CN105271829A - 一种无碱玻璃纤维增强纺织型浸润剂及制备方法 - Google Patents

Abstract

一种无碱玻璃纤维增强纺织型浸润剂及制备方法。所述无碱玻璃纤维增强纺织型浸润剂由0.02～0.06％的PH调节剂、0.1～0.8％的硅烷偶联剂、0.5～2％的水性环氧树脂、5～10％的环氧乳液、0.5～2.0％的非离子表面活性剂、0.5～2.0％的阳离子表面活性剂、0.5～2.0％的增塑剂和81.1～94.1％的去离子水组成；所述的百分比为重量百分比。本发明能够适应多种单纤维直径的玻璃纤维的拉制以及能使无碱玻璃纤维适应高速运转的喷气织机织造，织造出的无碱玻璃纤维布的断裂强度可提高269N/25×100mm，而且玻璃纤维布与有机聚合物的结合时浸透时间短、性能优良。

Description

一种无碱玻璃纤维增强纺织型浸润剂及制备方法

技术领域

本发明涉及一种多功能无碱玻璃纤维增强纺织型浸润剂，属玻璃纤维表面处理技术领域。

背景技术

连续玻璃纤维在拉丝过程中，需要在单丝表面涂覆一种有机物，这些有机物既能润滑纤维，又能将数百根乃至上千根单丝集成一束，有些有机涂覆物还能改变玻璃纤维的表面状态，促使它更好的与其他有机聚合物结合，这些有机涂覆物称为连续玻璃纤维浸润剂。现用的增强型浸润剂仅能满足单品种无碱玻璃纤维的拉丝、纺纱要求，在用于高速运转的喷气织机织造时会因为纬纱强力低、耐磨性差而出现断纬现象，影响制造效率；而且无碱玻璃纤维布在深加工时会因布面与有机聚合物的结合性不好，而出现分层现象，影响产品质量。在专利号为201210480547.7的发明专利中公开了一种石英玻璃纤维增强纺织型浸润剂，此种浸润剂主要用于石英玻璃纤维的生产，为提高石英玻璃纤维的强度和纤维在纺织过程中毛纱的减少量，并未提及生产织造过程是否能顺利进行以及成品深加工后的性能是否有所提高。

发明内容

为克服现有增强型浸润剂不适于无碱玻璃纤维布，影响产品质量的不足，本发明提出了一种无碱玻璃纤维增强纺织型浸润剂及制备方法。

本发明所述无碱玻璃纤维增强纺织型浸润剂由0.02～0.06％的PH调节剂、0.1～0.8％的硅烷偶联剂、0.5～2％的水性环氧树脂、5～10％的环氧乳液、0.5～2.0％的非离子表面活性剂、0.5～2.0％的阳离子表面活性剂、0.5～2.0％的增塑剂和81.1～94.1％的去离子水组成；所述的百分比为重量百分比。

所述的阳离子表面活性剂为各种季胺盐、咪唑啉和酰胺盐中的任意一种。

所述的非离子表面活性剂为各种脂肪胺和化学改性矿物油中的任意一种。

所述的硅烷偶联剂选用A1100、A187、A174偶联剂中的一种。

所述的增塑剂为聚酯树脂增塑剂。

所述的环氧树脂为水性环氧树脂；

所述的环氧乳液为水性环氧乳液。

本发明提出的制备所述无碱玻璃纤维增强纺织型浸润剂的具体过程是：

步骤1、水解硅烷偶联剂。

将浸润剂总重量50％的去离子水加入配制罐中，以150r/min的搅拌速率状态下加入PH调节剂使水的PH值为3～4；加入称量好的硅烷偶联剂，以100～300r/min的速率搅拌20～30min。以100～300r/min的速率保持配制罐中的硅烷偶联剂水解液处于搅拌状态。

步骤2、分别稀释水性环氧树脂、环氧乳液、表面活性剂。

按浸润剂配方比例，分别称取水性环氧树脂、环氧乳液、脂肪胺非离子表面活性剂、咪唑啉型阳离子表面活性剂和聚酯树脂增塑剂。将称量好的原料逐个分别用30℃±5℃的温水稀释；稀释各原料时，各原料与水的比例均为1:3。得到各原料的稀释溶液。

步骤3、原料混合。

将稀释好的水性环氧树脂、环氧乳液、脂肪胺非离子表面活性剂、咪唑啉型阳离子表面活性剂、饱和聚醚树脂增塑剂以及余量的去离子水分别加入搅拌中的配制罐中，并以100～300r/min的速率搅拌30min，得到乳白色液体状的无碱玻璃纤维增强纺织型浸润剂。

本发明能够适应多种单纤维直径的玻璃纤维的拉制以及能使无碱玻璃纤维适应高速运转的喷气织机织造，织造出的无碱玻璃纤维布的断裂强度可提高269N/25×100mm，而且玻璃纤维布与有机聚合物的结合时浸透时间短、性能优良。

本发明是一种适用高速喷气织机织造无碱玻璃纤维布的浸润剂的配方设计和配制工艺。浸润剂由七种化工原料组成，包括PH调节剂、偶联剂、润滑剂、粘结成膜剂、增塑剂等，其中配方重量百分比范围及配制工艺如下：

所述的阳离子表面活性剂是为了防止拉制的原丝在卷绕、退解时摩擦起毛，主要为各种季胺盐、咪唑啉，酰胺盐中的任意一种；其中以咪唑啉为最好。

所述的非离子表面活性剂是为了防止拉制的原丝在卷绕、退解时摩擦起毛，主要为各种脂肪胺、化学改性矿物油中的任意一种；其中以脂肪胺为最好。

所述的硅烷偶联剂主要是在玻纤与粘结剂之间进行桥架，以利于粘结剂与玻纤很好的结合，选用A1100、A187、A174偶联剂中的一种。

与现有技术相比，本发明配方中所使用的改性环氧乳液对无碱玻璃纤维原丝的包裹和粘结性能比较好，阳离子咪唑啉型润滑剂起的润滑和抗静电作用有效的减少了无碱玻璃纤维原丝在退解过程中所产生的毛羽，成纱率较常规产品提高了19.03％。水性环氧树脂和硅烷偶联剂对原丝强力的增加和有机物结合性能有很大提高，可以适应高速喷气织机织造，高速喷气织机织造的无碱玻璃纤维布的拉伸强度可提高269N/25×100mm，布面纬向拉伸强力较常规产品提高20.9％，充分发挥出无碱玻璃纤维的优异性能，解决了现有浸润剂处理的无碱玻璃纤维纱的纺织性能差、强度低，无法满足高速喷气织机要求的问题。与石蜡型无碱玻璃纤维布相比较既减少了焖烧工序对强力和布面白度的影响，又可以减省焖烧工序所产生的成本。为企业扩大增强型玻璃纤维布生产规模，提高产品质量，创造利润发挥了积极的推动作用。

具体实施方式

实施例1

本实施例是一种无碱玻璃纤维增强纺织型浸润剂，由0.02～0.06％的PH调节剂、0.1～0.8％的硅烷偶联剂、0.5～2％的水性环氧树脂、5～10％的环氧乳液、0.5～2.0％的脂肪胺非离子表面活性剂、0.5～2.0％的阳离子表面活性剂、0.5～2.0％的增塑剂和81.1～94.1％的去离子水组成；所述的百分比为重量百分比。

所述的阳离子表面活性剂为各种季胺盐、咪唑啉和酰胺盐中的任意一种。

所述的非离子表面活性剂为各种脂肪胺和化学改性矿物油中的任意一种。

所述的硅烷偶联剂选用A1100、A187、A174偶联剂中的一种。

所述的增塑剂为聚酯树脂增塑剂。

所述的环氧树脂为水性环氧树脂；

所述的环氧乳液为水性环氧乳液。

本实施例中，PH调节剂为0.06％，A1100硅烷偶联剂为0.8％，水性环氧树脂为2.0％，环氧乳液为10.0％，脂肪胺非离子表面活性剂为2.0％，咪唑啉阳离子表面活性剂为1.5％，聚酯树脂增塑剂为0.5％，去离子水为83.14％。

制备所述无碱玻璃纤维增强纺织型浸润剂的具体过程是：

步骤1、先将浸润剂总重量50％的去离子水加入配制罐中，以150r/min的搅拌速率状态下加入PH调节剂使水的PH值为3～4；加入浸润剂总重量0.8％的A1100硅烷偶联剂，以150r/min的速率搅拌30min，并保持150r/min的速率持续搅拌；

步骤2、称取浸润剂总重量2.0％的水性环氧树脂、浸润剂总重量10.0％环氧乳液、浸润剂总重量2.0％非离子表面活性剂、浸润剂总重量1.5％阳离子表面活性剂、浸润剂总重量0.5％聚酯树脂增塑剂。分别用温水30℃±5℃按照料：水＝1:3的比例稀释；

步骤3、给配制罐中加入稀释好的水性环氧树脂、环氧乳液、非离子表面活性剂、阳离子表面活性剂、增塑剂以及余量去离子水继续以150r/min的速率搅拌30分钟，配制完毕。得到一种乳白色液体状浸润剂。

采用本实施例制备的浸润剂制做的EW180D-102无碱玻璃纤维鱼竿布性能：

实施例2

本实施例是一种无碱玻璃纤维增强纺织型浸润剂，由0.02～0.06％的PH调节剂、0.1～0.8％的硅烷偶联剂、0.5～2％的水性环氧树脂、5～10％的环氧乳液、0.5～2.0％的非离子表面活性剂、0.5～2.0％的阳离子表面活性剂、0.5～2.0％的聚酯树脂增塑剂和81.1～94.1％的去离子水组成；所述的百分比为重量百分比。

所述的阳离子表面活性剂为各种季胺盐、咪唑啉，酰胺盐中的任意一种。

所述的非离子表面活性剂为各种脂肪胺、化学改性矿物油中的任意一种。

所述的硅烷偶联剂选用A1100、A187、A174偶联剂中的一种。

所述的增塑剂为聚酯树脂增塑剂。

所述的环氧树脂为水性环氧树脂；

所述的环氧乳液为水性环氧乳液。

本实施例中，PH调节剂为0.04％，A187硅烷偶联剂为0.5％，水性环氧树脂为1.5％，环氧乳液为8.0％，脂肪胺非离子表面活性剂为1.5％，季铵盐阳离子表面活性剂为2.0％，聚酯树脂增塑剂为1.6％，去离子水为84.86％。

制备所述无碱玻璃纤维增强纺织型浸润剂的具体过程是：

1、先将浸润剂总重量50％的去离子水加入配制罐中，以200r/min的搅拌速率状态下加入PH调节剂使水的PH值为3～4，加入浸润剂总重量0.5％的A1100硅烷偶联剂，以200r/min的速率搅拌30min，并保持200r/min的速率持续搅拌；

2、称取浸润剂总重量1.5％的水性环氧树脂、浸润剂总重量8.0％环氧乳液、浸润剂总重量1.5％非离子表面活性剂、浸润剂总重量2.0％阳离子表面活性剂、浸润剂总重量1.6％聚酯树脂增塑剂。分别用温水30℃±5℃按照料：水＝1:3的比例稀释；

3、给配制罐中加入稀释好的水性环氧树脂、环氧乳液、非离子表面活性剂、阳离子表面活性剂、增塑剂以及余量去离子水继续以200r/min的速率搅拌30分钟，配制完毕。得到一种乳白色液体状浸润剂。

采用本实施例得到的浸润剂制做的EW110D-100无碱玻璃纤维鱼竿布性能：

实施例3

本实施例是一种无碱玻璃纤维增强纺织型浸润剂，由0.02～0.06％的PH调节剂、0.1～0.8％的硅烷偶联剂、0.5～2％的水性环氧树脂、5～10％的环氧乳液、0.1～2.0％的非离子表面活性剂、0.1～2.0％的阳离子表面活性剂、0.1～2.0％的聚酯树脂增塑剂和81.1～94.1％的去离子水组成；所述的百分比为重量百分比。

所述的阳离子表面活性剂为各种季胺盐、咪唑啉，酰胺盐中的任意一种。

所述的非离子表面活性剂为各种脂肪胺、化学改性矿物油中的任意一种。

所述的硅烷偶联剂选用A1100、A187、A174偶联剂中的一种。

所述的增塑剂为聚酯树脂增塑剂。

所述的环氧树脂为水性环氧树脂；

所述的环氧乳液为水性环氧乳液。

本实施例中，PH调节剂为0.02％，A174硅烷偶联剂为0.2％，水性环氧树脂为0.5％，环氧乳液为5.0％，化学矿物油非离子表面活性剂为1.0％，酰胺盐阳离子表面活性剂为2.0％，聚酯树脂增塑剂为2.0％，去离子水为92.08％。

制备所述无碱玻璃纤维增强纺织型浸润剂的具体过程是：

1、先将浸润剂总重量50％的去离子水加入配制罐中，以220r/min的搅拌速率状态下加入PH调节剂使水的PH值为3～4，加入浸润剂总重量0.5％的A1100硅烷偶联剂，以220r/min的速率搅拌30min，并保持220r/min的速率持续搅拌；

2、称取浸润剂总重量0.5％的水性环氧树脂、浸润剂总重量0.5％环氧乳液、浸润剂总重量1.0％非离子表面活性剂、浸润剂总重量2.0％阳离子表面活性剂、浸润剂总重量2.0％聚酯树脂增塑剂。分别用温水30℃±5℃按照料：水＝1:3的比例稀释；

3、给配制罐中加入稀释好的水性环氧树脂、环氧乳液、非离子表面活性剂、阳离子表面活性剂、增塑剂以及余量去离子水继续以200r/min的速率搅拌30分钟，配制完毕。得到一种乳白色液体状浸润剂。

采用本实施例得到的浸润剂制做的EW30D-100无碱玻璃纤维鱼竿布性能：

实施例4

本实施例是一种无碱玻璃纤维增强纺织型浸润剂，由0.02～0.06％的PH调节剂、0.1～0.8％的硅烷偶联剂、0.5～2％的水性环氧树脂、5～10％的环氧乳液、0.5～2.0％的非离子表面活性剂、0.5～2.0％的阳离子表面活性剂、0.5～2.0％的增塑剂和81.1～94.1％的去离子水组成；所述的百分比为重量百分比。

所述的阳离子表面活性剂为各种季胺盐、咪唑啉，酰胺盐中的任意一种。

所述的非离子表面活性剂为各种脂肪胺、化学改性矿物油中的任意一种。

所述的硅烷偶联剂选用A1100、A187、A174偶联剂中的一种。

所述的增塑剂为聚酯树脂增塑剂。

所述的环氧树脂为水性环氧树脂；

所述的环氧乳液为水性环氧乳液。

本实施例中，PH调节剂为0.04％，A187硅烷偶联剂为0.5％，水性环氧树脂为1.0％，环氧乳液为5.0％，化学矿物油非离子表面活性剂为1.2％，季铵盐阳离子表面活性剂为1.8％，聚酯树脂增塑剂为0.8％，去离子水为90.15％。

制备所述无碱玻璃纤维增强纺织型浸润剂的具体过程是：

1、先将浸润剂总重量50％的去离子水加入配制罐中，以270r/min的搅拌速率状态下加入PH调节剂使水的PH值为3～4，加入浸润剂总重量0.5％的A187硅烷偶联剂，以270r/min的速率搅拌30min，并保持270r/min的速率持续搅拌；

2、称取浸润剂总重量0.5％的水性环氧树脂、浸润剂总重量0.5％环氧乳液、浸润剂总重量1.2％非离子表面活性剂、浸润剂总重量1.8％阳离子表面活性剂、浸润剂总重量0.8％聚酯树脂增塑剂。分别用温水30℃±5℃按照料：水＝1:3的比例稀释；

3、给配制罐中加入稀释好的水性环氧树脂、环氧乳液、非离子表面活性剂、阳离子表面活性剂、增塑剂以及余量去离子水继续以270r/min的速率搅拌30分钟，配制完毕。得到一种乳白色液体状浸润剂。

采用本实施例得到的浸润剂制做的EW180D-102无碱玻璃纤维鱼竿布性能：

以上各实施例中，用本发明制备的浸润剂产品处理后的无碱玻璃纤维布能够满足生产工艺性能和应用性能的要求。并且以实施例1中的配方选料和配比为最优选择。本发明依椐无碱玻璃纤维生产技术和其应用领域的特点，通过浸润剂原料的选择和配方的优化，采用合适的无碱玻璃纤维生产工艺，提高产品质量，创造利润发挥了积极的推动作用。

Claims (3)

1.一种无碱玻璃纤维增强纺织型浸润剂，其特征在于，由0.02～0.06％的PH调节剂、0.1～0.8％的硅烷偶联剂、0.5～2％的水性环氧树脂、5～10％的环氧乳液、0.5～2.0％的非离子表面活性剂、0.5～2.0％的阳离子表面活性剂、0.5～2.0％的增塑剂和81.1～94.1％的去离子水组成；所述的百分比为重量百分比。

2.如权利要求1所述无碱玻璃纤维增强纺织型浸润剂，其特征在于，所述的阳离子表面活性剂为各种季胺盐、咪唑啉和酰胺盐中的任意一种；所述的非离子表面活性剂为各种脂肪胺和化学改性矿物油中的任意一种；所述的硅烷偶联剂选用A1100、A187、A174偶联剂中的一种；所述的增塑剂为聚酯树脂增塑剂；所述的环氧树脂为水性环氧树脂；所述的环氧乳液为水性环氧乳液。

3.一种制备权利要求1所述无碱玻璃纤维增强纺织型浸润剂的方法，其特征在于，具体过程是：

步骤1、水解硅烷偶联剂；

将浸润剂总重量50％的去离子水加入配制罐中，以150r/min的搅拌速率状态下加入PH调节剂使水的PH值为3～4；加入称量好的硅烷偶联剂，以100～300r/min的速率搅拌20～30min；以100～300r/min的速率保持配制罐中的硅烷偶联剂水解液处于搅拌状态；

步骤2、分别稀释水性环氧树脂、环氧乳液、表面活性剂；

按浸润剂配方比例，分别称取水性环氧树脂、环氧乳液、脂肪胺非离子表面活性剂、咪唑啉型阳离子表面活性剂和聚酯树脂增塑剂；将称量好的原料逐个分别用30℃±5℃的温水稀释；稀释各原料时，各原料与水的比例均为1:3；得到各原料的稀释溶液；

步骤3、原料混合；

将稀释好的水性环氧树脂、环氧乳液、脂肪胺非离子表面活性剂、咪唑啉型阳离子表面活性剂、饱和聚醚树脂增塑剂以及余量的去离子水分别加入搅拌中的配制罐中，并以100～300r/min的速率搅拌30min，得到无碱玻璃纤维增强纺织型浸润剂。