CN103796965A - 上浆组合物及其使用方法 - Google Patents

上浆组合物及其使用方法 Download PDF

Info

Publication number
CN103796965A
CN103796965A CN201280043816.1A CN201280043816A CN103796965A CN 103796965 A CN103796965 A CN 103796965A CN 201280043816 A CN201280043816 A CN 201280043816A CN 103796965 A CN103796965 A CN 103796965A
Authority
CN
China
Prior art keywords
glass
agent
size
composition
size composition
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201280043816.1A
Other languages
English (en)
Inventor
F·加雷西奥
P·穆瓦罗
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Owens Corning Intellectual Capital LLC
Original Assignee
OCV Intellectual Capital LLC
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by OCV Intellectual Capital LLC filed Critical OCV Intellectual Capital LLC
Publication of CN103796965A publication Critical patent/CN103796965A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C25/00—Surface treatment of fibres or filaments made from glass, minerals or slags
    • C03C25/10—Coating
    • C03C25/24—Coatings containing organic materials
    • C03C25/26—Macromolecular compounds or prepolymers
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C25/00—Surface treatment of fibres or filaments made from glass, minerals or slags
    • C03C25/10—Coating
    • C03C25/24—Coatings containing organic materials
    • C03C25/26—Macromolecular compounds or prepolymers
    • C03C25/32—Macromolecular compounds or prepolymers obtained otherwise than by reactions involving only carbon-to-carbon unsaturated bonds
    • C03C25/326—Polyureas; Polyurethanes
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C25/00—Surface treatment of fibres or filaments made from glass, minerals or slags
    • C03C25/10—Coating
    • C03C25/24—Coatings containing organic materials
    • C03C25/26—Macromolecular compounds or prepolymers
    • C03C25/32—Macromolecular compounds or prepolymers obtained otherwise than by reactions involving only carbon-to-carbon unsaturated bonds
    • C03C25/328—Polyamides
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C25/00—Surface treatment of fibres or filaments made from glass, minerals or slags
    • C03C25/10—Coating
    • C03C25/24—Coatings containing organic materials
    • C03C25/40—Organo-silicon compounds
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C25/00—Surface treatment of fibres or filaments made from glass, minerals or slags
    • C03C25/10—Coating
    • C03C25/465—Coatings containing composite materials
    • C03C25/47—Coatings containing composite materials containing particles, fibres or flakes, e.g. in a continuous phase
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J5/00—Manufacture of articles or shaped materials containing macromolecular substances
    • C08J5/04—Reinforcing macromolecular compounds with loose or coherent fibrous material
    • C08J5/06—Reinforcing macromolecular compounds with loose or coherent fibrous material using pretreated fibrous materials
    • C08J5/08—Reinforcing macromolecular compounds with loose or coherent fibrous material using pretreated fibrous materials glass fibres
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J2300/00—Characterised by the use of unspecified polymers
    • C08J2300/22—Thermoplastic resins
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J2377/00—Characterised by the use of polyamides obtained by reactions forming a carboxylic amide link in the main chain; Derivatives of such polymers
    • C08J2377/02—Polyamides derived from omega-amino carboxylic acids or from lactams thereof
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/29—Coated or structually defined flake, particle, cell, strand, strand portion, rod, filament, macroscopic fiber or mass thereof
    • Y10T428/2913—Rod, strand, filament or fiber
    • Y10T428/2933—Coated or with bond, impregnation or core
    • Y10T428/2964—Artificial fiber or filament

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Geochemistry & Mineralogy (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Composite Materials (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Treatments For Attaching Organic Compounds To Fibrous Goods (AREA)
  • Surface Treatment Of Glass Fibres Or Filaments (AREA)
  • Chemical Or Physical Treatment Of Fibers (AREA)
  • Reinforced Plastic Materials (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)

Abstract

上浆组合物包括织构剂，成膜剂，和在其内分散的有机颗粒。由用该上浆组合物涂布的多根单独的玻璃纤维形成玻璃纤维丝束。热塑性复合材料包括这种玻璃纤维丝束。

Description

上浆组合物及其使用方法
技术领域
本发明的公开内容涉及适合用于增强热塑性复合材料的玻璃纤维丝束(strand)用上浆组合物，通过用所述上浆组合物涂布玻璃纤维获得玻璃纤维丝束，和掺入了所述玻璃纤维丝束的该热塑性复合材料。
背景技术
常规地通过机械拉伸在重力作用下从用熔融玻璃填充的口模套(bushings)的多孔隙中流动的熔融的玻璃物流，形成长丝，将它们收集在一起成基础丝束，然后收集，从而制备增强的玻璃纤维丝束。在拉伸玻璃长丝的过程中，和在它们被一起收集成丝束之前，使用旋转辊，用上浆组合物，通常含水的上浆组合物涂布该玻璃长丝。上浆组合物(也称为“上浆剂”)的作用有两个：
1)在制造丝束过程中，上浆剂保护长丝避免因在高速下在该工艺的元件上摩擦长丝导致的磨耗，从而充当润滑剂。它也可使得能除去在这一摩擦过程中生成的净电荷。最后，通过提供长丝粘结到彼此上，它对丝束产生内聚性；和
2)在生产增强材料的过程中，通过待增强的材料，上浆剂改进玻璃的润湿，和丝束的浸渍。它也促进玻璃与该材料之间的粘合，从而导致具有改进的机械性能的复合材料。
最常用的上浆组合物是含水组合物，和尤其含水的上浆组合物，它包括成膜剂，所述成膜剂尤其显示出给予最终的上浆剂机械内聚性并保护丝束防止机械损坏和避免化学品和环境进攻的优点。这些上浆组合物由大于80wt%的水组成，和因此具有低的粘度，通常最多等于5mPa，这允许它们采用相对简单的上浆装置，例如使用玻璃长丝在高速下在其上穿过的旋转辊，从而容易沉积。然而，在这一高用量下，水的存在导致出现下述缺点：
1)上浆组合物没有很好地粘附到玻璃上，当丝束与起到导引丝束到卷线机上的各种元件接触时；紧跟着出现排泄(draining)现象，后面在拉伸速度的影响下上浆剂离心喷射(centrifugal projection)；和
2)必须通过干燥丝束包，来除去水，这引起上浆剂中的成分作为它们对水的亲和性和它们的分子量的函数而显著地从包装的内部选择性迁移到外侧；结果，丝束的性能在包装的全部长度上不恒定，这尤其通过在编织操作中的加工问题和在具有有机基体的复合材料中出现浸渍缺陷(例如白点)反映出来。
克服后一缺点的一种方式是在上浆剂内包括织构剂，正如WO2009/044042中报道的。织构剂赋予上浆剂物理凝胶的外观。
常常使用各种形式(连续，短切或碾磨过的丝束，连续或短切丝束的垫子，网状物，织造物，针织物和类似物)的玻璃丝束(它由用上浆剂涂布的玻璃长丝形成)来增强各种基体，例如热塑性或热固性材料和水泥。
更加有利的是由玻璃丝束直接获得增强的热塑性复合材料，且不需要添加丝束到热塑性基体，例如聚酰胺树脂或PET树脂中。
发明内容
现已发现，可由用含有机颗粒的上浆组合物涂布的玻璃丝束直接获得热塑性复合材料。
因此，本发明公开内容的第一方面涉及上浆组合物，它包括偶联剂，成膜剂，织构剂和在该组合物中分散的有机颗粒。在一个实施方案中，偶联剂包括硅烷或硅烷的混合物。在另一实施方案中，成膜剂包括选自聚乙酸乙烯酯，环氧基化合物，聚氨酯及其混合物中的化合物。
在另一实施方案中，织构剂包括琥珀酰聚糖(succinoglycan)。在又一实施方案中，有机颗粒是聚合物颗粒，和在一些实施方案中，是聚酰胺颗粒。
本发明公开内容的另一方面涉及制备上浆组合物的方法。在一个实施方案中，该方法包括在混合了偶联剂，成膜剂和聚合物颗粒之后，添加织构剂。
本发明公开内容的进一步的方面涉及用该上浆组合物涂布的玻璃丝束。
本发明公开内容的又一进一步的方面涉及由用该上浆组合物涂布的玻璃丝束制造的热塑性复合材料。
附图说明
图1示出了根据一个例举的实施方案，在上浆组合物中使用的黄原胶和琥珀酰聚糖的结构。
具体实施方式
以重量计，包括下述物质的上浆组合物(干燥的提取物固体含量)：
10-90wt%的有机颗粒；
0.1-6wt%织构剂；
5-60wt%成膜剂；
0.1-6wt%选自表面活性剂，增塑剂，分散剂及其混合物中的化合物；
0.1-10wt%偶联剂；和
0-15wt%至少一种添加剂。
在上浆组合物中分散的颗粒可以是聚合物颗粒。在一个实施方案中，该聚合物选自聚酰胺，聚四氟乙烯，聚氯乙烯，聚酯，聚丙烯，聚苯硫醚，聚乙烯亚胺，聚酰胺亚胺，聚醚-醚酮，聚甲醛，聚乙烯，其共聚物，和所述聚合物和/或共聚物的混合物。在一些实施方案中，该聚合物包括聚酰胺或聚酰胺的混合物。颗粒的含量(干燥提取物固体含量)范围可以是5-55wt%，或范围为15-50wt%。该颗粒的粒度范围可以是0.5-50μm，和在一些实施方案中，范围为2-30μm(通过激光粒度测定法测定的平均直径)。
在本发明公开内容的上浆组合物中使用的织构剂是多糖，例如黄原胶或琥珀酰聚糖。在一个实施方案中，黄原胶用图1中所示的式(I)表示，其中：
M=Na,K或1/2Ca；
R1=H或-COCH3；
R2和R3=H或
Figure BDA0000474573750000041
或者R2=H和R3=-COCH3。
在另一实施方案中，琥珀酰聚糖用图1所示的式(II)表示，其中：
Ac=-COCH3；
Suc=-CO(CH2)2COOH；
M=Na,K或1/2Ca；
n≥80。
在一些实施方案中，织构剂的含量(干燥提取物固体含量)范围为上浆组合物重量的0.1-2wt%。
成膜剂起到数种作用：一方面，它使得可保护玻璃长丝避免在拉伸过程中磨耗，和另一方面，避免丝束来自化学品和环境的进攻；它还赋予丝束完整性；最后，它改进上浆组合物与待增强的基体的相容性。成膜剂的选择主要取决于待增强的材料的化学性质。
成膜剂选自聚乙酸乙烯酯(均聚物或共聚物，例如乙酸乙烯酯和乙烯的共聚物)，聚酯，聚醚，环氧基化合物，聚丙烯酸类(即，丙烯酸的衍生物的均聚物或共聚物)，聚氨酯及其混合物。成膜剂可选自聚乙酸乙烯酯，环氧基化合物，聚氨酯及其混合物。在一些实施方案中，成膜剂的含量(干燥提取物固体含量)范围为上浆组合物重量的5-50wt%。通常将成膜剂引入到乳液形式的上浆组合物内。
上浆组合物也可包括表面活性剂，增塑剂和/或分散剂，其作用是促进悬浮并使得组合物中各种成分均匀分散，同时防止液相的分离问题，并在制造复合材料过程中，提供丝束的有效和快速的润湿。
表面活性剂，增塑剂和分散剂包括：
-脂族或芳族聚烷氧化化合物(它们被任选地卤化)，例如乙氧化/丙氧化的烷基苯酚，在一些实施方案中，它包括1-30个环氧乙烷基和0-15个环氧丙烷基，乙氧化/丙氧化双酚，在一些实施方案中，它包括1-40个环氧乙烷基和0-20个环氧丙烷基，乙氧化/丙氧化脂肪醇，其烷基链可包括8-20个碳原子且包括2-50个环氧乙烷基和最多20个环氧丙烷基。这些聚烷氧化化合物可以是嵌段或无规共聚物；
-聚烷氧化，例如聚乙二醇，脂肪酸酯，其烷基链可包括8-20个碳原子且包括2-50个环氧乙烷基和最多20个环氧丙烷基，
-含胺的化合物，例如胺，其任选地被烷氧化的胺，胺氧化物，烷基酰胺，琥珀酸和酒石酸的钠，钾或铵盐，糖衍生物，尤其脱水山梨醇，烷基硫酸酯(它们任选地被烷氧化)，烷基磷酸酯和钠，钾或铵的醚磷酸盐(它们任选地被烷基化或烷氧化)。
在上浆组合物内表面活性剂，增塑剂，分散剂或其结合物的总量(干燥提取物固体含量)范围可以是0.15-3.5wt%。
偶联剂有助于上浆剂固定到玻璃表面上。偶联剂可以是可水解的化合物，例如可在酸，例如乙酸，乳酸或柠檬酸存在下水解的化合物。在一个实施方案中，偶联剂选自硅烷类，例如γ-环氧丙氧丙基三甲氧基硅烷，γ-丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷，γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷，聚(氧亚乙基/氧亚丙基)-三甲氧基硅烷，γ-氨丙基三乙氧基硅烷，乙烯基三甲氧基硅烷，苯基氨丙基三甲氧基硅烷，苯乙烯基氨乙基氨丙基三甲氧基硅烷和叔丁基氨基甲酰基丙基三甲氧基硅烷；硅氧烷，例如1,3-二乙烯基四乙氧基二硅氧烷；钛酸盐；锆酸盐，尤其锆酸铝；及其混合物。该偶联剂可以是硅烷或硅烷的混合物。在上浆组合物内偶联剂的用量(干燥提取物固体含量)范围可以是0.15-6wt%。
上浆组合物可包括一种或数种添加剂，尤其：
-润滑剂，例如脂肪酸酯(它们任选地被烷氧化)，例如月桂酸癸酯，棕榈酸异丙酯，棕榈酸鲸蜡酯，硬脂酸异丙酯，硬脂酸丁酯，硬脂酸异丁酯，三羟甲基丙烷三辛酸酯和三羟甲基丙烷三癸酸酯，烷基苯酚衍生物，例如乙氧化辛基苯酚，脂肪醇(它任选地被烷氧化)，例如含甲基端基，在一些实施方案中，含小于10个氧亚乙基单元的聚乙二醇月桂酸酯或硬脂酸酯，脂肪胺盐，矿物油，或其混合物；
-络合剂，例如EDTA衍生物，没食子酸衍生物或膦酸衍生物；
-消泡剂，例如硅油（silicone）或植物油；
-多元醇；
-在偶联剂水解过程中控制pH所使用的酸，例如乙酸，乳酸或柠檬酸；
-阳离子聚合物，尤其具有聚亚烷基亚胺主链的那些，例如在美国专利No.6,399,741中描述的那些，它的全部公开内容在此通过参考引入。在一个实施方案中，阳离子聚合物具有小于或等于20%的反应性氨基，在一些实施方案中，约0.1%-约10%的反应性氨基。术语“反应性氨基”拟指在聚亚烷基亚胺内的伯或仲氮原子。合适的聚亚烷基亚胺包括适合于与羧酸，尤其具有2-18个碳原子的羧酸，在一些实施方案中，具有2-9个碳原子的羧酸反应的具有反应性氨基的任何聚亚烷基亚胺。在一些实施方案中，聚亚烷基亚胺是聚乙烯亚胺，尤其分子量为约1000-约2000的聚乙烯亚胺；
-为了具有弱的亲水性质，使得在干燥丝束阶段之后，可控制在上浆组合物内存在的游离羟基量的化合物，从而允许在潮湿环境内维持良好的抗老化性；这些化合物选自：
环氧基化合物，例如脂族环氧基化合物，如丁基缩水甘油基醚，1,4-丁二醇二缩水甘油基醚，和含最多4个环氧乙烷单元的聚氧亚乙基二缩水甘油基醚，脂环族环氧基化合物，例如环己烷-二甲醇二缩水甘油基醚，或芳族环氧基化合物，例如苯基二缩水甘油基醚；
掩蔽(masked)的异氰酸酯，它可以被热活化，可以是单或双官能的且分子量小于1000，在一些实施方案中，小于700，例如含一个或更多个N-肟，N-己内酰胺和糠醛基的异氰酸酯。无掩蔽(unmasking)的温度必须对应于使丝束干燥的温度，通常为105℃至140℃。
叔胺类催化剂可以与环氧基化合物或者与异氰酸酯结合使用。该催化剂可选自已知的化合物，例如取代的酚类，例如三(二甲基氨甲基)苯酚，和咪唑啉，如N-硬脂基咪唑啉，或它们的衍生物。当使用时，催化剂的用量不超过上浆组合物重量的1wt%(干燥提取物固体含量)。
在一些实施方案中，在上浆组合物内添加剂的总含量范围为1-10wt%，在一些实施方案中，为1-5wt%(干燥提取物固体含量)。
确定制备上浆组合物所使用的水量，以便获得从约10%变化到约60%，在一些实施方案中，从约15%变化到约55wt%的固体含量(干燥提取物)。
本发明公开内容的上浆组合物的粘度范围可以是约20-约1100mPa，在一些实施方案中，为约100-约800mPa(这采用BrookfieldViscometer，在20℃下，采用#2或#3锭子来测量)。
可通过包括下述步骤的方法来制备上浆组合物：
a)水解偶联剂；
b)添加表面活性剂，分散剂，增塑剂和任选地添加剂到水解过的偶联剂中；
c)添加无机或有机颗粒到所得混合物中；
d)添加成膜剂到该混合物中；和
e)添加织构剂到该混合物中。
重要的是，在该工艺的最后添加织构剂，获得均匀的凝胶。在一些例举的实施方案中，分散剂(在一些实施方案中，在步骤b)中使用的那种)和其他添加剂，例如消泡剂可在步骤c)的最后和/或在步骤d)的最后添加。在一些例举的实施方案中，可在步骤d)的最后或在步骤e)的最后添加水，以调节上浆组合物中的固体含量到所需值。在后一情况下，合适的是可添加进一步的织构剂，以调节上浆组合物的粘度。在一个实施方案中，步骤c)和d)可以颠倒。当偶联剂是氨基硅烷时，它在没有任何pH调节的情况下可容易地水解。当偶联剂是另一类硅烷时，它的水解典型地通过添加酸，例如乙酸，乳酸或柠檬酸，在略酸性介质中，例如pH4-4.5中进行。在这一情况下，要求酸性介质的中和，以避免与织构剂(例如，黄原胶或琥珀酰聚糖)中的阴离子基团反应，其中调节pH在约6到约12范围内，在一些实施方案中，在7-8范围内。可使用氨进行中和。
可使用本发明公开内容的上浆组合物，制备玻璃纤维丝束。因此，本发明公开内容的另一方面涉及玻璃纤维丝束，它包括用本文定义的上浆组合物涂布的多根单独的玻璃纤维。
本文中使用的术语“丝束”是指在许多长丝的口模套下集束在一起得到的基础丝束，和由这些丝束衍生的产品，尤其粗纱形式的这些丝束的组装件。粗纱可以是多端点的粗纱，即集束成单一的丝束并在圆柱形包装内缠绕且没有加捻的玻璃纤维。它们也可以是“直接”的粗纱，其支数(或线密度)等于在口模套下通过将长丝直接集束在一起并在旋转载体上缠绕而获得的组装粗纱的支数。
在本发明公开内容的丝束的制备中使用的玻璃纤维可以由任何类型的玻璃制成，和在一些实施方案中，由E玻璃，E-CR玻璃，R玻璃，S玻璃或AR玻璃制成。在一些实施方案中使用E-CR和R玻璃。
如上所述，在长丝上沉积含水的上浆组合物，之后它们集束在一起成为基础丝束。通常通过在使得可实现含水量小于0.25%，在一些实施方案中，小于0.1%的温度和持续时间条件下收集之后，干燥丝束，除去水。一般地，在从100℃变化到150℃的温度下进行干燥10-20小时，这取决于包装的类型和起始的含水量。
在玻璃纤维上沉积的干燥(有机)颗粒量的范围为约2.5%-约35wt%，在一些实施方案中，为约5%-约30wt%，和在一些其他实施方案中，为约5%-约25wt%。
构成丝束的玻璃长丝的平均直径(这通过光学显微镜测定)可在很大的程度上变化，例如为约5-约30μm，在一些实施方案中，为约10-约20μm。按照相同的方式，丝束的线密度可以宽泛地变化，从约300至约4800tex(裸玻璃值(bare glass value))，这取决于所寻求的应用。
本发明公开内容的玻璃纤维丝束可原样用作热塑性复合材料。本发明公开内容的进一步方面因此涉及热塑性复合材料，它包括以上定义的任选地织造的玻璃纤维丝束。该热塑性复合材料可具有范围为约65%-约90wt%，在一些实施方案中，为约70%-约85wt%的玻璃含量。在这一实施方案中，在玻璃纤维上沉积的干燥颗粒的含量范围典型地为约15%-约35wt%。
也可使用本发明公开内容的玻璃纤维丝束来制造热塑性预成型体，随后可例如通过模塑加工它们。在这一实施方案中，在玻璃纤维上沉积的干燥颗粒的含量范围典型地为约2.5%-约10wt%。
下述实施例阐述了本发明公开内容的例举实施方案。
实施例1-15
在这些实施例中，使用下述成分。
聚合物颗粒
Figure BDA0000474573750000091
1002D NAT1，购自Arkema；聚酰胺6的粉末
Figure BDA0000474573750000092
2001EXD NAT1，购自Arkema；聚酰胺12的粉末
成膜剂
Figure BDA0000474573750000093
U10-01，购自Michelman:水溶性聚氨酯溶液
偶联剂
Figure BDA0000474573750000094
A-1100，购自GE Silicones:γ-氨丙基三乙氧基硅烷
分散剂，表面活性剂
2662，购自Pulcra Chemicals LLC:PEG600单硬脂酸酯
20000，购自Lubrizol:分散剂
织构剂
Figure BDA0000474573750000097
SH，购自Rhodia:琥珀酰聚糖
添加剂
Tego
Figure BDA0000474573750000098
830，购自Evonik Tego Chemie GmbH:消泡剂
除非另有说明，如下所述制备上浆组合物。
a)通过将偶联剂引入到大体积的水中，水解偶联剂(pH为约10-12)。在室温下搅拌该混合物约20分钟。
b)在搅拌下，将表面活性剂，分散剂，增塑剂和任选地添加剂添加到水解过的硅烷的溶液中。
c)将步骤b)中获得的混合物轻轻地倾倒在粉末形式的聚合物颗粒上；和搅拌该混合物，直到获得均匀的糊剂。
d)添加成膜剂；然后
e)在搅拌下缓慢地添加织构剂到步骤d)中获得的混合物内。调节搅拌速度，以便没有形成聚集体。
使用配有LV型锭子的Brookfield LVF粘度计，在下述条件下，测量粘度：将锭子浸渍在直径为9cm的圆柱形容器内存在的500g上浆组合物中。在60rpm下旋转锭子(No.2锭子(#2)或No.3锭子(#3))1分钟，并在20℃下测量粘度；它以cP(mPa)为单位表达。
根据标准ISO1887，测量玻璃丝束燃烧时的损失(LOI)，并以%为单位表达。
通过在标准ISO3341定义的条件下，测量拉伸破坏力，从而评估玻璃丝束的韧度。它以N/tex为单位表达。
玻璃丝束的“绒毛(fuzz)”使得可评估丝束的耐磨性。它通过称取在丝束穿过2，4或6根的一系列圆柱形陶瓷棒之后从丝束中分离的材料量来测量，其中定位所述陶瓷棒，以便在每一棒处丝束的偏转角等于90°。绒毛量以mg/1kg所测试的丝束为单位给出。
制备含表1-3中列举的成分的上浆组合物。以干物质为基础，表达每一单独的成分的含量(wt%)；还表示了组合物中每一成分的比例(在括号内)。
根据本领域技术人员公知的工序，使用“全浴”上浆辊，施加上浆组合物到EC-R玻璃长丝上，然后将所述玻璃长丝集束在一起成为粗纱形式的缠绕的丝束。随后干燥粗纱。表1-3中给出了上浆组合物和玻璃丝束的性能。
然后使用玻璃丝束，通过在模具上缠绕丝束，并在260℃的温度下压缩它们10分钟，形成含平行丝束的热塑性复合材料，从而获得3mm厚的板。
表1
Figure BDA0000474573750000111
*2个转折点(turn points)；**4个转折点；***2个转折点；int:内部；ext:外部
表2
nd：没有测定；int：内部；ext：外部
表3
Figure BDA0000474573750000131
nd：没有测定；int：内部；ext：外部

Claims (13)

1.一种用于玻璃纤维的上浆组合物，该上浆组合物包括以干燥提取物固体含量的重量计：
10-90wt%的聚合物颗粒；
0.1-6wt%的织构剂；
5-60wt%的成膜剂；
0.1-6wt%的选自表面活性剂，增塑剂，分散剂及其混合物中的至少一种化合物；
0.1-10wt%的偶联剂；和
0-15wt%的至少一种添加剂。
2.权利要求1的上浆组合物，其中该聚合物是如下物质中至少一种：聚酰胺，聚四氟乙烯，聚氯乙烯，聚酯，聚丙烯，聚苯硫醚，聚乙烯亚胺，聚酰胺亚胺，聚醚-醚酮，聚甲醛，聚乙烯，其共聚物，和所述聚合物和/或共聚物的混合物。
3.权利要求2的上浆组合物，其中该聚合物是聚酰胺或聚酰胺的混合物。
4.权利要求1，2和3任何一项的上浆组合物，其中该聚合物颗粒的粒度范围为0.5-50μm。
5.权利要求1，2，3和4任何一项的上浆组合物，其中织构剂是黄原胶或琥珀酰聚糖。
6.权利要求1，2，3,4，和5任何一项的上浆组合物，其中成膜剂选自聚乙酸乙烯酯，聚酯，聚醚，环氧基化合物，聚丙烯酸类，聚氨酯及其混合物中至少一种。
7.权利要求1，2，3,4，5，和6任何一项的上浆组合物，其中偶联剂是硅烷或硅烷的混合物。
8.权利要求1，2，3，4，5，6，和7任何一项的上浆组合物，其粘度范围为约20-约1100mPa。
9.一种玻璃纤维丝束，它包括权利要求1-8任何一项的上浆组合物涂布的多根单独的玻璃纤维。
10.权利要求9的玻璃纤维丝束，其中在玻璃纤维丝束上沉积的干燥颗粒量的范围为约2.5%-约35wt%。
11.权利要求9或10的玻璃纤维丝束，其中由E玻璃，E-CR玻璃，R玻璃，S玻璃或AR玻璃制造玻璃纤维。
12.一种热塑性复合材料，它包括权利要求9-11任何一项定义的玻璃纤维丝束。
13.权利要求12的热塑性复合材料，其玻璃含量范围为约65%-约90wt%。
CN201280043816.1A 2011-08-01 2012-07-31 上浆组合物及其使用方法 Pending CN103796965A (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US201161513868P 2011-08-01 2011-08-01
US61/513,868 2011-08-01
PCT/US2012/048937 WO2013019774A2 (en) 2011-08-01 2012-07-31 Sizing compositions and methods of their use

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN103796965A true CN103796965A (zh) 2014-05-14

Family

ID=46640781

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201280043816.1A Pending CN103796965A (zh) 2011-08-01 2012-07-31 上浆组合物及其使用方法

Country Status (9)

Country Link
US (1) US20140228486A1 (zh)
EP (1) EP2739778A2 (zh)
JP (1) JP2014525999A (zh)
CN (1) CN103796965A (zh)
BR (1) BR112014002506A2 (zh)
CA (1) CA2843441A1 (zh)
MX (1) MX2014001289A (zh)
RU (1) RU2014107189A (zh)
WO (1) WO2013019774A2 (zh)

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109722902A (zh) * 2017-10-27 2019-05-07 中国石油化工股份有限公司 一种聚苯硫醚树脂基碳纤维悬浮液上浆剂及其制备方法
CN109722742A (zh) * 2017-10-27 2019-05-07 中国石油化工股份有限公司 一种聚苯硫醚树脂基复合材料用碳纤维及其制备方法
CN109750507A (zh) * 2019-01-17 2019-05-14 河南光远新材料股份有限公司 一种超薄电子级玻璃纤维布高耐磨性浆料配方及其方法
CN112359603A (zh) * 2020-12-04 2021-02-12 长春工业大学 一种具有抗紫外性能的水性超支化聚氨酯上浆剂及其制备方法
CN113564923A (zh) * 2021-06-08 2021-10-29 上海工程技术大学 一种芳纶纤维复合材料用表面上浆剂及其制备和应用
CN113896436A (zh) * 2021-10-29 2022-01-07 巨石集团有限公司 玻璃纤维浸润剂及其应用

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
BR112014002382A2 (pt) * 2011-08-01 2017-02-21 Ocv Intellectual Capital Llc composições de colagem e métodos de seu uso
BR112016016111B1 (pt) 2014-01-10 2022-01-11 Ocv Intellectual Capital, Llc Tecido unidirecional não tramado e compósito reforçado com fibra
JP2024514852A (ja) * 2021-04-09 2024-04-03 ゾルテック カンパニーズ，インコーポレイティド サイジングされ且つ樹脂で被覆された繊維の製造方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5024890A (en) * 1987-03-12 1991-06-18 Owens-Corning Fiberglass Corporation Size composition for impregnating filament strands and glass fibers coated therein
CN101084167A (zh) * 2004-10-21 2007-12-05 法国圣戈班韦特罗特斯有限公司 涂布胶料的导电玻璃丝
CN101720309A (zh) * 2007-05-25 2010-06-02 Ocv智识资本有限责任公司 用于制造预成型制品的玻璃纤维制品
CN101827796A (zh) * 2007-09-06 2010-09-08 欧洲圣戈班技术结构公司 用于玻璃原丝的呈物理凝胶形式的上胶组合物、所获得的玻璃原丝和包括所述原丝的复合材料

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4065417A (en) * 1969-10-09 1977-12-27 Owens-Corning Fiberglas Corporation Reversible shear thinning gel forming coating composition for glass fibers
US5312687A (en) * 1987-03-12 1994-05-17 Owens-Corning Fiberglas Technology Inc. Size composition for impregnating filament strands with a liquid crystal polymer and the strands produced thereby
JPH05507677A (ja) * 1991-04-16 1993-11-04 オウェンス　コーニング　ファイバーグラス　コーポレイション 被覆ガラス繊維
US6593255B1 (en) * 1998-03-03 2003-07-15 Ppg Industries Ohio, Inc. Impregnated glass fiber strands and products including the same
US6399198B1 (en) * 1998-12-23 2002-06-04 Owens Corning Fiberglas Technology, Inc. Nonaqueous sizing system for glass fibers and injection moldable polymers
US6399741B1 (en) 2000-03-13 2002-06-04 Cognis Corporation Color-stable polyalkyleneimine derivatives, fiberglass lubricants containing the same and processes for producing the same
FR2895398B1 (fr) * 2005-12-23 2008-03-28 Saint Gobain Vetrotex Fils de verre revetus d'un ensimage renfermant des nanoparticules.

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5024890A (en) * 1987-03-12 1991-06-18 Owens-Corning Fiberglass Corporation Size composition for impregnating filament strands and glass fibers coated therein
CN101084167A (zh) * 2004-10-21 2007-12-05 法国圣戈班韦特罗特斯有限公司 涂布胶料的导电玻璃丝
CN101720309A (zh) * 2007-05-25 2010-06-02 Ocv智识资本有限责任公司 用于制造预成型制品的玻璃纤维制品
CN101827796A (zh) * 2007-09-06 2010-09-08 欧洲圣戈班技术结构公司 用于玻璃原丝的呈物理凝胶形式的上胶组合物、所获得的玻璃原丝和包括所述原丝的复合材料

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109722902A (zh) * 2017-10-27 2019-05-07 中国石油化工股份有限公司 一种聚苯硫醚树脂基碳纤维悬浮液上浆剂及其制备方法
CN109722742A (zh) * 2017-10-27 2019-05-07 中国石油化工股份有限公司 一种聚苯硫醚树脂基复合材料用碳纤维及其制备方法
CN109722902B (zh) * 2017-10-27 2022-02-08 中国石油化工股份有限公司 一种聚苯硫醚树脂基碳纤维悬浮液上浆剂及其制备方法
CN109750507A (zh) * 2019-01-17 2019-05-14 河南光远新材料股份有限公司 一种超薄电子级玻璃纤维布高耐磨性浆料配方及其方法
CN112359603A (zh) * 2020-12-04 2021-02-12 长春工业大学 一种具有抗紫外性能的水性超支化聚氨酯上浆剂及其制备方法
CN113564923A (zh) * 2021-06-08 2021-10-29 上海工程技术大学 一种芳纶纤维复合材料用表面上浆剂及其制备和应用
CN113564923B (zh) * 2021-06-08 2023-06-06 上海工程技术大学 一种芳纶纤维复合材料用表面上浆剂及其制备和应用
CN113896436A (zh) * 2021-10-29 2022-01-07 巨石集团有限公司 玻璃纤维浸润剂及其应用

Also Published As

Publication number Publication date
JP2014525999A (ja) 2014-10-02
EP2739778A2 (en) 2014-06-11
WO2013019774A2 (en) 2013-02-07
BR112014002506A2 (pt) 2017-03-14
MX2014001289A (es) 2014-09-25
US20140228486A1 (en) 2014-08-14
CA2843441A1 (en) 2013-02-07
RU2014107189A (ru) 2015-09-10
WO2013019774A3 (en) 2013-04-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN103796965A (zh) 上浆组合物及其使用方法
EP3455185B1 (en) Binder composition for mineral fibers comprising at least one hydrocolloid.
CN103781740A (zh) 上浆组合物及其使用方法
US11846052B2 (en) Method of manufacturing a moulded mineral wool product and a product of such kind
EP2736995B1 (fr) Composition d'encollage pour laine minerale a base de maltitol et produits isolants obtenus
CN101827796B (zh) 用于玻璃原丝的呈物理凝胶形式的上胶组合物、所获得的玻璃原丝和包括所述原丝的复合材料
CN102209764A (zh) 用于矿物棉的基于氢化糖的涂胶组合物和获得的绝缘产品
CN102459112A (zh) 包含糖、有机多元羧酸和反应性硅酮的用于矿棉的上胶组合物和由所述组合物获得的隔离性产品
CA2942735A1 (fr) Composition d'encollage a base de saccharide non reducteur et de saccharide hydrogene, et produits isolants obtenus
CN103906717A (zh) 增强纤维及它们在混凝土增强中的用途
TR201816357T4 (tr) Bir indirgen şeker ve inorganik asitten bir amonyum tuzu içeren bir bağlayıcı bileşim yardımıyla mineral yün bazlı bir ses ve/veya ısı yalıtım ürününün üretim yöntemi ve oluşan malzemeler.
WO2015033084A1 (fr) Composition d'encollage pour laine minérale et produits isolants obtenus
CN106400598A (zh) 一种水花生增强型空气过滤纸的制备方法
JP2009533307A (ja) ポリマー材料の特に成形による補強のために企図されるサイズ処理ガラスストランド
CN106192593B (zh) 一种海青菜增强型空气过滤纸的制备方法
RU2787101C2 (ru) Связующая композиция для минеральных волокон, содержащая по меньшей мере один гидроколлоид и сложный эфир жирных кислот и глицерина
RU2776738C2 (ru) Композиция связующего вещества
RU2775636C2 (ru) Композиция связующего вещества

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C02 Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001)
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Application publication date: 20140514