CN106380090A - 一种增强工程塑料用玻璃纤维浸润剂及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种增强工程塑料用玻璃纤维浸润剂，所述浸润剂包含硅烷偶联剂、成膜剂、润滑剂、pH调节剂和水；所述成膜剂为聚氨酯乳液和环氧树脂乳液的共混物；所述的润滑剂为改性脂肪烃类润滑剂；所述的pH值调节剂为酸；本发明增强工程塑料用玻璃纤维耐高温，与热塑性树脂的结合效果好，并赋予复合材料突出的力学性能和电性能。

Description

一种增强工程塑料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，特别涉及一种工程塑料用玻璃纤维浸润剂。
背景技术
工程塑料是工程材料和代替金属制造机器零部件等的塑料。工程塑料具有优良的综合性能，刚性大，蠕变小，机械强度高，耐热性好，电绝缘性好，可在较苛刻的化学、物理环境中长期使用，可替代金属作为工程结构材料使用，但价格较贵，产量较小。和通用塑料相比，工程塑料在机械性能、耐久性、耐腐蚀性、耐热性等方面能达到更高的要求，而且加工更方便并可替代金属材料。工程塑料被广泛应用于电子电气、汽车、建筑、办公设备、机械、航空航天等行业，以塑代钢、以塑代木已成为国际流行趋势，工程塑料已成为当今世界塑料工业中增长速度最快的领域。尽管如此，现有的工程塑料仍不能够满足所有领域对其要求，因而，需要研究一种或者多种强度和机械性能更加优良的工程塑料。浸润剂是一种玻璃纤维表面处理剂，玻璃纤维从漏板流出后通常需要用水性的浸润剂进行处理，赋予玻璃纤维良好的加工性能及其复合材料优异的力学性能。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种增强工程塑料用玻璃纤维浸润剂，解决了现有浸润剂生产出的玻纤不耐高温，与热塑性塑料的结合效果不好，机械强度和力学性能无法满足工程塑料制品的问题。
为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：
一种增强工程塑料用玻璃纤维浸润剂，所述浸润剂包含硅烷偶联剂、成膜剂、润滑剂、pH调节剂和水；所述成膜剂为聚氨酯乳液和环氧树脂乳液的共混物；所述的润滑剂为改性脂肪烃类润滑剂；所述的pH值调节剂为酸；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：0.3～0.9％；
(2)成膜剂：5～13％；
(3)润滑剂：0.5～3.2％；
(4)pH调节剂：02～0.5％；
(5)余量为去离子水。
进一步地，所述浸润剂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：0.3～0.7％；
(2)成膜剂：6～12％；
(3)润滑剂：0.5～3.2％；
(4)pH调节剂：02～0.5％；
(5)余量为去离子水。
进一步地，所述硅烷偶联剂是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组合。
进一步地，所述硅烷偶联剂为γ-(甲基丙烯酰氧基)丙基三甲氧基硅烷与γ-氨基丙基三乙氧基硅烷按照质量比1:1的混合物。
进一步地，所述聚氨酯乳液与环氧乳液的质量比为1：5，其中聚氨酯乳液的分子量为6000-30000，环氧树脂乳液的环氧当量300-6000。
进一步地，所述的pH调节剂为冰醋酸。
进一步地，所述的一种增强工程塑料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总量30～60％的去离子水，边搅拌边加入醋酸，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).将聚氨酯乳液、环氧乳液分别加入混合容器中，加入去离子水将其稀释；
(3).将润滑剂分别用去离子水稀释后加入到已稀释后的成膜剂乳液中，搅拌均匀，得到混合液；
(4).将稀释后的硅烷偶联剂溶液加入到混合液中，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。
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，赋予纤维良好的加工性能，耐高温，与热塑性塑料的结合效果好,提高工程塑料的机械强度和力学性能。
具体实施方式
下面以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-氨基丙基三乙氧基硅烷，型号是KH550；pH调节剂为工业级冰醋酸，购自济宁市旭力化工有限公司；润滑剂是采自意大利DSM，型号NeoxilLC19710；聚氨酯乳液采自意大利COIM，型号FILCO322；环氧乳液采自意大利COIM，型号FILCO362。
制备方法：
(1).向预混合容器中加入占浸润剂总量30～60％的去离子水，边搅拌边加入醋酸，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).将聚氨酯乳液、环氧乳液分别加入混合容器中，加入去离子水将其稀释；
(3).将润滑剂分别用去离子水稀释后加入到已稀释后的成膜剂乳液中，搅拌均匀，得到混合液；
(4).将稀释后的硅烷偶联剂溶液加入到混合液中，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。
具体浸润剂配方如下表所示(其中表中数据为组分质量用量占浸润剂总质量的百分比)：
表1
拉丝工艺为5000孔拉2000tex原丝，130℃*14h烘制，微波全开。
上述实施例的测试结果如表2所示：
表2
以上测试数据是采用通用的玻璃纤维产品测试方法进行测试。从以上的配方测试实例中，通过聚氨酯乳液与环氧乳液等主要成膜剂的调整，以及所用两种偶联剂的混合比例，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，且是生产效率高的产品。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增强工程塑料用玻璃纤维。
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。

Claims (7)

1.一种增强工程塑料用玻璃纤维浸润剂，所述浸润剂包含硅烷偶联剂、成膜剂、润滑剂、pH调节剂和水；所述成膜剂为聚氨酯乳液和环氧树脂乳液的共混物；所述的润滑剂为改性脂肪烃类润滑剂；所述的pH值调节剂为酸；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：0.3～0.9％；
(2)成膜剂：5～13％；
(3)润滑剂：0.5～3.2％；
(4)pH调节剂：02～0.5％；
(5)余量为去离子水。
2.如权利要求1所述的玻璃纤维浸润剂，其特征在于：所述浸润剂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：0.3～0.7％；
(2)成膜剂：6～12％；
(3)润滑剂：0.5～3.2％；
(4)pH调节剂：02～0.5％；
(5)余量为去离子水。
3.如权利要求1所述的玻璃纤维浸润剂，其特征在于：所述硅烷偶联剂为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组合。
4.如权利要求1所述的玻璃纤维浸润剂，其特征在于：所述硅烷偶联剂为γ-(甲基丙烯酰氧基)丙基三甲氧基硅烷与γ-氨基丙基三乙氧基硅烷的混合物，两者的质量比为1:1。
5.如权利要求1所述的玻璃纤维浸润剂，其特征在于：所述聚氨酯乳液与环氧乳液的质量比为1：5，聚氨酯乳液分子量为6000-30000，环氧树脂乳液分子量为300-6000。
6.如权利要求1所述的玻璃纤维浸润剂，其特征在于：所述的pH调节剂为冰醋酸。
7.如权利要求1至6任一项所述的一种增强工程塑料用玻璃纤维浸润剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1).向预混合容器中加入占浸润剂总量30～60％的去离子水，边搅拌边加入醋酸，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).将聚氨酯乳液、环氧乳液分别加入混合容器中，加入去离子水将其稀释；
(3).将润滑剂分别用去离子水稀释后加入到已稀释后的成膜剂乳液中，搅拌均匀，得到混合液；
(4).将稀释后的硅烷偶联剂溶液加入到混合液中，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。
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