CN115522390A - 一种玻璃纤维布的制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于经纱的处理方法与经纱上浆用浆料技术领域，具体涉及一种玻璃纤维布的制备方法。本发明包括以下步骤：经纱上浆、织造、退浆与开纤；其中，所述的经纱上浆采用的浆料原料按重量百分比包括：聚乙二醇6~8%、聚乙烯醇1~3%、硅烷偶联剂5~6%、醋酸3~4%与余量的水。通过经纱织造前采用含硅烷偶联剂、聚乙烯醇和聚乙二醇的浆料先行上浆，降低了布面开纤后的透气度，布料开纤所需的压力大大降低，有效提高布面质量；因此布面的分散均匀性更好；大大节约了成本与占地，一举多得。

Description

一种玻璃纤维布的制备方法

技术领域

本发明属于经纱的处理方法与经纱上浆用浆料技术领域，具体涉及一种玻璃纤维布的制备方法。

背景技术

玻璃纤维防水胶带基材需要用到玻璃纤维工业布，该玻璃纤维布的坯布透气度是其性能的关键指标。现有技术中，在玻璃纤维经纬交织成布后，必须经过开纤操作，分散布面的经纬纱，经纱条干均匀度增加，经纬纱交织后经纱的纱束松散，降低布面透气度，才能获得所需的坯布透气度，而一般采用的开纤方法包括物理处理与化学处理，常见的操作是坯布浸润开纤浆料后，再将坯布采用超声波、水压等冲击、振动的方式实现开纤，降低布面透气度。

但是实验过程中发现，上述方法开纤结果受超声波、水压等其他因素的影响，透气度在布面分布上具有不均匀性，而且，为了保证开纤效果，成本较低的水压开纤方式需要采用较大的水压开纤保证经纱充分分散，高压力的水柱喷射到布面上，很容易使经纱出现起毛，同时由于开纤用的纯水经过过滤后循环使用，水中的偶联剂分子聚集后极易粘到布面上，形成布污等疵点。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供一种透气均匀性好、开纤水压小且布面干净的玻璃纤维布的制备方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是： 一种玻璃纤维布的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：经纱上浆、织造、退浆与开纤；其中，所述的经纱上浆采用的浆料原料按重量百分比包括：聚乙二醇6~8%、聚乙烯醇1~3%、硅烷偶联剂或矽烷偶联剂5~6%、醋酸3~4%与余量的水。

本发明采用了在经纱整浆上浆阶段对经纱进行一步特殊上浆处理的特殊方式，上浆所用的浆料中，增加了硅烷偶联剂组分，硅烷偶联剂的加入与聚乙二醇（PEG）、聚乙烯醇（PVA）分子间发生反应，降低附着在经纱表面的聚乙烯醇的塑性，能够有效的防止经纱粘结，从而使经纱之间松散，后续织成布后，经纱条干在纬纱上分布更为均匀，经纱与经纱之间缝隙变小，从而降低了透气度。

因为经纱是以纱束形式进行的上浆，各经纱上浆效果更均匀充分，分散效果更好，相较于织成布以后再浸润表面处理、进行水压开纤，本发明获得布料开纤所需的压力大大降低，显著减少了高水压导致的毛羽现象；并且即使开纤用水采用循环水，因为上浆阶段前移，此时布面几乎不携带易于流动、脱落的浆料，开纤用水不会携带聚集的偶联剂分子粘到布面，有效提高布面质量；除此之外，在上述制备方法的应用中还发现，因布面不需在开纤前整体上浆，可移除水压开纤前的布面上浆槽，而增加的经纱的纱束上浆槽不仅成本更低，而且占地面积显著小于布面上浆槽，大大节约了成本与占地，一举多得。

优选的，所述的硅烷偶联剂采用硅烷偶联剂Z6269。

优选的，所述的聚乙二醇与聚乙烯醇的重量比为7：3。

采用较低的聚乙烯醇用量，主要是因为其聚合度高，粘性大，较少的聚乙烯醇易于在后续步骤烧除，在优选的比例下，退浆温度降到380℃即可烧除多余的浆料；而聚乙二醇在优选的用量比例下能够提高经纱的松散度，更易于开纤。

优选的，所述的经纱上浆采用的浆料原料按重量百分比包括聚乙二醇6.3%、聚乙烯醇2.7%、硅烷偶联剂5%、醋酸3%与余量的水。

优选的上浆成分下，能够获得最佳的经纱松散度，显著降低开纤压力。

优选的，所述的经纱上浆采用的浆料配置方法包括以下步骤：

1）聚乙二醇、聚乙烯醇与水混合均匀并加热至60~80℃，该步骤所用水为水量的三分之一到二分之一；

2）将硅烷偶联剂或矽烷偶联剂与水混合均匀，用醋酸调节pH至中性后，加入步骤1）所得的混合溶液中，搅拌均匀，该步骤所用水为水量的三分之一到二分之一；

3）加入剩余量的水，并在55~65℃搅拌15~25min，获得经纱上浆采用的浆料。

在上述的配置方法下，能够保证聚乙二醇与聚乙烯醇在水相中的充分分散，同时保证硅烷偶联剂以分散态进入聚乙二醇和聚乙烯醇的溶解体系，发生反应时更均匀，从而保证经纱上浆的均匀性，提高松散度，降低开纤压力。

进一步优选的，步骤2）所述的醋酸调节pH至中性后停放2h。使硅烷偶联剂发生充分的预水解反应。

进一步优选的，步骤3）在60℃恒温搅拌20min。使硅烷偶联剂、聚乙二醇与聚乙烯醇之间充分反应。

进一步优选的，步骤1）先加入所述量的水并升温至80℃，再依次加入聚乙烯醇与聚乙二醇。保证聚乙烯醇与聚乙二醇的分散均匀。

优选的，所述的开纤采用水压开纤，开纤压力为5~6kg，即0.5~0.6Mpa压力，采用多级压缩泵将水压增压后，水流通过均匀分布直径为0.2mm的小孔的水针板，持续将低压水喷射到玻璃纤维布面上，使经纱成松散状。

得益于上述制备方法对经纱分散度的贡献，可以采用较低的开纤压力，避免布面毛羽现象。

与现有技术相比，本发明所具有的有益效果是：降低了布面开纤后的透气度，布料开纤所需的压力大大降低，显著减少了高水压导致的毛羽现象，对于允许透气度较高的布料，甚至可选择不进行开纤；开纤用水不会携带聚集的偶联剂分子粘到布面，有效提高布面质量；布面的经纱分散主要是利用经纱上浆后自身的分散能力高，不依赖于水压，因此布面的分散均匀性更好；大大节约了成本与占地，一举多得。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步说明，实施例1、5是本发明的最佳实施例。

实施例1~4

一种玻璃纤维布的制备方法，实施例1~4的玻璃纤维布的制备方法相同，区别在于经纱上浆采用的原料不同，玻璃纤维布的制备方法依次包括以下步骤：经纱上浆、并经织造、350℃退浆与水压开纤。

各实施例中，开纤所用压力采用多级压缩泵将水压增加到5kg（0.5Mpa），水流通过均匀分布直径为0.2mm的小孔的水针板，持续将低压水喷射到玻璃纤维布面上，使经纱成松散状。

经纱上浆采用的浆料原料中，实施例1~4各成分的重量百分比参见下表1，余量为水。其中聚乙二醇为市售的PEG-4000，聚乙烯醇为市售的PVA-205，硅烷偶联剂为市售的硅烷偶联剂Z6269。

表1 实施例1~4上浆原料

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实施例1~4的经纱上浆浆料采用以下方法配置：

1）水量三分之一的水加热至80℃，加入PVA-205，搅拌5min，再加入PEG-4000搅拌30min，确认无颗粒物；

2）硅烷偶联剂与水量二分之一的水混合均匀，用醋酸调节pH至中性后，静置2h，加入步骤1）所得的混合溶液中，搅拌均匀；

3）加入剩余量的水，并在60℃恒温搅拌20min。

实施例5

一种玻璃纤维布的制备方法，在实施例1的基础上，硅烷偶联剂替换为中国台湾信越矽利光股份有限公司生产的矽烷偶联剂KBM-974H，其他条件与实施例1相同。

实施例6

一种玻璃纤维布的制备方法，在实施例1的基础上，上浆浆料配置步骤1）所用水设置为水量二分之一的水，加热设置为60℃，步骤3）没有剩余量的水因此不再加入水，恒温搅拌设置为55℃，25min，其他条件与实施例1相同。

实施例7

一种玻璃纤维布的制备方法，在实施例1的基础上，上浆浆料配置步骤2）所用水设置为水量三分之一的水，步骤3）设置恒温搅拌为65℃，15min，开纤所用压力为6kg（0.6Mpa），其他条件与实施例1相同。

对比例1

一种玻璃纤维布的制备方法，采用与实施例1相同的经纱上浆浆料，不同在于采用经纱上浆浆料对并经织造后的布面进行上浆，而不对经纱单独上浆，其他条件与实施例1相同。

对比例2

一种玻璃纤维布的制备方法，在对比例1的基础上，开纤压力设置为10kg（1Mpa），其他条件与实施例1相同。

对比例3

一种玻璃纤维布的制备方法，包括以下步骤：经纱上浆、并经织造、400℃退浆与水压开纤。

各实施例中，开纤所用压力采用多级压缩泵将水压增加到13kg（1.3Mpa），水流通过均匀分布直径为0.2mm的小孔的水针板，持续将高压水喷射到玻璃纤维布面上，使经纱成松散状。

经纱上浆采用的浆料原料中，包括聚乙二醇3.5wt%和聚乙烯醇6.5wt%，余量为水。其中聚乙二醇为市售的PEG-4000，聚乙烯醇为市售的PVA-205。

水量二分之一的水加热至70℃，加入PVA-205，搅拌5min，再加入PEG-4000搅拌30min，确认无颗粒物后，加入剩余水。

对比例4

一种玻璃纤维布的制备方法，在实施例1的基础上，硅烷偶联剂用量设置为4%，其他条件与实施例1相同。

对比例5

一种玻璃纤维布的制备方法，在实施例1的基础上，不添加PVA-205，其他条件与实施例1相同。

对比例6

一种玻璃纤维布的制备方法，在实施例1的基础上，不添加PEG-4000，其他条件与实施例1相同。

性能测试

对以上实施例与对比例获得的玻璃纤维布进行性能测试，测试透气度、透气均匀度与100m内的毛羽量。

其中，透气度测试标准为GB/T5453-1997。

透气均匀度测试方法为，对同一批次的玻璃纤维布，在纬向上不同的三个位置上取样，测试玻璃纤维布上透气度的最大差值，表示透气度在布面的分布均匀性。

性能测试结果见下表2。

表2 性能测试结果

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根据表2性能测试结果，对比例1不对经纱采用上述浆料上浆提高分散性，而对布面上浆，明显的经纱分散性受到影响，分散效果差；对比例2即使增大开纤水压，也无法弥补经纱分散性下降问题，透气度仍然较高，且透气度的均匀分散性较差，同时，较高的水压还导致了毛羽量的显著增加；对比例3采用常见的织布后上浆的方式，虽然透气度较低，均匀性尚可，但是需要采用较高的水压，较大型的布面上浆设备，开纤水中过多的偶联剂也导致布面质量差；对比例4中硅烷偶联剂重量百分比低于5后，与聚乙二醇或聚乙烯醇的配合作用明显下降，无法帮助浆料良好的附着于玻纤表面，更无法充分发挥浆料对经纱的分散作用，导致经纱分散不充分，较低的开纤水压下无法良好开纤；对比例5、6分别缺少浆料成分中的一种，均无法形成良好的配合作用，透气度性能、均匀度性能与毛羽量均出现了显著的下降，证明，硅烷偶联剂与聚乙二醇、聚乙烯醇之间存在协同增效的效果，并且采用在并经织造前对经纱上浆的方式能够显著提高上述各性能。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非是对本发明作其它形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为等同变化的等效实施例。但是凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与改型，仍属于本发明技术方案的保护范围。

Claims (9)

1.一种玻璃纤维布的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：经纱上浆、织造、退浆与开纤；其中，所述的经纱上浆采用的浆料原料按重量百分比包括：聚乙二醇6~8%、聚乙烯醇1~3%、硅烷偶联剂或矽烷偶联剂5~6%、醋酸3~4%与余量的水。

2.根据权利要求1所述的玻璃纤维布的制备方法，其特征在于：所述的硅烷偶联剂为硅烷偶联剂Z6269。

3.根据权利要求1所述的玻璃纤维布的制备方法，其特征在于：所述的聚乙二醇与聚乙烯醇的重量比为7：3。

4.根据权利要求1所述的玻璃纤维布的制备方法，其特征在于：所述的经纱上浆采用的浆料原料按重量百分比包括聚乙二醇6.3%、聚乙烯醇2.7%、硅烷偶联剂5%、醋酸3%与余量的水。

5.根据权利要求1所述的玻璃纤维布的制备方法，其特征在于：所述的经纱上浆采用的浆料配置方法包括以下步骤：

1）聚乙二醇、聚乙烯醇与水混合均匀并加热至60~80℃，该步骤所用水为水量的三分之一到二分之一；

2）硅烷偶联剂或矽烷偶联剂与水混合均匀，用醋酸调节pH至中性后，加入步骤1）所得的混合溶液中，搅拌均匀，该步骤所用水为水量的三分之一到二分之一；

3）加入剩余量的水，并在55~65℃恒温搅拌15~25min，获得经纱上浆采用的浆料。

6.根据权利要求5所述的玻璃纤维布的制备方法，其特征在于：步骤2）所述的用醋酸调节pH至中性后停放2h。

7.根据权利要求5所述的玻璃纤维布的制备方法，其特征在于：步骤3）在60℃恒温搅拌20min。

8.根据权利要求5所述的玻璃纤维布的制备方法，其特征在于：步骤1）先加入所述量的水并升温至80℃，再依次加入聚乙烯醇与聚乙二醇。

9.根据权利要求1所述的玻璃纤维布的制备方法，其特征在于：所述的开纤采用水压开纤，开纤压力为5~6kg。