CN102505459A - 一种耐温无碱玻璃纤维涂层织物的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种耐温无碱玻璃纤维涂层织物的制备方法，采用有机先驱体转化法的低温烧制陶瓷材料技术，在无碱玻璃纤维织物表面覆以含有氮化硼的耐温涂层，实现了提高高温下无碱玻璃纤维涂层织物力学性能的目的。热解烧结在氮气氛中进行，克服了空气气氛中易形成氧化硼的缺陷，有效地提高了无碱玻璃纤维涂层织物的耐温性能。该方法步骤如下：先用硼酸和三乙醇胺的乙醇溶液对无碱玻璃纤维织物表面进行浸渍涂布，然后在氮气气氛中于120℃～400℃的温度范围对无碱玻璃纤维涂层织物进行程序升温热处理，在无碱玻璃纤维织物的表面原位形成含有氮化硼的耐温涂层。
Description
技术领域
本发明涉及一种玻璃纤维涂层织物的制备方法，更具体地说涉及一种耐温无碱玻璃纤维涂层织物的制备方法。
背景技术
无碱玻璃纤维具有耐温、耐腐蚀、拉伸强度高、相对伸长率小、电绝缘性好等优异的特性，在工业上有广泛的应用。但无碱玻璃纤维的耐温性有其局限性，在400℃以上强度损失很大，限制了无碱玻璃纤维织物在高温、防火、阻燃等领域的应用。
以耐温涂层进行表面处理是提高玻璃纤维织物耐高温性能的简便且有效的方法。以硅橡胶作为耐温涂层，玻璃纤维涂层织物的连续使用温度可达230℃，问歇作业温度可达315℃，这种涂覆硅橡胶的玻璃纤维涂层织物还具有优良的耐候性和耐化学侵蚀性。公开号为CN1033353A中国专利公开了使用有机硅改性酚醛树脂浸渍处理玻璃纤维网格平纹布获得了耐高温过滤网布。但由于高分子材料本身的耐温局限性，限制了其玻璃纤维涂层织物耐温性能的进一步提升。
氮化硼陶瓷材料具有许多优良的物理和化学特性，如耐高温、抗氧化、耐化学腐蚀、可加工性、优异的介电性能以及良好的导热性等。氮化硼在氧化气氛下最高使用温度为900℃，在惰性气体下可达2800℃。由于氮化硼优异的耐高温性，如果在玻璃纤维织物表面覆以氮化硼涂层，可以填补玻璃纤维表面的微裂纹等表面缺陷，同时具有高温抗氧化和阻止低价金属离子渗透作用，因此有望显著提高玻璃纤维的耐高温形变、抗析晶性能及高温强度保持能力，同时提高玻璃纤维织物在高温下的使用寿命。但氮化硼陶瓷往往经高温烧结而成，且这种传统的制备技术不易制得涂层、薄膜或纤维等复杂形状的氮化硼材料。在玻璃纤维表面制备氮化硼涂层明显受到温度的限制，即使是耐温性较佳的石英纤维在950℃时就开始析晶，高于1050℃时大量析晶，导致纤维脆化。因此，传统的高温合成氮化硼的方法，不适合在玻璃纤维表面制备氮化硼涂层。有机先驱体转化法的分解温度远低于陶瓷的烧制温度，还具有易成型、温度较低等优点，已成为制备陶瓷涂层、陶瓷薄膜、陶瓷纤维、泡沫陶瓷和陶瓷基复合材料的重要方法。以有机先驱体转化法在玻璃纤维表面制备氮化硼涂层，更可以避免高温对玻璃纤维结构的破坏，使制备新型的耐高温玻璃纤维氮化硼涂层织物成为可能。Shampa Mondal等人(Materials Letters，44，113-118，2000)公开了一种硼酸酯涂覆玻璃纤维的方法，在空气氛中分别于400℃和1000℃下热解，热解产物含有氮化硼和碳氮化物。据称其玻璃纤维涂层织物具有作为熔融铝过滤材料的潜在用途，但并没有公布具体的耐温及力学性能指标。实际上硼酸酯类化合物在空气氛中高温热解时易氧化并生成氧化硼，氧化硼作为常用的玻璃纤维助熔剂，具有显著降低玻璃纤维的熔点及其高温下力学性能的作用。实验表明在空气氛中热解的无碱玻璃纤维硼酸酯涂层织物的拉伸强度在500℃时即开始明显下降。另外，其方法也是采用的先硼酸酯合成、再重结晶纯化，最后玻纤涂覆并高温热解的工艺路线，其工艺流程复杂，所需设备较多，不利于工业化生产。
因此需要研制开发结合有机先驱体转化法并适合于工业应用的低温烧制陶瓷材料技术，在无碱玻璃纤维织物表面覆以耐温的氮化硼涂层，制备出新型的耐温无碱玻璃纤维涂层织物，扩大无碱玻璃纤维织物在耐高温领域的应用范围。
发明内容
本发明针对现有技术存在的缺点和不足，提供一种耐温无碱玻璃纤维涂层织物的制备方法，采用有机先驱体转化法的低温烧制陶瓷材料技术，在无碱玻璃纤维织物表面覆以含有氮化硼的耐温涂层，实现了提高高温下无碱玻璃纤维涂层织物力学性能的目的。以氮化硼源硼酸和三乙醇胺直接对无碱玻璃纤维织物表面进行浸渍涂布，然后通过升温热处理，使得有机先驱体的制备、涂覆、热解烧结一步完成，在无碱玻璃纤维织物表面原位形成了含有氮化硼的耐温涂层，该方法提供了一种简化步骤的工艺技术。热解烧结在氮气氛中进行，克服了空气气氛中易形成氧化硼的缺陷，有效地提高了无碱玻璃纤维涂层织物的耐温性能。
本发明是通过以下技术方案实现的：
本发明的耐温无碱玻璃纤维涂层织物的制备方法，其步骤如下：先用硼酸和三乙醇胺的乙醇溶液对无碱玻璃纤维织物表面进行浸渍涂布，然后在氮气气氛中于120℃～400℃的温度范围对无碱玻璃纤维涂层织物进行程序升温热处理，在无碱玻璃纤维织物的表面原位形成含有氮化硼的耐温涂层。
本发明的耐温无碱玻璃纤维涂层织物的制备方法，其进一步的技术方案是所述的用硼酸和三乙醇胺的乙醇溶液对无碱玻璃纤维织物表面进行浸渍涂布前先在温度350℃～400℃下对无碱玻璃纤维织物热处理1～2分钟。
本发明的耐温无碱玻璃纤维涂层织物的制备方法，其进一步的技术方案还可以是所述的硼酸和三乙醇胺的乙醇溶液的重量百分浓度为5％～40％，其中硼酸和三乙醇胺的摩尔比为1∶0.8～1∶2.0。
本发明的耐温无碱玻璃纤维涂层织物的制备方法，其进一步的技术方案还可以是所述的用硼酸和三乙醇胺的乙醇溶液对无碱玻璃纤维织物表面进行浸渍涂布的步骤为：将无碱玻璃纤维织物浸入到硼酸和三乙醇胺的乙醇溶液中进行表面涂覆1～2分钟，并于70℃～80℃条件下干燥。
本发明的耐温无碱玻璃纤维涂层织物的制备方法，其进一步的技术方案还可以是所述的在氮气气氛中于120℃～400℃的温度范围对无碱玻璃纤维涂层织物进行程序升温热处理的步骤为：先在120℃～200℃的氮气流条件下进行热处理在玻纤表面原位合成硼酸酯有机先驱体，然后再在300℃～400℃的氮气氛中进行热处理，即热解烧结硼酸酯有机先驱体，在无碱玻璃纤维织物的表面原位形成含有氮化硼的耐温涂层；更进一步的技术方案为：
先在氮气流并于温度120℃～150℃条件下，对无碱玻璃纤维涂层织物热处理1～2小时；
再在氮气流并于温度160℃～200℃条件下，对无碱玻璃纤维涂层织物热处理0.5～1小时；
最后再在氮气气氛中并于温度300℃～400℃条件下，对无碱玻璃纤维涂层织物热处理0.2～1小时。
本发明的耐温无碱玻璃纤维涂层织物的制备方法，其进一步的技术方案还可以是制备方法包括以下步骤：
1)在温度350℃～400℃下对无碱玻璃纤维织物热处理1～2分钟，除去玻纤表面的浸润剂；
2)将无碱玻璃纤维织物浸入到硼酸和三乙醇胺的乙醇溶液中进行表面涂覆1～2分钟，并于70℃～80℃条件下干燥；
3)在氮气流并于温度120℃～150℃条件下，对无碱玻璃纤维涂层织物热处理1～2小时；
4)在氮气流并于温度160℃～200℃条件下，对无碱玻璃纤维涂层织物热处理0.5～1小时；
5)在氮气气氛中并于温度300℃～400℃条件下，对无碱玻璃纤维涂层织物热处理0.2～1小时，冷却后得到耐温无碱玻璃纤维涂层织物制品；
其中所述的硼酸和三乙醇胺的乙醇溶液的重量百分浓度为5％～40％，硼酸和三乙醇胺的摩尔比为1∶0.8～1∶2.0。
本发明的耐温无碱玻璃纤维涂层织物的制备方法，其进一步的技术方案还可以是所述的无碱玻璃纤维织物为型号为EW430或EW840的无碱玻璃纤维织物。
本发明具有以下有益效果：
1)以氮化硼源硼酸和三乙醇胺对无碱玻璃纤维织物表面进行浸渍涂布，然后通过程序升温热处理，于120℃～200℃的氮气流条件下在玻纤表面原位合成硼酸酯有机先驱体，然后再在300℃～400℃的氮气氛中热解烧结硼酸酯有机先驱体，在无碱玻璃纤维织物的表面原位形成含有氮化硼的耐温涂层。通过调节硼酸和三乙醇胺的比例来控制控制硼酸酯有机先驱体的化学结构，无需硼酸酯的重结晶等纯化工艺。通过调节硼酸、三乙醇胺在乙醇溶液中的浓度控制玻纤表面的涂覆层厚度。氮化硼涂层的耐高温性能优异，可以填补无碱玻纤表面的微裂纹，阻隔氧气而提高无碱玻纤的高温抗氧化能力，并可提高无碱玻纤的抗析晶性能，从而有效地提高了无碱玻璃纤维涂层织物的耐高温性能。
2)有机先驱体的制备、涂覆、热解烧结在玻纤表面一步完成，简化了工艺步骤；
3)硼酸酯有机先驱体的热解烧结在氮气氛中进行，克服了空气气氛中易形成氧化硼的缺陷，有效地提高了无碱玻璃纤维涂层织物在高温下的力学性能；
4)采用程序升温的工艺技术，可以减小硼酸、三乙醇胺的挥发损失，降低了烟气污染；
5)原料成本低廉，制备工艺简单、易行，改性效果明显，适合于耐温无碱玻璃纤维涂层织物的工业规模生产。
具体实施方式
以下通过实施例进一步说明本发明，拉伸强度按GBT7689.5-2001方法测试。
实施例1
1)在温度350℃下对无碱玻璃纤维织物EW430热处理2分钟，除去玻纤表面的浸润剂；
2)称量硼酸61.83克、三乙醇胺119.35克及乙醇422.75克，配制成溶液；
3)将无碱玻璃纤维织物浸入到乙醇溶液中进行表面涂覆1分钟，并于80℃条件下干燥；
4)在氮气流并于温度150℃条件下，对无碱玻璃纤维涂层织物热处理1小时；
5)在氮气流并于温度160℃条件下，对无碱玻璃纤维涂层织物热处理1小时；
6)在氮气气氛中并于温度300℃条件下，对无碱玻璃纤维涂层织物热处理1小时，冷却后得到耐温无碱玻璃纤维涂层织物制品；
7)在空气气氛中于温度500℃条件下，对无碱玻璃纤维涂层织物制品热处理1小时，冷却后测试其拉伸强度并评价耐温性能，测试结果见表1。
实施例2
1)在温度350℃下对无碱玻璃纤维织物EW430热处理2分钟，除去玻纤表面的浸润剂；
2)称量硼酸61.83克、三乙醇胺149.19克及乙醇492.38克，配制成溶液；
3)将无碱玻璃纤维织物浸入到乙醇溶液中进行表面涂覆1分钟，并于80℃条件下干燥；
4)在氮气流并于温度150℃条件下，对无碱玻璃纤维涂层织物热处理1小时；
5)在氮气流并于温度160℃条件下，对无碱玻璃纤维涂层织物热处理1小时；
6)在氮气气氛中并于温度300℃条件下，对无碱玻璃纤维涂层织物热处理1小时，冷却后得到耐温无碱玻璃纤维涂层织物制品；
7)在空气气氛中于温度500℃条件下，对无碱玻璃纤维涂层织物制品热处理1小时，冷却后测试其拉伸强度并评价耐温性能，测试结果见表1。
实施例3
1)在温度400℃下对无碱玻璃纤维织物EW430热处理1分钟，除去玻纤表面的浸润剂；
2)称量硼酸61.83克、三乙醇胺223.79克及乙醇1142.48克，配制成溶液；
3)将无碱玻璃纤维织物浸入到乙醇溶液中进行表面涂覆2分钟，并于70℃条件下干燥；
4)在氮气流并于温度150℃条件下，对无碱玻璃纤维涂层织物热处理1小时；
5)在氮气流并于温度160℃条件下，对无碱玻璃纤维涂层织物热处理1小时；
6)在氮气气氛中并于温度300℃条件下，对无碱玻璃纤维涂层织物热处理1小时，冷却后得到耐温无碱玻璃纤维涂层织物制品；
7)在空气气氛中于温度500℃条件下，对无碱玻璃纤维涂层织物制品热处理1小时，冷却后测试其拉伸强度并评价耐温性能，测试结果见表1。
实施例4
1)在温度400℃下对无碱玻璃纤维织物EW430热处理1分钟，除去玻纤表面的浸润剂；
2)称量硼酸61.83克、三乙醇胺298.38克及乙醇1440.84克，配制成溶液；
3)将无碱玻璃纤维织物浸入到乙醇溶液中进行表面涂覆2分钟，并于70℃条件下干燥；
4)在氮气流并于温度150℃条件下，对无碱玻璃纤维涂层织物热处理1小时；
5)在氮气流并于温度160℃条件下，对无碱玻璃纤维涂层织物热处理1小时；
6)在氮气气氛中并于温度300℃条件下，对无碱玻璃纤维涂层织物热处理1小时，冷却后得到耐温无碱玻璃纤维涂层织物制品；
7)在空气气氛中于温度500℃条件下，对无碱玻璃纤维涂层织物制品热处理1小时，冷却后测试其拉伸强度并评价耐温性能，测试结果见表1。
实施例5
1)在温度350℃下对无碱玻璃纤维织物EW430热处理1分钟，除去玻纤表面的浸润剂；
2)称量硼酸61.83克、三乙醇胺149.19克及乙醇316.53克，配制成溶液；
3)将无碱玻璃纤维织物浸入到乙醇溶液中进行表面涂覆1分钟，并于70℃条件下干燥；
4)在氮气流并于温度120℃条件下，对无碱玻璃纤维涂层织物热处理2小时；
5)在氮气流并于温度200℃条件下，对无碱玻璃纤维涂层织物热处理1小时；
6)在氮气气氛中并于温度350℃条件下，对无碱玻璃纤维涂层织物热处理0.5小时，冷却后得到耐温无碱玻璃纤维涂层织物制品；
7)在空气气氛中于温度500℃条件下，对无碱玻璃纤维涂层织物制品热处理1小时，冷却后测试其拉伸强度并评价耐温性能，测试结果见表1。
实施例6
1)在温度350℃下对无碱玻璃纤维织物EW430热处理1分钟，除去玻纤表面的浸润剂；
2)称量硼酸61.83克、三乙醇胺149.19克及乙醇1899.18克，配制成溶液；
3)将无碱玻璃纤维织物浸入到乙醇溶液中进行表面涂覆1分钟，并于70℃条件下干燥；
4)在氮气流并于温度140℃条件下，对无碱玻璃纤维涂层织物热处理1.5小时；
5)在氮气流并于温度180℃条件下，对无碱玻璃纤维涂层织物热处理0.8小时；
6)在氮气气氛中并于温度350℃条件下，对无碱玻璃纤维涂层织物热处理0.5小时，冷却后得到耐温无碱玻璃纤维涂层织物制品；
7)在空气气氛中于温度500℃条件下，对无碱玻璃纤维涂层织物制品热处理1小时，冷却后测试其拉伸强度并评价耐温性能，测试结果见表1。
实施例7
1)在温度350℃下对无碱玻璃纤维织物EW430热处理1分钟，除去玻纤表面的浸润剂；
2)称量硼酸61.83克、三乙醇胺149.19克及乙醇4009.38克，配制成溶液；
3)将无碱玻璃纤维织物浸入到乙醇溶液中进行表面涂覆1分钟，并于70℃条件下干燥；
4)在氮气流并于温度150℃条件下，对无碱玻璃纤维涂层织物热处理1小时；
5)在氮气流并于温度200℃条件下，对无碱玻璃纤维涂层织物热处理0.5小时；
6)在氮气气氛中并于温度400℃条件下，对无碱玻璃纤维涂层织物热处理0.2小时，冷却后得到耐温无碱玻璃纤维涂层织物制品；
7)在空气气氛中于温度500℃条件下，对无碱玻璃纤维涂层织物制品热处理1小时，冷却后测试其拉伸强度并评价耐温性能，测试结果见表1。
实施例8
1)在温度350℃下对无碱玻璃纤维织物EW840热处理2分钟，除去玻纤表面的浸润剂；
2)称量硼酸61.83克、三乙醇胺119.35克及乙醇422.75克，配制成溶液；
3)将无碱玻璃纤维织物浸入到乙醇溶液中进行表面涂覆1分钟，并于80℃条件下干燥；
4)在氮气流并于温度150℃条件下，对无碱玻璃纤维涂层织物热处理1小时；
5)在氮气流并于温度160℃条件下，对无碱玻璃纤维涂层织物热处理1小时；
6)在氮气气氛中并于温度300℃条件下，对无碱玻璃纤维涂层织物热处理1小时，冷却后得到耐温无碱玻璃纤维涂层织物制品；
7)在空气气氛中于温度500℃条件下，对无碱玻璃纤维涂层织物制品热处理1小时，冷却后测试其拉伸强度并评价耐温性能，测试结果见表1。
实施例9
1)在温度350℃下对无碱玻璃纤维织物EW840热处理2分钟，除去玻纤表面的浸润剂；
2)称量硼酸61.83克、三乙醇胺149.19克及乙醇492.38克，配制成溶液；
3)将无碱玻璃纤维织物浸入到乙醇溶液中进行表面涂覆2分钟，并于70℃条件下干燥；
4)在氮气流并于温度150℃条件下，对无碱玻璃纤维涂层织物热处理1小时；
5)在氮气流并于温度160℃条件下，对无碱玻璃纤维涂层织物热处理1小时；
6)在氮气气氛中并于温度300℃条件下，对无碱玻璃纤维涂层织物热处理1小时，冷却后得到耐温无碱玻璃纤维涂层织物制品；
7)在空气气氛中于温度500℃条件下，对无碱玻璃纤维涂层织物制品热处理1小时，冷却后测试其拉伸强度并评价耐温性能，测试结果见表1。
实施例10
1)在温度400℃下对无碱玻璃纤维织物EW840热处理1分钟，除去玻纤表面的浸润剂；
2)称量硼酸61.83克、三乙醇胺223.79克及乙醇1142.48克，配制成溶液；
3)将无碱玻璃纤维织物浸入到乙醇溶液中进行表面涂覆2分钟，并于70℃条件下干燥；
4)在氮气流并于温度150℃条件下，对无碱玻璃纤维涂层织物热处理1小时；
5)在氮气流并于温度160℃条件下，对无碱玻璃纤维涂层织物热处理1小时；
6)在氮气气氛中并于温度300℃条件下，对无碱玻璃纤维涂层织物热处理1小时，冷却后得到耐温无碱玻璃纤维涂层织物制品；
7)在空气气氛中于温度500℃条件下，对无碱玻璃纤维涂层织物制品热处理1小时，冷却后测试其拉伸强度并评价耐温性能，测试结果见表1。
实施例11
1)在温度400℃下对无碱玻璃纤维织物EW840热处理1分钟，除去玻纤表面的浸润剂；
2)称量硼酸61.83克、三乙醇胺298.38克及乙醇1440.84克，配制成溶液；
3)将无碱玻璃纤维织物浸入到乙醇溶液中进行表面涂覆2分钟，并于70℃条件下干燥；
4)在氮气流并于温度150℃条件下，对无碱玻璃纤维涂层织物热处理1小时；
5)在氮气流并于温度160℃条件下，对无碱玻璃纤维涂层织物热处理1小时；
6)在氮气气氛中并于温度300℃条件下，对无碱玻璃纤维涂层织物热处理1小时，冷却后得到耐温无碱玻璃纤维涂层织物制品；
7)在空气气氛中于温度500℃条件下，对无碱玻璃纤维涂层织物制品热处理1小时，冷却后测试其拉伸强度并评价耐温性能，测试结果见表1。
实施例12
1)在温度350℃下对无碱玻璃纤维织物EW840热处理1分钟，除去玻纤表面的浸润剂；
2)称量硼酸61.83克、三乙醇胺149.19克及乙醇316.53克，配制成溶液；
3)将无碱玻璃纤维织物浸入到乙醇溶液中进行表面涂覆1分钟，并于70℃条件下干燥；
4)在氮气流并于温度120℃条件下，对无碱玻璃纤维涂层织物热处理2小时；
5)在氮气流并于温度200℃条件下，对无碱玻璃纤维涂层织物热处理1小时；
6)在氮气气氛中并于温度350℃条件下，对无碱玻璃纤维涂层织物热处理0.5小时，冷却后得到耐温无碱玻璃纤维涂层织物制品；
7)在空气气氛中于温度500℃条件下，对无碱玻璃纤维涂层织物制品热处理1小时，冷却后测试其拉伸强度并评价耐温性能，测试结果见表1。
实施例13
1)在温度350℃下对无碱玻璃纤维织物EW840热处理1分钟，除去玻纤表面的浸润剂；
2)称量硼酸61.83克、三乙醇胺149.19克及乙醇1899.18克，配制成溶液；
3)将无碱玻璃纤维织物浸入到乙醇溶液中进行表面涂覆1分钟，并于70℃条件下干燥；
4)在氮气流并于温度140℃条件下，对无碱玻璃纤维涂层织物热处理1.5小时；
5)在氮气流并于温度180℃条件下，对无碱玻璃纤维涂层织物热处理0.8小时；
6)在氮气气氛中并于温度350℃条件下，对无碱玻璃纤维涂层织物热处理0.5小时，冷却后得到耐温无碱玻璃纤维涂层织物制品；
7)在空气气氛中于温度500℃条件下，对无碱玻璃纤维涂层织物制品热处理1小时，冷却后测试其拉伸强度并评价耐温性能，测试结果见表1。
实施例14
1)在温度350℃下对无碱玻璃纤维织物EW840热处理1分钟，除去玻纤表面的浸润剂；
2)称量硼酸61.83克、三乙醇胺149.19克及乙醇4009.38克，配制成溶液；
3)将无碱玻璃纤维织物浸入到乙醇溶液中进行表面涂覆1分钟，并于70℃条件下干燥；
4)在氮气流并于温度150℃条件下，对无碱玻璃纤维涂层织物热处理1小时；
5)在氮气流并于温度200℃条件下，对无碱玻璃纤维涂层织物热处理0.5小时；
6)在氮气气氛中并于温度400℃条件下，对无碱玻璃纤维涂层织物热处理0.2小时，冷却后得到耐温无碱玻璃纤维涂层织物制品；
7)在空气气氛中于温度500℃条件下，对无碱玻璃纤维涂层织物制品热处理1小时，冷却后测试其拉伸强度并评价耐温性能，测试结果见表1。
对比例1
1)在温度350℃下对无碱玻璃纤维织物EW430热处理1分钟，除去玻纤表面的浸润剂；
2)称量硼酸61.83克、三乙醇胺149.19克及乙醇492.38克，配制成溶液；
3)将无碱玻璃纤维织物浸入到乙醇溶液中进行表面涂覆1分钟，并于70℃条件下干燥；
4)在氮气流并于温度150℃条件下，对无碱玻璃纤维涂层织物热处理1小时；
5)在氮气流并于温度160℃条件下，对无碱玻璃纤维涂层织物热处理1小时；
6)在空气气氛中并于温度300℃条件下，对无碱玻璃纤维涂层织物热处理1小时，冷却后得到无碱玻璃纤维涂层织物制品；
7)在空气气氛中于温度500℃条件下，对无碱玻璃纤维涂层织物制品热处理1小时，冷却后测试其拉伸强度并评价耐温性能，测试结果见表1。
对比例2
1)在温度350℃下对无碱玻璃纤维织物EW840热处理1分钟，除去玻纤表面的浸润剂；
2)称量硼酸61.83克、三乙醇胺149.19克及乙醇492.38克，配制成溶液；
3)将无碱玻璃纤维织物浸入到乙醇溶液中进行表面涂覆1分钟，并于70℃条件下干燥；
4)在氮气流并于温度150℃条件下，对无碱玻璃纤维涂层织物热处理1小时；
5)在氮气流并于温度160℃条件下，对无碱玻璃纤维涂层织物热处理1小时；
6)在空气气氛中并于温度300℃条件下，对无碱玻璃纤维涂层织物热处理1小时，冷却后得到无碱玻璃纤维涂层织物制品；
7)在空气气氛中于温度500℃条件下，对无碱玻璃纤维涂层织物制品热处理1小时，冷却后测试其拉伸强度并评价耐温性能，测试结果见表1。
对比例3
1)在温度350℃下对无碱玻璃纤维织物EW430热处理1分钟，除去玻纤表面的浸润剂；
2)测试无碱玻璃纤维织物的拉伸强度，测试结果见表1。
对比例4
1)在温度350℃下对无碱玻璃纤维织物EW430热处理1分钟，除去玻纤表面的浸润剂；
2)在空气气氛中于温度500℃条件下，对无碱玻璃纤维织物热处理1小时，冷却后测试其拉伸强度并评价耐温性能，测试结果见表1。
对比例5
1)在温度350℃下对无碱玻璃纤维织物EW840热处理1分钟，除去玻纤表面的浸润剂；
2)测试无碱玻璃纤维织物的拉伸强度，测试结果见表1。
对比例6
1)在温度350℃下对无碱玻璃纤维织物EW840热处理1分钟，除去玻纤表面的浸润剂；
2)在空气气氛中于温度500℃条件下，对无碱玻璃纤维织物热处理1小时，冷却后测试其拉伸强度并评价耐温性能，测试结果见表1。
表1
注：*为未作表面涂层改性且未经500℃、1h热处理的无碱玻璃纤维织物的拉伸强度(MPa)。
表1的500℃、1h的耐温结果表明，经过本发明涂层处理的无碱玻璃纤维织物EW430的拉伸强度为处理前的3.1倍(比较实施例2和对比例2)或原始值的73.2％(比较实施例2和对比例1)；经过本发明涂层处理的无碱玻璃纤维织物EW840的拉伸强度为处理前的5.3倍(比较实施例9和对比例4)或原始值的85.5％(比较实施例9和对比例3)。本发明的无碱玻璃纤维织物表面的耐温涂层技术的改性效果显著。比较实施例2和对比例1或比较实施例9和对比例2，在同等条件下，氮气气氛中热解烧结有机先驱体比空气气氛更能有效地提高无碱玻璃纤维涂层织物的耐温性能。
Claims (8)
1.一种耐温无碱玻璃纤维涂层织物的制备方法，其特征在于步骤如下：先用硼酸和三乙醇胺的乙醇溶液对无碱玻璃纤维织物表面进行浸渍涂布，然后在氮气气氛中于120℃～400℃的温度范围对无碱玻璃纤维涂层织物进行程序升温热处理，在无碱玻璃纤维织物的表面原位形成含有氮化硼的耐温涂层。
2.根据权利要求1所述的耐温无碱玻璃纤维涂层织物的制备方法，其特征在于所述的用硼酸和三乙醇胺的乙醇溶液对无碱玻璃纤维织物表面进行浸渍涂布前先在温度350℃～400℃下对无碱玻璃纤维织物热处理1～2分钟。
3.根据权利要求1所述的耐温无碱玻璃纤维涂层织物的制备方法，其特征在于所述的硼酸和三乙醇胺的乙醇溶液的重量百分浓度为5％～40％，其中硼酸和三乙醇胺的摩尔比为1∶0.8～1∶2.0。
4.根据权利要求1所述的耐温无碱玻璃纤维涂层织物的制备方法，其特征在于所述的用硼酸和三乙醇胺的乙醇溶液对无碱玻璃纤维织物表面进行浸渍涂布的步骤为：将无碱玻璃纤维织物浸入到硼酸和三乙醇胺的乙醇溶液中进行表面涂覆1～2分钟，并于70℃～80℃条件下干燥。
5.根据权利要求1所述的耐温无碱玻璃纤维涂层织物的制备方法，其特征在于所述的在氮气气氛中于120℃～400℃的温度范围对无碱玻璃纤维涂层织物进行程序升温热处理的步骤为：先在120℃～200℃的氮气流条件下进行热处理在玻纤表面原位合成硼酸酯有机先驱体，然后再在300℃～400℃的氮气氛中进行热处理，即热解烧结硼酸酯有机先驱体，在无碱玻璃纤维织物的表面原位形成含有氮化硼的耐温涂层。
6.根据权利要求5所述的耐温无碱玻璃纤维涂层织物的制备方法，其特征在于所述的程序升温热处理的步骤为：先在氮气流并于温度120℃～150℃条件下，对无碱玻璃纤维涂层织物热处理1～2小时；再在氮气流并于温度160℃～200℃条件下，对无碱玻璃纤维涂层织物热处理0.5～1小时；最后再在氮气气氛中并于温度300℃～400℃条件下，对无碱玻璃纤维涂层织物热处理0.2～1小时。
7.根据权利要求1所述的耐温无碱玻璃纤维涂层织物的制备方法，其特征在于包括以下步骤：
1)在温度350℃～400℃下对无碱玻璃纤维织物热处理1～2分钟，除去玻纤表面的浸润剂；
2)将无碱玻璃纤维织物浸入到硼酸和三乙醇胺的乙醇溶液中进行表面涂覆1～2分钟，并于70℃～80℃条件下干燥；
3)在氮气流并于温度120℃～150℃条件下，对无碱玻璃纤维涂层织物热处理1～2小时；
4)在氮气流并于温度160℃～200℃条件下，对无碱玻璃纤维涂层织物热处理0.5～1小时；
5)在氮气气氛中并于温度300℃～400℃条件下，对无碱玻璃纤维涂层织物热处理0.2～1小时，冷却后得到耐温无碱玻璃纤维涂层织物制品；
其中所述的硼酸和三乙醇胺的乙醇溶液的重量百分浓度为5％～40％，硼酸和三乙醇胺的摩尔比为1∶0.8～1∶2.0。
8.根据权利要求1、2、4、5、6或7任一所述的耐温无碱玻璃纤维涂层织物的制备方法，其特征在于所述的无碱玻璃纤维织物为型号为EW430或EW840的无碱玻璃纤维织物。
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