一种纳米改性的玄武岩连续纤维专用浸润剂及其制备方法
【技术领域】：
[0001] 本发明属于纺织材料技术领域，具体设及一种纳米改性的玄武岩连续纤维专用浸 润剂及其制备方法。
【背景技术】：
[0002] 玄武岩纤维为一种新型的无机纤维，玄武岩矿石独特的组成和纤维结构的结合赋 予该纤维高强高模、耐高溫腐蚀的性能，而且该纤维可直接回归自然，不会产生环境污染， 绿色环保，目前我国已掌握了玄武岩纤维的制备技术，但是对于玄武岩纤维用浸润剂的研 究和开发尚少，多借用玻璃纤维的浸润剂应用于玄武岩纤维。
[0003] 但是，众所周知，浸润剂的配方应该根据纤维的品种和用途进行调整，不能一味的 将玻璃纤维的浸润剂用于玄武岩纤维中，既不有利于玄武岩纤维的作业性能，也不利于玄 武岩纤维复合材料力学性能的最优化，因此需要依据玄武岩纤维的化学成分和结构配置合 适的浸润剂，W优化玄武岩纤维复合材料的力学性能。
[0004] 制作玄武岩纤维的玄武岩要求二氧化娃的含量大于50%，=氧化二侣的含量在 18%左右，氧化铁和S氧化二铁的含量高达9-14%，还含有一定量的氧化钟、氧化儀和二氧 化铁，赋予玄武岩烙体高粘度，透热性差，耐水和耐腐蚀性能好。浸润剂主要成分为成膜剂， 根据成膜剂设计配方和配制技术。成膜剂是浸润剂中最重要的组分，对玄武岩纤维的加工 性能及制品性能起着决定性的作用。常用的成膜剂与环氧型粘结成膜剂、聚氨醋、有机娃改 性丙締酸醋、聚醋酸乙締醋、聚醋树脂乳液等。 阳0化]中国专利CN102515570B(公开日2012. 6. 27)公开的玄武岩纤维短切细纱用前处 理增强型浸润剂及制备方法，该前处理增强型浸润剂包括水性环氧树脂、水溶性聚氨醋、有 机娃乳液、阳离子表面活性剂、抗静电剂、有机硅烷偶联剂、PH调节剂和水，该浸润剂适用于 单纤维直径为3. 5-7. 5微米的玄武岩纤维短切细纱的生产，生产出的短切纱强度高，柔初 性好。中国专利CN102898044B(公开日2013. 1. 30)公开的玄武岩纤维表面改性浸润剂及 其制备方法，该玄武岩纤维浸润剂中包括有机硅烷偶联剂、PH调节剂、聚醋酸乙締醋乳液、 聚氨醋乳液、水性环氧树脂成膜物、聚締控乳液、有机娃乳液、抗静电剂和水，制备的玄武岩 纤维表面改性浸润剂直接涂覆于玄武岩纤维的表面，经烘干后即完成表面改性，使用方便。
[0006] 有上述现有技术可知，目前已经有玄武岩纤维专用的浸润剂的研究，浸润后的玄 武岩纤维的纺织性仍较差，无法满足织造成纤维布的要求。
【发明内容】
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[0007] 本发明要解决的技术问题是提供一种纳米改性的玄武岩连续纤维专用浸润剂及 其制备方法，将稀释的成膜剂中加入纳米粒子，与水解的偶联剂、抗静电剂、浸润剂、防腐剂 相混合，得到纳米改性的玄武岩连续纤维专用浸润剂。本发明制备的纳米改性的玄武岩连 续纤维专用浸润剂能赋予玄武岩连续纤维不同的力学性能，浸润后的玄武岩连续纤维的性 能优于常规的使用玻璃纤维浸润剂浸润后纤维，实现了玄武岩连续纤维浸润剂专用化，可 根据需求调节浸润剂的配比得到适合的玄武岩连续纤维，可纺性好，能满足织造成纤维布 的要求。
[0008] 为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：
[0009] 一种纳米改性的玄武岩连续纤维专用浸润剂，其特征在于，所述纳米改性的玄武 岩连续纤维专用浸润剂的组分，按重量份计，包括：
[0010] 有机娃改性丙締酸醋和聚醋树脂乳液25-35份；
[0011] 脂肪酸酷胺醋酸盐和脂肪酸醋硫酸盐15-20份；
[0012] 季锭盐阳离子抗静电剂5-10份；
[0013] 纳米二氧化娃和二氧化铁粒子5-15份；
[0014] 硅烷偶联剂15-25份；
[001引巧樣酸20-30份；
[0016] 乳酸钢5-10份；
[0017] 去离子水50-100份。
[0018] 优选地，所述纳米改性的玄武岩连续纤维专用浸润剂的使用方法为直接涂覆于成 型后的玄武岩连续纤维无抢细丝，经烘干后得到浸润的玄武岩连续纤维。
[0019] 本发明还提供一种纳米改性的玄武岩连续纤维专用浸润剂的制备方法，其特征在 于：包括W下步骤：
[0020] (1)将巧樣酸加入去离子水溶液中，调节巧樣酸水溶液的PH值至3-4,高速揽拌， 缓慢滴加硅烷偶联剂，继续揽拌至水解完全，得到澄清透明的水解偶联剂；
[OOW 似将有机娃改性丙締酸醋和聚醋树脂乳液分别用去离子水稀释10-20倍，将两 者混合，揽拌均匀，得到稀释后的成膜剂，然后加入单分散的纳米二氧化娃和二氧化铁粒 子，加热揽拌，室溫冷却后得到含纳米粒子的成膜剂；
[0022] (3)将脂肪酸酷胺醋酸盐和脂肪酸醋硫酸盐、季锭盐阳离子抗静电剂、乳酸钢加入 去离子水中，用巧樣酸调节溶液的PH值至4-6,分别加入步骤（1)制备的澄清透明的水解偶 联剂和步骤（2)制备的含纳米粒子的成膜剂，揽拌均匀，静置消泡得到纳米改性的玄武岩 连续纤维专用浸润剂。
[0023] 作为上述技术方案的优选，所述步骤（1)中，巧樣酸水溶液与硅烷偶联剂的体积 比为 40-50 :1。
[0024] 作为上述技术方案的优选，所述步骤（1)中，高速揽拌的转速为2000rpm/min，时 间为2-化。 阳0巧]作为上述技术方案的优选，所述步骤（1)中，缓慢滴加的速度为15-20滴/min。 [00%] 作为上述技术方案的优选，所述步骤（2)中，有机娃改性丙締酸醋和聚醋树脂乳 液的重量比为2:0. 5-1。
[0027] 作为上述技术方案的优选，所述步骤（2)中，纳米二氧化娃和二氧化铁粒子的粒 径为200-500nm，纳米二氧化娃粒子与纳米二氧化铁粒子的质量比为1:1。
[0028] 作为上述技术方案的优选，所述步骤（2)中，加热揽拌的溫度为80-90°C，揽拌的 速率为500-1000巧m/min，时间为3-地。
[0029] 作为上述技术方案的优选，所述步骤（3)中，脂肪酸酷胺醋酸盐和脂肪酸醋硫酸 盐的用量比为1:0. 5-0. 8。
[0030]与现有技术相比，本发明具有W下有益效果：
[0031] (1)本发明制备的纳米改性的玄武岩连续纤维专用浸润剂中选用有机娃改性丙締 酸醋和聚醋树脂乳液作为成膜剂，有机娃改性丙締酸醋与不饱和的树脂、热塑性树脂的亲 和性优异，成膜后力学性能和耐老化性能优异，膜的强度高，坚初有弹性，可W对玄武岩纤 维起到很好的保护作用，并用聚醋树脂乳液作为辅助成膜剂，显著提高玄武岩纤维的可纺 性能，满足织造纤维布的要求，并且配合纳米粒子的使用，使成膜剂兼具纳米特性，提高玄 武岩纤维表面的浸润膜的性能，使之能更有效的与其他材料相复合，提高复合材料的力学 性能。
[0032] (2)本发明制备的纳米改性的玄武岩连续纤维专用浸润剂中选用脂肪酸酷胺类表 面活性剂作为润湿剂，脂肪酸酷胺类表面活性剂具有阴离子特性的非离子型表面活性剂， 并优选脂肪酸酷胺醋酸盐和脂肪酸醋硫酸盐，使玄武岩纤维的表面具有良好的润湿性。
[0033] (3)本发明制备的纳米改性的玄武岩连续纤维专用浸润剂中选用硅烷偶联剂作为 连接剂，通过生成化学键、氨键的作用将成膜剂、纳米粒子与玄武岩纤维表面牢固的连接， 改变材料表面的润湿性，使膜不易脱落，使用性优异。
[0034] (4)本发明通过调节纳米改性的玄武岩连续纤维专用浸润剂的组分用量，能赋予 玄武岩连续纤维不同的力学性能，浸润后的玄武岩连续纤维的性能优于常规的使用玻璃纤 维浸润剂浸润后纤维，实现了玄武岩连续纤维浸润剂专用化，可根据需求调节浸润剂的配 比得到适合的玄武岩连续纤维。
【具体实施方式】
[0035] 下面将结合具体实施例来详细说明本发明，在此本发明的示意性实施例W及说明 用来解释本发明，但并不作为对本发明的限定。 阳036] 实施例1:
[0037] 一种纳米改性的玄武岩连续纤维专用浸润剂的组分，按重量份计，包括： 阳03引有机娃改性丙締酸醋和聚醋树脂乳液25份；
[0039] 脂肪酸酷胺醋酸盐和脂肪酸醋硫酸盐15份； W40] 季锭盐阳离子抗静电剂5份；
[0041] 纳米二氧化娃和二氧化铁粒子5份； 阳0创硅烷偶联剂15份； 阳0创巧樣酸20份； W44] 乳酸钢5份； W45] 去离子水50份。
[0046] 具体包括W下步骤：
[0047] (1)将巧樣酸加入去离子水溶液中，调节巧樣酸水溶液的PH值至3,W2000巧m/ min的速率高速揽拌5min，按体积比计，将40份的巧樣酸水溶液中W15滴/min速率缓慢 滴加1份硅烷偶联剂，继续揽拌化至水解完全，得到澄清透明的水解偶联剂。 W48] 0)将重量比为2:0. 5的有机娃改性丙締酸醋和聚醋树脂乳液分别用去离子水稀 释10倍，将两者混合，揽拌均匀，得到稀释后的成膜剂，然后加入质量比为1:1的单分散的 200-500nm的二氧化娃和二氧化铁粒子，在80°C和50化pm/min条件下揽拌化，室溫冷却后 得到含纳米粒子的成膜剂。
[0049] (3)将用量比为1:0. 5的脂肪酸酷胺醋酸盐和脂肪酸醋硫酸盐、季锭盐阳离子抗 静电剂、乳酸钢加入去离子水中，用巧樣酸调节溶液的PH值至4,分别加入步骤（1)制备的 澄清透明的水解偶联剂和步骤（2)制备的含纳米粒子的成膜剂，揽拌均匀，静置消泡得到 纳米改性的玄武岩连续纤维专用浸润剂。
[0050] 实施例2:
[0051] 一种纳米改性的玄武岩连续纤维专用浸润剂的组分，按重量份计，包括：
[0052] 有机娃改性丙締酸醋和聚醋树脂乳液35份；
[0053] 脂肪酸酷胺醋酸盐和脂肪酸醋硫酸盐20份；
[0054] 季锭盐阳离子抗静电剂10份； 阳化日]纳米二氧化娃和二氧化铁粒子15份；
[0056] 硅烷偶联剂25份；
[0057] 巧樣酸30份； 阳〇5引乳酸钢10份；
[0059] 去离子水100份。
[0060] 具体包括W下步骤：
[0061] (1)将巧樣酸加入去离子水溶液中，调节巧樣酸水溶液的PH值至4,W2000巧m/ min的速率高速揽拌lOmin，按体积比计，将50份的巧樣酸水溶液中W20滴/min速率缓慢 滴加1份硅烷偶联剂，继续揽拌化至水解完全，得到澄清透明的水解偶联剂。
[0062] 似将重量比为2:1的有机娃改性丙締酸醋和聚醋树脂乳液分别用去离子水稀 释20倍，将两者混合，揽拌均匀，得到稀释后的成膜剂，然后加入质量比为1:1的单分散的 SOOnm的二氧化娃和二氧化铁粒子，在90°C和lOOOrpm/min条件下揽拌地，室溫冷却后得到 含纳米粒子的成膜剂。
[0063] (3)将用量比为1:0. 8的脂肪酸酷胺醋酸盐和脂肪酸醋硫酸盐、季锭盐阳离子抗 静电剂、乳酸钢加入去离子水中，用巧樣酸调节溶液的PH值至6,分别加入步骤（1)制备的 澄清透明的水解偶联剂和步骤（2)制备的含纳米粒子的成膜剂，揽拌均匀，静置消泡得到 纳米改性的玄武岩连续纤维专用浸润剂。
[0064] 实施例3 : 阳0化]一种纳米改性的玄武岩连续纤维专用浸润剂的组分，按重量份计，包括：