CN102976633B

CN102976633B - 一种中碱玻璃纤维直接纱浸润剂及其制备方法

Info

Publication number: CN102976633B
Application number: CN201210499563.0A
Authority: CN
Inventors: 葛安华; 刘兴月
Original assignee: Shandong Fiberglass Group Co Ltd
Current assignee: Shandong Fiberglass Group Co Ltd
Priority date: 2012-11-29
Filing date: 2012-11-29
Publication date: 2016-03-30
Anticipated expiration: 2032-11-29
Also published as: CN102976633A

Abstract

本发明是有关于一种中碱玻璃纤维直接纱浸润剂及其制备方法，该浸润剂包括：偶联剂0.2～0.4%，润滑剂A？0.6～1.0%，润滑剂B？0.01～0.1%，润湿剂0.1～0.25%，成膜剂A？2～4%，成膜剂B？1～2%，ｐＨ值调节剂0.09～0.15%。该制备方法包括：量取各组分；在配制罐中加入一半水；用水、冰醋酸稀释偶联剂并加入配制罐中;将润滑剂及润湿剂稀释后加入；将成膜剂分别稀释后加入；补足余量水搅拌，检测待用。本发明浸润剂采用低分子量环氧乳液及中等分子量聚酯乳液做成膜剂，具有配制工艺简单、使用方便、成本低的优势；采用本发明浸润剂所生产的中碱玻璃纤维直接纱具有极高的断裂强度。

Description

一种中碱玻璃纤维直接纱浸润剂及其制备方法

技术领域

本发明涉及建筑材料技术领域，特别是涉及一种中碱玻璃纤维直接纱浸润剂及其制备方法。

背景技术

中碱玻璃纤维是我国特有的一种玻璃纤维，其含碱量在12%左右，由于碱含量较高，不适合做电气绝缘材料，但与常规E玻璃纤维相比化学稳定性好，尤其是耐腐蚀性能远远好于常规E玻璃纤维，在蓄电池隔板及建筑增强网布等方面具有无可代替的优势。但是中碱玻璃纤维纱的缺陷是力学性能不如常规E玻璃纤维纱，在对力学性能要求较高的领域限制了其应用。如果进一步提高中碱玻璃纤维纱的力学性能，将会在装饰织物、屋面防水、过滤织物等多领域代替E玻璃纤维，从而降低生产成本。

浸润剂是连续玻璃纤维拉制过程中在纤维表面涂覆的一种有机物体系。这种有机物体系涂层既能有效的润滑玻璃纤维表面，又可以使数百根乃至数千根单丝集束。浸润剂既能保障玻璃纤维拉丝作业的正常进行，又能提供玻璃纤维进一步加工性能，并赋予和基体树脂不同的界面结合特性。中碱玻璃纤维直接纱通常应用于低端建筑网布及缠绕、拉挤复合材料，其所使用的浸润剂通常采用常规的增强型浸润剂体系，该浸润剂体系注重与基体树脂的界面结合性能，但存在强度低的弊端。国家标准规定的断裂强度为≥0.3N／tex。

由此可见，现有技术中的浸润剂显然存在明显的不足，亟待进一步改进。如何研制一种制造工艺简单、使用方便、成本低，且使用其处理的中碱玻璃纤维直接纱具有极高的断裂强度的浸润剂，实属当前重要的研发课题之一。

发明内容

本发明的目的是提供一种中碱玻璃纤维直接纱浸润剂及其制备方法，使其浸润工艺更简单，制备的中碱玻璃纤维直接纱成本更低，并具有更高的断裂强度，从而克服现有技术的不足。

为解决上述问题，本发明一种中碱玻璃纤维直接纱浸润剂，包括占浸润剂总质量百分比的以下各组分：偶联剂0.2～0.4%、润滑剂A0.6～1.0%、润滑剂B0.01～0.1%、润湿剂0.1～0.25%、成膜剂A2～4%、成膜剂B1～2%、ｐＨ值调节剂0.09～0.15%，其余为去离子水。

作为本发明的进一步改进，所述的偶联剂采用硅烷偶联剂。

所述润滑剂A采用聚乙二醇脂肪酸酯类。

所述润滑剂B采用聚乙烯亚胺聚酰胺盐类润滑剂。

所述润湿剂采用聚氧乙烯醚脂肪醇类润湿剂。

所述成膜剂A采用低分子量双酚A环氧乳液，其分子量范围为180～400。

所述成膜剂B采用中等分子量聚酯乳液，其分子量范围为3000～5000。

所述ｐＨ值调节剂采用冰醋酸。

此外，本发明还提供一种中碱玻璃纤维直接纱浸润剂的制备方法，包括以下步骤：

A、各组分以固体含量计占浸润剂总量百分比例如下

偶联剂0.2～0.4%

润滑剂A0.6～1.0%

润滑剂B0.01～0.1%

润湿剂0.1～0.25%

成膜剂A2～7%

成膜剂B1～2%

ｐＨ值调节剂0.09～0.15%；

B、在配制罐中加入所需总水量一半的去离子水并搅拌；

C、在稀释罐内偶联剂20倍的去离子水，接着加入冰醋酸调节PH值至4～5，之后细线状缓缓加入偶联剂，搅拌至溶液澄清、表面无油花，最后将稀释好的偶联剂加入配制罐中并继续搅拌10min;

D、将称量好的润滑剂A、B及润湿剂分别用10倍的40～60℃的去离子水稀释后，分别加入配制罐中后，搅拌15min；

E、将成膜剂A、成膜剂B分别用等比例的去离子水稀释后分别加入配制罐中，继续搅拌10min；

F、补足余量去离子水搅拌15min，检测合格后即可使用。

采用以上设计后，本发明与现有技术比较，有如下有益效果：

1、本发明浸润剂采用低分子量环氧乳液及中低分子量聚酯乳液做成膜剂，具有配制工艺简单、使用方便、成本低的优势；

2、采用本发明浸润剂所生产的中碱玻璃纤维直接纱具有极高的断裂强度，断裂强度达到0.5N／tex以上，超过了E玻璃纤维高强度缠绕纱的国家标准（国家标准断裂强度≥0.45N／tex），大幅提高了其织物及复合材料制品的力学性能。

下面通过具体实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

具体实施方式

本发明的高强度中碱直接纱浸润剂，该浸润剂主要由偶联剂、润滑剂A、润滑剂B、润湿剂、成膜剂A、成膜剂B、ｐＨ值调节剂和去离子水配制而成，浸润剂的固体质量含量占浸润剂总质量的4.0～7.9％，余量为水。

浸润剂的各组分以其固体含量计占浸润剂总质量的比例如下：

偶联剂0.2～0.4％

润滑剂A0.6～1.0％

润滑剂B0.01～0.1％

润湿剂0.1～0.25%

成膜剂A2～4％

成膜剂B1～2％

ｐＨ值调节剂0.09～0.15％

余量为去离子水。

偶联剂采用硅烷偶联剂，如A174甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷。润滑剂A采用聚乙二醇脂肪酸酯类，如PEG400DS。润滑剂B采用聚乙烯亚胺聚酰胺盐润滑剂，如6760。润湿剂采用聚氧乙烯脂肪醇醚类润湿剂，如脂肪醇与环氧乙烷缩合物O-9。成膜剂A采用低分子量双酚A环氧乳液，其分子量在180～400。成膜剂B采用中等分子量聚酯乳液，其分子量为3000～5000。ｐＨ值调节剂采用冰醋酸。

本发明浸润剂的制备工艺如下：

1、按上述质量百分比量取各原料。

2、配制罐内加入总用水量一半的去离子水并开启搅拌。

3、稀释罐内加入偶联剂总量20～30倍的去离子水，加入冰醋酸调节pH值至4～5，呈细线状缓缓加入偶联剂，搅拌至溶液澄清、表面无油花。将稀释好的偶联剂加入配制罐继续搅拌10～20min。

4、将称量好的润滑剂A、B及润湿剂分别用10～20倍40～60℃的去离子水稀释后分别加入配制罐重并搅拌10～15min。

5、将成膜剂A、成膜剂B分别用等比例去离子水稀释后加入配制罐中并继续搅拌10～15min。

6、补足余量去离子水搅拌10～15min，按照表1所列标准检测产品的离心稳定性、pH值及固含量，检测合格后即可使用。

表1：浸润剂检测项目、标准及方法

表2列举了本发明三个具体实施例的产品配方。

表2：

组分（%）	实施例1	实施例2	实施例3	实施例4	实施例5	实施例6
							偶联剂	0.2	0.3	0.4	0.35	0.4	0.2
润滑剂A	0.6	0.8	1.0	1.0	0.6	1.0
							润滑剂B	0.01	0.05	0.1	0.05	0.10	0.05
润湿剂	0.1	0.17	0.25	0.10	0.25	0.25
							成膜剂A	4	3	4	3.5	2	4
成膜剂B	1	1.5	2	1.5	2	2
							pＨ值调节剂	0.09	0.12	0.15	0.09	0.13	0.15

利用上述各实施例所制备的浸润剂处理中碱玻璃纤维，与巨石集团出品的中碱直接纱（作为现有产品的比较例）分别进行检测，各中碱玻璃纤维的断裂强度如表3所列。

表3：

从上述实验结果可以看到，本发明浸润剂对玻璃纤维纱线具有良好的集束性能，对纤维保护性能好，最大限度的减少了拉丝及加工过程中对纤维的磨损，使用该配方生产的高强度中碱直接纱比常规方式生产的中碱直接纱的断裂强度提高了30%，大幅提高了织物及复合材料制品的性能。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，本领域技术人员利用上述揭示的技术内容做出些许简单修改、等同变化或修饰，均落在本发明的保护范围内。

Claims

1.一种中碱玻璃纤维直接纱浸润剂，其特征在于包括占浸润剂总质量百分比的以下各组分：

余量为去离子水。

2.根据权利要求1所述的中碱玻璃纤维直接纱浸润剂，其特征在于：

所述的偶联剂采用硅烷偶联剂。

3.根据权利要求1所述的中碱玻璃纤维直接纱浸润剂，其特征在于：

所述润滑剂A采用聚乙二醇脂肪酸酯类。

4.根据权利要求1所述的中碱玻璃纤维直接纱浸润剂，其特征在于：

所述润滑剂B采用聚乙烯亚胺聚酰胺盐类润滑剂。

5.根据权利要求1所述的中碱玻璃纤维直接纱浸润剂，其特征在于：

所述润湿剂采用聚氧乙烯醚脂肪醇类润湿剂。

6.根据权利要求1所述的中碱玻璃纤维直接纱浸润剂，其特征在于：

所述pH值调节剂采用冰醋酸。

7.一种中碱玻璃纤维直接纱浸润剂的制备方法，其特征在于包括以下步骤：

A、按照以下质量百分比量取各组分

余量为去离子水；

B、在配制罐中加入所需总水量一半的去离子水并搅拌；

C、在稀释罐内加入偶联剂20～30倍的去离子水，接着加入冰醋酸调节pH值至4～5，之后细线状缓缓加入偶联剂，搅拌至溶液澄清、表面无油花，最后将稀释好的偶联剂加入配制罐中并继续搅拌10～20min；

D、将称量好的润滑剂A、B及润湿剂分别用10～20倍的40～60℃的去离子水稀释后，分别加入配制罐中，搅拌10～15min；

E、将分子量为180～400的双酚A环氧乳液成膜剂、分子量为3000～5000的聚酯乳液成膜剂分别用等比例的去离子水稀释后分别加入配制罐中，继续搅拌10～15min；

F、补足余量去离子水搅拌10～15min，检测待用。