CN102838291A - 一种无石蜡单股高支纱用玻纤浸润剂及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种无石蜡单股高支纱用玻纤浸润剂及其制备方法，其包括组份如下：水溶性聚酯1.0-4.5%；水溶性聚氨酯2.0-7.0%；水溶性环氧5.0%-10.0%；微乳液0.1-1.0%；润滑剂0.1-1.0%；抗静电剂0.1-0.5%；硅烷偶联剂0.1-0.6%；冰醋酸0.05-0.2%；其余为去离子水；该种无石蜡单股高支纱用玻纤浸润剂，无石蜡，无需进行热洗涤处理而直接进行粘接复合，简化了加工工序，避免了材料浪费；且环保，能够多次循环使用，性能稳定，工作液不会出现分层，且无废水排放；还具有很好的集束、润滑和抗静电效果，满足单股纱各道工序要求，从而大幅降低了能耗，有效地节省了成本。
Description
技术领域
本发明涉及一种浸润剂及其制备方法，尤其涉及一种无石蜡单股高支纱用玻纤浸润剂及其制备方法。
背景技术
玻纤薄布是采用高支玻璃纱，通过织布机把经纱和纬纱纺织而成。传统的纺织型玻纤浸润剂以淀粉、石蜡为主体，该类型的浸润剂在进行粘接复合之前，大多需要对玻纤进行热洗涤处理。而加热清洗法除去浸润剂，致使工艺复杂，材料浪费，需要对洗涤废物处理等不利因素。为了克服传统工艺的不足，研发出了一种节能环保型新型浸润剂来代替传统淀粉，石蜡型的浸润剂产品。
此外，目前普遍采用的纺织型浸润剂所得原丝，都是进行加捻退捻合股之后，再进行后续操作，生产周期长，能耗大，成本高，而之所以进行合股，是因为单股纱满足不了整经、织布的生产要求，需要经过合股操作提高单丝之间的抱合力，相当于一种物理的集束作用提高纱的强度和耐磨能力。如能开发出一种集束能力强，一次拉丝成型，无需合股的单股纺织纱，对降低拉丝能耗，减少碳排放，提高产品竞争力都是非常有价值的。
发明内容
本发明的目的是提供一种无石蜡单股高支纱用玻纤浸润剂及其制备方法解决现有技术中存在的以淀粉、石蜡为主体的纺织型玻纤浸润剂在粘接复合前，需要对玻纤进行热洗涤致使工艺复杂，材料浪费，需要对洗涤废物处理的问题。
本发明的技术解决方案是：
一种无石蜡单股高支纱用玻纤浸润剂，包括组份的质量百分比含量如下：水溶性聚酯1.0-4.5%；水溶性聚氨酯2.0-7.0%；水溶性环氧5.0%-10.0%；微乳液0.1-1.0%；润滑剂0.1-1.0%；抗静电剂0.1-0.5%；硅烷偶联剂0.1-0.6%；冰醋酸0.05-0.2%；其余为去离子水。
进一步改进在于：所述水溶性聚酯的数均分子量为1000-3000、粘度1000-3000cp。
进一步改进在于：所述水溶性聚氨酯的数均分子量为3000-6000、粘度100-300cp。
进一步改进在于：所述水溶性环氧的数均分子量为400-800、粘度200-300cp。
进一步改进在于：所述润滑剂为长链烷基酰胺和聚乙二醇油酸酯。
进一步改进在于：所述抗静电剂为长链脂肪酸季铵盐。
进一步改进在于：所述抗静电剂为C8-C18长链脂肪酸季铵盐。
一种无石蜡单股高支纱用玻纤浸润剂的制备方法，包括以下生产步骤：
a.将抗静电剂添加75℃-85℃热水搅拌，进行溶解稀释；
b.将去离子水倒入水解釜中，添加pH调节剂调试pH值为3.0-3.5，将硅烷偶联剂在搅拌状态下呈线型缓慢加入，搅拌30分钟，形成表面无油花的无色透明溶液；
c.往干净的混合釜中加入45%-55%的去离子水，开启搅拌，依次添加水溶性聚酯、水溶性聚氨酯、水溶性环氧、润滑剂，搅拌20分钟；
d.依次将已预溶的抗静电剂溶液和偶联剂水解液加入混合釜，搅拌10分钟；
e. 使用pH调节剂调节溶液的pH值为4.0-5.5，搅拌10分钟后，过滤、出料得到浸润剂。
进一步改进在于：所述抗静电剂为质量百分比0.1-0.5%的C8-C18长链脂肪酸季铵盐，所述硅烷偶联剂的质量百分比为0.1-0.6%，所述润滑剂的质量百分比为0.1-1.0%。
目前纺织型玻纤浸润剂以淀粉、石蜡为主体，石蜡作为一种常见的隔离剂，对玻纤制作复合材料的后道粘接具有不利影响，以此，在进行粘接复合之前，需要对玻纤进行热洗涤处理，而加热清洗法除去浸润剂，致使工艺复杂，材料浪费，需要对洗涤废物处理等不利因素。本发明的无石蜡单股高支纱用玻纤浸润剂，无石蜡，无需进行热洗涤处理而直接进行粘接复合，简化了加工工序，避免了材料浪费，节省了生产成本。
本发明一种无石蜡单股高支纱用玻纤浸润剂，完全采用水溶性高分子作为集束和润滑成分，所得玻纤与树脂和其他胶黏剂相容性好，增加玻纤与有机相的结合强度，从而提高了质量。该种无石蜡单股高支纱用玻纤浸润剂具有水溶性且环保，不含有乳状液，属于热力学稳定体系，能够多次循环使用，性能稳定，工作液不会出现分层，避免了沉淀造成的管道堵塞，且无废水排放，绿色环保。
目前的中高支纺织纱多为双股，改为单股后理论上降低能耗50%，但对浸润剂的集束和润滑效果提出了更高的要求。本发明中涉及的无石蜡单股高支纱用玻纤浸润剂，采用水溶性聚酯、环氧、聚氨酯高分子协同作用产生集束，并且水溶性高分子的分子链上OH基团能与微乳液中的NCO基团反应形成部分交联，这使得浸润剂集束能力大为增强，因此其具有很好的集束、润滑和抗静电效果。而运用其生产所得的玻纤纱集束性好、毛丝少、润滑适当，并且经检测其生产的同等直径的单股纱比原工艺所得的合股纱的强度更高，由此保证了进行单股纱整经、织布的可行性，从而大幅降低了能耗，有效地节省了成本。
本发明的有益效果是：1、无石蜡，无需进行热洗涤处理而直接进行粘接复合，简化了加工工序，避免了材料浪费，节省了生产成本。2、该种无石蜡单股高支纱用玻纤浸润剂，完全采用水溶性高分子作为集束和润滑成分，所得玻纤与树脂和其他胶黏剂相容性好，增加玻纤与有机相的结合强度，从而提高质量。3、该种无石蜡单股高支纱用玻纤浸润剂具有水溶性且环保，不含有乳状液，属于热力学稳定体系，能够多次循环使用，性能稳定，工作液不会出现分层，避免了沉淀造成的管道堵塞，且无废水排放，绿色环保。4、该种无石蜡单股高支纱用玻纤浸润剂，具有很好的集束、润滑和抗静电效果，满足单股纱各道工序要求，从而大幅降低了能耗，有效地节省了成本。5、为后续技术改进提供了空间：通过对纱的集束和润滑能力的增强，可以将现有的高支纱分条整经方式升级为一次整经，这样可以提高布面平整度，提高玻纤薄布生产合格率和产品品质。此外基于玻纤纱强度的增加，可以采用高速织机进行织造，进一步提高织布效率。为玻纤薄布的加工和应用技术升级提供了广阔的空间。
具体实施方式
下面详细说明本发明的优选实施例。
一种无石蜡单股高支纱用玻纤浸润剂，包括组份的质量百分比含量如下：水溶性聚酯1.0-4.5%；水溶性聚氨酯2.0-7.0%；水溶性环氧5.0%-10.0%；微乳液0.1-1.0%；润滑剂0.1-1.0%；抗静电剂0.1-0.5%；硅烷偶联剂0.1-0.6%；冰醋酸0.05-0.2%；其余为去离子水。
一种无石蜡单股高支纱用玻纤浸润剂的制备方法，包括以下生产步骤：
a.将抗静电剂添加75℃-85℃热水搅拌，进行溶解稀释；
b.将去离子水倒入水解釜中，添加pH调节剂调试pH值为3.0-3.5，将硅烷偶联剂在搅拌状态下呈线型缓慢加入，搅拌30分钟，形成表面无油花的无色透明溶液；
c.往干净的混合釜中加入45%-55%的去离子水，开启搅拌，依次添加水溶性聚酯、水溶性聚氨酯、水溶性环氧、润滑剂，搅拌20分钟；
d.依次将已预溶的抗静电剂溶液和偶联剂水解液加入混合釜，搅拌10分钟；
e. 使用pH调节剂调节溶液的pH值为4.0-5.5，搅拌10分钟后，过滤、出料得到浸润剂工作液。
实施例1
本实施例提供一种无石蜡单股高支纱用玻纤浸润剂，包括组份的优选质量百分比含量如下：水溶性聚酯1.0%；水溶性聚氨酯2.0%；水溶性环氧5.0%%；微乳液0.1%；润滑剂0.1%；抗静电剂0.1%；硅烷偶联剂0.1%；冰醋酸0.05%；其余为去离子水。所述水溶性聚酯的数均分子量为1000、粘度1000cp，所述水溶性聚氨酯的数均分子量为3000、粘度100cp，所述水溶性环氧的数均分子量为400、粘度200cp，所述润滑剂为长链烷基酰胺和聚乙二醇油酸酯，所述抗静电剂为C8长链脂肪酸季铵盐。
一种无石蜡单股高支纱用玻纤浸润剂的制备方法，包括以下生产步骤：
a.将抗静电剂添加75℃热水搅拌，进行溶解稀释；
b.将去离子水倒入水解釜中，添加pH调节剂调试pH值为3.0-3.5，优选为3.0，将硅烷偶联剂在搅拌状态下呈线型缓慢加入，搅拌30分钟，形成表面无油花的无色透明溶液；
c.往干净的混合釜中加入45%的去离子水，开启搅拌，依次添加水溶性聚酯、水溶性聚氨酯、水溶性环氧、润滑剂，搅拌20分钟；
d.依次将已预溶的抗静电剂溶液和偶联剂水解液加入混合釜，搅拌10分钟；
e. 使用pH调节剂调节溶液的pH值为4.0-5.5，优选为4.0，搅拌10分钟后，过滤、出料得到浸润剂工作液。
所述抗静电剂为质量百分比0.1%的C8长链脂肪酸季铵盐，所述硅烷偶联剂的质量百分比为0.1%，所述润滑剂的质量百分比为0.1。
实施例2
本实施例提供一种无石蜡单股高支纱用玻纤浸润剂，包括组份的优选质量百分比含量如下：水溶性聚酯3.5%；水溶性聚氨酯5.0%；水溶性环氧7.0%；微乳液0.5%；润滑剂0.6%；抗静电剂0.3%；硅烷偶联剂0.4%；冰醋酸0.1%；其余为去离子水；所述水溶性聚酯的数均分子量为2000、粘度2000cp，所述水溶性聚氨酯的数均分子量为4000、粘度200cp，所述水溶性环氧的数均分子量为600、粘度200cp，所述润滑剂为长链烷基酰胺和聚乙二醇油酸酯，所述抗静电剂为C13长链脂肪酸季铵盐。
一种无石蜡单股高支纱用玻纤浸润剂的制备方法，包括以下生产步骤：
a.将抗静电剂添加80℃热水搅拌，进行溶解稀释；
b.将去离子水倒入水解釜中，添加pH调节剂调试pH值为3.0-3.5，优选为3.5，将硅烷偶联剂在搅拌状态下呈线型缓慢加入，搅拌30分钟，形成表面无油花的无色透明溶液；
c.往干净的混合釜中加入50%的去离子水，开启搅拌，依次添加水溶性聚酯、水溶性聚氨酯、水溶性环氧、润滑剂，搅拌20分钟；
d.依次将已预溶的抗静电剂溶液和偶联剂水解液加入混合釜，搅拌10分钟；
e. 使用pH调节剂调节溶液的pH值为4.0-5.5，优选为5.5，搅拌10分钟后，过滤、出料得到浸润剂工作液。
所述抗静电剂为质量百分比0.3%的C13长链脂肪酸季铵盐，所述硅烷偶联剂的质量百分比为0.4%，所述润滑剂的质量百分比为0.6%。
实施例3
本实施例提供一种无石蜡单股高支纱用玻纤浸润剂，包括组份的优选质量百分比含量如下：水溶性聚酯4.5%；水溶性聚氨酯7.0%；水溶性环氧10.0%；微乳液1.0%；润滑剂1.0%；抗静电剂0.5%；硅烷偶联剂0.6%；冰醋酸0.2%；其余为去离子水。所述水溶性聚酯的数均分子量为3000、粘度3000cp，所述水溶性聚氨酯的数均分子量为6000、粘度300cp，所述水溶性环氧的数均分子量为800、粘度300cp，所述润滑剂为长链烷基酰胺和聚乙二醇油酸酯，所述抗静电剂为C18长链脂肪酸季铵盐。
一种无石蜡单股高支纱用玻纤浸润剂的制备方法，包括以下生产步骤：
a.将抗静电剂添加85℃热水搅拌，进行溶解稀释；
b.将去离子水倒入水解釜中，添加pH调节剂调试pH值为3.0-3.5，优选为3.2，将硅烷偶联剂在搅拌状态下呈线型缓慢加入，搅拌30分钟，形成表面无油花的无色透明溶液；
c.往干净的混合釜中加入55%的去离子水，开启搅拌，依次添加水溶性聚酯、水溶性聚氨酯、水溶性环氧、润滑剂，搅拌20分钟；
d.依次将已预溶的抗静电剂溶液和偶联剂水解液加入混合釜，搅拌10分钟；
e. 使用pH调节剂调节溶液的pH值为4.0-5.5，优选为5.0，搅拌10分钟后，过滤、出料得到浸润剂工作液。
所述抗静电剂为质量百分比0.5%的C18长链脂肪酸季铵盐，所述硅烷偶联剂的质量百分比为0.6%，所述润滑剂的质量百分比为1.0%。
表1实施例玻纤浸润剂所得无蜡单股纱与石蜡双股对比表
如表1所示，实施例1、2、3的无石蜡单股高支纱用玻纤浸润剂，无石蜡，无需进行热洗涤处理而直接进行粘接复合，简化了加工工序，避免了材料浪费，节省了生产成本。实施例1、2、3的无石蜡单股高支纱用玻纤浸润剂，完全采用水溶性高分子作为集束和润滑成分，所得玻纤与树脂和其他胶黏剂相容性好，增加玻纤与有机相的结合强度，从而提高了质量。实施例1、2、3的无石蜡单股高支纱用玻纤浸润剂，具有水溶性且环保，不含有乳状液，属于热力学稳定体系，能够多次循环使用，性能稳定，工作液不会出现分层，避免了沉淀造成的管道堵塞，且无废水排放，绿色环保。
目前的中高支纺织纱多为双股，改为单股后理论上降低能耗50%，但对浸润剂的集束和润滑效果提出了更高的要求。实施例1、2、3的无石蜡单股高支纱用玻纤浸润剂，具有很好的集束、润滑和抗静电效果，满足单股纱各道工序要求，如退解、整经、织布等工序，从而大幅降低了能耗，有效地节省了成本。
实施例的有益效果是：实施例1、2、3的无石蜡单股高支纱用玻纤浸润剂，无石蜡，无需进行热洗涤处理而直接进行粘接复合，简化了加工工序，避免了材料浪费，节省了生产成本。实施例1、2、3的无石蜡单股高支纱用玻纤浸润剂，完全采用水溶性高分子作为集束和润滑成分，所得玻纤与树脂和其他胶黏剂相容性好，增加玻纤与有机相的结合强度，从而提高质量。实施例1、2、3的无石蜡单股高支纱用玻纤浸润剂，具有水溶性且环保，不含有乳状液，属于热力学稳定体系，能够多次循环使用，性能稳定，工作液不会出现分层，避免了沉淀造成的管道堵塞，且无废水排放，绿色环保。实施例1、2、3的无石蜡单股高支纱用玻纤浸润剂，具有很好的集束、润滑和抗静电效果，满足单股纱各道工序要求，从而大幅降低了能耗，有效地节省了成本。
此外，为了能更好的了解本产品的优点和节能降耗的优势，举例简单阐述如下：按原有工艺生产玻璃纱，需要单股直径为3.5微米的玻纤纱2根，合股为7.0微米的合股纱才能进行后道工序；而使用本产品后，采用新工艺直接可生产7.0微米的单股纱进入后道工序。单根玻纤直径增加一倍，这样每台拉丝炉的产能提高近一倍。而单位时间内的能耗基本维持不变，所以也就是说新工艺将拉丝的理论能耗降低了一半。而从原来生产3.5微米直径的玻纤转为拉7.0微米的规格，只需通过重新设计铂铑合金漏板孔径即可。而生产过程中铂铑合金漏板温度需加热至1300℃以上，这是一个高耗能的过程。拉丝过程的能耗在整个玻纤薄布的加工工艺中占了80%以上。
故经实际试用和检测，本发明中的浸润剂应用，使得单位玻纤薄布的能耗降低了40%左右，同时也减少了单位重量纱的贵金属铂铑合金的消耗量。此外，生产工艺中还省掉了两股并一股的并捻程序，提高了效率，减少能耗，节约劳动力。
Claims (9)
1.一种无石蜡单股高支纱用玻纤浸润剂，其特征在于，包括组份的质量百分比含量如下：水溶性聚酯1.0-4.5%；水溶性聚氨酯2.0-7.0%；水溶性环氧5.0%-10.0%；微乳液0.1-1.0%；润滑剂0.1-1.0%；抗静电剂0.1-0.5%；硅烷偶联剂0.1-0.6%；冰醋酸0.05-0.2%；其余为去离子水。
2.如权利要求1所述的一种无石蜡单股高支纱用玻纤浸润剂，其特征在于：所述水溶性聚酯的数均分子量为1000-3000、粘度1000-3000cp。
3.如权利要求1或2所述的一种无石蜡单股高支纱用玻纤浸润剂，其特征在于：所述水溶性聚氨酯的数均分子量为3000-6000、粘度100-300cp。
4.如权利要求1或2所述的一种无石蜡单股高支纱用玻纤浸润剂，其特征在于：所述水溶性环氧的数均分子量为400-800、粘度200-300cp。
5.如权利要求1或2所述的一种无石蜡单股高支纱用玻纤浸润剂，其特征在于：所述润滑剂为长链烷基酰胺和聚乙二醇油酸酯。
6.如权利要求1或2所述的一种无石蜡单股高支纱用玻纤浸润剂，其特征在于：所述抗静电剂为长链脂肪酸季铵盐。
7.如权利要求6所述的一种无石蜡单股高支纱用玻纤浸润剂，其特征在于：所述抗静电剂为C8-C18长链脂肪酸季铵盐。
8.一种无石蜡单股高支纱用玻纤浸润剂的制备方法，其特征在于，包括以下生产步骤：
a.将抗静电剂添加75℃-85℃热水搅拌，进行溶解稀释；
b.将去离子水倒入水解釜中，添加pH调节剂调试pH值为3-3.5，将硅烷偶联剂在搅拌状态下呈线型缓慢加入，搅拌30分钟，形成表面无油花的无色透明溶液；
c.往干净的混合釜中加入45%-55%的去离子水，开启搅拌，依次添加水溶性聚酯、水溶性聚氨酯、水溶性环氧、润滑剂，搅拌20分钟；
d.依次将已预溶的抗静电剂溶液和硅烷偶联剂水解液加入混合釜，搅拌10分钟；
e.使用pH调节剂调节溶液的pH值为4-5.5，搅拌10分钟后，过滤、出料得到浸润剂。
9.如权利要求8所述的一种无石蜡单股高支纱用玻纤浸润剂的制备方法，其特征在于：所述抗静电剂为质量百分比0.1-0.5%的C8-C18长链脂肪酸季铵盐，所述硅烷偶联剂的质量百分比为0.1-0.6%，所述润滑剂的质量百分比为0.1-1.0%。
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