CN105585257A - 一种玄武岩纤维浸润剂 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种玄武岩纤维专用浸润剂及其制备方法，包括以下重量百分比原料：水溶性环氧树脂2%～10%，聚乙烯醇1%～8%，偶联剂为0.5%～1.0%，抗静电剂0.2%～0.8%，pH调节剂0.08%至0.25%，余量为去离子水。通过按照额定重量配比制备的玄武岩纤维表面改性浸润剂，在玄武岩生产拉丝的过程中直接涂覆于玄武岩纤维的表面，经烘干后即完成表面改性，使用较为方便，具有良好的粘接性和成膜性。

Description

一种玄武岩纤维浸润剂
技术领域：
本发明涉及一种增强型纤维浸润剂及其制备方法，属于浸润剂技术领域。
背景技术：
玄武岩纤维是玄武岩石料在1450℃～1500℃熔融后，通过铂铑合金拉丝漏板高速拉制而成的连续纤维，强度与高强度S玻璃纤维相当。玄武岩纤维具有良好的力学强度、耐高温、耐化学腐蚀、隔热、隔音、良好的透波吸波性能和环保性能，是一种新型无机环保绿色高性能纤维材料，也是当前我国重点发展的新型高性能纤维之一。
在纤维的拉丝过程中，在纤维表面涂覆一种以有机物乳状液为主体的表面处理剂，即纤维浸润剂。使用浸润剂可有效改变无机纤维的加工性能；在无机纤维增强材料的成型过程中，浸润剂可赋予纤维制品所必需的技术性能。浸润剂不仅直接影响成品纱的外观质量，而且更会影响成品纱的性能质量。
玄武岩纤维与玻璃纤维加工技术有相似之处，但化学组成上的不同，直接导致了两者在性能和加工过程上的差别。每一种纤维产品都有专门的浸润剂与之配合，尤其是作为其中主要组分的成膜剂。常用的玄武岩纤维浸润剂有环氧乳液、聚氨酯乳液和聚酯乳液三种，研究表明，现有的三种玄武岩纤维浸润剂在实际应用时还存在一定局限性。一种成膜剂单独使用成膜性能较差，后续加工易产生飞丝及毛羽现象，与树脂结合力较差。
发明内容：
本发明针对玄武岩纤维浸润剂存在上述问题，旨在提供一种适用于玄武岩纤维专用浸润剂。本发明适用于玄武岩增强热固性酚醛环氧树脂复合材料的增强纺织型浸润剂，纺织性好且能促进玄武岩纤维与被增强的热固性高分子聚合物的结合力。
为实现上述目的，所述玄武岩浸润剂配料百分比如下：
所述的环氧乳液成膜剂为水性环氧树脂乳液，牌号为GE-95，购自上海爱世博有机硅材料有限公司。所述的聚乙烯醇树脂型号为聚乙烯醇17－99，购自中国石化集团四川维尼纶厂。所述的抗静电剂选用的是无机物硝酸锂；氨基硅烷偶联剂为KH560，牌号为Z-6040，购自道康宁。
本发明的具体步骤为:
一种玄武岩纤维浸润剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
a、在20摄氏度左右的冷水中缓慢加入聚乙烯醇使其在冷水中充分溶胀、分散和挥发物资的逸出，温度到95摄氏度左右时加速溶解，并且要保温在2～2.5小时备用。
b、将水溶性环氧树脂加入到水中搅拌均匀，水温为50～70度；水的用量为水溶性环氧树脂重量的5～10倍备用；
c、在去离子水中加入PH调节剂，调节pH值为4～6，搅拌下加入氨基硅烷偶联剂，再继续搅拌25～35分钟至水溶液澄清透明为止；水的用量占浸润剂总重量的1/20；
d、将抗静电剂按照20％的质量浓度溶解成水溶液；
e、将上述原料按配比量加足软水，搅拌均匀即可投入使用。
本发明的有益效果：
1、本发明中的浸润剂能保证玄武岩纤维拉丝顺利进行，飞丝断丝现象少，拉制的玄武岩纤维抗摩擦，具有良好的纺织性能，单纤维强度高。
2、采用本发明中的浸润剂为前处理浸润剂，织成的玄武岩纤维布不需经过热处理即可用于热固性酚醛环氧树脂复合材料制造，与基体树脂复合时浸透快、结合力强。
4、本发明浸润剂配制方法简便，容易掌握，重复性好。
5、本发明中，所述的环氧乳液成膜剂为双酚A型环氧树脂，成膜性能好，处理纤维纺织性能好，抱合效果佳。
6、本发明中使用聚乙烯醇无毒无味、无污染。其水溶液有很好的粘接性和成膜性，结合环氧树脂作为成膜剂使用，成膜效果好，对玄武岩纤维具有良好的保护作用，纤维强度增加。
具体实施方式：
一种玄武岩纤维环氧型浸润剂，按照重量百分比计由如下组分组成：
实施例1：
一种玄武岩纤维环氧型浸润剂，按照重量百分比计由如下组分组成：
制备步骤：
a、在20摄氏度左右的冷水中缓慢加入聚乙烯醇使其在冷水中充分溶胀、分散和挥发物资的逸出，温度到95摄氏度左右时加速溶解，并且要保温在2～2.5小时备用。
b、将水溶性环氧树脂加入到水中搅拌均匀，水温为50～70度；水的用量为水溶性环氧树脂重量的5～10倍备用；
c、在去离子水中加入PH调节剂，调节pH值为4～6，搅拌下加入氨基硅烷偶联剂，再继续搅拌25～35分钟至水溶液澄清透明为止；水的用量占浸润剂总重量的1/20；
d、将抗静电剂按照20％的质量浓度溶解成水溶液；
e、将上述原料按配比量加足软水，搅拌均匀即可投入使用。
实施例2：
一种玄武岩纤维环氧型浸润剂，按照重量百分比计由如下组分组成：
制备步骤：
a、在20摄氏度左右的冷水中缓慢加入聚乙烯醇使其在冷水中充分溶胀、分散和挥发物资的逸出，温度到95摄氏度左右时加速溶解，并且要保温在2～2.5小时备用。
b、将水溶性环氧树脂加入到水中搅拌均匀，水温为50～70度；水的用量为水溶性环氧树脂重量的5～10倍备用；
c、在去离子水中加入PH调节剂，调节pH值为4～6，搅拌下加入氨基硅烷偶联剂，再继续搅拌25～35分钟至水溶液澄清透明为止；水的用量占浸润剂总重量的1/20；
d、将抗静电剂按照20％的质量浓度溶解成水溶液；
e、将上述原料按配比量加足软水，搅拌均匀即可投入使用。
实施例3：
一种玄武岩纤维环氧型浸润剂，按照重量百分比计由如下组分组成：
制备步骤：
a、在20摄氏度左右的冷水中缓慢加入聚乙烯醇使其在冷水中充分溶胀、分散和挥发物资的逸出，温度到95摄氏度左右时加速溶解，并且要保温在2～2.5小时备用。
b、将水溶性环氧树脂加入到水中搅拌均匀，水温为50～70度；水的用量为水溶性环氧树脂重量的5～10倍备用；
c、在去离子水中加入PH调节剂，调节pH值为4～6，搅拌下加入氨基硅烷偶联剂，再继续搅拌25～35分钟至水溶液澄清透明为止；水的用量占浸润剂总重量的1/20；
d、将抗静电剂按照20％的质量浓度溶解成水溶液；
e、将上述原料按配比量加足软水，搅拌均匀即可投入使用。
实施例4：
一种玄武岩纤维环氧型浸润剂，按照重量百分比计由如下组分组成：
制备步骤：
a、在20摄氏度左右的冷水中缓慢加入聚乙烯醇使其在冷水中充分溶胀、分散和挥发物资的逸出，温度到95摄氏度左右时加速溶解，并且要保温在2～2.5小时备用。
b、将水溶性环氧树脂加入到水中搅拌均匀，水温为50～70度；水的用量为水溶性环氧树脂重量的5～10倍备用；
c、在去离子水中加入PH调节剂，调节pH值为4～6，搅拌下加入氨基硅烷偶联剂，再继续搅拌25～35分钟至水溶液澄清透明为止；水的用量占浸润剂总重量的1/20；
d、将抗静电剂按照20％的质量浓度溶解成水溶液；
e、将上述原料按配比量加足软水，搅拌均匀即可投入使用。
实施例5：
一种玄武岩纤维环氧型浸润剂，按照重量百分比计由如下组分组成
制备步骤：
a、在20摄氏度左右的冷水中缓慢加入聚乙烯醇使其在冷水中充分溶胀、分散和挥发物资的逸出，温度到95摄氏度左右时加速溶解，并且要保温在2～2.5小时备用。
b、将水溶性环氧树脂加入到水中搅拌均匀，水温为50～70度；水的用量为水溶性环氧树脂重量的5～10倍备用；
c、在去离子水中加入PH调节剂，调节pH值为4～6，搅拌下加入氨基硅烷偶联剂，再继续搅拌25～35分钟至水溶液澄清透明为止；水的用量占浸润剂总重量的1/20；
d、将抗静电剂按照20％的质量浓度溶解成水溶液；
e、将上述原料按配比量加足软水，搅拌均匀即可投入使用。
实施例6：
取20Kg本发明浸润剂于200孔拉丝漏板装置进行拉丝，丝饼于25℃烘干后进行测试。应用本发明拉制的玄武岩纤维(A样品)与国内某企业玄武岩纤维(B样品)测试数据对比测试见下表：

Claims (6)

1.一种玄武岩纤维浸润剂，其特征在于，所述浸润剂包括：水溶性环氧树脂、聚乙烯醇树脂、偶联剂、抗静电剂、pH调节剂，水，所述玄武岩纤维浸润剂包括下述重量百分比成分：
水溶性环氧树脂用量为2%～10%，聚乙烯醇用量为1%～8%，偶联剂用量为0.5%～1.0%，抗静电剂用量为0.2%～0.8%，pH调节剂用量为0.08%～0.25%，余量为去离子水。
2.根据权利要求1所述玄武岩纤维浸润剂，其特征在于，所述环氧树脂为水溶性环氧树脂乳液。
3.根据权利要求1所述玄武岩纤维浸润剂，其特征在于，所述聚乙烯醇树脂为白色固体。
4.根据权利要求1所述的玄武岩纤维浸润剂，其特征在于，所述偶联剂为氨基硅烷偶联剂，优选γ－氨丙基三乙氧基硅烷偶联剂（KH560）。
5.根据权利要求5所述玄武岩纤维浸润剂，其特征在于，所述pH调节剂为冰醋酸或草酸,使用pH调节剂调节去离子水pH值为4～6，所述偶联剂溶于该去离子水，制成溶液。
6.根据权利要求1所述玄武岩纤维浸润剂，其特征在于，所述抗静电剂为氯化锂。
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