CN102241484A

CN102241484A - 方格布用玻璃纤维浸润剂及其制备方法

Info

Publication number: CN102241484A
Application number: CN2011100914220A
Authority: CN
Inventors: 任玉华; 陈磊
Original assignee: Chongqing Polycomp International Corp
Current assignee: Chongqing international composite Limited by Share Ltd
Priority date: 2011-04-12
Filing date: 2011-04-12
Publication date: 2011-11-16
Anticipated expiration: 2031-04-12
Also published as: CN102241484B

Abstract

本发明公开了一种方格布用玻璃纤维浸润剂，为3wt％～6wt％的水溶液，该水溶液的溶质中包括如下重量含量的组分，以溶质总重量计：偶联剂8～15％、pH值调节剂1～3％、润滑剂14～20％、成膜剂65～75％；其中，所述润滑剂为油酸改性聚氧乙烯醚与聚乙二醇脂肪酸酯的共混物；所述成膜剂为水性环氧乳、小分子环氧乳液、聚氨酯乳液、聚酯或丙烯酸中三者的共混物。还公开了上述浸润剂的制备方法。本发明玻璃纤维浸润剂能增强玻璃纤维的柔韧性，在受力后玻璃纤维纱线不易变形，使用后的方格布既柔软，拉后不易变形，回弹性好。

Description

方格布用玻璃纤维浸润剂及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种玻璃纤维浸润剂，是一种方格布用玻璃纤维浸润剂，及其制备方法。

背景技术

玻璃纤维方格布是一种结构稳定、防火、耐高温，散热好、耐腐蚀的耐用工业用材料，用途非常广泛，主要用于玻璃钢产品，适用的工艺为手糊或拉挤成型。但目前市场上的方格布主要存在两种情形：一是布面软，纱线易滑动，在裁剪时极易变形，不好操作，在手糊或拉挤时，由于变形而影响劳动效率和产品质量；另一种是将布面作得较硬，这可以避免在后道使用时产生形变的问题，但又不能解决在手糊时的覆模式性问题，在拉挤时不能满足在较短时间内完全浸透的问题。

发明内容

本发明针对不足，提出一种方格布用玻璃纤维浸润剂，使浸润或的方格布既柔软，拉后不易变形，回弹性好，才能满足市场需求，提升劳动效率和产品质量。

为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：一种方格布用玻璃纤维浸润剂，为3wt％～6wt％的水溶液，该水溶液的溶质中包括如下重量含量的组分，以溶质总重量计：

其中，所述润滑剂为油酸改性聚氧乙烯醚与聚乙二醇脂肪酸酯的共混物；所述成膜剂为水性环氧乳、小分子环氧乳液、聚氨酯乳液、聚酯或丙烯酸中三者的共混物。

优选的，所述润滑剂中油酸改性聚氧乙烯醚与聚乙二醇脂肪酸酯的质量比为8～15∶1.5～5.5。

优选的，所述成膜剂为重量比为18～22∶60～70∶15～25的水性环氧∶聚脂∶小分子量环氧共混物。

优选的，所述成膜剂为重量比8～12∶65～75∶16～24的水性环氧∶小分子量环氧∶聚胺脂共混物。

优选的，所述成膜剂为重量比18～22∶50～60∶20～30的水性环氧∶小分子量环氧∶丙烯酸共混物。

优选的，所述偶联剂为硅烷偶联剂；优选为含有乙烯基、氨基或环氧基的硅烷偶联剂。

优选的，所述pH值调节剂选自柠檬酸，醋酸，甲酸，乙酸，盐酸中的一种。

与现有技术相比，采用本发明浸润剂生产的浸润剂玻璃纤维有较好的柔韧性，在受力后纱线不易变形，所以方格布既柔软，拉后不易变形，回弹性好。本发明浸润剂中采用偶联剂、pH调节剂、润滑剂和成膜剂组成的水溶液，其中各组分在浸润剂的作用分别如下所述：

偶联剂：防止水分渗入玻璃纤维表面与聚合物的接触面，修补及填平在拉丝过程中玻纤表面产生的微小裂纹，提高玻璃纤维的本身强度。

本发明偶联剂一般采用硅烷偶联剂，可为乙烯基，氨基，环氧基等有机官能团的硅烷偶联剂。可选择的产品牌号有SZ-6030，SZ-6032，SZ-6040，SZ-6011等。硅烷偶联剂的作用，不但在拉丝过程中保护玻璃纤维，而且与基体树脂偶联，起到玻璃纤维与基体树脂桥梁的作用。一般的使用量为5％～20％，本发明使用更为合适的8％～15％范围，保证有足够的含量，保护玻璃纤维，使其在拉丝和方格布织造时不易起毛。

pH值调节剂：用于偶联剂的水解。偶联剂需在一定pH值酸性条件下水解，具体看偶联剂的种类和分散的要求。配好的浸润剂一般也要求的一定的pH范围内存储和使用。pH值的范围可在3～11，通常会在3～7之间的酸性环境。pH值调节剂可选用柠檬酸，醋酸，甲酸，乙酸，盐酸中的一种，占浸润剂固体含量的1～3％为佳。本发明优选采用醋酸。

润滑剂：有效的减少拉丝及方格布织造等生产环节中毛羽的产生，能很好的保护玻璃纤维表面。本发明中的润滑剂采用水溶性的有机化合物，润滑性的水性油脂类。一般采用的比例为5％～15％，为了满足作方格布的纱在拉丝和织布过程的耐磨性需求，本发明中采用了两种润滑剂来保证在拉丝和织布两个过程对玻璃纤维保护，其量为10～20％，二者的重量比例为润滑剂一/润滑剂二为8～15∶1.5～5.5。

润滑剂一：为油酸改性聚氧乙烯醚，湿态润滑性能很好，能提高纱束的柔软性与成带性。为黄褐色液体，pH值5～7，酸值180～260，胺值：170～220。

润滑剂二：为聚乙二醇脂肪酸脂，分子量300～1000，棕黄色液体，为环氧乙烷和水缩聚而成的混合物。分子式以HO(CH₂CH₂O)_nH表示，其中n代表氧乙烯基的平均数。

本发明中的成膜剂为三种成膜剂进行互混得到：成膜剂A、成膜剂B、成膜剂C，作为浸润剂的主要成份起到保护玻璃纤维，将纤维集束，满足纱卷成型和后处理的需求。选用的成膜剂为环氧类乳液、聚脂类乳液、聚胺脂类乳液、丙烯酸类乳液等。为了使纱束受力后不易变形，需要在以上的几类成膜剂中挑选取合适的种类。

三种成膜剂配合为(成膜剂A/成膜剂B/成膜剂C)：水性环氧/聚脂/小分子量环氧，水性环氧/小分子量环氧/聚胺脂，水性环氧/小分子量环氧/丙烯酸。成膜剂A/成膜剂B/成膜剂C的比例一般可为20/65/20，10/70/20，20/55/25，具体的比例可通过实验确定，通常成膜剂A和成膜剂B之和为成膜剂固体质量的60～75％为好，成膜剂C为20～25％为好，成膜剂的确定和选择是本发明的实验测试重点，本发明实施例采用成膜剂A/成膜剂B/成膜剂C为水性环氧/小分子量环氧/聚胺脂组合。

本发明还提供了上述方格布用的玻璃纤维浸润剂的制备方法，包括以下步骤：

①、按比例称取如下重量比的组分：

其中，所述润滑剂为油酸改性聚氧乙烯醚与聚乙二醇脂肪酸酯的共混物；所述成膜剂为水性环氧乳、小分子环氧乳液、聚氨酯乳液、聚酯或丙烯酸中三者的共混物；

上述组分占浸润剂总配置量的3wt％～6wt％，其余为水；

②、在配制罐中加入总配置量40％～50％的水，搅拌；同时加入pH值调节剂，调节pH值至偶联剂水解所需的范围，搅拌；

③、将偶联剂加入配制罐，搅拌至反应完全；再加入润滑剂、成膜剂和剩余的水，搅拌均匀。

优选的，步骤③润滑剂为稀释或乳化后的润滑剂。

优选的，步骤③加入偶联剂搅拌时，检测偶联剂水解反应程度：取反应液置于干净透明玻璃器皿中观察；若溶液表面没有油花和溶液透明，表明反应完全。

具体实施方式

一种方格布用的玻璃纤维浸润剂，为3wt％～6wt％的水溶液，该水溶液的溶质中包括占溶质总重量分别如下的组分：

其中油酸改性聚氧乙烯醚的重量比为8～15％；聚乙二醇脂肪酸酯为1.5～5.5％。

上述方格布用玻璃纤维浸润剂通过以下的方法制备：

步骤1：在配制罐中加入总配制量的40％～50％的冷纯水(室温)，开启搅拌。

步骤2：在配制罐中缓慢加入醋酸(pH调节剂)，调节溶液PH值到偶联剂水解所需范围内(用pH试纸或精密PH测试仪测试)，搅拌约5分钟左右。

步骤3：将偶联剂用专用的偶联剂缓慢加到配制罐中，搅拌50～60min以上(检测偶联剂水解完全的方法：取一定量的溶液置于干净的透明玻璃容器中，在光线充足处观测溶液表面无油花，溶液透明无沉淀或悬浮物)；

步骤4：加入已用约20倍冷纯水(室温)稀释的油酸改性聚氧乙烯醚(冬天温度较低时用30～50℃的温水溶解)；

步骤5：加入已乳化好的聚乙二醇脂肪酸酯；其中乳化方法：用乳化搅拌(或普通搅拌)进行乳化，缓慢加纯水至出现转化点(转化点时溶液粘度大大增加，呈膏状)，再搅拌5～10分钟，再加水搅拌30分钟左右后使用。

步骤6：加入已用纯水(室温)完全稀释的水性环氧液；

步骤7：加入以用约2倍左右纯水(室温)稀释的小分子量环氧乳液；

步骤8：加入以用约5～10倍左右纯水(室温)稀释的聚胺脂乳液；

步骤10：加入剩余的纯水到配制量；

步骤11：待搅拌均匀(约搅拌10min左右)后，取样检测浸润剂固含量。

步骤12：将配制好的浸润剂转入储存罐备用。

下面结合具体实施例对本发明进行详细描述，本部分的描述仅是示范性和解释性，不应对本发明的保护范围有任何的限制作用。

下表1为具体的配方实例(其中数值均为浸润剂的固体质量百分比)，并按照一定的拉丝工艺、烘干生产工艺所生产出的2400Tex的直接纱具体物理性能检测数据，见表2：

表1各实施例产品配方

表2物理性能检测数据

以上测试数据是按照通用的玻璃纤维产品测试方法测试，方格布用纱要求原纱断裂强度较高，浸透性好，纱受力不易变形，柔软有弹性；方格布无变形，易剪。

以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims

1.一种方格布用玻璃纤维浸润剂，为3wt％～6wt％的水溶液，该水溶液的溶质中包括如下重量含量的组分，以溶质总重量计：

2.如权利要求1所述的玻璃纤维浸润剂，其特征在于：所述润滑剂中油酸改性聚氧乙烯醚与聚乙二醇脂肪酸酯的质量比为8～15∶1.5～5.5。

3.如权利要求1所述的玻璃纤维浸润剂，其特征在于：所述成膜剂为重量比为18～22∶60～70∶15～25的水性环氧∶聚脂∶小分子量环氧共混物。

4.如权利要求1所述的玻璃纤维浸润剂，其特征在于：所述成膜剂为重量比8～12∶65～75∶16～24的水性环氧∶小分子量环氧∶聚胺脂共混物。

5.如权利要求1所述的玻璃纤维浸润剂，其特征在于：所述成膜剂为重量比18～22∶50～60∶20～30的水性环氧∶小分子量环氧∶丙烯酸共混物。

6.如权利要求1所述的玻璃纤维浸润剂，其特征在于：所述偶联剂为硅烷偶联剂；优选为含有乙烯基、氨基或环氧基的硅烷偶联剂。

7.如权利要求1所述的玻璃纤维浸润剂，其特征在于：所述pH值调节剂选自柠檬酸，醋酸，甲酸，乙酸，盐酸中的一种。

8.一种方格布用玻璃纤维浸润剂的制备方法，包括以下步骤：

①、按比例称取如下重量比的组分：

上述组分占浸润剂总配置量的3wt％～6wt％，其余为水；

9.如权利要求8所述的制备方法，其特征在于：步骤③润滑剂为稀释或乳化后的润滑剂。

10.如权利要求8所述的制备方法，其特征在于：步骤③加入偶联剂搅拌时，检测偶联剂水解反应程度：取反应液置于干净透明玻璃器皿中观察；若溶液表面没有油花和溶液透明，表明反应完全。