CN112745041A - 一种耐候性玻璃纤维浸润剂及其配置方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种耐候性玻璃纤维浸润剂，按重量份计，包括如下组份：水性聚合物稀释液45‑47份、偶联剂5‑7份、粘结剂5‑7份、润滑剂4‑6份、润湿剂3‑5份、增塑剂3‑5份、交联剂1‑3份、消泡剂8‑10份、水65‑67份；本发明通过科学合理的配比，通过水性聚合物稀释液、偶联剂、粘结剂、润滑剂、润湿剂、增塑剂、交联剂、消泡剂和水配制成该玻璃纤维浸润剂，该玻璃纤维浸润剂能够在玻璃纤维丝外壁形成一层成膜物质，提高了玻璃纤维丝的机械性能，赋予玻璃纤维丝以良好的切割性、分散性、润滑性、抗静电性、纺织性及流动性，并该浸润剂能够与玻璃纤维丝产生较强的粘合作用。

Description

一种耐候性玻璃纤维浸润剂及其配置方法

技术领域

本发明涉及浸润剂技术领域，具体为一种耐候性玻璃纤维浸润剂及其配置方法。

背景技术

玻璃纤维是一种增强材料，其种类繁多且耐热、抗拉强度高、绝缘性好、抗腐蚀，是具有优异性能的无机非金属材料；玻璃纤维是将玻璃高温熔化之后，再经过拉丝、络纱、织布等工序制成。

玻璃纤维主要应用于增强复合材料、绝缘以及保温隔热材料，其产品在各领域都有着广泛的应用；但同时，也存在着性脆、不耐磨的缺点、摩擦后易带静电，加工性能差，作为树脂的增强材料时与树脂的粘合性能差；因此必须用玻纤浸润剂对刚从拉丝工序出来的玻璃纤维进行处理。

浸润剂一般是水性聚合物稀释液，与偶联剂及其他助剂混合使用。经过浸润剂处理后，玻璃纤维表面被涂覆一层成膜物质，其加工性能得到大幅改善，并能够与被增强树脂产生较强的粘合作用。浸润剂中的成膜组分可以是水性聚氨酯乳液、聚醋酸乙烯酯乳液、环氧乳液、改性环氧乳液及聚酯乳液等。成膜树脂的作用是在玻璃纤维表面形成层保护膜，防止纤维被摩擦损伤，以适应高速拉丝工艺。

但是现有的浸润剂存在以下缺陷：

申请号为CN201510205060.1提供了一种玻璃纤维浸润剂，包括：乙烯基硅烷偶联剂、氨基硅烷偶联剂、环氧基硅烷偶联剂、正硅酸甲酯、水溶性聚酯、聚氨酯、环氧树脂、水、石蜡乳液和特种添加剂，该浸润剂能提高玻璃纤维直接无捻粗纱的性能，织造产生的毛羽量比较少，直接无捻粗纱的断裂强度比较高，具有较好的生产性能和应用性能；但是该浸润剂浸润性较差，浸润粘附性较差，增强效果不明显，且生产成本较高。

发明内容

本发明的目的在于提供一种耐候性玻璃纤维浸润剂及其配置方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种耐候性玻璃纤维浸润剂，按重量份计，包括如下组份：水性聚合物稀释液45-47份、偶联剂5-7份、粘结剂5-7份、润滑剂4-6份、润湿剂3-5份、增塑剂3-5份、交联剂1-3份、消泡剂8-10份、水65-67份。

其中，所述水性聚合物稀释液为水性聚氨酯和水性丙烯酸共聚树脂中的一种或两种。

其中，所述偶联剂为硅烷偶联剂。

其中，所述粘结剂为聚醋酸乙烯、聚丙烯酸酯和环氧树脂中的一种或两种以上。

其中，所述润滑剂为阳离子表面活性剂和聚乙二醇型非离子表面活性剂的混合物，且所述阳离子表面活性剂和聚乙二醇型非离子表面活性剂的重量比为1:1。

其中，所述润湿剂为聚氧化乙烯烷基酚醚。

其中，所述交联剂为三羟甲基丙烷三。

其中，所述消泡剂为高碳醇脂肪酸酯复合物、聚氧乙烯聚氧丙烯季戊四醇醚和聚氧乙烯聚氧丙醇胺醚中的一种或两种以上。

一种耐候性玻璃纤维浸润剂的配置方法，包括以下步骤：

S1、按分量通过电子秤分别称取水性聚合物稀释液、偶联剂、增塑剂和交联剂，然后将称取后的水性聚合物稀释液、偶联剂、增塑剂和交联剂依次加入到反应釜内，并将反应釜的温度调节至85℃-90℃，通过反应釜A继续搅拌10-12分钟，使得反应釜中的混合物搅拌均匀；

S2、按分量通过电子秤分别称取润滑剂和润湿剂，然后将称取后的润滑剂和湿润剂依次加入到反应釜内，保持反应釜的温度为85℃-90℃，通过反应釜A继续搅拌10-12分钟，使得反应釜中的混合物搅拌均匀；

S3、按分量通过电子秤分别称取粘结剂和消泡剂，然后将称取后的粘结剂和消泡剂依次加入到反应釜内，并将反应釜的温度调节至110℃-120℃，通过反应釜A继续搅拌15-18分钟，使得反应釜中的混合物搅拌均匀；

S4、按分量通过电子秤称取水，然后将称取后的水加入到反应釜内，并将反应釜的温度调节至50℃-55℃，通过反应釜A继续搅拌20-25分钟，使得反应釜中的混合物与水均匀混合，制成混合液，接着将反应釜的温度调节至常温，并使用反应釜不停的搅拌，直至反应釜内部的混合液恢复至常温，从而配制成该耐候性玻璃纤维浸润剂；

S5、在使用时将该耐候性玻璃纤维浸润剂加热至50℃-55℃，然后将玻璃纤维丝浸泡在该耐候性玻璃纤维浸润剂3-5分钟，通过该耐候性玻璃纤维浸润剂包裹住玻璃纤维丝，从而提高玻璃纤维丝的强度。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明通过科学合理的配比，通过水性聚合物稀释液、偶联剂、粘结剂、润滑剂、润湿剂、增塑剂、交联剂、消泡剂和水配制成该玻璃纤维浸润剂，该玻璃纤维浸润剂能够在玻璃纤维丝外壁形成一层成膜物质，提高了玻璃纤维丝的机械性能，赋予玻璃纤维丝以良好的切割性、分散性、润滑性、抗静电性、纺织性及流动性，并该浸润剂能够与玻璃纤维丝产生较强的粘合作用，防止浸润剂在玻璃纤维丝表面形成的膜结构脱落，提高了浸润剂与玻璃纤维丝的相容性和浸透性，减少了浸润剂的用量，从而降低了加工成本。

具体实施方式

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，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，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。

实施例1，本发明提供一种技术方案：一种耐候性玻璃纤维浸润剂，按重量份计，包括如下组份：水性聚合物稀释液45份、偶联剂5份、粘结剂5份、润滑剂4份、润湿剂3份、增塑剂3份、交联剂1份、消泡剂8份、水65份。

其中，水性聚合物稀释液为水性聚氨酯；偶联剂为硅烷偶联剂；粘结剂为聚醋酸乙烯；润滑剂为阳离子表面活性剂和聚乙二醇型非离子表面活性剂的混合物，且阳离子表面活性剂和聚乙二醇型非离子表面活性剂的重量比为1:1；润湿剂为聚氧化乙烯烷基酚醚；交联剂为三羟甲基丙烷三；消泡剂为高碳醇脂肪酸酯复合物。

一种耐候性玻璃纤维浸润剂的配置方法，包括以下步骤：

S1、按分量通过电子秤分别称取水性聚合物稀释液、偶联剂、增塑剂和交联剂，然后将称取后的水性聚合物稀释液、偶联剂、增塑剂和交联剂依次加入到反应釜内，并将反应釜的温度调节至85℃-90℃，通过反应釜A继续搅拌10-12分钟，使得反应釜中的混合物搅拌均匀；

S2、按分量通过电子秤分别称取润滑剂和润湿剂，然后将称取后的润滑剂和湿润剂依次加入到反应釜内，保持反应釜的温度为85℃-90℃，通过反应釜A继续搅拌10-12分钟，使得反应釜中的混合物搅拌均匀；

S3、按分量通过电子秤分别称取粘结剂和消泡剂，然后将称取后的粘结剂和消泡剂依次加入到反应釜内，并将反应釜的温度调节至110℃-120℃，通过反应釜A继续搅拌15-18分钟，使得反应釜中的混合物搅拌均匀；

S4、按分量通过电子秤称取水，然后将称取后的水加入到反应釜内，并将反应釜的温度调节至50℃-55℃，通过反应釜A继续搅拌20-25分钟，使得反应釜中的混合物与水均匀混合，制成混合液，接着将反应釜的温度调节至常温，并使用反应釜不停的搅拌，直至反应釜内部的混合液恢复至常温，从而配制成该耐候性玻璃纤维浸润剂；

S5、在使用时将该耐候性玻璃纤维浸润剂加热至50℃-55℃，然后将玻璃纤维丝浸泡在该耐候性玻璃纤维浸润剂3-5分钟，通过该耐候性玻璃纤维浸润剂包裹住玻璃纤维丝，从而提高玻璃纤维丝的强度。

实施例2，本发明提供一种技术方案：一种耐候性玻璃纤维浸润剂，按重量份计，包括如下组份：水性聚合物稀释液46份、偶联剂6份、粘结剂6份、润滑剂5份、润湿剂4份、增塑剂4份、交联剂2份、消泡剂9份、水66份。

其中，水性聚合物稀释液为水性聚氨酯和水性丙烯酸共聚树脂的混合物；偶联剂为硅烷偶联剂；粘结剂为聚醋酸乙烯和聚丙烯酸酯的混合物；润滑剂为阳离子表面活性剂和聚乙二醇型非离子表面活性剂的混合物，且阳离子表面活性剂和聚乙二醇型非离子表面活性剂的重量比为1:1；润湿剂为聚氧化乙烯烷基酚醚；交联剂为三羟甲基丙烷三；消泡剂为高碳醇脂肪酸酯复合物和聚氧乙烯聚氧丙烯季戊四醇醚的混合物。

一种耐候性玻璃纤维浸润剂的配置方法，包括以下步骤：

S1、按分量通过电子秤分别称取水性聚合物稀释液、偶联剂、增塑剂和交联剂，然后将称取后的水性聚合物稀释液、偶联剂、增塑剂和交联剂依次加入到反应釜内，并将反应釜的温度调节至85℃-90℃，通过反应釜A继续搅拌10-12分钟，使得反应釜中的混合物搅拌均匀；

S2、按分量通过电子秤分别称取润滑剂和润湿剂，然后将称取后的润滑剂和湿润剂依次加入到反应釜内，保持反应釜的温度为85℃-90℃，通过反应釜A继续搅拌10-12分钟，使得反应釜中的混合物搅拌均匀；

S3、按分量通过电子秤分别称取粘结剂和消泡剂，然后将称取后的粘结剂和消泡剂依次加入到反应釜内，并将反应釜的温度调节至110℃-120℃，通过反应釜A继续搅拌15-18分钟，使得反应釜中的混合物搅拌均匀；

S4、按分量通过电子秤称取水，然后将称取后的水加入到反应釜内，并将反应釜的温度调节至50℃-55℃，通过反应釜A继续搅拌20-25分钟，使得反应釜中的混合物与水均匀混合，制成混合液，接着将反应釜的温度调节至常温，并使用反应釜不停的搅拌，直至反应釜内部的混合液恢复至常温，从而配制成该耐候性玻璃纤维浸润剂；

S5、在使用时将该耐候性玻璃纤维浸润剂加热至50℃-55℃，然后将玻璃纤维丝浸泡在该耐候性玻璃纤维浸润剂3-5分钟，通过该耐候性玻璃纤维浸润剂包裹住玻璃纤维丝，从而提高玻璃纤维丝的强度。

实施例3，本发明提供一种技术方案：一种耐候性玻璃纤维浸润剂，按重量份计，包括如下组份：水性聚合物稀释液47份、偶联剂7份、粘结剂7份、润滑剂6份、润湿剂5份、增塑剂5份、交联剂3份、消泡剂10份、水67份。

其中，水性聚合物稀释液为水性聚氨酯和水性丙烯酸共聚树脂的混合物；偶联剂为硅烷偶联剂；粘结剂为聚醋酸乙烯、聚丙烯酸酯和环氧树脂的混合物；润滑剂为阳离子表面活性剂和聚乙二醇型非离子表面活性剂的混合物，且阳离子表面活性剂和聚乙二醇型非离子表面活性剂的重量比为1:1；润湿剂为聚氧化乙烯烷基酚醚；交联剂为三羟甲基丙烷三；消泡剂为高碳醇脂肪酸酯复合物、聚氧乙烯聚氧丙烯季戊四醇醚和聚氧乙烯聚氧丙醇胺醚的混合物。

一种耐候性玻璃纤维浸润剂的配置方法，包括以下步骤：

S1、按分量通过电子秤分别称取水性聚合物稀释液、偶联剂、增塑剂和交联剂，然后将称取后的水性聚合物稀释液、偶联剂、增塑剂和交联剂依次加入到反应釜内，并将反应釜的温度调节至85℃-90℃，通过反应釜A继续搅拌10-12分钟，使得反应釜中的混合物搅拌均匀；

S2、按分量通过电子秤分别称取润滑剂和润湿剂，然后将称取后的润滑剂和湿润剂依次加入到反应釜内，保持反应釜的温度为85℃-90℃，通过反应釜A继续搅拌10-12分钟，使得反应釜中的混合物搅拌均匀；

S3、按分量通过电子秤分别称取粘结剂和消泡剂，然后将称取后的粘结剂和消泡剂依次加入到反应釜内，并将反应釜的温度调节至110℃-120℃，通过反应釜A继续搅拌15-18分钟，使得反应釜中的混合物搅拌均匀；

S4、按分量通过电子秤称取水，然后将称取后的水加入到反应釜内，并将反应釜的温度调节至50℃-55℃，通过反应釜A继续搅拌20-25分钟，使得反应釜中的混合物与水均匀混合，制成混合液，接着将反应釜的温度调节至常温，并使用反应釜不停的搅拌，直至反应釜内部的混合液恢复至常温，从而配制成该耐候性玻璃纤维浸润剂；

S5、在使用时将该耐候性玻璃纤维浸润剂加热至50℃-55℃，然后将玻璃纤维丝浸泡在该耐候性玻璃纤维浸润剂3-5分钟，通过该耐候性玻璃纤维浸润剂包裹住玻璃纤维丝，从而提高玻璃纤维丝的强度。

实验例，选取100份玻璃纤维丝，将100份玻璃纤维丝均分成四组，每组25份玻璃纤维丝，并且四组玻璃纤维丝分别标记为A组、B组、C组、D组，然后将A组、B组、C组三组的玻璃纤维丝分别浸泡在该耐候性玻璃纤维浸润剂中3-5分钟，将D组的玻璃纤维丝浸泡在市场上普通的玻璃纤维浸润剂中；

然后分别对A组、B组、C组、D组四组的玻璃纤维丝进行浸润剂附着率(玻璃纤维丝表面包裹浸润剂与玻璃纤维丝的重量比)检测；

然后每隔2个小时分别检测A组、B组、C组、D组四组中的5份玻璃纤维丝的附着率、拉伸强度、弯曲强度，试验数据如下表：

由上表中的数据可以获知，在0小时时间段时，A组、B组、C组三组玻璃纤维丝的附着率、拉伸强度和弯曲强度优于D组玻璃纤维丝的附着率、拉伸强度和弯曲强度，并且随着时间的推移，A组、B组、C组三组玻璃纤维丝的附着率、拉伸强度和弯曲强度变化不明显；D组玻璃纤维丝的附着率、拉伸强度和弯曲强度都逐渐减小，该玻璃纤维浸润剂能够在玻璃纤维丝外壁形成一层成膜物质，提高了玻璃纤维丝的机械性能，赋予玻璃纤维丝以良好的切割性、分散性、润滑性、抗静电性、纺织性及流动性，并该浸润剂能够与玻璃纤维丝产生较强的粘合作用，防止浸润剂在玻璃纤维丝表面形成的膜结构脱落，提高了浸润剂与玻璃纤维丝的相容性和浸透性，减少了浸润剂的用量，从而降低了加工成本。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (9)

1.一种耐候性玻璃纤维浸润剂，其特征在于，按重量份计，包括如下组份：水性聚合物稀释液45-47份、偶联剂5-7份、粘结剂5-7份、润滑剂4-6份、润湿剂3-5份、增塑剂3-5份、交联剂1-3份、消泡剂8-10份、水65-67份。

2.根据权利要求1所述的一种耐候性玻璃纤维浸润剂，其特征在于：所述水性聚合物稀释液为水性聚氨酯和水性丙烯酸共聚树脂中的一种或两种。

3.根据权利要求1所述的一种耐候性玻璃纤维浸润剂，其特征在于：所述偶联剂为硅烷偶联剂。

4.根据权利要求1所述的一种耐候性玻璃纤维浸润剂，其特征在于：所述粘结剂为聚醋酸乙烯、聚丙烯酸酯和环氧树脂中的一种或两种以上。

5.根据权利要求1所述的一种耐候性玻璃纤维浸润剂，其特征在于：所述润滑剂为阳离子表面活性剂和聚乙二醇型非离子表面活性剂的混合物，且所述阳离子表面活性剂和聚乙二醇型非离子表面活性剂的重量比为1:1。

6.根据权利要求1所述的一种耐候性玻璃纤维浸润剂，其特征在于：所述润湿剂为聚氧化乙烯烷基酚醚。

7.根据权利要求1所述的一种耐候性玻璃纤维浸润剂，其特征在于：所述交联剂为三羟甲基丙烷三。

8.根据权利要求1所述的一种耐候性玻璃纤维浸润剂，其特征在于：所述消泡剂为高碳醇脂肪酸酯复合物、聚氧乙烯聚氧丙烯季戊四醇醚和聚氧乙烯聚氧丙醇胺醚中的一种或两种以上。

9.一种耐候性玻璃纤维浸润剂的配置方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、按分量通过电子秤分别称取水性聚合物稀释液、偶联剂、增塑剂和交联剂，然后将称取后的水性聚合物稀释液、偶联剂、增塑剂和交联剂依次加入到反应釜内，并将反应釜的温度调节至85℃-90℃，通过反应釜A继续搅拌10-12分钟，使得反应釜中的混合物搅拌均匀；

S2、按分量通过电子秤分别称取润滑剂和润湿剂，然后将称取后的润滑剂和湿润剂依次加入到反应釜内，保持反应釜的温度为85℃-90℃，通过反应釜A继续搅拌10-12分钟，使得反应釜中的混合物搅拌均匀；

S3、按分量通过电子秤分别称取粘结剂和消泡剂，然后将称取后的粘结剂和消泡剂依次加入到反应釜内，并将反应釜的温度调节至110℃-120℃，通过反应釜A继续搅拌15-18分钟，使得反应釜中的混合物搅拌均匀；

S4、按分量通过电子秤称取水，然后将称取后的水加入到反应釜内，并将反应釜的温度调节至50℃-55℃，通过反应釜A继续搅拌20-25分钟，使得反应釜中的混合物与水均匀混合，制成混合液，接着将反应釜的温度调节至常温，并使用反应釜不停的搅拌，直至反应釜内部的混合液恢复至常温，从而配制成该耐候性玻璃纤维浸润剂；

S5、在使用时将该耐候性玻璃纤维浸润剂加热至50℃-55℃，然后将玻璃纤维丝浸泡在该耐候性玻璃纤维浸润剂3-5分钟，通过该耐候性玻璃纤维浸润剂包裹住玻璃纤维丝，从而提高玻璃纤维丝的强度。