CN116040967A - 一种玻璃纤维直接纱用浸润剂、制备方法、产品及其应用 - Google Patents
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Abstract
本申请提供了一种玻璃纤维直接纱用浸润剂、制备方法、产品及其应用，其中，玻璃纤维直接纱用浸润剂包含有效组分和水，有效组分包含硅烷偶联剂、润滑剂、润湿剂、成膜剂和pH值调节剂，浸润剂的固含量为5～10％，各有效组分的固体质量占浸润剂的固体总质量的百分比如下：硅烷偶联剂7～15％、润滑剂9～22％、润湿剂0.5～1.5％、成膜剂58～80％、pH值调节剂3～5％；成膜剂为第一成膜剂和第二成膜剂的混合物，第一成膜剂为水溶性改性环氧树脂，第二成膜剂为水溶性聚氨酯树脂，第一成膜剂和第二成膜剂的质量比为2:1～4:1。采用本发明浸润剂涂覆生产的玻璃纤维直接纱，柔韧性好，抗拉强度高，纤维断裂强度高，玻璃纤维与亲水性聚合物结合能力强，特别适合用于生产阻水纱，用作线缆包覆阻水材料。
Description
技术领域
本申请涉及玻璃纤维生产技术领域，尤其涉及一种玻璃纤维直接纱用浸润剂、制备方法、产品及其应用。
背景技术
玻璃纤维是一种具有高强高模性质的无机非金属材料，最广泛的应用在于被作为复合材料的增强材料。作为一种易脆断的纤维材料，人们常采用浸润剂涂覆玻璃纤维表面形成一层保护膜，赋予玻璃纤维纱良好的柔韧性和耐弯折性；同时通过根据实际使用要求设计浸润剂配方，帮助玻璃纤维适用于更多的领域。近年来，随着光缆、电缆材料的应用普及，用作线缆保护辅助材料的吸水纤维材料如阻水纱逐渐得到发展。阻水纱可用于光缆、电缆包覆材料和过滤干燥毡布等。这类材料的使用可以防止缆线在使用过程中受到水气侵蚀而造成信号传输受阻，可有效延长缆线的使用寿命。然而，传统的阻水纱常用吸水树脂湿法纺丝和化纤混纺制成，具有力学强度欠缺，耐温性差，尺寸稳定性差，且加工成本高等缺点。
为克服以上阻水纱的缺陷，现已有一种由玻璃纤维经过表面涂覆吸水树脂胶制得的吸水性纤维纱，其耐温性好，抗拉强度高。但该阻水纱制备采用常规玻璃纤维原纱，通过涂覆一层抗磨损胶，定型后得到耐磨层，再采用吸水树脂胶进行二次涂覆，工序复杂且玻璃纤维与吸水胶结合强度低，且纱线柔韧性较差，并不适合柔性线缆，也较难实现对线缆的长期保护。
发明内容
本申请旨在提供一种玻璃纤维直接纱用浸润剂、制备方法、产品及其应用，以解决上述相关技术存在的问题。
根据本申请的第一方面，提供了一种玻璃纤维直接纱用浸润剂，所述浸润剂包含有效组分和水，所述有效组分包含硅烷偶联剂、润滑剂、润湿剂、成膜剂和pH值调节剂，所述浸润剂的固含量为5～10％，所述浸润剂各有效组分的固体质量占所述浸润剂的固体总质量的百分比表示如下：
其中，所述成膜剂为第一成膜剂和第二成膜剂的混合物，所述第一成膜剂为水溶性改性环氧树脂，所述第二成膜剂为水溶性聚氨酯树脂，所述第一成膜剂和所述第二成膜剂的质量比为2:1～4:1；
所述第一成膜剂的分子量为600～2000，所述第二成膜剂的分子量为2000～3000。
进一步的，所述浸润剂各有效组分的固体质量占所述浸润剂的固体总质量的百分比表示如下：
进一步的，所述硅烷偶联剂包含第一硅烷偶联剂和第二硅烷偶联剂，所述第一硅烷偶联剂为环氧基类硅烷偶联剂，所述第二硅烷偶联剂为氨基类硅烷偶联剂，所述第一硅烷偶联剂和第二硅烷偶联剂的质量比为1:1～1:2.5。
进一步的，所述第一硅烷偶联剂为3,4-环氧环己基乙基三甲氧基硅烷或/和γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷；所述第二硅烷偶联剂为γ-氨丙基三乙氧基硅烷或/和氨乙基氨丙基三甲氧基硅烷偶联剂。
进一步的，所述润滑剂包括阳离子型润滑剂、非离子型润滑剂、有机硅类润滑剂中的一种或多种；所述pH值调节剂为酸。
进一步的，所述润滑剂包括脂肪酸酰胺类润滑剂、高级烷烃胺盐、改性聚醚润滑剂和水性有机硅润滑剂中的一种或多种；所述pH值调节剂为有机酸。
进一步的，所述润滑剂为脂肪酸酰胺类润滑剂和改性聚醚润滑剂的混合溶液；所述改性聚醚润滑剂的分子量为600-1000。
进一步的，所述润湿剂包括聚醚及其衍生物类润湿剂、炔二醇类润湿剂、硅醇类润湿剂中的一种或多种。
进一步的，所述润湿剂包括分子量为200～400的聚乙二醇、吐温、聚氧乙烯脂肪醇醚、炔二醇和水性改性有机硅醇中的一种或多种。
本申请所提供的玻璃纤维直接纱用浸润剂中，各组分的作用及含量说明如下：
本申请提供的玻璃纤维直接纱用浸润剂包含有效组分和水；其中，有效组分包含硅烷偶联剂、润滑剂、润湿剂、成膜剂和pH值调节剂，本申请将玻璃纤维直接纱用浸润剂的固含量范围控制在5～10％，优选为6～9％，更优选为6.5～8.5％。
成膜剂是玻璃纤维直接纱用浸润剂的主要成分，对玻璃纤维表面具有保护作用，同时能够提高玻璃纤维的集束性、柔软性和耐弯折性。因此，成膜剂的选择是本申请的重点之一。同时，成膜剂的用量需控制在合适的范围，成膜剂用量过少，浸润剂在玻璃纤维表面包覆完整性下降，成膜强度低，会造成玻璃纤维耐磨性过低；过多，则会导致玻璃纤维滑爽性过低，拉丝顺畅性降低，玻璃纤维在使用过程中容易起毛。因此，本申请将成膜剂的固体质量占玻璃纤维直接纱用浸润剂固体总质量的百分比范围控制为58～80％，优选为60～72％，更优选为63～68％。
本申请的成膜剂采用第一成膜剂和第二成膜剂的组合。为了保证玻璃纤维和吸水树脂的有力结合，成膜剂需要与带亲水官能团的吸水树脂胶有良好亲和性，本申请第一成膜剂为水溶性改性环氧树脂；第二成膜剂为水溶性聚氨酯树脂。相比于传统的水性乳液形态的成膜剂，本申请采用的亲水改性的水溶性树脂成膜剂原料，与亲水性的吸水树脂胶具有更好的相容性。其中，水性改性环氧树脂与玻璃纤维表面结合能力强，成膜均匀性好，且亲水性好，与亲水性吸水树脂分子相容性好，利于吸水树脂的涂覆，进而提高玻璃纤维和吸水树脂的结合强度；进一步，第二成膜剂能赋予玻璃纤维良好集束性和韧性，同时还具有良好亲水性，利于纤维后加工涂覆、定型，可以提高玻璃纤维的耐磨性，也有利于提高玻璃纤维与吸水树脂胶相容性。其中，本申请第一成膜剂的分子量为600～2000，第二成膜剂的分子量为2000～3000。本申请对两种成膜剂的分子量进行限定，可有助于得到兼顾玻璃纤维的柔韧性和集束性的浸润剂配方，成膜剂的分子量过低，浸润剂成膜偏软，玻璃纤维韧性降低，成膜剂分子量过高，会造成浸润剂成膜过硬，玻璃纤维耐弯折性降低。采用两种成膜剂的复配使用，可以使后续浸润剂涂覆制得的玻璃纤维抗拉强度高、柔韧性好、集束性好，使玻璃纤维能广泛适应各类吸水树脂的涂覆，用于制备电缆、光缆包覆用阻水材料。
同时，本申请需控制第一成膜剂和第二成膜剂的用量关系，研究发现，第一成膜剂比例过高，容易造成浸润剂烘膜韧性不足，玻璃纤维耐摩擦性低；第二成膜剂比例过高容易造成浸润剂在玻璃纤维表面成膜均匀性不足，造成玻璃纤维偏硬，柔性降低。本申请将第一成膜剂和第二成膜剂的质量比范围控制在2:1～4:1，优选3:1～3.5:1时，所制备的玻璃纤维不仅柔性好，耐磨性高，玻璃纤维与吸水胶的结合强度达到最佳，可满足玻璃纤维使用性能的多方面要求。
本申请偶联剂采用硅烷偶联剂，硅烷偶联剂含有机和无机两种官能团，其水解产生的羟基可在玻璃纤维表面发生化学键合；其另一端携带的有机官能团则可以增强玻璃纤维和有机涂覆层的相容性。硅烷偶联剂的结构，是决定玻璃纤维和表面涂覆浸润剂的结合能力的关键。因此，本申请着重选择含环氧基和亲水性氨基的硅烷偶联剂，不仅可提供硅羟基与玻璃纤维表面化学结合，分子另一端提供了极性有机官能团环氧基、氨基，与浸润剂中主要组分成膜剂分子中含有的环氧基、氨基形成较强的相互作用力，可加强浸润剂与玻璃纤维的结合力。同时，硅烷偶联剂的用量也必须控制在合适的范围，若硅烷偶联剂含量过少，将不能充分包覆玻璃纤维表面，纤维易脆断；过多，则会导致硅烷偶联剂在玻璃纤维表面局部聚集，或发生自交联，反而阻碍了玻璃纤维和有机树脂的结合。因此，本申请将硅烷偶联剂的固体质量占浸润剂固体总质量的百分比控制为7～15％，优选为10～12％。
具体的，本申请的硅烷偶联剂为第一硅烷偶联剂和第二硅烷偶联剂的组合。优选的，第一硅烷偶联剂可以为3,4-环氧环己基乙基三甲氧基硅烷或/和γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷；第二硅烷偶联剂可以为γ-氨丙基三乙氧基硅烷或/和氨乙基氨丙基三甲氧基硅烷偶联剂。环氧基类硅烷偶联剂有效改善了玻璃纤维和浸润剂中成膜剂的相容性，帮助成膜剂在玻璃纤维表面均匀涂覆，形成均匀保护膜。氨基类硅烷偶联剂帮助提高聚氨酯类成膜剂与玻璃纤维表面的相容性，从而增强玻璃纤维和表面浸润剂的结合强度。吸水树脂胶通常含有大量亲水性羧基、氨基、酰胺基团，添加氨基类硅烷偶联剂可帮助提高浸润剂和涂覆吸水树脂胶的相容性，增强胶膜结合强度，使玻璃纤维表面与涂覆胶膜紧密结合，能广泛适应各类型吸水树脂的涂覆，最终得到的阻水纤维纱力学强度高、柔韧性好、胶膜不掉粉。同时，需控制第一硅烷偶联剂和第二硅烷偶联剂的用量关系，研究发现，第一硅烷偶联剂比例过高，将造成玻璃纤维与吸水树脂相容性降低；第二硅烷偶联剂比例过高会导致玻璃纤维和浸润剂中成膜剂相容性不足。本申请控制第一硅烷偶联剂和第二硅烷偶联剂的比例为1:1～1:2.5，优选为1:1.2～1:1.8。
润湿剂的使用，可以降低玻璃纤维表面张力，促进浸润剂与玻璃纤维界面形成完整包覆。本申请的润湿剂采用水性改性有机硅醇，与其他类型润湿剂相比，硅醇类润湿剂具有更佳的降低表面张力的能力。润湿剂含有亲水基团和亲油基团，与玻璃纤维表面亲和力强，与硅烷偶联剂相容性好，有利于增加浸润剂和玻璃纤维表面的结合强度，提高玻璃纤维的柔韧性。其中，润湿剂的用量需控制在合适的范围，润湿剂用量过多，会降低浸润剂成膜强度，从而降低浸润剂成膜与玻璃纤维表面的结合强度；过少，则会降低浸润剂在玻璃纤维表面的涂覆均匀性和包覆完整性。本申请控制润湿剂的固体质量占浸润剂固体总质量的百分比为0.5～1.5％，优选为0.5～1％。
润滑剂能够保证玻璃纤维在拉丝、后加工过程中的润滑、抗摩擦损伤的需求，同时赋予玻璃纤维柔软性。本申请的润滑剂为阳离子型润滑剂、非离子型润滑剂、有机硅类润滑剂中的一种或多种；优选的，为脂肪酸酰胺类润滑剂、高级烷烃胺盐，聚醚改性润滑剂和水性有机硅润滑剂中的一种或几种的混合。更优选的，为改性聚醚类润滑剂和脂肪酸酰胺润滑剂的组合。其中，改性聚醚类润滑剂和脂肪酸酰胺类润滑剂润滑效果好，亲水性较好，均与吸水树脂胶具有较好的相容性，利于玻璃纤维表面涂覆吸水树脂胶。同时，润滑剂的用量也需要控制在合适的范围，若润滑剂使用过多，会造成浸润剂成膜偏软，玻璃纤维集束性降低，玻璃纤维使用过程中易产生散丝，制备阻水纱集束性差，韧性差；过少，则会导致玻璃纤维滑爽性不够，会使玻璃纤维使用过程中毛羽量增加，耐磨性降低。本申请中润滑剂的固体质量占浸润剂固体总质量的百分比控制为9～22％，优选为13～18％。
本申请采用的pH值调节剂为酸，优选为有机酸。pH值调节剂固体质量占浸润剂固体总质量的百分比控制为3～5％，优选为3.5～4％。
本申请中的水是玻璃纤维直接纱用浸润剂中各有效组分的分散相。其中，水优选去离子水。
需要说明的是，本申请中对于乳液形态的有效组分，其固体质量是指乳液在一定条件下烘干除去水后，剩余部分的质量。
根据本申请的第二方面，提供了一种用于制备上述的玻璃纤维直接纱用浸润剂的制备方法，包括以下步骤：
将pH值调节剂加入水中搅拌均匀后，依次加入第一硅烷偶联剂和第二硅烷偶联剂，搅拌至所述第一硅烷偶联剂和所述第二硅烷偶联剂分散均匀，得到硅烷偶联剂分散液，所述第一硅烷偶联剂和所述第二硅烷偶联剂加入时间间隔30min以上；
将润滑剂加入水中溶解分散，得到润滑剂稀释液，将所述润滑剂稀释液加入到所述硅烷偶联剂分散液中，得到硅烷偶联剂-润滑剂的混合分散液；
将润湿剂分散到所述硅烷偶联剂-润滑剂的混合分散液中，得到硅烷偶联剂-润滑剂-润湿剂混合分散液；
将第一成膜剂和第二成膜剂依次加入所述硅烷偶联剂-润滑剂-润湿剂的混合分散液中并搅拌均匀，得到玻璃纤维直接纱用浸润剂。
根据本申请的第三方面，提供了一种由上述玻璃纤维直接纱用浸润剂涂覆生产的玻璃纤维直接纱产品。
根据本申请的第四方面，提供了一种上述玻璃纤维直接纱产品在阻水纱领域的应用。
与现有技术相比，本申请提供的玻璃纤维浸润剂有如下有益效果：成膜剂相比常规的乳液型成膜剂具有更佳的亲水性，和阻水胶的亲和力强；浸润剂可通过一步成型即可制备得到玻璃纤维直接纱产品，可直接用于涂覆吸水胶生产阻水纱，生产便捷且使用性能佳。
具体实施方式
本申请旨在提供一种玻璃纤维直接纱用浸润剂、制备方法、产品及其应用以解决上述相关技术存在的问题。
为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例对本申请的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例只是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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，都属于本申请保护的范围。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。
本申请中，玻璃纤维直接纱用浸润剂包含有效组分和水，有效组分包含硅烷偶联剂、润滑剂、润湿剂、成膜剂和pH值调节剂；浸润剂的固含量为5～10％；浸润剂各有效组分的固体质量占浸润剂的固体总质量的百分比表示如下：硅烷偶联剂：7～15％；润滑剂：9～22％；润湿剂：0.5～1.5％；成膜剂：58～80％；pH值调节剂：3～5％。
本申请提供的玻璃纤维直接纱用浸润剂中，选择各组分含量的上述范围的有益效果将通过实施例给出具体实验数据进行说明。
下面是根据本申请的玻璃纤维直接纱用浸润剂中所包括的各组分的优选取值范围示例。
优选示例一
根据本申请的玻璃纤维直接纱用浸润剂，包含有效组分和水，玻璃纤维直接纱用浸润剂的固含量为4％～13％；其中，浸润剂各有效组分的固体质量占浸润剂的固体总质量的百分比表示如下：
其中，成膜剂为第一成膜剂和第二成膜剂的混合物，第一成膜剂为水溶性改性环氧树脂，第二成膜剂为水溶性聚氨酯树脂，第一成膜剂和第二成膜剂的质量比为2:1～4:1；第一成膜剂的分子量为600～2000，第二成膜剂的分子量为2000～3000。
优选示例二
根据本申请的玻璃纤维直接纱用浸润剂，包含有效组分和水，玻璃纤维直接纱用浸润剂的固含量为6％～9％；其中，浸润剂各有效组分的固体质量占浸润剂的固体总质量的百分比表示如下：
其中，成膜剂为第一成膜剂和第二成膜剂的混合物，第一成膜剂为水溶性改性环氧树脂，第二成膜剂为水溶性聚氨酯树脂，第一成膜剂和第二成膜剂的质量比为2:1～4:1；第一成膜剂的分子量为600～2000，第二成膜剂的分子量为2000～3000。
优选示例三
根据本申请的玻璃纤维直接纱用浸润剂，包含有效组分和水，玻璃纤维直接纱用浸润剂的固含量为5.5％～9.5％；其中，浸润剂各有效组分的固体质量占浸润剂的固体总质量的百分比表示如下：
其中，成膜剂为第一成膜剂和第二成膜剂的混合物，第一成膜剂为水溶性改性环氧树脂，第二成膜剂为水溶性聚氨酯树脂，第一成膜剂和第二成膜剂的质量比为3:1～3.5:1；第一成膜剂的分子量为600～2000，第二成膜剂的分子量为2000～3000；
硅烷偶联剂包含第一硅烷偶联剂和第二硅烷偶联剂，第一硅烷偶联剂为环氧基类硅烷偶联剂，第二硅烷偶联剂为氨基类硅烷偶联剂，第一硅烷偶联剂和第二硅烷偶联剂的质量比为1:1～1:2.5。
优选示例四
根据本申请的玻璃纤维直接纱用浸润剂，包含有效组分和水，玻璃纤维直接纱用浸润剂的固含量为6％～9％；其中，浸润剂各有效组分的固体质量占浸润剂的固体总质量的百分比表示如下：
其中，成膜剂为第一成膜剂和第二成膜剂的混合物，第一成膜剂为水溶性改性环氧树脂，第二成膜剂为水溶性聚氨酯树脂，第一成膜剂和第二成膜剂的质量比为3:1～3.5:1；第一成膜剂的分子量为600～2000，第二成膜剂的分子量为2000～3000；
硅烷偶联剂包含第一硅烷偶联剂和第二硅烷偶联剂，第一硅烷偶联剂为环氧基类硅烷偶联剂，第二硅烷偶联剂为氨基类硅烷偶联剂，第一硅烷偶联剂和第二硅烷偶联剂的质量比为1:1.2～1:1.8；
第一硅烷偶联剂为3,4-环氧环己基乙基三甲氧基硅烷或/和γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷；第二硅烷偶联剂为γ-氨丙基三乙氧基硅烷或/和氨乙基氨丙基三甲氧基硅烷偶联剂。
优选示例五
根据本申请的玻璃纤维直接纱用浸润剂，包含有效组分和水，玻璃纤维直接纱用浸润剂的固含量为6.5％～8.5％；其中，浸润剂各有效组分的固体质量占浸润剂的固体总质量的百分比表示如下：
其中，成膜剂为第一成膜剂和第二成膜剂的混合物，第一成膜剂为水溶性改性环氧树脂，第二成膜剂为水溶性聚氨酯树脂，第一成膜剂和第二成膜剂的质量比为3:1～3.5:1；第一成膜剂的分子量为600～2000，第二成膜剂的分子量为2000～3000；
硅烷偶联剂包含第一硅烷偶联剂和第二硅烷偶联剂，第一硅烷偶联剂为环氧基类硅烷偶联剂，第二硅烷偶联剂为氨基类硅烷偶联剂，第一硅烷偶联剂和第二硅烷偶联剂的质量比为1:1.2～1:1.8；
润滑剂包括阳离子型润滑剂、非离子型润滑剂、有机硅类润滑剂中的一种或多种；pH值调节剂为酸。
优选示例六
根据本申请的玻璃纤维直接纱用浸润剂，包含有效组分和水，玻璃纤维直接纱用浸润剂的固含量为7％～8.5％；其中，浸润剂各有效组分的固体质量占浸润剂的固体总质量的百分比表示如下：
其中，成膜剂为第一成膜剂和第二成膜剂的混合物，第一成膜剂为水溶性改性环氧树脂，第二成膜剂为水溶性聚氨酯树脂，第一成膜剂和第二成膜剂的质量比为3:1～3.5:1；第一成膜剂的分子量为600～2000，第二成膜剂的分子量为2000～3000；
硅烷偶联剂包含第一硅烷偶联剂和第二硅烷偶联剂，第一硅烷偶联剂为环氧基类硅烷偶联剂，第二硅烷偶联剂为氨基类硅烷偶联剂，第一硅烷偶联剂和第二硅烷偶联剂的质量比为1:1.2～1:1.8；
润滑剂包括脂肪酸酰胺类润滑剂、高级烷烃胺盐、改性聚醚润滑剂和水性有机硅润滑剂中的一种或多种；pH值调节剂为有机酸。
优选示例七
根据本申请的玻璃纤维直接纱用浸润剂，包含有效组分和水，玻璃纤维直接纱用浸润剂的固含量为6.5％～7.5％；其中，浸润剂各有效组分的固体质量占浸润剂的固体总质量的百分比表示如下：
其中，成膜剂为第一成膜剂和第二成膜剂的混合物，第一成膜剂为水溶性改性环氧树脂，第二成膜剂为水溶性聚氨酯树脂，第一成膜剂和第二成膜剂的质量比为3:1～3.5:1；第一成膜剂的分子量为600～2000，第二成膜剂的分子量为2000～3000；
硅烷偶联剂包含第一硅烷偶联剂和第二硅烷偶联剂，第一硅烷偶联剂为环氧基类硅烷偶联剂，第二硅烷偶联剂为氨基类硅烷偶联剂，第一硅烷偶联剂和第二硅烷偶联剂的质量比为1:1.2～1:1.8；
润滑剂包括脂肪酸酰胺类润滑剂、高级烷烃胺盐、改性聚醚润滑剂和水性有机硅润滑剂中的一种或多种；pH值调节剂为有机酸；
润湿剂包括聚醚及其衍生物类润湿剂、炔二醇类润湿剂、硅醇类润湿剂中的一种或多种。
优选示例八
根据本申请的玻璃纤维直接纱用浸润剂，包含有效组分和水，玻璃纤维直接纱用浸润剂的固含量为6.5％～8.5％；其中，浸润剂各有效组分的固体质量占浸润剂的固体总质量的百分比表示如下：
其中，成膜剂为第一成膜剂和第二成膜剂的混合物，第一成膜剂为水溶性改性环氧树脂，第二成膜剂为水溶性聚氨酯树脂，第一成膜剂和第二成膜剂的质量比为3:1～3.5:1；第一成膜剂的分子量为600～2000，第二成膜剂的分子量为2000～3000；
硅烷偶联剂包含第一硅烷偶联剂和第二硅烷偶联剂，第一硅烷偶联剂为环氧基类硅烷偶联剂，第二硅烷偶联剂为氨基类硅烷偶联剂，第一硅烷偶联剂和第二硅烷偶联剂的质量比为1:1.2～1:1.8；
润滑剂包括脂肪酸酰胺类润滑剂、高级烷烃胺盐、改性聚醚润滑剂和水性有机硅润滑剂中的一种或多种；pH值调节剂为有机酸；
润滑剂为脂肪酸酰胺类润滑剂和改性聚醚润滑剂的混合溶液；改性聚醚润滑剂的分子量为600-1000；
润湿剂包括聚醚及其衍生物类润湿剂、炔二醇类润湿剂、硅醇类润湿剂中的一种或多种；
润湿剂包括分子量为200～400的聚乙二醇、吐温、聚氧乙烯脂肪醇醚、炔二醇和水性改性有机硅醇中的一种或多种。
优选示例一至优选示例八的玻璃纤维直接纱用浸润剂的制备方法，包括：
将pH值调节剂加入水中搅拌均匀后，依次加入第一硅烷偶联剂和第二硅烷偶联剂，搅拌至第一硅烷偶联剂和第二硅烷偶联剂分散均匀，得到硅烷偶联剂分散液，第一硅烷偶联剂和第二硅烷偶联剂加入时间间隔30min以上；
将润滑剂加入水中溶解分散，得到润滑剂稀释液，将润滑剂稀释液加入到硅烷偶联剂分散液中，得到硅烷偶联剂-润滑剂的混合分散液；
将润湿剂分散到硅烷偶联剂-润滑剂的混合分散液中，得到硅烷偶联剂-润滑剂-润湿剂混合分散液；
将第一成膜剂和第二成膜剂依次加入硅烷偶联剂-润滑剂-润湿剂的混合分散液中并搅拌均匀，得到玻璃纤维直接纱用浸润剂。
本申请提供的玻璃纤维直接纱用浸润剂的实施例各有效组分占有效组分固体总质量百分比如表1所示。
表1玻璃纤维浸润剂实施例的配方
表1玻璃纤维浸润剂实施例的配方(续)
需要说明的是，玻璃纤维上的浸润剂质量占玻璃纤维总质量的比例一般控制在0.2-1％，从产品的应用需求和测试结果来看，可燃物含量控制在0.5-0.6之间时，产品的机械性能、集束性能够满足要求。
为了进一步说明本申请的有益效果，选取目前常用的两种直接纱浸润剂配方作为对比例1和对比例2。对比例1和对比例2的直接纱浸润剂均含有有效组分和水，各有效组分的固体质量占直接纱浸润剂的固体总质量的百分比表示如下：
对比例1
其中，偶联剂1为γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷；偶联剂2为3-氨基丙基三乙氧基硅烷；成膜剂为聚醚改性双酚A型环氧树脂乳液；润滑剂为月桂醇聚氧乙烯醚；pH值调节剂为醋酸。
对比例2
偶联剂1为γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷；偶联剂2为γ-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷；成膜剂1为水性聚酯乳液(东莞市黑马化工有限公司生产，产品牌号为GE-80)；成膜剂2为双酚A型环氧乳液TX-616H(巨石自制小分子量环氧乳液)；润滑剂1为脂肪酰胺；润滑剂2为聚乙二醇1000；pH值调节剂为醋酸。
根据表1示出的实施例1-16，以及对比例1、2的浸润剂配方，将相应实施例及对比例的浸润剂用于玻璃纤维直接纱的生产工艺，并检测玻璃纤维及玻璃纤维涂覆吸水树脂制备的阻水纤维纱的产品性能。表2记录了实施例及对比例玻璃纤维性能和阻水纤维纱产品性能检测结果。其中，玻璃纤维的拉丝工艺为4000H铂金漏板拉丝，线密度为1170tex,单纤维直径为17微米。阻水纱采用玻璃纤维涂覆自制吸水树脂后，干燥定型得到。
玻璃纤维的硬挺度按照GB/T7690.4-2013进行测试，单位为cm。玻璃纤维的断裂强度按照GB/T7690.3进行测试，单位为N/tex。玻璃纤维和阻水纱的毛羽测试采用自制毛羽机以相同测试方式进行检测得到。
表2玻璃纤维直接纱浸润剂涂覆生产的玻璃纤维及由其制备的阻水纱的检测结果
表2玻璃纤维直接纱浸润剂涂覆生产的玻璃纤维及由其制备的阻水纱的检测结果(续)
需要说明的是，表2中的阻水纱按照以下方法进行制备：采用同一种自制吸水树脂样品对玻璃纤维纱进行涂覆，并在室温下让涂覆有吸水树脂的玻璃纤维充分干燥，涂胶量8±1％。表2中+表示掉粉量增加，-表示无掉粉，掉粉量仅作为对阻水纱毛羽量及涂胶层稳定性等级的评价。
以上实施例仅代表本申请权利要求范围内的部分实施例，不限制本申请权利要求范围。从以上的配方测试实例，可以从中看出，通过调整各组分比例，可以获得浸润剂配方，各项性能均优于对比例数据，其中尤以实施例6-8效果更佳。
综上所述，采用本申请的玻璃纤维浸润剂生产的玻璃纤维直接纱，不但与吸水树脂相容性好、结合强度高，并且能使制品的柔韧性、耐弯折性能佳、吸水膨胀率高，满足柔性阻水纱的标准要求。
最后应说明的是：在本文中，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，从而使得包含一系列要素的过程、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。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个…”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
以上实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制。尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，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申请各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (12)
1.一种玻璃纤维直接纱用浸润剂，其特征在于，所述浸润剂包含有效组分和水，所述有效组分包含硅烷偶联剂、润滑剂、润湿剂、成膜剂和pH值调节剂，所述浸润剂的固含量为5～10％，所述浸润剂各有效组分的固体质量占所述浸润剂固体总质量的百分比表示如下：
其中，所述成膜剂为第一成膜剂和第二成膜剂的混合物，所述第一成膜剂为水溶性改性环氧树脂，所述第二成膜剂为水溶性聚氨酯树脂，所述第一成膜剂和所述第二成膜剂的质量比为2:1～4:1；
所述第一成膜剂的分子量为600～2000，所述第二成膜剂的分子量为2000～3000。
2.如权利要求1所述的玻璃纤维直接纱用浸润剂，其特征在于，所述浸润剂各有效组分的固体质量占所述浸润剂的固体总质量的百分比表示如下：
3.如权利要求1或2所述的玻璃纤维直接纱用浸润剂，其特征在于，所述硅烷偶联剂包含第一硅烷偶联剂和第二硅烷偶联剂，所述第一硅烷偶联剂为环氧基类硅烷偶联剂，所述第二硅烷偶联剂为氨基类硅烷偶联剂，所述第一硅烷偶联剂和第二硅烷偶联剂的质量比为1:1～1:2.5。
4.如权利要求3所述的玻璃纤维直接纱用浸润剂，其特征在于，所述第一硅烷偶联剂为3,4-环氧环己基乙基三甲氧基硅烷或/和γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷；所述第二硅烷偶联剂为γ-氨丙基三乙氧基硅烷或/和氨乙基氨丙基三甲氧基硅烷偶联剂。
5.如权利要求1或2所述的玻璃纤维直接纱用浸润剂，其特征在于，所述润滑剂包括阳离子型润滑剂、非离子型润滑剂、有机硅类润滑剂中的一种或多种；所述pH值调节剂为酸。
6.如权利要求5所述的玻璃纤维直接纱用浸润剂，其特征在于，所述润滑剂包括脂肪酸酰胺类润滑剂、高级烷烃胺盐、改性聚醚润滑剂和水性有机硅润滑剂中的一种或多种；所述pH值调节剂为有机酸。
7.如权利要求6所述的玻璃纤维直接纱用浸润剂，其特征在于，所述润滑剂为脂肪酸酰胺类润滑剂和改性聚醚润滑剂的混合溶液；所述改性聚醚润滑剂的分子量为600-1000。
8.如权利要求1或2所述的玻璃纤维直接纱用浸润剂，其特征在于，所述润湿剂包括聚醚及其衍生物类润湿剂、炔二醇类润湿剂、硅醇类润湿剂中的一种或多种。
9.如权利要求8所述的玻璃纤维直接纱用浸润剂，其特征在于，所述润湿剂包括分子量为200～400的聚乙二醇、吐温、聚氧乙烯脂肪醇醚、炔二醇和水性改性有机硅醇中的一种或多种。
10.一种如权利要求1-9任一项所述的玻璃纤维直接纱用浸润剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
将pH值调节剂加入水中搅拌均匀后，依次加入第一硅烷偶联剂和第二硅烷偶联剂，搅拌至所述第一硅烷偶联剂和所述第二硅烷偶联剂分散均匀，得到硅烷偶联剂分散液，所述第一硅烷偶联剂和所述第二硅烷偶联剂加入时间间隔30min以上；
将润滑剂加入水中溶解分散，得到润滑剂稀释液，将所述润滑剂稀释液加入到所述硅烷偶联剂分散液中，得到硅烷偶联剂-润滑剂的混合分散液；
将润湿剂分散到所述硅烷偶联剂-润滑剂的混合分散液中，得到硅烷偶联剂-润滑剂-润湿剂混合分散液；
将第一成膜剂和第二成膜剂依次加入所述硅烷偶联剂-润滑剂-润湿剂的混合分散液中并搅拌均匀，得到玻璃纤维直接纱用浸润剂。
11.一种由权利要求1-9任一项所述的玻璃纤维直接纱用浸润剂涂覆生产的玻璃纤维直接纱产品。
12.一种如权利要求11所述的玻璃纤维直接纱产品在阻水纱领域的应用。
Priority Applications (1)
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