本发明属于玻璃纤维工业生产领域，具体涉及一种玻璃纤维浸润剂及玻璃纤维的生产方法。
背景技术：
玻璃纤维是一种性能优异且种类繁多的无机非金属材料，它有绝缘性好、机械强度高、耐热性好、抗腐蚀性好等优点，但是也有耐磨性较差、性脆等缺点。它的制备工艺大体总结为先后经过高温熔制、拉丝、络纱、织布等工序组成，其单丝直径可达几个微米到二十几微米，相当于一根头发丝的1/20-1/5，玻璃纤维通常用作电绝缘材料、绝热保温材料和复合材料中的增强材料，遍布于国民生活中的各个领域。
在玻璃纤维生产过程中，其中在拉丝工序时，需要在玻璃纤维表面涂覆一种以溶液为主体的或者有机溶物乳状液的多相结构的表面处理剂，这类表面处理材料又叫做浸润剂，浸润剂的性能很大程度上决定玻璃纤维的质量品质，浸润剂不仅能够增强纤维束的粘合性、耐起绒性、涂覆性，使纤维表面平滑，增加耐磨性、柔韧性，并易于卷绕且缠绕时损伤减少。而且有利于玻璃纤维的后序加工过程，在复合其他材料时还能促进玻璃纤维与被增强的高分子聚合物的结合。
cn102020427a公开了一种玻璃纤维浸润剂，这种浸润剂主要包括环氧树脂乳液、氨水或醋酸、白油、汽油、水。改变浸润剂的原料含量或配比制备成性能较优的浸润剂，虽然该配方成产成本低，但是由此玻璃纤维浸润剂浸润出来的玻璃纤维，其耐磨性、耐碱性、耐水性和抗静电性都较差，产品合格率低。
cn106587659b公开了一种玻璃纤维浸润剂及其用途，该玻璃纤维浸润剂主要包括偶联剂、润滑剂、不饱和聚酯乳液、聚醋酸乙烯酯乳液、环氧乳液、聚氨酯乳液、ph值调节剂和水。其中偶联剂包括甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷和γ-氨基丙基三乙氧基硅烷，润滑剂为聚酰亚胺类润滑剂，ph值调节剂为乙酸。将实施例和对比例制备的浸润剂应用于玻璃纤维的生产，并测试玻璃纤维的性能。比较对比例的数据发现，实施例测得的平均毛羽量为8.56mg/kg，而对比例的毛羽量为14.40mg/kg，毛羽量降低了40.5％，说明该浸润剂大大提高了玻璃纤维的集束性，而与对比例相比，样品的平均弯曲强度提升了23.03％，平均无缺口冲击强度提升了36.49％，平均拉伸强度提升了5.97％，使用的原料成膜剂、偶联剂、润滑剂及ph值调节剂相结合，制备的玻璃纤维在模压过程中玻纤分布均一，玻纤与树脂的相容性好，具有优异的外观效果及机械性能。
cn108529900a公开了一种玻璃纤维浸润剂的制备方法，该制备方法使用的原料是玉米淀粉，首先将玉米淀粉与蒸馏水混合，加热至糊化，再加入普鲁兰酶进行酶解，然后冷却干燥得到过筛颗粒，第二步将过筛颗粒与蒸馏水混合，加热，再加入磷酸缓冲液搅拌后，加入异淀粉酶进行酶解，过滤后再加入质量分数为95％的甲醛进行萃取，减压蒸馏、冷冻干燥得到干燥物，再与硅胶、甘油、水混合后，再依次加入甲醇、氢氧化钠溶液、聚乙二醇、环氧丙烷、环氧氯丙烷搅拌，过滤得滤渣，将滤渣与自制浸润剂助剂混合，得到玻璃纤维浸润剂。对制备的玻璃纤维浸润剂浸润玻璃纤维进行性能测试，发现玻璃钢在蒸馏水中7天后强度为133.6-136.5mpa，玻璃纤维界面剪切强度为56.4-58.6mpa，性能得到一定程度的提升，但是该制备流程复杂，使用原料组分较多，不易进行大规模工业化生产。
为了研究出对性能优异的玻璃纤维浸润剂，研发人员进行了大量的研究，目前的玻璃纤维浸润剂还存在制备方法繁琐，成膜性较差，粘结力不好等问题，因此，亟需提供一种生产方法简单，且对制备的玻璃纤维浸润剂浸润玻璃纤维具有较优的力学性能、良好的耐碱性和耐磨性的玻璃纤维浸润剂。
技术实现要素：
针对上述背景技术指出的不足，本发明提供了一种玻璃纤维浸润剂及玻璃纤维的生产方法，制备的一种玻璃纤维浸润剂的成膜性较好，粘结力性能好，使用该玻璃纤维浸润剂浸润的玻璃纤维具有优异的耐碱性、耐磨性和力学性能。
为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种玻璃纤维浸润剂，包括以下原料：环氧树脂乳液、聚醋酸乙烯酯乳液、偶联剂、乙酸、丙烯酸酯乳液、邻苯二甲酸二丁酯、烷基三甲铵氯化物、硬脂酸、聚乙二醇、脂肪酰胺、氯化铵、防腐剂和去离子水。
进一步地，所述玻璃纤维浸润剂包括以下重量百分含量的原料：环氧树脂乳液8-12％、聚醋酸乙烯酯乳液12-18％、偶联剂0.6-2.1％、乙酸0.3-0.9％、丙烯酸酯乳液5-10％、邻苯二甲酸二丁酯0.1-0.5％、烷基三甲铵氯化物0.01-0.05％、硬脂酸0.2-0.8％、聚乙二醇0.5-2％、脂肪酰胺0.1-0.25％、氯化铵0.2-0.7％、防腐剂0.3-0.8％和去离子水余量。
优选地，所述玻璃纤维浸润剂包括以下重量百分含量的原料：环氧树脂乳液9-11％、聚醋酸乙烯酯乳液14-16％、偶联剂0.6-1.8％、乙酸0.4-0.8％、丙烯酸酯乳液6-9％、邻苯二甲酸二丁酯0.2-0.4％、烷基三甲铵氯化物0.02-0.05％、硬脂酸0.3-0.8％、聚乙二醇0.5-1.5％、脂肪酰胺0.15-0.25％、氯化铵0.3-0.6％、防腐剂0.4-0.7％和去离子水余量。
进一步地，所述的聚乙二醇为聚乙二醇4000、聚乙二醇6000和聚乙二醇3000中的一种或多种，优选为聚乙二醇4000。
进一步地，所述的烷基三甲铵氯化物为十烷基三甲基氯化铵、十六烷基三甲基氯化铵和十四烷基三甲基氯化铵中一种或多种。
进一步地，所述的脂肪酰胺为n,n-二甲基丙基芥酸酰胺、山俞酸酰胺和硬脂酸酰胺中一种或多种。
进一步地，所述的偶联剂为重量比为3-1:1的甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷和γ-氯代丙基三甲氧基硅烷。
进一步地，所述的环氧树脂乳液和聚醋酸乙烯酯乳液的重量比为1:1-2。
进一步地，所述的邻苯二甲酸二丁酯和烷基三甲铵氯化物的重量比为10-35:1。
进一步地，所述的聚乙二醇、脂肪酰胺和氯化铵的重量比为8-15:1:1-20。
进一步地，所述的防腐剂为甲醛、有机氮硫化物和有机锡化物中的一种或多种。
本发明还提供了上述玻璃纤维浸润剂浸润的玻璃纤维的生产方法，包括以下步骤：
s1、将配方量的原料硅砂、高岭土、方解石、萤石、硼钙石、芒硝和纯碱混合，粉碎全部通过200-400目筛，得到混合料1；
s2、将步骤s1得到的混合料1投入窑炉，搅拌熔化，熔化温度为1610-1680℃，得到玻璃液；
s3、将步骤s2得到的玻璃液拉丝，温度为1340-1380℃，冷却形成玻璃丝；
s4、将步骤s3得到的玻璃丝涂抹本申请制备的浸润剂，拉丝机转速为2800-3300r/min，即得成品。
其中，步骤s1中所述的原料以重量百分比计，包括硅砂31.95％、高岭土26.84％、方解石26.16％、萤石2.45％、硼钙石11.97％、芒硝0.26％和纯碱0.37％。
其中，步骤s4中所述的本申请制备的浸润剂的加入量为玻璃丝重量的0.09-0.15％。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
(1)本申请制备的玻璃纤维浸润剂，通过优化配方及配方之间的配比关系，提高了玻璃配料的均匀性，改善了玻璃纤维的分散性能，进而提高了玻璃纤维的成品率，降低了生产成本，使用本配方制备的玻璃纤维具有更优异的纤维强度。
(2)采用本发明的玻璃纤维浸润剂，该浸润剂选择了合适的成膜剂、偶联剂、润滑剂、ph值调节剂、抗静电剂等组分进行复配，使用该浸润剂浸润玻璃纤维，具有优异的机械性能(弯曲强度、拉伸强度)，抗腐蚀性能，粘度和原丝附着率。
具体实施方式
为了更好地理解本发明，下面结合具体实施例对本发明作进一步的描述，其中实施例中使用的术语是为了描述特定的具体实施方案，不构成对本发明保护范围的限制。
原料来源：
防腐剂购自大和化学工业株式会社公司，产品货号为fs-14d；环氧树脂乳液购自武汉罗森杰化学科技有限公司，产品货号ls255；聚醋酸乙烯酯乳液购自美国空气产品与化学公司，产品货号为airflex410；甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷购自南京能德新材料技术有限公司，产品货号为kh-570；γ-氯代丙基三甲氧基硅烷购自西亚化学科技(山东)有限公司，产品货号为2530-87-2；丙烯酸酯乳液购自山东盛世国华新材料有限公司，产品货号f257；邻苯二甲酸二丁酯购自江阴鑫博化工有限公司，产品货号为dbp；十烷基三甲基氯化铵购自上海鼓臣生物技术有限公司，产品货号为10108-87-9；聚乙二醇4000购自江苏省海安石油化工厂，产品货号为peg4000；硬脂酸酰胺购自湖南长沙恒昌化工有限公司；产品货号chamides；
其余原料均为普通市售产品，因此不需要对其来源做具体限定。
实施例1
一种玻璃纤维浸润剂，包括以下重量百分含量的原料：环氧树脂乳液12％、聚醋酸乙烯酯乳液18％、偶联剂0.6％、乙酸0.9％、丙烯酸酯乳液5％、邻苯二甲酸二丁酯0.5％、烷基三甲铵氯化物0.05％、硬脂酸0.2％、聚乙二醇2％、脂肪酰胺0.1％、氯化铵0.7％、防腐剂0.8％和去离子水余量。
由上述玻璃纤维浸润剂浸润的玻璃纤维的生产方法，包括以下步骤：
s1、将配方量的原料，按重量百分比计，硅砂31.95％、高岭土26.84％、方解石26.16％、萤石2.45％、硼钙石11.97％、芒硝0.26％和纯碱0.37％混合，粉碎全部通过200-400目筛，得到混合料1；
s2、将步骤s1得到的混合料1投入窑炉，搅拌熔化，熔化温度为1610℃，得到玻璃液；
s3、将步骤s2得到的玻璃液拉丝，温度为1380℃，冷却形成玻璃丝；
s4、将步骤s3得到的玻璃丝涂抹上述制备的浸润剂，浸润剂的加入量为玻璃丝重量的0.15％，拉丝机转速为2800r/min，即得成品。
实施例2
一种玻璃纤维浸润剂，包括以下重量百分含量的原料：环氧树脂乳液8％、聚醋酸乙烯酯乳液18％、偶联剂2.1％、乙酸0.3％、丙烯酸酯乳液5％、邻苯二甲酸二丁酯0.1％、烷基三甲铵氯化物0.01％、硬脂酸0.8％、聚乙二醇0.5％、脂肪酰胺0.25％、氯化铵0.2％、防腐剂0.3％和去离子水余量。
由上述玻璃纤维浸润剂浸润的玻璃纤维的生产方法，包括以下步骤：
s1、将配方量的原料，按重量百分比计，硅砂31.95％、高岭土26.84％、方解石26.16％、萤石2.45％、硼钙石11.97％、芒硝0.26％和纯碱0.37％混合，粉碎全部通过200-400目筛，得到混合料1；
s2、将步骤s1得到的混合料1投入窑炉，搅拌熔化，熔化温度为1680℃，得到玻璃液；
s3、将步骤s2得到的玻璃液拉丝，温度为1340℃，冷却形成玻璃丝；
s4、将步骤s3得到的玻璃丝涂抹上述制备的浸润剂，浸润剂的加入量为玻璃丝重量的0.09％，拉丝机转速为3300r/min，即得成品。
实施例3
一种玻璃纤维浸润剂，包括以下重量百分含量的原料：环氧树脂乳液10％、聚醋酸乙烯酯乳液15％、偶联剂1.2％、乙酸0.6％、丙烯酸酯乳液8％、邻苯二甲酸二丁酯0.3％、烷基三甲铵氯化物0.03％、硬脂酸0.5％、聚乙二醇1.5％、脂肪酰胺0.18％、氯化铵0.5％、防腐剂0.5％和去离子水余量。
由上述玻璃纤维浸润剂浸润的玻璃纤维的生产方法，包括以下步骤：
s1、将配方量的原料，按重量百分比计，硅砂31.95％、高岭土26.84％、方解石26.16％、萤石2.45％、硼钙石11.97％、芒硝0.26％和纯碱0.37％混合，粉碎全部通过200-400目筛，得到混合料1；
s2、将步骤s1得到的混合料1投入窑炉，搅拌熔化，熔化温度为1650℃，得到玻璃液；
s3、将步骤s2得到的玻璃液拉丝，温度为1360℃，冷却形成玻璃丝；
s4、将步骤s3得到的玻璃丝涂抹上述制备的浸润剂，浸润剂的加入量为玻璃丝重量的0.12％，拉丝机转速为3000r/min，即得成品。
实施例4
一种玻璃纤维浸润剂，包括以下重量百分含量的原料：环氧树脂乳液11％、聚醋酸乙烯酯乳液14％、偶联剂1.8％、乙酸0.4％、丙烯酸酯乳液9％、邻苯二甲酸二丁酯0.4％、烷基三甲铵氯化物0.05％、硬脂酸0.3％、聚乙二醇1.5％、脂肪酰胺0.25％、氯化铵0.6％、防腐剂0.7％和去离子水余量。
由上述玻璃纤维浸润剂浸润的玻璃纤维的生产方法，包括以下步骤：
s1、将配方量的原料，按重量百分比计，硅砂31.95％、高岭土26.84％、方解石26.16％、萤石2.45％、硼钙石11.97％、芒硝0.26％和纯碱0.37％混合，粉碎全部通过200-400目筛，得到混合料1；
s2、将步骤s1得到的混合料1投入窑炉，搅拌熔化，熔化温度为1650℃，得到玻璃液；
s3、将步骤s2得到的玻璃液拉丝，温度为1360℃，冷却形成玻璃丝；
s4、将步骤s3得到的玻璃丝涂抹上述制备的浸润剂，浸润剂的加入量为玻璃丝重量的0.1％，拉丝机转速为3000r/min，即得成品。
实施例5
一种玻璃纤维浸润剂，包括以下重量百分含量的原料：环氧树脂乳液9％、聚醋酸乙烯酯乳液16％、偶联剂0.6％、乙酸0.8％、丙烯酸酯乳液6％、邻苯二甲酸二丁酯0.2％、烷基三甲铵氯化物0.02％、硬脂酸0.8％、聚乙二醇0.5％、脂肪酰胺0.15％、氯化铵0.3％、防腐剂0.4％和去离子水余量。
由上述玻璃纤维浸润剂浸润的玻璃纤维的生产方法，包括以下步骤：
s1、将配方量的原料，按重量百分比计，硅砂31.95％、高岭土26.84％、方解石26.16％、萤石2.45％、硼钙石11.97％、芒硝0.26％和纯碱0.37％混合，粉碎全部通过200-400目筛，得到混合料1；
s2、将步骤s1得到的混合料1投入窑炉，搅拌熔化，熔化温度为1620℃，得到玻璃液；
s3、将步骤s2得到的玻璃液拉丝，温度为1360℃，冷却形成玻璃丝；
s4、将步骤s3得到的玻璃丝涂抹上述制备的浸润剂，浸润剂的加入量为玻璃丝重量的0.13％，拉丝机转速为3200r/min，即得成品。
对比例1
与实施例3的区别在于，一种玻璃纤维浸润剂，包括以下重量百分含量的原料：环氧树脂乳液6％、聚醋酸乙烯酯乳液20％、偶联剂2.5％、乙酸0.1％、丙烯酸酯乳液3％、邻苯二甲酸二丁酯0.05％、烷基三甲铵氯化物0.1％、硬脂酸1.0％、聚乙二醇0.3％、脂肪酰胺0.35％、氯化铵0.1％、防腐剂1.2％和去离子水65.3％。
其他原料来源和玻璃纤维的生产方法均与实施例3相同。
对比例2
与实施例3的区别在于，一种玻璃纤维浸润剂，包括以下重量百分含量的原料：环氧树脂乳液14％、聚醋酸乙烯酯乳液10％、偶联剂0.4％、乙酸1.3％、丙烯酸酯乳液12％、邻苯二甲酸二丁酯0.8％、烷基三甲铵氯化物0.02％、硬脂酸0.1％、聚乙二醇2.2％、脂肪酰胺0.05％、氯化铵0.9％、防腐剂0.1％和去离子水58.13％。
其他原料来源和玻璃纤维的生产方法均与实施例3相同。
对比例3
与本申请实施例3的区别在于，甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷和γ-氯代丙基三甲氧基硅烷的重量比为5:1(其中，甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷和γ-氯代丙基三甲氧基硅烷的总重量与实施例3相同)。
其他原料来源及含量和制备方法均与实施例3相同。
对比例4
与本申请实施例3的区别在于，甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷和γ-氯代丙基三甲氧基硅烷的重量比为1.5:1(其中，甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷和γ-氯代丙基三甲氧基硅烷的总重量与实施例3相同)。
其他原料来源及含量和玻璃纤维的生产方法均与实施例3相同。
对比例5
与本申请实施例3的区别在于，环氧树脂乳液和聚醋酸乙烯酯乳液的重量比为1:0.3(其中，环氧树脂乳液和聚醋酸乙烯酯乳液的总重量与实施例3相同)。
其他原料来源及含量和玻璃纤维的生产方法均与实施例3相同。
对比例6
与本申请实施例3的区别在于，环氧树脂乳液和聚醋酸乙烯酯乳液的重量比为1:2.6(其中，环氧树脂乳液和聚醋酸乙烯酯乳液的总重量与实施例3相同)。
其他原料来源及含量和玻璃纤维的生产方法均与实施例3相同。
对比例7
与本申请实施例3的区别在于，聚乙二醇、脂肪酰胺和氯化铵的重量比为6:1:0.5(其中，聚乙二醇、脂肪酰胺和氯化铵的总重量与实施例3相同)。
其他原料来源及含量和玻璃纤维的生产方法均与实施例3相同。
对比例8
与本申请实施例3的区别在于，聚乙二醇、脂肪酰胺和氯化铵的重量比为18:1:22(其中，聚乙二醇、脂肪酰胺和氯化铵的总重量与实施例3相同)。
其他原料来源及含量和玻璃纤维的生产方法均与实施例3相同。
对比例9
与本申请实施例3的区别在于，在玻璃纤维浸润剂浸润的玻璃纤维的生产方法中，步骤s4中浸润剂的加入量为玻璃丝重量的0.07％。
其他原料来源及含量和玻璃纤维的生产方法均与实施例3相同。
对比例10
与本申请实施例3的区别在于，在玻璃纤维浸润剂浸润的玻璃纤维的生产方法中，步骤s4中浸润剂的加入量为玻璃丝重量的0.18％。
其他原料来源及含量和玻璃纤维的生产方法均与实施例3相同。
对比例11
专利cn109180009b中的实施例2。
测试实验：
将上述实施例1-5与对比例1-11应用于玻璃纤维的生产，并测试对应的玻璃纤维的各种性能，测试结果如下：
机械强度：使用拉伸强力机(型号：yg021e型)进行测量；弹性模量：使用拉伸法测杨氏模量；粘度测试：检测方法：用brookfield旋转粘度计在40±0.5℃测得的粘度，即为浸润剂的粘度。
原丝附着率：
可燃物含量的定义：在规定条件下，从干燥的玻璃纤维中可燃物质的质量对干燥玻璃纤维的质量之比值，以百分数表示。
检测方法：标准温度、温度条件下，使干燥试样置于(625±20)℃的温度下灼烧称其质量。
计算方法：可燃物含量＝(w1+w2-w3)/w2×100％
式中：w1—表示坩埚重量；w2—干燥后的样品重量；w3—强烧后的坩埚和样品重量。
抗腐蚀性能：随机45根玻璃纤维单丝测量其原始平均直径，常温下(25℃)将10g左右的玻璃纤维浸泡在微蚀液中1.5h，取出玻璃纤维烘干，再次测量浸泡后玻璃纤维的平均直径，将浸泡前直径减去浸泡后直径所得差值，计算差值占原始平均直径的比例来判断玻璃纤维的抗腐蚀性能；微蚀液：在100ml纯水中加入3ml浓度为30％的双氧水h2o2和3ml浓度为98％的浓硫酸，得微蚀液(h2o23％，h2so43％)。
表1：
由上表1检测数据可以看出只有使用本发明公开组分，并在本发明优选比例范围内时制备的玻璃纤维浸润剂浸润的玻璃纤维的性能优异，满足行业内标准要求。上表1中对比例1-2的原料含量在本申请保护范围之外，对比例3-8中改变原料之间的重量配比，对比例9-10改变了使用本发明中制备的浸润剂浸润玻璃纤维的重量，使其不在本申请优选范围内，由检测结果看出重量比或者含量的改变都会影响到玻璃纤维的性能；但是从总体来看，本申请提供的配方制备的浸润剂浸润的玻璃纤维要明显由于现有技术中公开的玻璃纤维的性能。