CN105271832A - 一种玻璃纤维防火布用工业细纱淀粉型浸润剂及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种玻璃纤维防火布用工业细纱淀粉型浸润剂及其制备方法，主要由淀粉型成膜剂高直链淀粉与马铃薯醚化淀粉、辅助成膜剂水溶性环氧树脂、润滑剂、偶联剂、pH调节剂、杀菌剂、消泡剂和去离子水组成。本发明所用淀粉与后道工序基体树脂相容性好，同时所用淀粉为国产化淀粉，与进口淀粉相比具有更低的生产成本。使用本发明的淀粉型浸润剂所生产出的玻璃纤维纱不仅力学性能好，断裂强度高，而且纱线毛羽量低，有效克服了目前工业玻璃纤维细纱用淀粉型浸润剂普遍存在的力学性能达不到预期要求，且与后道工序基体树脂相容性欠佳的问题。

Description

一种玻璃纤维防火布用工业细纱淀粉型浸润剂及其制备方法

技术领域

本发明属于玻璃纤维浸润剂技术领域，涉及一种玻璃纤维防火布用高强度工业细纱淀粉型成膜剂及含有该成膜剂的浸润剂。

背景技术

玻璃纤维细纱一般指单纤维直径在10μm及以下的纱，按生产加工方式可分为初捻纱和并捻纱，按用途可分为电子细纱和工业细纱。玻璃纤维细纱除主要用于电子布的制作外，在工业上还可用于套管、电机电器绝缘材料、过滤材料、窗纱、缝纫线、航空织物、帘子布、玻纤壁布、玻璃纤维防火布等行业，这就要求产品具有良好的耐磨性、更少的毛羽及更高的抗拉强度。

一般工业用玻纤细纱要求具有优良的耐摩擦性能、拉伸强度在0.5N/tex。目前工业玻纤细纱所用浸润剂类型一般分为树脂型和淀粉型两种，树脂型虽然与后道工序基体树脂的结合性能佳，但容易起毛、纺织性能差；淀粉型细纱则因其具有耐摩擦性、毛丝少、良好的抗弯折性及易于纺织的特点成为现有细纱浸润剂的主要类型，但淀粉型细纱存在力学性能达不到预期要求，且与后道工序基体树脂相容性欠佳的问题。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于提供一种玻璃纤维防火布用高强度工业细纱淀粉型浸润剂，这种浸润剂可有效克服现有细纱淀粉型浸润剂普遍存在的力学性能达不到预期要求及与后道工序基体树脂相容性欠佳的问题。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种玻璃纤维防火布用工业细纱淀粉型浸润剂，由以下质量百分比的物质组成：0.5~3.5%的淀粉型成膜剂，0.1~0.6%的辅助成膜剂，0.8~3.0%的润滑剂，0.05~0.6%的偶联剂，0.1~0.4%的pH调节剂，0.001~0.01%的杀菌剂，0.001~0.005%的消泡剂，余量为水。浸润剂的固含量为3.0~10.0%，优选是5.0~8.0%。若组分以乳液或溶液的形式加入，则其含量以其固体质量占浸润剂固体质量的百分比表示。浸润剂的最佳使用温度控制在55~60℃。

本发明所述的淀粉型成膜剂由马铃薯醚化淀粉和高直链淀粉两种变性淀粉按质量比1:1~4:1组成。环境友好，且成膜性好，可提高纱线的抗拉强度，同时还可降低纱线毛羽量。淀粉型成膜剂占浸润剂固体质量的10.0~70.0%，优选20.0~60.0%。

本发明所述的辅助成膜剂为水溶性环氧树脂，优选为水溶性环氧树脂BH-681。占浸润剂固体质量的2.0~10.0%，优选3.0~7.0%。

本发明所述的润滑剂包括两种润滑剂，由聚乙二醇与氢化植物油乳液组成，所述润滑剂用量占浸润剂固体质量的10.0~50.0%，优选20.0~40.0%。聚乙二醇类润滑剂，对玻璃纤维具有较佳的润滑性；氢化植物油乳液类润滑剂，用于乳化氢化植物油的乳化剂采用变性淀粉类生物基乳化剂，氢化植物油对浸润剂起润滑作用的同时还可增加淀粉膜的韧性，降低纱线毛羽量。

本发明所述的偶联剂为硅烷类偶联剂，本发明所述的偶联剂主要是与玻璃表面结合，提供疏水界面与成膜剂相容，起到无机与有机界面之间的结合作用，一般选用硅烷类偶联剂，其用量占浸润剂固体质量的2.0~10.0%，优选3.0~6.0%。

本发明所述的硅烷类偶联剂需在醋酸水溶液中搅拌水解至澄清后使用。

本发明所述的pH调节剂优选弱酸，如醋酸，主要是提供酸性介质来水解硅烷偶联剂，占浸润剂固体质量的0.5~5.0%，优选1.0~4.0%。

本发明所述的杀菌剂为苯甲酸钠，本发明采用对人体及环境安全的苯甲酸钠作为杀菌剂，无毒、达食品级。

本发明所述的消泡剂为有机硅类化合物，可有效消除浸润剂配制及使用过程中所产生泡沫。

上述玻璃纤维防火布用工业细纱淀粉型浸润剂的制备方法，包括以下步骤：

（1）将热熔后的氢化植物油加入淀粉乳化剂溶液中，乳化均质得乳化物，备用；

（2）聚乙二醇乳液用去离子水稀释后备用；

（3）辅助成膜剂用去离子水稀释后备用；

（4）分别用去离子水溶解杀菌剂、消泡剂，备用；

（5）淀粉型成膜剂在去离子水中搅拌分散均匀，加热升温至90~100℃并保温20~30分钟；

（6）偶联剂用醋酸水溶液水解后备用；

（7）向步骤（3）的水溶性环氧树脂溶液中依次加入步骤（2）、（1）的润滑溶液、步骤（5）的淀粉液、步骤（4）的杀菌剂溶液、步骤（6）的偶联剂溶液，并将消泡剂溶液最后加入；

（8）向步骤（7）所得混合液中加入去离子水，调节混合液质量至所需总量，搅拌均匀即得浸润剂。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：本发明使用来源丰富、可生物降解、环保安全、成膜性好且与基材树脂相容性好的变性淀粉作为成膜剂，可使浸润剂对玻璃纤维集束保护作用好，退解织造时毛羽少，同时产品抗拉强度高，使产品的力学性能更好的满足客户需求。

具体实施方式

为了更充分理解本发明的技术内容，下面结合具体实施例对本发明的技术方案做进一步介绍和说明，但本发明的保护范围不限于此：

本发明实施例中，淀粉型成膜剂为马铃薯醚化淀粉IS147和高直链淀粉IS503（直链含量≥70%），购自神州富盛科技（北京）有限公司；辅助成膜剂为水溶性环氧树脂BH-681，购自东莞广通化工制品有限公司；乳化氢化植物油的生物基乳化剂为低粘酯化淀粉IS1035，购自神州富盛科技（北京）有限公司。

各实施例具体配方表如表1（浸润剂固含量约为5.0%，各实施例由以下质量百分比的各组分组成）：

表1

组分	实施例1	实施例2	实施例3	实施例4
					高直链淀粉IS503	1.00%	1.25%	1.65%	2.14%
马铃薯醚化淀粉IS147	1.00%	1.25%	1.10%	0.86%
					水溶性环氧树脂BH-681	0.45%	0.30%	0.25%	0.20%
聚乙二醇	0.35%	0.40%	0.37%	0.30%
					生物基乳化剂淀粉IS1035	0.80%	0.62%	0.56%	0.47%
氢化蓖麻油	0.88%	0.68%	0.62%	0.51%
					硅烷偶联剂	0.35%	0.35%	0.35%	0.35%
醋酸	0.15%	0.15%	0.15%	0.15%
					杀菌剂	0.0035%	0.0044%	0.0049%	0.0053%
消泡剂	0.001%	0.001%	0.002%	0.002%
					去离子水	余量	余量	余量	余量

各实施例测试结果如下：

测试项目	实施例1	实施例2	实施例3	实施例4
					含水率(%)	0.085	0.080	0.078	0.075
含油率 (%)	1.10	1.05	1.02	0.98
					毛羽率 (mg/kg)	32.20	20.15	29.36	40.65
抗拉强度 (N/tex)	0.57	0.62	0.58	0.52

从以上测试可以看出，使用本发明的淀粉型浸润剂制得的纱线毛羽率低至20.15mg/kg，抗拉强度高达0.62N/tex，含水率≤0.1%，含油率稳定，且具有优良的耐摩擦性能。本发明的淀粉型浸润剂可有效克服现有淀粉型细纱浸润剂与后道工序基体树脂相容性欠佳的问题，同时力学性能亦可满足客户需求的高抗拉强度，可应用于对产品要求较高（耐磨性好、毛羽少、抗拉强度高）的套管、电机电器绝缘材料、过滤材料、窗纱、缝纫线、航空织物、帘子布、玻纤壁布、玻璃纤维防火布等行业，特别适用于玻璃纤维防火布产品。

Claims (8)

1.一种玻璃纤维防火布用工业细纱淀粉型浸润剂，其特征在于，由以下质量百分比的物质组成：0.5~3.5%的淀粉型成膜剂，0.1~0.6%的辅助成膜剂，0.8~3.0%的润滑剂，0.05~0.6%的偶联剂，0.1~0.4%的pH调节剂，0.001~0.01%的杀菌剂，0.001~0.005%的消泡剂，余量为水。

2.根据权利要求1所述的玻璃纤维防火布用工业细纱淀粉型浸润剂，其特征在于：所述淀粉型成膜剂由马铃薯醚化淀粉和高直链淀粉按质量比1:1~4:1组成。

3.根据权利要求1所述的玻璃纤维防火布用工业细纱淀粉型浸润剂，其特征在于：所述辅助成膜剂为水溶性环氧树脂。

4.根据权利要求1所述的玻璃纤维防火布用工业细纱淀粉型浸润剂，其特征在于：所述润滑剂包括两种润滑剂，由聚乙二醇与氢化植物油乳液组成，所述润滑剂用量占浸润剂固体质量的10.0~50.0%。

5.根据权利要求1所述的玻璃纤维防火布用工业细纱淀粉型浸润剂，其特征在于：所述偶联剂为硅烷类偶联剂，所述pH调节剂为醋酸。

6.根据权利要求5所述的玻璃纤维防火布用工业细纱淀粉型浸润剂，其特征在于：所述硅烷类偶联剂需在醋酸水溶液中搅拌水解至澄清后使用。

7.根据权利要求1所述的玻璃纤维防火布用工业细纱淀粉型浸润剂，其特征在于：所述杀菌剂为苯甲酸钠，所述消泡剂为有机硅类化合物。

8.权利要求1所述玻璃纤维防火布用工业细纱淀粉型浸润剂的制备方法，其特征在于包括以下步骤：

（1）将热熔后的氢化植物油加入淀粉乳化剂溶液中，乳化均质得乳化物，备用；

（2）聚乙二醇乳液用去离子水稀释后备用；

（3）辅助成膜剂用去离子水稀释后备用；

（4）分别用去离子水溶解杀菌剂、消泡剂，备用；

（5）淀粉型成膜剂在去离子水中搅拌分散均匀，加热升温至90~100℃并保温20~30分钟；

（6）偶联剂用醋酸水溶液水解后备用；

（7）向步骤（3）的水溶性环氧树脂溶液中依次加入步骤（2）、（1）的润滑溶液、步骤（5）的淀粉液、步骤（4）的杀菌剂溶液、步骤（6）的偶联剂溶液，并将消泡剂溶液最后加入；

（8）向步骤（7）所得混合液中加入去离子水，调节混合液质量至所需总量，搅拌均匀即得浸润剂。