CN109626843A

CN109626843A - 一种表面粗化的玻璃纤维

Info

Publication number: CN109626843A
Application number: CN201811650027.XA
Authority: CN
Inventors: 王红立; 李海波; 吴若晨; 高勇
Original assignee: Zhengzhou Lingyu New Materials Co Ltd
Current assignee: Zhengzhou Lingyu New Materials Co Ltd
Priority date: 2018-12-31
Filing date: 2018-12-31
Publication date: 2019-04-16

Abstract

本发明公开了一种表面粗化的玻璃纤维，其组成包含以下成分，以重量百分比表示：60～70%的SiO₂，6～10%的Al₂O₃，0～5%的CaO，0～1%的K₂O，0～1%的Na₂O，0～5%的MgO，5～10%的B₂O₃，0～10%的高炉渣，5～10%的发泡剂。经漏板式喷雾器冷却纤维时，在喷雾器中加入发泡剂，将玻璃纤维表面粗糙处理，玻璃纤维表面产生许多大小不同的凹凸，能与热塑性塑料紧密粘结，使玻璃纤维易与塑料基体结合，与基体材料复合性能得到提高。

Description

一种表面粗化的玻璃纤维

技术领域

本发明涉及玻璃纤维领域，具体涉及一种表面粗化的玻璃纤维。

背景技术

玻璃纤维是以玻璃球或废旧玻璃为原料经高温熔制、拉丝、络纱、织布等工艺制造的一种性能优异的无机非金属材料，种类繁多。玻璃纤维具有抗腐、隔热、隔音性能好，抗拉强度高，电绝缘性能好等优点。玻璃纤维通过作为复合材料中的增强材料，电子纤维成为建筑、交通、电子、电气、化工、冶金、环境等行业不可少的原材料，玻璃纤维日益受到了人们的重视。

玻璃纤维作为复合材料中的增强材料，赋予复合材料以高强度和高模量等力学性能。玻璃纤维具有良好的电学、热学、力学性能，但是，它们与塑料基体复合时，普遍存在相容性查的问题。传统的玻璃纤维是从高温熔化的玻璃窑炉中拉出细丝，将多条细丝捻成一股，这种制备方法制备出来的玻璃纤维未经处理，玻璃纤维表面比较光滑，玻璃纤维不能很好的和偶联剂配合，塑料基体与玻璃纤维的浸润状态不佳，存在着玻璃纤维拔出的现象，塑料与玻璃纤维之间的结合力有限，生产出来的玻璃纤维复合材料的综合性能相对不高。

发明内容

本发明要解决的技术问题是玻璃纤维与塑料基体相容性差，为解决上述问题，本发明提供一种表面粗化的玻璃纤维，大幅提高玻璃纤维表面粗糙度，提高塑料与玻璃纤维之间的结合力。

本发明的目的是以下述方式实现的：

一种表面粗化的玻璃纤维，其组成包含以下成分，以重量百分比表示：60～70%的SiO₂，6～10%的Al₂O₃，0～5%的CaO，0～1%的K₂O，0～1%的Na₂O，0～5%的MgO，5～10%的B₂O₃，0～10%的高炉渣，5～10%的发泡剂。

进一步，所述发泡剂采用碳化硅、碳酸氢钠、硅酸钠以3:2:2的比例组成。

进一步，所述玻璃纤维表面涂覆有硅烷偶联剂。

进一步，表面粗化的玻璃纤维用于增强热塑性塑料。

相对于现有技术，本发明具有以下有益效果：经漏板式喷雾器冷却纤维时，在喷雾器中加入发泡剂，将玻璃纤维表面粗糙处理，玻璃纤维表面产生许多大小不同的凹凸，能与热塑性塑料紧密粘结，使玻璃纤维易与塑料基体结合，与基体材料复合性能得到提高。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

其中1是玻璃纤维，2是玻璃纤维表面凸起，3是玻璃纤维表面凹陷。

具体实施方式

实施例1：

本实施例的表面粗化的玻璃纤维由一下组分制成：

60g的SiO₂，6g的Al₂O₃, 5g的CaO， 1g的K₂O，1g的Na₂O，5g的MgO，10g的B₂O₃，7g的高炉渣，5g的发泡剂。

5g的发泡剂由1500目的碳化硅2.14g、国药集团化学试剂有限公司的碳酸氢钠1.43g、国药集团化学试剂有限公司的硅酸钠1.43g。

该表面粗化的玻璃纤维的制备方法是：将玻璃球在1265℃下熔融，熔融的玻璃液以每分钟600～4800米的速度迅速拉出坩埚漏斗，经漏板式喷雾器冷却成纤维时，在喷雾器中加入上述发泡剂，成为表面粗糙的连续玻璃纤维，然后经过浸润槽，加上浸润液，经分束器分拉，由集束器合股，使分散的单丝结成一股原丝，经拉丝机卷绕和滑梭排线，绕制成玻璃纤维无捻粗纱纱团。

表面粗化程度的检测：

如图1所示，将玻璃纤维1放置在莱卡光学显微镜下，放大200倍，观察玻璃纤维表面凸起2和凹陷3情况，对实际长度0.1cm范围内的玻璃纤维表面明显凸起和凹陷，即对直径大于等于0.1μm的凸起和凹陷进行统计计数，取5段不同玻璃纤维段进行检测后测量表面粗化程度求平均值。

实施例2到实施例5：

各实施例与实施例1不同之处，在于组分的组成，具体见表1。

对比例：

对比例与实施例主要不同在于，对比例的玻璃纤维的组分不含发泡剂，对比例的制备过程是：将玻璃球在1265℃下熔融，熔融的玻璃液以每分钟600～4800米的速度迅速拉出坩埚漏斗，经漏板式喷雾器冷却呈纤维，然后经过浸润槽，加上浸润液，经分束器分拉，由集束器合股，使分散的单丝结成一股原丝，经拉丝机卷绕和滑梭排线，绕制成玻璃纤维无捻粗纱纱团。

对比例的组分的组成，具体见表2。

实施例1至实施例5和对比例的表面粗化程度结果具体见表3。

由表3可以明显看出，本发明的玻璃纤维表面粗化程度提高，玻璃纤维表面出现不同程度的凹凸。

进一步，将表面粗化的玻璃纤维表面涂覆硅烷偶联剂，硅烷偶联剂包括：单氨基硅烷、二氨基硅烷、甲基硅烷、环氧硅烷、乙烯基硅烷、丙烯酸硅烷、脲基硅烷，可以根据与热塑性塑料的相容性选定硅烷偶联剂即可。

进一步，将表面粗化的玻璃纤维与热塑性塑料进行混合并生产成制品，以增强热塑性塑料，表面粗化的玻璃纤维表面粗化程度高，提高玻璃纤维与热塑性塑料之间的结合力，使得满足工业发展需求。

以上所述的仅是本发明的优选实施例，应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明整体构思前提下，还可以作出若干改变和改进，这里无需也无法对所有的实施例予以穷举，而由此所引出的显而易见的变化或变动这些也应该视为本发明的保护范围。

Claims

1.一种表面粗化的玻璃纤维，其特征在于：其组成包含以下成分，以重量百分比表示：60～70%的SiO₂，6～10%的Al₂O₃，0～5%的CaO，0～1%的K₂O，0～1%的Na₂O，0～5%的MgO，5～10%的B₂O₃，0～10%的高炉渣，5～10%的发泡剂。

2.根据权利要求1所述的表面粗化的玻璃纤维，其特征在于：发泡剂采用碳化硅、碳酸氢钠、硅酸钠以3:2:2的比例组成。

3.根据权利要求1所述的表面粗化的玻璃纤维，其特征在于：玻璃纤维表面涂覆有硅烷偶联剂。

4.根据权利要求1所述的表面粗化的玻璃纤维，其特征在于：表面粗化的玻璃纤维用于增强热塑性塑料。