CN109320101A - 一种汽车顶棚专用纱玻璃纤维浸润剂 - Google Patents

Abstract

一种汽车顶棚专用纱玻璃纤维浸润剂，由硅烷偶联剂、润滑剂、主成膜剂、辅助成膜剂、pH调节剂、抗静电剂和去离子水制成，其中成膜剂由水性环氧酯类乳液、环氧改性聚酯乳液、聚醋酸乙烯酯乳液组成，浸润剂固含量为4.0～12.0％。涂覆本发明浸润剂的玻璃纤维原丝束，玻璃纤维与基体树脂相容性好，有效提高了玻璃纤维增强材料的机械强度，同时改善纱线之间的粘连，毛羽问题，并且后序制品的机械性高，能够满足市场及应用需求。

Description

一种汽车顶棚专用纱玻璃纤维浸润剂

技术领域

本发明属于玻璃纤维浸润剂领域，特别涉及一种汽车顶棚专用纱玻璃纤维浸润剂。

背景技术

在玻璃纤维拉丝过程中，需要在玻璃纤维表面涂覆一种以有机溶物乳状液或溶液为主体的多相结构的专用表面处理剂。这种涂覆物既能有效地润滑玻璃纤维表面，又能将数百根乃至数千根玻纤单丝集成一束，还能改变玻璃纤维的表面状态，这样不仅满足了玻纤原丝后道工序加工性能的要求，而且在复合材料中还能促进玻璃纤维与被增强的高分子聚合物的结合。

浸润剂对玻纤的生产和应用都是非常重要的，如果在高速拉制直径极细的玻纤过程中，不在纤维表面涂覆浸润剂，不仅会因磨损严造成断丝、飞丝，导致拉丝作业无法完成。因此，浸润剂的性能对玻纤的性质及应用具有重要的作用。

发明内容

本发明提供一种汽车顶棚专用纱玻璃纤维浸润剂，涂覆本发明浸润剂的玻璃纤维与基体树脂相容性好，有效提高了玻璃纤维增强材料的机械强度，同时改善纱线之间的粘连，毛羽问题，并且后序制品的机械性高，能够满足市场及应用需求。

本发明采用如下技术方案：

一种汽车顶棚专用纱玻璃纤维浸润剂，由下列组分制成，各组分的质量占浸润剂质量百分比如下：

所述的玻璃纤维浸润剂，其特征在于：各组分的质量占浸润剂质量百分比如下：

所述的偶联剂是γ-脲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、γ-(甲基丙烯酰氧基)丙基三甲氧基硅烷、阳离子苄基氨基硅烷γ-氯代丙基三甲氧基硅烷中的一种或几种的组合。

所述硅烷偶联剂采用γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧硅烷和阳离子苄基氨基硅烷的组合物；两者质量比为3：1～1：4。

所述的润滑剂为阳离子型润滑剂、非离子型润滑剂的混合物，质量比为3:1。

润滑剂的用量对于玻璃纤维的影响也很大，润滑剂过少，会使得其在使用过程中顺畅性下降，容易引起毛丝、断纱等现象；但是使用过多的润滑剂又会影响玻璃纤维纱的集束性，同时降低玻璃纤维与树脂界面的结合，并最终降低玻璃钢制品的机械性能。所述的阳离子型润滑剂优选为烷基咪唑啉季铵盐、咪唑啉聚乙烯亚胺聚酰胺盐、脂肪酰胺、脂肪酸季胺溴盐中的任一种，所述的非离子型优选为聚乙二醇、矿物油中的任一种。

成膜剂是浸润剂中最重要的成分之一，对玻璃纤维的耐磨性以及后续加工性能起着主导性的作用。同时，成膜剂也起到保护玻璃纤维拉丝过程以及提高玻璃纤维与基体树脂的相容性的作用。选择合适的成膜剂，既能保证纱线的集束性和在后序使用中的顺畅性，又能确保玻璃纤维拥有快速浸透的性能，从而保证玻璃纤维与基体树脂混合均匀以及界面结合作用充分且完全，因而它也是本发明中提高复合材料水煮性能关键的因素之一，因而成膜剂在浸润剂配方配制中的含量需要占有绝对优势。

所述的成膜剂是水性环氧酯类乳液、环氧改性聚氨酯乳液的混合物。水性环氧酯类乳液以其固体质量计占浸润剂固体质量的6～15％；环氧改性聚氨酯乳液以其固体质量计占浸润剂固体质量的20～60％；水性环氧酯类成膜剂的环氧当量为200-1000g。

所述抗静电剂为无机抗静电剂，优选氯化铵、氯化锂、硝酸锂中的任一种。

所述浸润剂的制备方法为：

(1)在干净的偶联剂分散斧中加入偶联剂重量50倍的常温去离子水，搅拌下缓慢加入硅烷偶联剂，将硅烷偶联剂分散至澄清，要求表面无油珠，分散时间约20分钟；

(2)取规定量的润滑剂，用2-3倍50-60℃温水溶解稀释，并搅拌均匀，搅拌3分钟至溶液分散均匀；

(3)将水性环氧酯类乳液、环氧改性聚氨酯乳液分别用5--10倍常温水稀释好,加入配制罐中搅拌；

(4)将剩余组分依次加入到配制罐中，向配制罐内加入余量的去离子水至规定值。

本发明所述的浸润剂，按照本领域常规的玻纤生产工艺制得，其可燃物含量一般控制在0.4-0.8％，纱线的集束性、切割性及分散性都能够满足汽车顶棚专用纱工艺的要求。

本发明与现有技术相比，涂覆本发明浸润剂的玻璃纤维与基体树脂相容性好，有效提高了玻璃纤维增强材料的机械强度，同时改善纱线之间的粘连，毛羽问题，并且后序制品的机械性高，能够满足市场及应用需求。

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：本发明实例中：偶联剂是γ-(甲基丙烯酰氧基)丙基三甲氧基硅烷，型号是KH570；pH调节剂为工业级冰醋酸；润滑剂1是阳离子润滑剂6760，润滑剂2是非离子型润滑剂型号PEG300；水性环氧酯类乳液选用P-70、环氧改性聚氨酯乳液为FILCO 339；抗静电剂为硝酸锂。配方如下表所示。

表格1

表2 用实例1～6配方制备的浸润剂生产的直接纱的测试结果

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。通过调整组分的相对含量，可以获得性能各异的产品。实例3、4效果更佳，使用过程中性能做好。本发明实施例根据的技术特点，通过浸润剂原料的选择，配方的优化，采用本领域常规的合适的玻璃纤维生产工艺，生产出满足汽车顶棚专用纱玻璃纤维的产品。

以上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。

Claims (10)

1.一种汽车顶棚专用纱玻璃纤维浸润剂，由下列组分制成，各组分的质量占浸润剂质量百分比如下：

2.如权利要求1所述的玻璃纤维浸润剂，其特征在于：各组分的质量占浸润剂质量百分比如下：

3.如权利要求1所述的玻璃纤维浸润剂，其特征在于：所述的偶联剂是γ-脲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、γ-(甲基丙烯酰氧基)丙基三甲氧基硅烷、阳离子苄基氨基硅烷γ-氯代丙基三甲氧基硅烷中的一种或几种的组合。

4.如权利要求1所述浸润剂，其特征在于：所述硅烷偶联剂采用γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧硅烷和阳离子苄基氨基硅烷的组合物；两者质量比为3：1～1：4。

5.如权利要求1～4之一所述的玻璃纤维浸润剂，其特征在于：所述的润滑剂为阳离子型润滑剂、非离子型润滑剂的混合物，质量比为3:1。

6.如权利要求5所述的玻璃纤维浸润剂，其特征在于：所述的阳离子型润滑剂优选为烷基咪唑啉季铵盐、咪唑啉聚乙烯亚胺聚酰胺盐、脂肪酰胺、脂肪酸季胺溴盐中的任一种，所述的非离子型优选为聚乙二醇、矿物油中的任一种。

7.如权利要求1～6之一所述的玻璃纤维浸润剂，其特征在于：所述的成膜剂是水性环氧酯类乳液、环氧改性聚氨酯乳液的混合物。

8.如权利要求1～7之一所述的玻璃纤维浸润剂，其特征在于：水性环氧酯类乳液以其固体质量计占浸润剂固体质量的6～15％；环氧改性聚氨酯乳液以其固体质量计占浸润剂固体质量的20～60％；水性环氧酯类成膜剂的环氧当量为200-1000g。

9.如权利要求1～8之一所述的玻璃纤维浸润剂，其特征在于：抗静电剂为无机抗静电剂，优选氯化铵、氯化锂、硝酸锂中的任一种。

10.如权利要求1所述的玻璃纤维浸润剂，其特征在于：所述浸润剂的制备方法为：

(1)在干净的偶联剂分散斧中加入偶联剂重量50倍的常温去离子水，搅拌下缓慢加入硅烷偶联剂，将硅烷偶联剂分散至澄清，要求表面无油珠，分散时间约20分钟；

(2)取规定量的润滑剂，用2-3倍50-60℃温水溶解稀释，并搅拌均匀，搅拌3分钟至溶液分散均匀；

(3)将水性环氧酯类乳液、环氧改性聚氨酯乳液分别用5--10倍常温水稀释好,加入配制罐中搅拌；

(4)将剩余组分依次加入到配制罐中，向配制罐内加入余量的去离子水至规定值。