般比较常用的浸润剂配合(成膜剂A/成膜剂B)：环氧/聚酯，聚酯/PVAc(聚醋酸乙烯类乳液)，PVAc(聚醋酸乙烯类乳液)/聚氨酯，成膜剂A/成膜剂B的比例一般可为80/20，70/30，60/40，50/50，具体的比例可通过实验确定。成膜剂的确定和比例的选择，是本发明的实验测试重点。

5.本发明实施例的Ph调节剂用于浸润剂中的偶联剂的分散(在一定的pH条件下水解)，具体看偶联剂的种类和分散要求。配制好的浸润剂，一般要求在一定的pH范围存储和使用，pH值的范围一般可在3～11，通常会在3～7之间的酸性环境，一般使用的pH调节剂为酸，可为盐酸、硫酸、醋酸、甲酸等酸。

6.本发明实施例的纱上的L.O.I(可燃物含量)一般控制在0.5～1.5％，具体的值需要根据原料本身的性能，从产品需要达到的性能指标和实验测试结果来看，L.O.I在0.8～1.4％可满足喷射的要求。

本发明实例配方的确定和实验方法的说明：

参见表1，这些实例中为了达到浸透速度快，达到高的制品玻纤含量，又满足喷射的要求，我们选用了聚酯/PVAc的成膜剂A/成膜剂B的组合，这样的组合可保证快的浸透速度，又较大程度的控制浸润剂的成本，浸润剂有效成分重量占浸润剂总重量的10％，水的含量占浸润剂总重量的90％，润滑剂采用蓖麻油酸脂，抗静电剂A采用有机季胺盐类物质，抗静电剂B采用氯华胺盐类物质，Ph调节剂采用盐酸，pH值的范围在3～7，L.O.I在0.8～1.4％。

表1是一些配方的实例和测试结果(其中的数值均为浸润剂有效成分重量的百分比)：

组分	实例1	实例2	实例3	实例4	实例5
						偶联剂	5	5	5	5	5
润滑剂	3	3	3	3	3
						抗静电剂A	2	2	2	2	2
抗静电剂B	3	3	3	3	3
						成膜剂A	68	59.5	51	42.5	25.5
成膜剂B	17	25.5	34	42.5	59.5
						pH调节剂	2	2	2	2	2
配方有效成分重量比例合计	100	100	100	100	100
						产品的L.O.I	1.18	1.23	1.25	1.20	1.30
原丝集束状态	好	好	好	略差	好
						纱束硬挺性	软	略软	较硬挺	适中	过硬挺
抗静电性	好	好	好	好	好

喷射短切性	差	好	好	差	好
						喷射分散性	差	好	好	差	好
树脂中浸透速度	非常快	快	略慢	略慢	慢
						辊压性	差	好	好	略差	好
FRP的玻纤含量(％)	40	42	41	40	39

从以上的配方测试实例，我们可以从中看出，实例2、3基本符合设计的要求，但以上的比例仍有优化的空间。

本发明实施例根据喷射工艺的技术特点，通过浸润剂原料的选择，配方的优化，采用合适成熟的玻璃纤维生产工艺，生产出满足高端要求客户需求的无捻粗纱产品。

Claims (7)

1、一种高性能喷射用无捻粗纱浸润剂，其特征在于：包括偶联剂、润滑剂、抗静电剂A、抗静电剂B、成膜剂A、成膜剂B、pH值调节剂，其余为水，水的含量占浸润剂总重量的85～95％，且L.O.I控制在0.5～1.5％，偶联剂采用硅烷偶联剂，占浸润剂有效成分重量的1～10％，润滑剂采用水溶性的油脂类润滑剂，占浸润剂有效成分重量的1～10％，抗静电剂A采用具有较强吸水能力的有机盐类物质，占浸润剂有效成分重量的1～5％，抗静电剂B采用具有较强吸水能力无机盐类物质，占浸润剂有效成分重量的1～5％，成膜剂A和成膜剂B配对组合且成比例，成膜剂A/成膜剂B的组合采用环氧/聚酯、聚酯/PVAc、PVAc/聚氨酯三种之一，成膜剂A占浸润剂有效成分重量的10～85％，成膜剂B占浸润剂有效成分重量的85～10％，pH值调节剂用于偶联剂的分散和水解，通常采用酸，pH值调节剂占浸润剂有效成分重量的0.1～5％。

2、根据权利要求1所述的高性能喷射用无捻粗纱浸润剂，其特征在于：所述的硅烷偶联剂采用A-172、A-174、A-1100中的一种，硅烷偶联剂占浸润剂有效成分重量的2～8％。

3、根据权利要求1所述的高性能喷射用无捻粗纱浸润剂，其特征在于：所述的抗静电剂A采用具有较强吸水能力的有机盐类物质，抗静电剂B采用具有较强吸水能力无机盐类物质。

4、根据权利要求1所述高性能喷射用无捻粗纱浸润剂，其特征在于：所述的成膜剂A/成膜剂B组合配方的比例采用80/20、70/30、60/40、50/50中的一种。

5、根据权利要求1所述的高性能喷射用无捻粗纱浸润剂，其特征在于：所述的pH值调节剂采用盐酸、硫酸、醋酸、甲酸中的一种。

6、根据权利要求1所述的高性能喷射用无捻粗纱浸润剂，其特征在于：所述的润滑剂占浸润剂有效成分重量的2～5％。

7、根据权利要求1所述的高性能喷射用无捻粗纱浸润剂，其特征在于：所述的L.O.I控制在0.8～1.4％。