CN110294600A - 一种玻璃纤维浸润剂及其制备方法和应用 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种玻璃纤维浸润剂，所述玻璃纤维浸润剂适用于挤出与注塑成型工艺，包含以下组分，各组分的含量以质量百分比表示如下：硅烷偶联剂0.10～3.00％；成膜剂2.00～25.00％；增塑剂0～1.00％；润滑剂0.01～2.00％；pH值调节剂0.01～2.00％；水67.00～97.88％；成膜剂为第一成膜剂和第二成膜剂的混合物，所述第一成膜剂和所述第二成膜剂的质量比为10:1～1:8。采用本发明浸润剂涂覆生产的玻璃纤维无捻粗纱，适用于生产玻璃纤维增强热塑性塑料。

Description

一种玻璃纤维浸润剂及其制备方法和应用

技术领域

本发明涉及一种玻璃纤维浸润剂及其制备方法和应用，尤其涉及一种适用于挤出与注塑成型工艺的玻璃纤维浸润剂及其制备方法和应用。

背景技术

以玻璃纤维增强的各种热塑性树脂复合材料，被广泛应用于交通工具、电器设备、建筑制品等行业。挤出与注塑成型是一种将玻璃纤维无捻粗纱或短切原丝与热塑性树脂通过挤出机混合挤出并切成粒子，然后将这些塑料粒子经过注塑成型得到最终制品的工艺。挤出与注塑成型工艺是热塑性复合材料的一种主要加工工艺。

目前，行业内现有的挤出与注塑成型工艺用玻璃纤维浸润剂，虽然在一定程度上满足了玻璃纤维生产的需要，但存在着玻璃纤维与热塑性基体树脂相容性不好，玻璃纤维在混合过程中分散不均匀等问题。该缺陷易造成生产的复合材料表面出现玻璃纤维外露，机械性能波动大等问题，不能满足高端客户的需求。

因此，亟需研制一款浸润剂，适用于挤出和注塑工艺，且能有效克服现有技术浸润剂存在的上述缺陷和问题。

发明内容

本发明旨在解决上述问题，提供一种用于挤出与注塑成型工艺的玻璃纤维浸润剂，该浸润剂通过改变玻璃纤维表面的物理和化学性质，能够有效提高玻璃纤维各项性能，满足挤出与注塑成型工艺的使用，因其与热塑性塑料有较高的相容性，其生产的玻璃纤维增强塑料制品具有机械强度稳定、制品表面性能好、使用寿命长等优点。

在本发明中，热塑性塑料是指PA、PBT、PP等受热软化，可反复加工的塑料。

根据本发明的一个方面，提供一种玻璃纤维浸润剂，所述玻璃纤维浸润剂尤其适用于挤出与注塑成型工艺，包含以下组分，所述各组分的含量以质量百分比表示如下：

其中，所述成膜剂为第一成膜剂和第二成膜剂的混合物，所述第一成膜剂和所述第二成膜剂的质量比为10:1～1:8。

优选的，所述各组分的含量以质量百分比表示如下：

其中，所述成膜剂为第一成膜剂和第二成膜剂的混合物，所述第一成膜剂和所述第二成膜剂的质量比为10:1～1:8。

其中，所述第一成膜剂为环氧乳液，所述第二成膜剂为聚氨酯乳液，所述环氧乳液选自缩水甘油酯型环氧乳液、脂肪族缩水甘油醚环氧乳液、双酚A型环氧乳液、双酚F型环氧乳液、双酚AD型环氧乳液、双酚S型环氧乳液和多酚型环氧乳液中的一种或多种；所述聚氨酯乳液选自聚酯型聚氨酯或聚醚型聚氨酯。

其中，所述硅烷偶联剂为γ-氨基丙基三乙氧基硅烷、γ-氨基丙基三甲氧基硅烷、γ-异氰酸酯基丙三乙氧基硅烷、三氨酯硅烷、N-β-(氨乙基)-γ-氨基丙基三甲氧基硅烷、γ-脲基丙基三甲氧基硅烷、γ-缩水甘油醚丙基三甲氧基硅烷、3-缩水甘油基丙基甲氧二乙氧基硅烷、乙氧基聚甲酰胺中的一种或多种。

其中，所述硅烷偶联剂包括第一硅烷偶联剂和第二硅烷偶联剂，所述第一硅烷偶联剂和所述第二硅烷偶联剂均选自γ-氨基丙基三乙氧基硅烷、γ-氨基丙基三甲氧基硅烷、γ-异氰酸酯基丙三乙氧基硅烷、三氨酯硅烷、N-β-(氨乙基)-γ-氨基丙基三甲氧基硅烷、γ-脲基丙基三甲氧基硅烷、γ-缩水甘油醚丙基三甲氧基硅烷、3-缩水甘油基丙基甲氧二乙氧基硅烷和乙氧基聚甲酰胺。

其中，

所述增塑剂为饱和聚酯类增塑剂、苯多酸酯类增塑剂、苯甲酸酯类增塑剂、已二酸酯的聚合物增塑剂、多元醇酯类增塑剂中的一种或多种；

所述润滑剂为苯甲基硅氧烷、饱和脂肪酸脂、脂肪酰胺缩聚物、PEG类润滑剂、乳化矿物油中的一种或多种；

所述pH值调节剂为甲酸、乙酸、柠檬酸和有机胺类中的一种或多种。

其中，所述润滑剂包括第一润滑剂和第二润滑剂，所述第一润滑剂和所述第二润滑剂均选自苯甲基硅氧烷、饱和脂肪酸脂、脂肪酰胺缩聚物、PEG类润滑剂和乳化矿物油。

本发明中，一方面，添加偶联剂可以使玻璃纤维原丝具有较好的滑爽性，减少机械磨损，有效地保护玻璃纤维；另一方面，偶联剂分子能弥补玻璃纤维在拉丝过程中产生的微裂纹，起到保护玻璃纤维的作用。偶联剂分子结构中含有机与无机两个不同的官能团，无机官能团能够与玻璃表面的羟基发生反应，另一有机官能团能够与被增强的基体树脂发生反应，起一个桥梁作用。因此，选择合适的硅烷偶联剂，可以提高玻璃纤维增强复合材料的机械强度、耐老化性及使用寿命。

其中，偶联剂的添加量要有一个合理的范围：添加太少，会造成界面桥接作用不够，影响玻璃纤维与树脂基体的界面结合，从而导致复合材料力学性能不足；如果添加太多，则因相应的活性组分己经饱和，会造成浪费，增加玻璃纤维制造成本。发明人通过无数次实验研究发现，在本发明中，当硅烷偶联剂在浸润剂中的重量百分比含量为0.10～3.00％时，生产的玻璃纤维增强复合材料各项性能指标都能够很好的符合各项要求。优选的，本发明所述的硅烷偶联剂含量为0.40～2.00％，进一步优选为0.50～1.50％。

玻璃纤维常用的硅烷偶联剂有乙烯基硅烷偶联剂、甲基丙烯氧基硅烷偶联剂、氨基硅烷偶联剂、环氧基硅烷偶联剂等。其中，本发明的硅烷偶联剂使用γ-氨基丙基三乙氧基硅烷、γ-氨基丙基三甲氧基硅烷、γ-异氰酸酯基丙三乙氧基硅烷、三氨酯硅烷、N-β-(氨乙基)-γ-氨基丙基三甲氧基硅烷、γ-脲基丙基三甲氧基硅烷、γ-缩水甘油醚丙基三甲氧基硅烷、3-缩水甘油基丙基甲氧二乙氧基硅烷和乙氧基聚甲酰胺中一种或多种的组合；优选的，本发明硅烷偶联剂为γ-氨基丙基三乙氧基硅烷、γ-异氰酸酯基丙三乙氧基硅烷和γ-缩水甘油醚丙基三甲氧基硅烷中一种或多种的组合。

优选的，本发明所述硅烷偶联剂包括第一硅烷偶联剂和第二硅烷偶联剂，第一硅烷偶联剂和第二硅烷偶联剂均选自γ-氨基丙基三乙氧基硅烷、γ-氨基丙基三甲氧基硅烷、γ-异氰酸酯基丙三乙氧基硅烷、三氨酯硅烷、N-β-(氨乙基)-γ-氨基丙基三甲氧基硅烷、γ-脲基丙基三甲氧基硅烷、γ-缩水甘油醚丙基三甲氧基硅烷、3-缩水甘油基丙基甲氧二乙氧基硅烷和乙氧基聚甲酰胺。

特例性的，本发明偶联剂可以为γ-氨基丙基三乙氧基硅烷和γ-异氰酸酯基丙三乙氧基硅烷的组合，当选用这两种组分时，既可增强PA、PBT，也能增强PP树脂，通用性更好。γ-氨基丙基三乙氧基硅烷是一种常用的氨基硅烷偶联剂，与多种基体树脂都有架桥作用，因而经济性较好；γ-异氰酸酯基丙三乙氧基硅烷反应活性高，特别适合应用于玻璃纤维增强PP树脂，这类惰性树脂，使用常规偶联剂与其反应不大，增强效果不好，而采用γ-异氰酸酯基丙三乙氧基硅烷增强效果则很好。根据增强的基体树脂不同，可以选择γ-氨基丙基三乙氧基硅烷和γ-异氰酸酯基丙三乙氧基硅烷的两种偶联剂的不同比例关系，增强PA和PBT时，γ-氨基丙基三乙氧基硅烷比例高，一般的，γ-氨基丙基三乙氧基硅烷和γ-异氰酸酯基丙三乙氧基硅烷的两种偶联剂的比例为8：0～1：1；而增强PP时，γ-异氰酸酯基丙三乙氧基硅烷比例较高，γ-氨基丙基三乙氧基硅烷和γ-异氰酸酯基丙三乙氧基硅烷的两种偶联剂的比例为2：1～1：6。当采用上述两种偶联剂组合，并调整至上述适宜质量比时，与本发明提供的成膜剂、润滑剂相互配合，可以有效提高玻璃纤维增强基体材料的强度和使用寿命。

成膜剂是玻璃纤维浸润剂中最重要的成分之一，决定着玻璃纤维生产、加工及由其增强的树脂复合材料的性能。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。

本发明成膜剂为第一成膜剂和第二成膜剂的混合物，第一成膜剂和第二成膜剂的质量比为10:1～1:8。第一成膜剂为环氧乳液；第二成膜剂为聚氨酯乳液。其中，第一成膜剂选自缩水甘油酯型环氧乳液、脂肪族缩水甘油醚环氧乳液、双酚A型环氧乳液、双酚F型环氧乳液、双酚AD型环氧乳液、双酚S型环氧乳液和多酚型环氧乳液中的一种或多种，优选的，第一成膜剂为缩水甘油酯型环氧乳液或双酚A型环氧乳液。环氧树脂成膜剂经济性较好，同时可以提高浸润剂的稳定性。第二成膜剂选自聚酯型聚氨酯或聚醚型聚氨酯。聚氨酯在高温下发生反应可以提高玻璃纤维与塑料的接合性，从而提高玻璃纤维的集束性，减少玻璃纤维的毛丝。本发明中，成膜剂在浸润剂中的重量百分比含量控制为2.00～25.00％，优选为4.00～13.00％，更优选为5.00～10.00％。根据增强的基体树脂不同，可以选择环氧乳液与聚氨酯乳液成膜剂的不同比例配置，如增强PBT基体树脂时，环氧乳液与聚氨酯乳液的比例为8：1～2：1；增强PP树脂时，环氧乳液与聚氨酯乳液的比例为1：6～1：1；增强PA树脂时，环氧乳液与聚氨酯乳液的比例为1：5～1：1。

环氧乳液和聚氨酯乳液成膜剂与γ-氨基丙基三乙氧基硅烷和γ-异氰酸酯基丙三乙氧基硅烷偶联剂结合使用，可以提高玻璃纤维与热塑性树脂的相容性，从而提高增强热塑性树脂的机械强度，减少制品的玻璃纤维留痕，提高复合材料的制品表面效果；热塑性树脂复合材料的加工温度较高，一般都在170℃以上，PA的加工温度达到270℃以上，甚至高于300℃。本发明的偶联剂与成膜剂结合使用可提高玻璃纤维增强复合材料的交联密度，从而提高复合材料的耐温性能。

增塑剂的主要作用为提高成膜剂的柔韧性和浸润性。本发明中，增塑剂为饱和聚酯类增塑剂、苯多酸酯类增塑剂、苯甲酸酯类增塑剂、已二酸酯的聚合物增塑剂和多元醇酯类增塑剂中的一种或多种。增塑剂的含量为0～1.00％。本发明中，润滑剂为苯甲基硅氧烷、饱和脂肪酸脂、脂肪酰胺缩聚物、PEG类润滑剂和乳化矿物油中的一种或多种。优选的，润滑剂包括第一润滑剂和第二润滑剂，第一润滑剂和第二润滑剂均选自苯甲基硅氧烷、饱和脂肪酸脂、脂肪酰胺缩聚物、PEG类润滑剂和乳化矿物油。优选表面滑爽较好的苯甲基硅氧烷和PEG类组合物。本发明浸润剂中，润滑剂的含量为0.01～2.0％，优选为0.1～1％。当润滑剂选用苯甲基硅氧烷和PEG类组合物时，所述的苯甲基硅氧烷与PEG类润滑剂的质量比为1：1～2：1，采用组合润滑剂可以提高玻璃纤维表面润滑性，同时可解决玻璃纤维在塑料混合过程中的流动性问题，提高制品表面效果。

本发明中，pH值调节剂选自甲酸、乙酸、柠檬酸和有机胺类中一种或多种。pH值调节剂的含量为0.01～2.0％，优选为0.05～1.5％。

根据本发明的第二个方面，提供了一种上述玻璃纤维浸润剂的制备方法，包括如下步骤：

1)对所述硅烷偶联剂加水进行预分散；

2)对所述润滑剂加水进行预溶解处理；

3)在所述第一成膜剂中滴加所述增塑剂，对所述第一成膜剂进行增塑处理；

4)对经步骤3)增塑处理的所述第一成膜剂和所述第二成膜剂分别加水进行预溶解并稀释；

5)在配制容器中先加入预配制浸润剂质量20％～30％的水，再加入步骤1)中预分散的所述硅烷偶联剂；再加入步骤4)中预溶解并稀释的所述第一成膜剂和所述第二成膜剂；再加入步骤2)中预溶解并稀释的所述润滑剂；最后补加余量的水，搅拌均匀分散后得所述玻璃纤维浸润剂。

进一步的，所述的玻璃纤维浸润剂的制备方法，各步骤具体如下：

1)所述硅烷偶联剂由第一硅烷偶联剂和第二硅烷偶联剂组成；

在第一分散器中加入重量为所述第一硅烷偶联剂重量20～50倍的水，加入所述pH值调节剂，pH值控制在3.5～4.0之间，在搅拌速度为50～150r/min的条件下加入所述第一硅烷偶联剂，搅拌时间为10～20分钟，得到预分散的第一硅烷偶联剂；

在第二分散器中加入重量为所述第二硅烷偶联剂重量30～50倍的水，在搅拌速度为50～150r/min的条件下加入所述第二硅烷偶联剂，搅拌时间为15～25分钟，得到预分散的第二硅烷偶联剂；

2)所述润滑剂由第一润滑剂和第二润滑剂组成；

在第三容器中加入重量为所述第一润滑剂重量15～25倍的40～60℃的水，然后缓慢加入所述第一润滑剂，搅拌溶解，得到预溶解并稀释的第一润滑剂；

在第四容器中加入重量为所述第二润滑剂重量3～5倍的常温的水，然后缓慢加入所述第二润滑剂，搅拌均匀，得到预溶解并稀释的第二润滑剂；

3)在第五容器中加入第一成膜剂，再滴加增塑剂，滴加速度为3～10g/min，边加边搅拌，搅拌速度控制在20～200r/min，增塑时间为2～24小时；

4)在第六容器中加入步骤3)中增塑的第一成膜剂，搅拌10～15分钟后，再加入所述增塑好的第一成膜剂重量2～3倍的水，溶解稀释，得到预溶解并稀释的第一成膜剂；

在第七容器中加入所述第二成膜剂，并加入重量为所述第二成膜剂重量2～3倍的水，溶解稀释，得到预溶解并稀释的第二成膜剂；

5)在配制釜中先加入预配制浸润剂质量20％～30％的水，再加入步骤1)中预分散的第一偶联剂和预分散的第二偶联剂；再依次加入步骤4)中预溶解并稀释的第一成膜剂、预溶解并稀释的第二成膜剂；再依次加入步骤2)中预溶解并稀释的第一润滑剂、预溶解并稀释的第二润滑剂；最后补加余量的水，搅拌15～30分钟即可得到挤出与注塑成型工艺用的玻璃纤维浸润剂。

其中，步骤2)中的常温是指15～35℃。

根据本发明的第三个方面，提供一种由前述玻璃纤维浸润剂涂覆生产的玻璃纤维。

根据本发明的第四个方面，提供一种前述玻璃纤维浸润剂在玻璃纤维增强热塑性塑料生产上的应用。

本发明的浸润剂可以提高玻璃纤维与增强塑料界面的接合能力，减少塑料制品中表面的玻璃纤维痕迹，提高制品的表面性能。采用本发明浸润剂生产的玻璃纤维具有毛羽少，在与塑料混合过程中流动性好等优点。本发明所述的浸润剂能够与热塑性塑料有较好的相容性，其中的成膜剂还能够与增强的塑料树脂发生反应，提高复合材料的机械强度，并有效地保证机械强度的稳定性。

具体实施例

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互任意组合。

本发明的玻璃纤维浸润剂，各组分的含量以质量百分比表示如下：硅烷偶联剂0.10～3.00％；成膜剂2.00～25.00％；增塑剂0～1.00％；润滑剂0.01～2.00％；pH值调节剂0.01～2.00％；水67.00～97.88％；其中，所述成膜剂为第一成膜剂和第二成膜剂的混合物，所述第一成膜剂和所述第二成膜剂的质量比为10:1～1:8。优选的，各组分的含量以质量百分比表示为：硅烷偶联剂0.40～2.00％；成膜剂4.00～13.00％；增塑剂0～1.00％；润滑剂0.10～1.00％；pH值调节剂0.05～1.50％；水81.50～95.45％；其中，所述成膜剂为第一成膜剂和第二成膜剂的混合物，所述第一成膜剂和所述第二成膜剂的质量比为10:1～1:8。

其中，所述第一成膜剂为环氧乳液，所述第二成膜剂为聚氨酯乳液，所述环氧乳液选自缩水甘油酯型环氧乳液、脂肪族缩水甘油醚环氧乳液、双酚A型环氧乳液、双酚F型环氧乳液、双酚AD型环氧乳液、双酚S型环氧乳液和多酚型环氧乳液中的一种或多种；所述聚氨酯乳液选自聚酯型聚氨酯或聚醚型聚氨酯。

其中，所述硅烷偶联剂为γ-氨基丙基三乙氧基硅烷、γ-氨基丙基三甲氧基硅烷、γ-异氰酸酯基丙三乙氧基硅烷、三氨酯硅烷、N-β-(氨乙基)-γ-氨基丙基三甲氧基硅烷、γ-脲基丙基三甲氧基硅烷、γ-缩水甘油醚丙基三甲氧基硅烷、3-缩水甘油基丙基甲氧二乙氧基硅烷和乙氧基聚甲酰胺中的一种或多种。

所述硅烷偶联剂包括第一硅烷偶联剂和第二硅烷偶联剂，所述第一硅烷偶联剂和所述第二硅烷偶联剂均选自γ-氨基丙基三乙氧基硅烷、γ-氨基丙基三甲氧基硅烷、γ-异氰酸酯基丙三乙氧基硅烷、三氨酯硅烷、N-β-(氨乙基)-γ-氨基丙基三甲氧基硅烷、γ-脲基丙基三甲氧基硅烷、γ-缩水甘油醚丙基三甲氧基硅烷、3-缩水甘油基丙基甲氧二乙氧基硅烷和乙氧基聚甲酰胺。

其中，所述增塑剂为饱和聚酯类增塑剂、苯多酸酯类增塑剂、苯甲酸酯类增塑剂、已二酸酯的聚合物增塑剂和多元醇酯类增塑剂中的一种或多种；所述润滑剂为苯甲基硅氧烷、饱和脂肪酸脂、脂肪酰胺缩聚物、PEG类润滑剂、乳化矿物油中的一种或多种；所述pH值调节剂为甲酸、乙酸、柠檬酸和有机胺类中的一种或多种。

其中，所述润滑剂包括第一润滑剂和第二润滑剂，所述第一润滑剂和所述第二润滑剂均选自苯甲基硅氧烷、饱和脂肪酸脂、脂肪酰胺缩聚物、PEG类润滑剂和乳化矿物油。

本发明申请挤出与注塑用玻璃纤维浸润剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)对所述硅烷偶联剂加水进行预分散；

2)对所述润滑剂加水进行预溶解处理；

3)在所述第一成膜剂中滴加所述增塑剂，对所述第一成膜剂进行增塑处理；

4)对经步骤3)增塑处理的所述第一成膜剂和第二成膜剂分别加水进行溶解并稀释；

5)在配制容器中先加入预配制浸润剂质量20％～30％的水，再加入步骤1)中预分散的所述硅烷偶联剂；再加入步骤4)中预溶解并稀释的所述第一成膜剂和所述第二成膜剂；再加入步骤2)中预溶解并稀释的所述润滑剂；最后补加余量的水，搅拌均匀分散后得所述玻璃纤维浸润剂。

其中，步骤1)所述预分散的硅烷偶联剂，由第一硅烷偶联剂和第二硅烷偶联剂组成；在对第一硅烷偶联剂进行预分散操作时加入所述的pH值调节剂，控制pH值在3.5～4.0之间；步骤2)所述预溶解并稀释的润滑剂，由第一润滑剂和第二润滑剂组成。

本发明的玻璃纤维浸润剂的实施例的各组分含量如表1所示，表1中还记录了相应对比例的各组分含量。

本发明实施例中，偶联剂选用美国迈图公司生产的γ-氨基丙基三乙氧基硅烷和美国迈图公司生产的γ-异氰酸酯基丙三乙氧基硅烷；润滑剂选用日本东邦化学PEG400MS和上海氟聚公司生产苯甲基硅氧烷；成膜剂选用巨石一分厂生产的缩水甘油酯型环氧乳液TX-628和德国拓纳公司生产聚氨酯乳液XCIB；增塑剂选用美国Hallstar公司的聚酯已二酸Dioplex400。pH值调节剂选用中石化生产的乙酸。

本发明对比例中，偶联剂选用美国迈图公司生产的γ-缩水甘油醚氧基三甲氧基硅烷；成膜剂选用美国路博润公司生产丙烯酸乳液Cabset 531。

表1实施例和对比例的各组分含量

本发明实施例的制备方法，包括以下步骤：

1)在第一分散器中加入重量为γ-异氰酸酯基丙三乙氧基硅烷重量40倍的去离子水，加入乙酸，pH值控制在3.5～4.0左右，搅拌状态下加入γ-异氰酸酯基丙三乙氧基硅烷，搅拌速度控制在110r/min，搅拌20分钟左右，得到预分散的γ-异氰酸酯基丙三乙氧基硅烷；

在第二分散器中，加入重量为γ-氨基丙基三乙氧基硅烷重量30倍的去离子水，搅拌状态下加入γ-氨基丙基三乙氧基硅烷，搅拌速度控制在100r/min，搅拌20分钟左右，得到预分散的γ-氨基丙基三乙氧基硅烷。

2)在第三容器中加入重量为PEG400MS重量20倍的40～60的℃水，然后缓慢加入PEG400MS，搅拌溶解，得到预溶解并稀释的PEG400MS；

在第四容器中加入重量为苯甲基硅氧烷重量3倍的常温的水，然后缓慢加入苯甲基硅氧烷，搅拌均匀，得到预溶解并稀释的苯甲基硅氧烷；

3)在第五容器中加入称量好的成膜剂缩水甘油酯型环氧乳液，再滴加增塑剂，滴加速度为5g/min，边加边搅拌，搅拌速度控制在50～100r/min，增塑时间为2～24小时；

4)在第六容器中加入已增塑好的缩水甘油酯型环氧乳液，搅拌10～15分钟后，再加入其重量2.5倍的水，溶解稀释，得到预溶解并稀释的缩水甘油酯型环氧乳液；

在第七容器中加入聚氨酯乳液，加入其重量3倍的水，溶解稀释，得到预溶解并稀释的聚氨酯乳液；

5)在配制釜中先加入预配制浸润剂质量30％的去离子水，依次加入预分散的γ-氨基丙基三乙氧基硅烷、预分散的γ-异氰酸酯基丙三乙氧基硅烷；然后依次加入预溶解并稀释的缩水甘油酯型环氧乳液、预溶解并稀释的聚氨酯、预溶解并稀释的PEG、预溶解并稀释的苯甲基硅氧烷；最后补加余量的去离子水，搅拌20分钟左右即可。

本发明实施例中浸润剂的最终pH值控制在7.0～10.0。

本发明对比例的制备方法，包括以下步骤：

1)在第一分散器中，加入重量为硅烷偶联剂重量20～40倍的水，加入pH值调节剂乙酸，pH值控制在3.5～4.0，搅拌状态下加入硅烷偶联剂，搅拌速度控制在50～200r/min，搅拌10～20分钟，得到预分散的硅烷偶联剂；

2)在第二容器中加入用量为润滑剂重量10～15倍的50～60℃的水，然后缓慢加入润滑剂，搅拌溶解，得到预溶解并稀释的润滑剂；

3)在第四容器中加入成膜剂，加入其重量2～3倍的水，溶解稀释，得到预溶解并稀释的成膜剂；

4)在配制釜中先加入浸润剂重量30～40％的水，依次加入预分散的偶联剂；然后依次加入预溶解并稀释的成膜剂、预溶解并稀释的润滑剂；最后补加余量的水，搅拌20～25分钟即可。

本发明通过在生产玻璃纤维无捻粗纱的过程中检测挤出与注塑成型工艺用的玻璃纤维浸润剂的性能，表2中记录了本发明实施例1-8以及对比例的挤出与注塑成型工艺用的玻璃纤维浸润剂的检测结果。其中，玻璃纤维无捻粗纱采用拉丝工艺制备，所用的拉丝工艺为4000孔铂金漏板拉丝，单纤维直径控制在13微米，最终的玻璃纤维无捻粗纱产品为2400Tex。烘干工艺是采用热风烘干，烘干时间为14小时。

表2挤出与注塑成型工艺用的玻璃纤维增强PA66复合材料的测试

以上测试数据是按照通用的玻璃纤维产品测试方法测试。比较以上实施例和对比例的性能检测数据，我们可以看出，本发明实施例1-8的拉伸强度、弯曲强度、冲击强度和缺口冲击强度均高于对比例，说明本发明实施例都具有良好的机械强度，尤其拉伸强度和弯曲强度远远高于对比例。本发明实施例1-8的各组分含量科学合理，复合材料表面性能好、拉伸强度和弯曲强度高，能够满足生产中挤出与注塑工艺的需求，尤其是实施例2和实施例7的性能最佳。

本发明的玻璃纤维浸润剂适合应用于玻璃纤维增强热塑性塑料生产中。

以上实施例仅用于说明本发明的技术方案，而非对其限制。尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (11)

1.一种玻璃纤维浸润剂，其特征在于，所述玻璃纤维浸润剂包含以下组分，所述各组分的含量以质量百分比表示如下：

其中，所述成膜剂为第一成膜剂和第二成膜剂的混合物，所述第一成膜剂和所述第二成膜剂的质量比为10:1～1:8。

2.如权利要求1所述的玻璃纤维浸润剂，其特征在于，所述各组分的含量以质量百分比表示如下：

其中，所述成膜剂为第一成膜剂和第二成膜剂的混合物，所述第一成膜剂和所述第二成膜剂的质量比为10:1～1:8。

3.如权利要求1所述的玻璃纤维浸润剂，其特征在于，所述第一成膜剂为环氧乳液，所述第二成膜剂为聚氨酯乳液，所述环氧乳液选自缩水甘油酯型环氧乳液、脂肪族缩水甘油醚环氧乳液、双酚A型环氧乳液、双酚F型环氧乳液、双酚AD型环氧乳液、双酚S型环氧乳液和多酚型环氧乳液中的一种或多种；所述聚氨酯乳液选自聚酯型聚氨酯或聚醚型聚氨酯。

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-氨基丙基三乙氧基硅烷、γ-氨基丙基三甲氧基硅烷、γ-异氰酸酯基丙三乙氧基硅烷、三氨酯硅烷、N-β-(氨乙基)-γ-氨基丙基三甲氧基硅烷、γ-脲基丙基三甲氧基硅烷、γ-缩水甘油醚丙基三甲氧基硅烷、3-缩水甘油基丙基甲氧二乙氧基硅烷、乙氧基聚甲酰胺中的一种或多种。

5.如权利要求1所述的玻璃纤维浸润剂，其特征在于，所述硅烷偶联剂包括第一硅烷偶联剂和第二硅烷偶联剂，所述第一硅烷偶联剂和所述第二硅烷偶联剂均选自γ-氨基丙基三乙氧基硅烷、γ-氨基丙基三甲氧基硅烷、γ-异氰酸酯基丙三乙氧基硅烷、三氨酯硅烷、N-β-(氨乙基)-γ-氨基丙基三甲氧基硅烷、γ-脲基丙基三甲氧基硅烷、γ-缩水甘油醚丙基三甲氧基硅烷、3-缩水甘油基丙基甲氧二乙氧基硅烷和乙氧基聚甲酰胺。

6.如权利要求1所述的玻璃纤维浸润剂，其特征在于，

所述增塑剂为饱和聚酯类增塑剂、苯多酸酯类增塑剂、苯甲酸酯类增塑剂、已二酸酯的聚合物增塑剂和多元醇酯类增塑剂中的一种或多种；

所述润滑剂为苯甲基硅氧烷、饱和脂肪酸脂、脂肪酰胺缩聚物、PEG类润滑剂和乳化矿物油中的一种或多种；

所述pH值调节剂为甲酸、乙酸、柠檬酸、有机胺类中的一种或多种。

7.如权利要求1所述的玻璃纤维浸润剂，其特征在于，所述润滑剂包括第一润滑剂和第二润滑剂，所述第一润滑剂和所述第二润滑剂均选自苯甲基硅氧烷、饱和脂肪酸脂、脂肪酰胺缩聚物、PEG类润滑剂和乳化矿物油。

8.一种如权利要求1～7任一项所述的玻璃纤维浸润剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)对所述硅烷偶联剂加水进行预分散；

2)对所述润滑剂加水进行预溶解处理；

3)在所述第一成膜剂中滴加所述增塑剂，对所述第一成膜剂进行增塑处理；

4)对经步骤3)增塑处理的所述第一成膜剂和所述第二成膜剂分别加水进行溶解并稀释；

5)在配制容器中先加入预配制浸润剂质量20％～30％的水，再加入步骤1)中预分散的所述硅烷偶联剂；再加入步骤4)中预溶解并稀释的所述第一成膜剂和所述第二成膜剂；再加入步骤2)中预溶解并稀释的所述润滑剂；最后补加余量的水，搅拌均匀分散后得所述玻璃纤维浸润剂。

9.如权利要求8所述的玻璃纤维浸润剂的制备方法，其特征在于，所述步骤1)预分散的硅烷偶联剂，由第一硅烷偶联剂和第二硅烷偶联剂组成；在对第一硅烷偶联剂进行预分散操作时加入所述的pH值调节剂，控制其pH值在3.5～4.0之间；所述步骤2)预溶解并稀释的润滑剂，由第一润滑剂和第二润滑剂组成。

10.一种由权利要求1～7任一项所述的玻璃纤维浸润剂涂覆生产制得的玻璃纤维。

11.一种如权利要求1～7任一项所述的玻璃纤维浸润剂在玻璃纤维增强热塑性塑料生产上的应用。