一种浸润剂及其在生产无碱玻璃纤维膨体用纱中的应用
【专利说明】-种浸润剂及其在生产无碱玻璃纤维膨体用纱中的应用 (-)技术领域
[0001] 本发明设及一种玻璃纤维增强热固性树脂技术，特别是一种浸润剂及其在生产无 碱玻璃纤维膨体用纱中的应用。 (二）【背景技术】
[0002] 玻璃纤维膨体纱是采用玻璃纤维膨体用纱经过通入高压空气的特殊装置膨化而 成，尽管工序并不复杂，但却赋予了玻璃纤维特殊的功效，它兼有连续长纤维的高强度和短 纤维的蓬松性，是一种耐高溫、低导热系数、耐腐蚀、高容空量、高过滤效率的对人体无害的 新型材料。
[0003] 因玻璃纤维膨体纱在性能上的特殊优势，被广泛应用于汽车、建筑、保溫、隔音等 应用领域。比如离合器片，消音器，耐高溫的隔热材料，建筑领域的墙体壁布。宽泛的应用 领域，赋予了玻璃纤维膨体纱产品巨大的市场前景。随着全球经济W及复合材料行业的不 断发展，在国家"调结构"等宏观政策的刺激下，诸如汽车、建筑型材、耐高溫等高端领域发 展将置于更加突出的位置。随着复合材料应用技术的不断发展，膨体纱应用领域又有了新 的拓展，比如在拉挤型材中，特别是结构及表面复杂的部位，膨体纱的引入可W增加纤维的 吸胶量，保证在制品的一些复杂结构处得到良好的填充，从而提升制品表面的质量W及力 学强度。
[0004] 要满足W上膨体纱的性能要求，一般对玻璃纤维膨体用纱性能要求如下（采用不 饱和聚醋树脂，玻璃纤维含量均为75%，W6(K)tex为例）：
[0005] ?性能指标：
[0006]
[0007] 玻璃纤维无抢粗纱浸胶试样剪切强度的测试：方法见ASTMD2344中描述，仪器设 备包括浸胶装置、拉伸力机、夹具等，参照标准ASTMD2344。
[0008] 玻璃纤维膨体纱膨化率测试：测试膨化前的线密度Tl,测试膨化后的线密度T2， 计算灯2-Tl)/Tl*100%，即为膨化率。
[0009] 为此在采用E玻璃成分不变的前提下，需通过研制一种新型的浸润剂：达到良好 的膨化效果，即膨化后的纤维能够充分并均匀散开，膨化率高。同时产品与树脂的相容性要 求好，W满足最终制品力学性能的要求。 (H)
【发明内容】
[0010] 本发明所要解决的技术问题是提供一种浸润剂及其应用，采用该浸润剂生产的无 碱玻璃直接纱适合作为无碱玻璃纤维膨体用纱，不但膨化率高，与目标树脂相容性好、浸透 好，并且能使制品的机械性能高，满足标准的要求。
[0011] 为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：
[0012] 本发明提供了一种浸润剂，所述浸润剂的制备原料包括偶联剂、润滑剂、成膜剂、 表面活性剂、抑值调节剂和去离子水，所述浸润剂的固体质量（固体质量即烘干后剩余部 分的质量）占浸润剂总质量的3~10%，余量为水（包括原料组分自身带的水加上配制浸 润剂加入的去离子水）；所述偶联剂采用硅烷偶联剂；所述润滑剂采用水溶性有机化合物； 所述成膜剂为环氧乳液和聚丙締乳液的共混物；所述的表面活性剂为阳离子表面活性剂； 所述的抑调节剂为酸；下列各组分的质量用量占浸润剂固体质量的百分比例表示如下，若 组分W分散体系的形式加入，则其质量用量W其固体质量计：
[0013] 偶联剂 3~15〇/。 润滑剂 4~18% 环氧乳液 4Q~68% 聚丙傑现液 口~25% 成膜剂 60~85 % 表面活性剂 0.1~10 % pH值调节剂 1~5%。
[0014] 进一步，本发明优选所述浸润剂由偶联剂、润滑剂、成膜剂、表面活性剂、抑值调节 剂和去离子水制成。
[0015] 进一步，本发明优选各组分的质量用量占浸润剂固体质量的百分比例表示如下：
[0016] 偶联剂 4~14 % 滴滑剂 5~16% 环氧乳液 40~65% 聚丙婦乳液 15~24% 成膜剂 64~80 % 表面活性剂 1.5--9.5% pH值调节剂 1.5~4；.这絲。
[0017] 更进一步，本发明优选各组分的质量用量占浸润剂固体质量的百分比例如下所 示：
[0018] 偶联剂 6~12 % 润滑剂 7~14% 环氧乳液 44~60% 聚丙婦乳液； 17-23% 成膜剂 67~77 % 表面活性剂 3~8% pH值调节剂 1~4%。
[0019] 再更进一步，本发明优选各组分的质量用量占浸润剂固体质量的百分比例如下所 示：
[0020] 偶联剂 8~10% 润滑剂 今~11% 环氧乳液 靴~56% 聚丙嫌乳液 18~21% 成膜剂 鞠~75 % 表面活性剂 4.5~6%
[0021] pH值调节剂 2J~15说。：
[002引本发明所述浸润剂的抑值在2~10，优选抑值在3~7。
[0023] 本发明所述的偶联剂一般采用带环氧基、丙締酷氧基、乙締基或氨基的娃烷基偶 联剂中的一种或几种的组合，本发明适用的硅烷偶联剂可选用的产品牌号有A-172，A-174， A-1100、A-187等，优选甲基丙締酷氧基丙基S甲氧基硅烷偶联剂，即A-174。偶联剂的使 用，可保护纤维在拉丝过程中的受损，并起到玻璃纤维和基体树脂间的"桥接"作用，因此是 影响玻璃纤维强度W及玻璃钢制品强度的关键，合适的偶联剂选择，可W使生产出来的产 品具有更好的机械性能。本发明中硅烷偶联剂的质量用量占浸润剂固体质量的百分比例为 3~15%，优选4~14%，更优选6~12%，更进一步优选8~10%。
[0024] 本发明使用的润滑剂可采用水溶性的有机化合物，采用硅油、PEG类润滑剂中的一 种，优选硅油。润滑剂的使用主要为满足玻璃纤维在拉丝、后处理、使用过程的润滑效果，但 过多的润滑剂会影响玻璃纤维纱的集束性，并且会影响最终玻璃钢制品的机械性能，故本 发明中所述润滑剂的质量用量占浸润剂固体质量的百分比例为4~18%，优选5~16%， 更优选7~14%，更进一步优选9~11%。
[0025] 本发明使用的表面活性剂为阳离子表面活性剂，采用烷基化晚盐、季锭盐、胺盐中 的一种，优选季锭盐类阳离子表面活性剂，最优选有机季锭盐1831。本发明优选阳离子表面 活性剂的质量用量占浸润剂固体质量的百分比例为0. 1~10%，优选1. 5~9. 5%，更优选 3~8 %，更进一步优选4. 5~6 %。
[0026] 成膜剂作为浸润剂的主要成分起到保护纤维、满足纤维的连续生产的作用，并且 对玻璃纤维最终制品的机械强度起着决定性的影响，因此，成膜剂的选择是本发明的重点。 本发明使用的成膜剂为环氧乳液与聚丙締乳液的组合。本发明采用不同类型的乳液搭配使 用，一方面是为了使玻璃纤维能够达到良好的膨化效果，另一方面是为了使玻璃纤维产品 与树脂的相容性好，W满足最终制品力学性能的要求。本发明所述成膜剂的总质量用量占 浸润剂固体质量的百分比例为60~85%，优选64~80%，更优选为67~77%，更进一步 优选为69~75%。
[0027] 本发明使用的环氧乳液是水溶性环氧树脂乳液或双酪A型环氧树脂乳液，分子量 为200~1200,优选为300~800的范围，分散相平均粒径0.2~2.0ym。本发明中环氧 乳液可根据现有文献自行制备或使用市售商品。所述环氧乳液的质量用量占浸润剂固体质 量的百分比例为40~68 %，优选40~65 %，更优选44~60 %，更进一步优选48~56 %
[0028] 本发明使用的聚丙締乳液是水性