本发明涉及玻璃纤维生产制造
技术领域：
，具体地讲是提供一种增强PP(聚丙烯)或PBT(聚对苯二甲酸丁二醇酯)用无碱玻璃纤维粗纱用浸润剂。二、
背景技术：
：：玻璃纤维增强PP复合材料和增强PBT复合材料被大量应用于工程领域，其中增强PP复合材料由于在性价上明显优于其它常用工程塑料，同时，玻璃纤维的引入对PP复合材料的各项力学性能产生很大的影响，如：高的拉伸强度，弯曲模量较高，耐高温性更好等。近些年来玻璃纤维增强PP材料在家用电器、汽车工业、建筑工业上应用越来越大，对玻璃纤维的需求也与日俱增。玻璃纤维增强PBT复合材料因其具有出色的耐热性、长期老化性和阻燃性能，可应用于包括汽车、电子/电器、机械业：家用器具(食品加工刀片、真空吸尘器元件、电风扇、头发干燥机壳体、咖啡器皿等)；电器元件(开关、电机壳、保险丝盒、计算机键盘按键等)；汽车工业(散热器格窗、车身嵌板、车轮盖、门窗部件等)。以上两种复合材料都是运用最为广泛的复合材料之一，其普及范围甚至超过尼龙制品的应用。但由于PP和PBT树脂在通常挤出设定温度范围内，树脂粘度低，由于接近非牛顿流体，有剪切变稀的特性，剪切速率越高，粘度越低，特别是PP树脂，对剪切速率更为敏感。在工业化生产粗纱增强PP和PBT时都易出现玻璃纤维剪切不良、分散不匀的问题，即所谓的“玻璃纤维不熔”。因此，开发一种既与PP和PBT树脂相容性好又能使玻璃纤维易于剪切的浸润剂以提高玻璃纤维的生产性能和力学性能非常必要。即需要满足剪切要求，同时还需满足如下的一般性能要求(玻璃纤维含量均为30％)：拉伸性能(按照ISO527测试方法)树脂PPPBT拉伸强度≥80≥120剪切性能(按照-一种玻璃纤维在热塑性塑料中剪切分散性能的测试方法，专利号ZL201410286033.7)树脂PPPBT剪切性能好好为此，需要通过研制一种新型的浸润剂：即能和目标树脂具备优良的相容性，以满足机械性能的指标要求，又具有良好剪切性能，使得使用顺畅性好。三、技术实现要素：：本发明的目的是提供一种增强PP或PBT用无碱玻璃纤维粗纱用浸润剂，该浸润剂既与PP和PBT树脂相容性好又能使玻璃纤维易于剪切，既能保证最终复合材料的力学性能，又能使无捻粗纱增强PP和PBT的加工过程顺畅。为解决上述问题，本发明采用如下技术方案：一种增强PP或PBT用无碱玻璃纤维粗纱用浸润剂，所述浸润剂由偶联剂、润滑剂、成膜剂、表面活性剂、PH值调节剂和水制成，所述浸润剂的固体质量占浸润剂总质量的3～10％，余量为水；所述偶联剂采用硅烷偶联剂；所述润滑剂采用水溶性的PEG类润滑剂；所述成膜剂为环氧乳液与丙烯酸改性环氧树脂乳液的共混物,其中环氧乳液与丙烯酸改性环氧树脂乳液的质量比以各自的固体质量比计为1-10:1；所述的表面活性剂为非离子表面活性剂和阳离子表面活性剂的共混物；所述的PH值调节剂为酸；各组分质量占浸润剂固体质量的百分比例如下，其中若组分以分散体系形式加入，则其质量以其固体质量计：本发明所述浸润剂的PH值在4～12，优选PH值在6～10。本发明所述的偶联剂一般采用带环氧基、乙烯基或氨基的硅烷偶联剂，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。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”，同时影响玻璃纤维的软硬度，因此是影响玻璃纤维强度以及增强PP和PBT树脂强度的关键，也是本发明的重点。合适的偶联剂选择，可以使生产出来的GF增强PP复合材料和GF增强PBT复合材料具有更好的机械性能。本发明中硅烷偶联剂质量占浸润剂固体质量的5～20％，优选6～18％，更优选7～15％，更进一步优选8～12％。成膜剂作为浸润剂的主要成分起到保护纤维的作用，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，成膜剂的选择也是本发明的重点之一。本发明使用的成膜剂为环氧乳液和丙烯酸改性环氧树脂的组合。本发明采用不同类型的乳液搭配使用，除兼顾玻璃纤维的集束性和软硬度外，同时也使得浸润剂与PBT和PP树脂具有良好的相容性，从而提高GF增强PP复合材料和GF增强PBT复合材料的机械强度。本发明使用的环氧乳液是采用环氧树脂乳化制成，其相对分子质量MW为350～1500，优选为400～1200，乳液平均粒子直径为0.2～2.0微米。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。本发明使用的丙烯酸改性环氧树脂乳液是通过乳液聚合方法制得的丙烯酸酯改性环氧树脂树脂乳液，可根据现有文献自行制备或使用市售商品。本发明所述成膜剂的总质量以其固体质量计为浸润剂固体质量60～80％，优选65～75％，更优选为68～74.5％，更进一步优选为69～72％。本发明所述的环氧乳液与丙烯酸改性环氧树脂乳液的质量比以各自的固体质量之比计为1-10:1，优选为1.5-6.0:1，更优选为1.7-4.5:1，更进一步优选2-4:1。本发明使用的润滑剂可采用水溶性的有机化合物，特别是PEG类润滑剂，如PEG400、PEG600、PEG1000、PEG3000等。润滑剂的使用主要是为满足玻璃纤维在拉丝、后处理、使用过程中的润滑效果，但过多的润滑剂会影响玻璃纤维纱的集束性，并且影响最终GF增强PP复合材料和GF增强PBT复合材料的机械性能，故本发明所述润滑剂的质量占浸润剂固体质量的5～15％，优选5～13％，更优选7～11％，更进一步优选9～11％。本发明使用的表面活性剂为非离子表面活性剂和阳离子表面活性剂的共混物，其中所述非离子表面活性剂采用聚氧乙烯醚类、酯类、酰胺类、化学改性矿物油类中的一种；阳离子表面活性剂采用聚氧乙烯胺盐、季铵盐、咪唑啉中的一种。所述的非离子表面活性剂和所述的阳离子表面活性剂的质量比为3-5:1。本发明优选表面活性剂为聚氧乙烯醚类非离子表面活性剂和季铵盐类表面活性剂的共混物。更进一步，聚氧乙烯醚类非离子表面活性剂与季铵盐类表面活性剂的质量比为3-5:1。本发明的PH值调节剂为无机酸、有机酸均可，如可使用柠檬酸、醋酸、甲酸、乙酸等。PH值调节剂的作用主要是用来辅助偶联剂分散和调节配制好的浸润剂的PH值，本发明所述浸润剂的PH值在4～12，优选PH值在6～10。本发明优选增强PP或PBT用无碱玻璃纤维粗纱用浸润剂中，各组分质量占浸润剂固体质量的百分比例如下：本发明进一步优选增强PP或PBT用无碱玻璃纤维粗纱用浸润剂中，各组分质量占浸润剂固体质量的百分比例如下：本发明更进一步优选增强PP或PBT用无碱玻璃纤维粗纱用浸润剂中，各组分质量占浸润剂固体质量的百分比例如下：本发明最优选所述的浸润剂由偶联剂、润滑剂、成膜剂、表面活性剂、PH值调节剂和水制成；所述的硅烷偶联剂为带环氧基、乙烯基或氨基的硅烷偶联剂；所述的润滑剂为水溶性的PEG类润滑剂；所述的成膜剂为环氧乳液与改性环氧树脂的共混物，两者的质量比以各自的固体质量之比计为2-4：1；所述表面活性剂为聚氧乙烯醚类和季铵盐表面活性剂的共混物，两者的质量比为3-5:1，所述的PH值调节剂为酸；各组分质量占浸润剂固体质量的百分比例如下：本发明所述用于增强PP或PBT用无碱玻璃纤维粗纱用浸润剂的配制方法可采用常规方法，具体包括以下步骤：在一个干净的容器中加入总量的40～50％的去离子水，然后再加入浸润剂成分中的PH值调节剂，充分搅拌3～5分钟后，再缓慢加入浸润剂成分中的硅烷偶联剂，持续搅拌40～50分钟；浸润剂成分中的润滑剂、表面活性剂在5倍于其量的温去离子水(40～50℃)中充分稀释搅拌后加入容器；浸润剂成分中成膜剂采用成膜剂量的2倍的水进行稀释后加入容器，若浸润剂PH值不能达到最佳范围，加入适量的PH值调节剂进行调整并搅拌均匀，直至PH值达到最佳范围。本发明玻璃纤维的可燃物(即浸润剂涂覆在玻璃纤维上的量占玻璃纤维质量的比例)一般控制0.2～9.0％，具体的值需要根据原料本身的性能，从产品需要达到的性能指标和实验测试结果来看，可燃物含量在0.3～0.8％生产的产品，机械性能和挤出顺畅性能够满足要求。与现有技术相比，本发明提供的浸润剂既与PP和PBT树脂相容性好又能使玻璃纤维易于剪切，经本发明所述的浸润剂处理后的玻璃纤维无捻粗纱在增强PP和PBT时，挤出过程顺畅，无断条、漏纤等问题，最终的复合材料制品性能优良，尤其是具有良好的力学性能，具有很好的生产工艺性和应用性能，从而满足市场及应用需求。四、具体实施方式：以下通过实施例对本发明进行具体的说明，但本发明的内容并不受以下实施例的任何制约。本发明的实施使用的浸润剂各组分如下：所述偶联剂使用氨基硅烷偶联剂，产品牌号A-1100(生产厂家：迈图)；所述润滑剂使用PEG400(生产厂家：DOW)；所述成膜剂环氧树脂乳液,产品牌号TX777(生产厂家:巨石)所述成膜剂改性环氧树脂乳液,采用丙烯酸改性环氧树脂乳液。(自制,参考文献:穆锐，闫惠至，邓爱民。一种丙烯酸改性乳化环氧树脂的制备与研究，化学与粘合，200830(1)：62-64)；所述阳离子表面活性剂采用1231MS(生产厂家：苏州恒诺邦化工科技)；所述非离子表面活性剂采用脂肪醇聚氧乙烯醚(生产厂家：邢台蓝星助剂厂)所述pH调节剂使用醋酸。下表为具体的配方实例以及按照一定的玻璃纤维生产工艺所生产出的2000tex直接纱的具体测试结果。本发明实施例中，水的含量占浸润剂总质量的96％，其中的数值均为各组分质量占浸润剂固体质量的百分比，其中以分散体系加入的组分质量以其固体质量计。从以上的配方测试实例，我们可以从中看出，通过对组分和组分含量的设计，我们可以得到合乎要求的浸润剂，其中尤以实例3、4综合效果最佳。以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本
技术领域：
的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应该视为本发明的保护范围。本发明实施例根据PP和PBT用无碱玻璃纤维粗纱的技术特点，通过浸润剂原料的选择，配方的优化，采用合适的玻璃纤维生产工艺，生产出满足该领域需求的无碱玻璃纤维粗纱产品。当前第1页1 2 3