CN106220002B - 一种短切毡用玻璃纤维浸润剂及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种短切毡用玻璃纤维浸润剂，所述浸润剂由硅烷偶联剂、聚酯乳液、聚醋酸乙烯酯乳液、抗静电剂、润滑剂、表面活性剂、pH值调节剂和去离子水制成，pH值在2～10；各组分的质量用量占浸润剂总质量的百分比表示如下：(1)硅烷偶联剂0.5～3％；(2)聚酯乳液3～15％；(3)聚醋酸乙烯酯乳液1～5％；(4)润滑剂1～6％；(5)抗静电剂0.2～2％；(6)pH调节剂0.06～2％；(7)余量为去离子水。本发明的浸润剂赋予玻璃纤维良好的集束性、切割性、分散性，成品柔软性好，与树脂相容性好，浸透快，使制品具有良好的机械性能。

Description

一种短切毡用玻璃纤维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领域，特别涉及一种短切毡用玻璃纤维浸润剂。

背景技术

玻璃纤维短切毡是由连续玻璃纤维原丝以短切成50mm长度后,无定向地均匀分布,并配以粘结剂(或乳液粘结剂)所制成的一种中碱或无碱玻璃纤维无纺毡制品。玻璃纤维属无机非金属材料，是石油化工，电子电力，道路交通，航空航天等各领域中必不可少的重要原材料。国外从20世纪70年代初开始生产，现已发展成为玻璃纤维的主要产品之一。我国自20世纪70年代末，80年代初开始自行研制短切毡的生产设备和技术。通过不段的技术创新和技术引进，我国的短切毡生产技术水平得到了明显提高。目前，短切毡产品供不应求，大量出口海外，创造了良好的经济收益。伴随着市场对玻璃纤维毡的拉伸断裂强度和机械性能的需求的提高，需要研制一种或几种短切毡产品来满足市场的需求。

玻璃纤维浸润剂是用于玻璃纤维表面涂覆的一种表面处理剂，对玻璃纤维的制造至关重要，决定了纤维的作业性能和纤维在复合材料中的表现。浸润剂是由成膜剂、偶联剂和抗静电剂等混合形成多组分水溶液或乳液，能有效润滑玻璃纤维表面，使玻璃纤维光滑、柔软、耐磨，并赋予后期复合材料卓越的性能。浸润剂的作用主要表现在以下几个方面：润滑保护作用、粘结集束作用、防止玻璃纤维表面静电荷的积累以及使玻璃纤维获得与基材良好的相容性等。在浸润剂的作用下，玻纤制品具有理想的物理性能、力学性能、化学性能、电学性能以及耐老化性能等应用性能。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种短切毡用玻璃纤维浸润剂，解决了现有浸润剂生产出的玻纤切割性、集束性、分散性不好，机械力学性能无法满足高性能玻璃纤维毡的问题。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

一种短切毡用玻璃纤维浸润剂，所述浸润剂由硅烷偶联剂、聚酯乳液、聚醋酸乙烯酯乳液、抗静电剂、润滑剂、pH值调节剂和去离子水组成；各组分的质量用量占浸润剂总质量的百分比表示如下：

(1)硅烷偶联剂0.5～3％；

(2)聚酯乳液3～15％；

(3)聚醋酸乙烯酯乳液1～5％；

(4)润滑剂1～6％；

(5)抗静电剂0.2～2％；

(6)pH调节剂0.06～2％；

(7)余量为去离子水。

进一步地，所述浸润剂的各组分的质量用量占浸润剂总质量的百分比表示如下：

(1)硅烷偶联剂1～2％；

(2)聚酯乳液6～10％；

(3)聚醋酸乙烯酯乳液2～4％；

(4)润滑剂3～5％；

(5)抗静电剂1～1.5％；

(6)pH调节剂1～1.5％；

(7)余量为去离子水。

进一步地，所述的硅烷偶联剂为γ-(甲基丙烯酰氧基)丙基三甲氧基硅烷、γ-氨基丙基三乙氧基硅烷、γ-缩水甘油基丙烷三甲氧基硅烷、乙烯基三-(2-甲氧基乙氧基)硅烷、乙烯基三乙酰氧基硅烷中的一种或几种的混合。偶联剂的使用，可保护纤维在拉丝过程中的受损，并起到璃纤维和基体树脂间的“桥接”作用。

进一步地，所述的硅烷偶联剂为γ-(甲基丙烯酰氧基)丙基三甲氧基硅烷和γ-缩水甘油基丙烷三甲氧基硅烷的混合物。

进一步地，所述的聚酯乳液的分子量为3000-50000，聚醋酸乙烯酯乳液的分子量为5000-8000。

进一步地，所述的润滑剂为阳离子型润滑剂和非离子型润滑剂的混合物，两者的质量比为(1-4):1。

进一步地，所述的抗静电剂为氯化铵、氯化锂、硝酸锂中的一种。

进一步地，所述的pH调节剂为冰醋酸。

一种短切毡用玻璃纤维浸润剂的制备方法，包括如下步骤：

(1)向预混合容器中加入占浸润剂质量量30～50％的去离子水，边搅拌边加入冰醋酸，将pH值调至5.0～7.0，然后边搅拌边缓慢加入硅烷偶联剂，持续搅拌至液体表面澄清，得到硅烷偶联剂溶液；

(2)将聚酯乳液、聚醋酸乙烯酯乳液分别加入混合容器中，加入去离子水将其稀释；

(3)将润滑剂、抗静电剂用去离子水稀释后加入到步骤(2)稀释后的乳液中，搅拌均匀，得到混合液；

(4)将步骤(1)的硅烷偶联剂溶液加入到步骤(3)的混合液中，搅拌均匀，最后添加剩余的去离子水，调节固含量，即得本发明的浸润剂。

有益效果

与现有的技术相比，本发明所述浸润剂配方组分优化，简化配置制备工艺，使玻璃纤维短切性能优良，静电低、具有良好的集束性、切割性、分散性，与树脂相容性好，成品柔软性好，提高短切毡制品的机械强度和力学性能。

具体实施方式

下面通过具体实施例对本发明的技术方案做进一步的说明，但本发明的保护范围不限于此：

参见表1，下列实施例中偶联剂1是γ-(甲基丙烯酰氧基)丙基三甲氧基硅烷，型号是KH570，偶联剂2是γ-缩水甘油基丙烷三甲氧基硅烷，型号是KH560；抗静电剂为氯化铵；pH调节剂为工业级冰醋酸，购自济宁市旭力化工有限公司；润滑剂1是阳离子润滑剂，型号是6760L，润滑剂2是非离子型润滑剂购自江苏省海安石油化工厂，型号PEG200MO；聚醋酸乙烯酯乳液采自Frankin公司的682。

配制方法：

(1).向预混合容器中加入部分去离子水，边搅拌边加入冰醋酸，将pH值调至5.0～7.0，然后边搅拌边缓慢加入γ-(甲基丙烯酰氧基)丙基三甲氧基硅烷和γ-缩水甘油基丙烷三甲氧基硅烷，持续搅拌至液体表面澄清，得到硅烷偶联剂溶液；

(2).将聚酯乳液、聚醋酸乙烯酯乳液分别加入混合容器中，加入去离子水将其稀释；

(3).将润滑剂、抗静电剂分别用去离子水稀释后加入到步骤(2)稀释后的乳液中，搅拌均匀，得到混合液；

(4).将步骤(1)的硅烷偶联剂溶液加入到步骤(3)的混合液中，搅拌均匀，最后添加剩余的去离子水，调节固含量，即得浸润剂。

具体浸润剂配方如表1所示(表中数据为各物质的质量用量占浸润剂总质量的百分比)：

表1

拉丝工艺为1600孔两分拉300tex原丝，130℃*14h烘制。

上述实施例的测试结果如表2所示：

表2

从以上的配方测试实例中，我们可以从中看出，通过聚酯乳液、聚醋酸乙烯酯等主要成膜剂的调整，以及所用偶联剂的混合比例，对性能产生一定的影响，可以看出实例3是各方面性能较其他实例优异。以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

本发明实施例是在配方发明过程中，进行不断调整浸润剂各种成分的比例，进行配方的优化，来生产出满足客户需求的短切毡用玻璃纤维。

Claims (4)

1.一种短切毡用玻璃纤维浸润剂，其特征在于：所述浸润剂由硅烷偶联剂、聚酯乳液、聚醋酸乙烯酯乳液、抗静电剂、润滑剂、pH值调节剂和去离子水组成；各组分的质量用量占浸润剂总质量的百分比表示如下：

(1)硅烷偶联剂:所述的硅烷偶联剂为γ-(甲基丙烯酰氧基)丙基三甲氧基硅烷和γ-缩水甘油基丙烷三甲氧基硅烷的混合物，含量在1.5～3％；

(2)聚酯乳液：所述聚酯乳液的分子量为3000-50000，含量在3～15％；

(3)聚醋酸乙烯酯乳液：所述聚醋酸乙烯酯乳液的分子量为5000-8000，含量在3.5～5％；

(4)润滑剂:所述润滑剂为阳离子型润滑剂和非离子型润滑剂的混合物，两者的质量比为(1-4):1,含量在3～5％；

(5)抗静电剂含量在1.0～2％；

(6)pH调节剂含量在0.06～1.2％；

(7)余量为去离子水。

2.如权利要求1所述短切毡用玻璃纤维浸润剂，其特征在于：所述的抗静电剂为氯化铵、氯化锂、硝酸锂中的一种。

3.如权利要求1所述短切毡用玻璃纤维浸润剂，其特征在于：所述的pH调节剂为冰醋酸。

4.如权利要求1所述的一种短切毡用玻璃纤维浸润剂，其特征在于：所述浸润剂由如下方法制备而成：

(1)向预混合容器中加入占浸润剂质量量30～50％的去离子水，边搅拌边加入冰醋酸，将pH值调至5.0～7.0，然后边搅拌边缓慢加入硅烷偶联剂，持续搅拌至液体表面澄清，得到硅烷偶联剂溶液；

(2)将聚酯乳液、聚醋酸乙烯酯乳液分别加入混合容器中，加入去离子水将其稀释；

(3)将润滑剂、抗静电剂用去离子水稀释后加入到步骤(2)稀释后的乳液中，搅拌均匀，得到混合液；

(4)将步骤(1)的硅烷偶联剂溶液加入到步骤(3)的混合液中，搅拌均匀，最后添加剩余的去离子水，调节固含量，即得本发明的浸润剂。