CN106186729A - 石英玻璃纤维用有机硅型浸润剂及其制备方法 - Google Patents

石英玻璃纤维用有机硅型浸润剂及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种石英玻璃纤维用有机硅型浸润剂及其制备方法，涉及石英玻璃纤维浸润剂领域，以质量份数计，该浸润剂包括4～10份的有机硅树脂、4～10份的硅油、0.1～2.0份的抗静电剂、0.1～2.0份的黏度调节剂、78～90份的稀释剂；所述稀释剂为乙酸乙酯或乙酸丁酯。本发明能保证石英玻璃纤维的电绝缘性能不受影响，同时，使用本发明加工后的石英玻璃纤维纱线毛羽量少，断裂拉伸强力较强。

Description

石英玻璃纤维用有机硅型浸润剂及其制备方法
技术领域
本发明涉及石英玻璃纤维浸润剂领域，具体涉及一种石英玻璃纤维用有机硅型浸润剂及其制备方法。
背景技术
石英玻璃纤维具有很高的耐热性，能长期在1100℃以下使用，瞬间耐高温达1700℃，同时由于石英玻璃纤维有着卓越的电绝缘性，它的介电常数和介质损耗系数是所有矿物纤维中最好的，因此，石英玻璃纤维在航空、航天、军工、半导体、高温隔热、高温过滤方面有着广泛的应用。
石英玻璃纤维一般是由二氧化硅含量达99.95％以上的石英玻璃棒拉制而成，由于石英玻璃的脆性，石英玻璃纤维表面必须涂覆一层浸润剂来实现石英玻璃纤维的后续可加工性。目前，石英玻璃纤维浸润剂一般采用环氧型浸润剂，以水溶性环氧树脂为成膜剂，以水为溶剂。但是，环氧型浸润剂为水溶性溶液，在一定程度上降低了石英玻璃纤维的电绝缘性能。
发明内容
本发明的目的是为了克服上述背景技术的不足，提供一种石英玻璃纤维用有机硅型浸润剂及其制备方法，本发明能保证石英玻璃纤维的电绝缘性能不受影响，同时，使用本发明加工后的石英玻璃纤维纱线毛羽量少，断裂拉伸强力较强。
本发明提供一种石英玻璃纤维用有机硅型浸润剂，以质量份数计，该浸润剂包括4～10份的有机硅树脂、4～10份的硅油、0.1～2.0份的抗静电剂、0.1～2.0份的黏度调节剂、78～90份的稀释剂；所述稀释剂为乙酸乙酯或乙酸丁酯。
在上述技术方案的基础上，以质量份数计，该浸润剂包括5～8份的有机硅树脂、5～8份的硅油、0.5～1.0份的抗静电剂、0.5～1.0份的黏度调节剂、82～89份的稀释剂。
在上述技术方案的基础上，以质量份数计，该浸润剂包括8份的有机硅树脂、6份的硅油、0.5份的抗静电剂、0.5份的黏度调节剂、85份的稀释剂。
在上述技术方案的基础上，所述有机硅树脂为环氧树脂改性有机硅树脂或聚酯树脂改性有机硅树脂。
在上述技术方案的基础上，所述硅油为聚二甲基硅氧烷或聚二乙基硅氧烷。
在上述技术方案的基础上，所述抗静电剂为咪唑啉基季铵盐、脂肪胺聚氧乙烯季铵盐、烷基磺酸季铵盐中的任意一种。
在上述技术方案的基础上，所述黏度调节剂为聚乙二醇。
本发明还提供上述石英玻璃纤维用有机硅型浸润剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
以质量份数计，取40～50份稀释剂，搅拌，加入0.1～2.0份的黏度调节剂，持续搅拌，加入4～10份的有机硅树脂，搅拌均匀，得到有机硅树脂混合液；将0.1～2.0份的抗静电剂用5～10份稀释剂稀释，得到抗静电剂混合液；将有机硅树脂混合液、抗静电剂混合液、4～10份的硅油依次加入混合容器中，搅拌均匀，再添加剩余的稀释剂，使稀释剂的总添加量为78～90份，得到石英玻璃纤维用有机硅型浸润剂；
所述稀释剂为乙酸乙酯或乙酸丁酯；所述有机硅树脂为环氧树脂改性有机硅树脂或聚酯树脂改性有机硅树脂；所述硅油为聚二甲基硅氧烷或聚二乙基硅氧烷；所述抗静电剂为咪唑啉基季铵盐、脂肪胺聚氧乙烯季铵盐、烷基磺酸季铵盐中的任意一种；所述黏度调节剂为聚乙二醇。
在上述技术方案的基础上，包括以下步骤：
以质量份数计，取40～50份稀释剂，搅拌，加入0.5～1.0份的黏度调节剂，持续搅拌，加入5～8份的有机硅树脂，搅拌均匀，得到有机硅树脂混合液；将0.5～1.0份的抗静电剂用5～10份稀释剂稀释，得到抗静电剂混合液；将有机硅树脂混合液、抗静电剂混合液、5～8份的硅油依次加入混合容器中，搅拌均匀，再添加剩余的稀释剂，使稀释剂的总添加量为82～89份，得到石英玻璃纤维用有机硅型浸润剂。
在上述技术方案的基础上，包括以下步骤：
以质量份数计，取40份稀释剂，搅拌，加入0.5份的黏度调节剂，持续搅拌，加入8份的有机硅树脂，搅拌均匀，得到有机硅树脂混合液；将0.5份的抗静电剂用10份稀释剂稀释，得到抗静电剂混合液；将有机硅树脂混合液、抗静电剂混合液、6份的硅油依次加入混合容器中，搅拌均匀，再添加剩余的35份稀释剂，使稀释剂的总添加量为85份，得到石英玻璃纤维用有机硅型浸润剂。
与现有技术相比，本发明的优点如下：
(1)本发明采用乙酸乙酯或乙酸丁酯为稀释剂，相比采用去离子水为稀释剂的石英玻璃纤维浸润剂，能保证石英玻璃纤维的电绝缘性能不受影响，因此，使用本发明作为浸润剂的石英玻璃纤维能够应用在航天、航空、军工等对电绝缘性能要求高的领域。
(2)本发明采用有机硅树脂和硅油作为成膜剂和润滑剂，使用本发明加工后的石英玻璃纤维纱线毛羽量少，断裂拉伸强力较强。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步的详细描述。
本发明实施例提供一种石英玻璃纤维用有机硅型浸润剂，以质量份数计，该浸润剂包括4～10份的有机硅树脂、4～10份的硅油、0.1～2.0份的抗静电剂、0.1～2.0份的黏度调节剂、78～90份的稀释剂；稀释剂为乙酸乙酯或乙酸丁酯。
本发明实施例还提供上述石英玻璃纤维用有机硅型浸润剂的制备方法，包括以下步骤：
以质量份数计，取40～50份稀释剂，搅拌，加入0.1～2.0份的黏度调节剂，持续搅拌，加入4～10份的有机硅树脂，搅拌均匀，得到有机硅树脂混合液；将0.1～2.0份的抗静电剂用5～10份稀释剂稀释，得到抗静电剂混合液；将有机硅树脂混合液、抗静电剂混合液、4～10份的硅油依次加入混合容器中，搅拌均匀，再添加剩余的稀释剂，使稀释剂的总添加量为78～90份，即得到石英玻璃纤维用有机硅型浸润剂。
优选的，该浸润剂包括5～8份的有机硅树脂、5～8份的硅油、0.5～1.0份的抗静电剂、0.5～1.0份的黏度调节剂、82～89份的稀释剂。
该浸润剂最佳包括8份的有机硅树脂、6份的硅油、0.5份的抗静电剂、0.5份的黏度调节剂、85份的稀释剂。
本发明中的稀释剂用于溶解有机硅树脂、硅油等，且能够在较低温度下完全挥发干净，考虑气味与毒性，以及对工作人员的身体健康影响，优选乙酸乙酯。实际使用中，有机硅树脂为环氧树脂改性有机硅树脂或聚酯树脂改性有机硅树脂；硅油为聚二甲基硅氧烷或聚二乙基硅氧烷；抗静电剂为咪唑啉基季铵盐、脂肪胺聚氧乙烯季铵盐、烷基磺酸季铵盐中的任意一种；黏度调节剂为聚乙二醇。
下面为6个具体实施例。
实施例1：
本实施例提供一种石英玻璃纤维用有机硅型浸润剂，以质量份数计，该浸润剂包括4份的环氧树脂改性有机硅树脂、4份的聚二甲基硅氧烷、0.1份的脂肪胺聚氧乙烯季铵盐、0.1份的聚乙二醇、90份的乙酸丁酯。
本实施例提供上述石英玻璃纤维用有机硅型浸润剂的制备方法，包括以下步骤：
以质量份数计，取40份乙酸丁酯，搅拌，加入0.1份的聚乙二醇，持续搅拌，加入4份的环氧树脂改性有机硅树脂，搅拌均匀，得到有机硅树脂混合液；将0.1份的脂肪胺聚氧乙烯季铵盐用10份乙酸丁酯稀释，得到抗静电剂混合液；将有机硅树脂混合液、抗静电剂混合液、4份的聚二甲基硅氧烷依次加入混合容器中，搅拌均匀，再添加剩余的40份乙酸丁酯，使乙酸丁酯的总添加量为90份，即得到石英玻璃纤维用有机硅型浸润剂。
实施例2：
本实施例提供一种石英玻璃纤维用有机硅型浸润剂，以质量份数计，该浸润剂包括5份的聚酯树脂改性有机硅树脂、5份的聚二乙基硅氧烷、0.5份的咪唑啉基季铵盐、0.5份的聚乙二醇、82份的乙酸乙酯。
本实施例提供上述石英玻璃纤维用有机硅型浸润剂的制备方法，包括以下步骤：
以质量份数计，取40份乙酸乙酯，搅拌，加入0.5份的聚乙二醇，持续搅拌，加入5份的聚酯树脂改性有机硅树脂，搅拌均匀，得到有机硅树脂混合液；将0.5份的咪唑啉基季铵盐用5份乙酸乙酯稀释，得到抗静电剂混合液；将有机硅树脂混合液、抗静电剂混合液、5份的聚二乙基硅氧烷依次加入混合容器中，搅拌均匀，再添加剩余的37份乙酸乙酯，使乙酸乙酯的总添加量为82份，即得到石英玻璃纤维用有机硅型浸润剂。
实施例3：
本实施例提供一种石英玻璃纤维用有机硅型浸润剂，以质量份数计，该浸润剂包括8份的环氧树脂改性有机硅树脂、6份的聚二甲基硅氧烷、0.5份的烷基磺酸季铵盐、0.5份的聚乙二醇、85份的乙酸丁酯。
本实施例提供上述石英玻璃纤维用有机硅型浸润剂的制备方法，包括以下步骤：
以质量份数计，取40份乙酸丁酯，搅拌，加入0.5份的聚乙二醇，持续搅拌，加入8份的环氧树脂改性有机硅树脂，搅拌均匀，得到有机硅树脂混合液；将0.5份的烷基磺酸季铵盐用10份乙酸丁酯稀释，得到抗静电剂混合液；将有机硅树脂混合液、抗静电剂混合液、6份的聚二甲基硅氧烷依次加入混合容器中，搅拌均匀，再添加剩余的35份乙酸丁酯，使乙酸丁酯的总添加量为85份，即得到石英玻璃纤维用有机硅型浸润剂。
实施例4：
本实施例提供一种石英玻璃纤维用有机硅型浸润剂，以质量份数计，该浸润剂包括6份的环氧树脂改性有机硅树脂、7份的聚二甲基硅氧烷、2份的脂肪胺聚氧乙烯季铵盐、2份的聚乙二醇、89份的乙酸乙酯。
本实施例提供上述石英玻璃纤维用有机硅型浸润剂的制备方法，包括以下步骤：
以质量份数计，取45份乙酸乙酯，搅拌，加入2份的聚乙二醇，持续搅拌，加入6份的环氧树脂改性有机硅树脂，搅拌均匀，得到有机硅树脂混合液；将2份的脂肪胺聚氧乙烯季铵盐用10份乙酸乙酯稀释，得到抗静电剂混合液；将有机硅树脂混合液、抗静电剂混合液、7份的聚二甲基硅氧烷依次加入混合容器中，搅拌均匀，再添加剩余的34份乙酸乙酯，使乙酸乙酯的总添加量为89份，即得到石英玻璃纤维用有机硅型浸润剂。
实施例5：
本实施例提供一种石英玻璃纤维用有机硅型浸润剂，以质量份数计，该浸润剂包括7份的聚酯树脂改性有机硅树脂、6份的聚二乙基硅氧烷、1份的烷基磺酸季铵盐、1份的聚乙二醇、90份的乙酸丁酯。
本实施例提供上述石英玻璃纤维用有机硅型浸润剂的制备方法，包括以下步骤：
以质量份数计，取40份乙酸丁酯，搅拌，加入1份的聚乙二醇，持续搅拌，加入7份的聚酯树脂改性有机硅树脂，搅拌均匀，得到有机硅树脂混合液；将1份的烷基磺酸季铵盐用10份乙酸丁酯稀释，得到抗静电剂混合液；将有机硅树脂混合液、抗静电剂混合液、6份的聚二乙基硅氧烷依次加入混合容器中，搅拌均匀，再添加剩余的40份乙酸丁酯，使乙酸丁酯的总添加量为90份，即得到石英玻璃纤维用有机硅型浸润剂。
实施例6：
本实施例提供一种石英玻璃纤维用有机硅型浸润剂，以质量份数计，该浸润剂包括10份的环氧树脂改性有机硅树脂、10份的聚二甲基硅氧烷、0.2份的咪唑啉基季铵盐、0.3份的聚乙二醇、78份的乙酸乙酯。
本实施例提供上述石英玻璃纤维用有机硅型浸润剂的制备方法，包括以下步骤：
以质量份数计，取40份乙酸乙酯，搅拌，加入0.3份的聚乙二醇，持续搅拌，加入10份的环氧树脂改性有机硅树脂，搅拌均匀，得到有机硅树脂混合液；将0.2份的咪唑啉基季铵盐用10份乙酸乙酯稀释，得到抗静电剂混合液；将有机硅树脂混合液、抗静电剂混合液、10份的聚二甲基硅氧烷依次加入混合容器中，搅拌均匀，再添加剩余的28份乙酸乙酯，使乙酸乙酯的总添加量为78份，即得到石英玻璃纤维用有机硅型浸润剂。
性能测试：
将实施例1～6中的浸润剂涂覆于石英玻璃纤维表面，经过烘箱烘干后，再经过合股制成石英玻璃纤维纱线，测试石英玻璃纤维纱线的断裂强度和表面毛羽，测试结果如表1所示：
表1 实施例1～6测试结果
断裂强度(N/tex) 纱线表面毛羽(根数)
实施例1 0.55 5～15
实施例2 0.50 5～15
实施例3 0.54 5～10
实施例4 0.55 5～15
实施例5 0.54 5～10
实施例6 0.52 5～10
本领域的技术人员可以对本发明实施例进行各种修改和变型，倘若这些修改和变型在本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则这些修改和变型也在本发明的保护范围之内。
说明书中未详细描述的内容为本领域技术人员公知的现有技术。

Claims (10)

1.一种石英玻璃纤维用有机硅型浸润剂，其特征在于：以质量份数计，该浸润剂包括4～10份的有机硅树脂、4～10份的硅油、0.1～2.0份的抗静电剂、0.1～2.0份的黏度调节剂、78～90份的稀释剂；所述稀释剂为乙酸乙酯或乙酸丁酯。
2.如权利要求1所述的石英玻璃纤维用有机硅型浸润剂，其特征在于：以质量份数计，该浸润剂包括5～8份的有机硅树脂、5～8份的硅油、0.5～1.0份的抗静电剂、0.5～1.0份的黏度调节剂、82～89份的稀释剂。
3.如权利要求2所述的石英玻璃纤维用有机硅型浸润剂，其特征在于：以质量份数计，该浸润剂包括8份的有机硅树脂、6份的硅油、0.5份的抗静电剂、0.5份的黏度调节剂、85份的稀释剂。
4.如权利要求1所述的石英玻璃纤维用有机硅型浸润剂，其特征在于：所述有机硅树脂为环氧树脂改性有机硅树脂或聚酯树脂改性有机硅树脂。
5.如权利要求1所述的石英玻璃纤维用有机硅型浸润剂，其特征在于：所述硅油为聚二甲基硅氧烷或聚二乙基硅氧烷。
6.如权利要求1所述的石英玻璃纤维用有机硅型浸润剂，其特征在于：所述抗静电剂为咪唑啉基季铵盐、脂肪胺聚氧乙烯季铵盐、烷基磺酸季铵盐中的任意一种。
7.如权利要求1所述的石英玻璃纤维用有机硅型浸润剂，其特征在于：所述黏度调节剂为聚乙二醇。
8.如权利要求1所述的石英玻璃纤维用有机硅型浸润剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
以质量份数计，取40～50份稀释剂，搅拌，加入0.1～2.0份的黏度调节剂，持续搅拌，加入4～10份的有机硅树脂，搅拌均匀，得到有机硅树脂混合液；将0.1～2.0份的抗静电剂用5～10份稀释剂稀释，得到抗静电剂混合液；将有机硅树脂混合液、抗静电剂混合液、4～10份的硅油依次加入混合容器中，搅拌均匀，再添加剩余的稀释剂，使稀释剂的总添加量为78～90份，得到石英玻璃纤维用有机硅型浸润剂；
所述稀释剂为乙酸乙酯或乙酸丁酯；所述有机硅树脂为环氧树脂改性有机硅树脂或聚酯树脂改性有机硅树脂；所述硅油为聚二甲基硅氧烷或聚二乙基硅氧烷；所述抗静电剂为咪唑啉基季铵盐、脂肪胺聚氧乙烯季铵盐、烷基磺酸季铵盐中的任意一种；所述黏度调节剂为聚乙二醇。
9.如权利要求8所述的石英玻璃纤维用有机硅型浸润剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
以质量份数计，取40～50份稀释剂，搅拌，加入0.5～1.0份的黏度调节剂，持续搅拌，加入5～8份的有机硅树脂，搅拌均匀，得到有机硅树脂混合液；将0.5～1.0份的抗静电剂用5～10份稀释剂稀释，得到抗静电剂混合液；将有机硅树脂混合液、抗静电剂混合液、5～8份的硅油依次加入混合容器中，搅拌均匀，再添加剩余的稀释剂，使稀释剂的总添加量为82～89份，得到石英玻璃纤维用有机硅型浸润剂。
10.如权利要求9所述的石英玻璃纤维用有机硅型浸润剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
以质量份数计，取40份稀释剂，搅拌，加入0.5份的黏度调节剂，持续搅拌，加入8份的有机硅树脂，搅拌均匀，得到有机硅树脂混合液；将0.5份的抗静电剂用10份稀释剂稀释，得到抗静电剂混合液；将有机硅树脂混合液、抗静电剂混合液、6份的硅油依次加入混合容器中，搅拌均匀，再添加剩余的35份稀释剂，使稀释剂的总添加量为85份，得到石英玻璃纤维用有机硅型浸润剂。
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