专利名称：聚对苯二甲酸乙二醇酯增强用玻璃纤维的表面处理剂及其制备方法
技术领域：
本发明涉及一种高分子表面处理剂，特别涉及到聚酯增强用玻璃纤维的表面处理剂。
目前市售的玻璃纤维(GF)的表面处理剂大多使用硬酯酸、石蜡、水溶性聚酯、水溶性环氧树脂等非活性或化学活性较差的组分配以其它组分而成，经上述表面处理剂处理的玻璃纤维与聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、尼龙-6，尼龙-66，聚碳酸酯(PC)等极性工程塑料界面粘结性差、增强效果不好，往往还会导致工程塑料降解，从而使玻璃纤维应有的增强效果不能充分体现出来。
为了克服玻璃纤维与聚酯界面粘结差、增强效果不佳的缺点，而提出一种既对工程塑料与玻璃纤维界面偶联效果好，又起扩链、增韧和促进结晶作用的多功能的玻璃纤维表面处理剂。上述工程塑料为聚酯(PET)、尼龙、聚碳酸酯。
该表面处理剂是以水为介质的双官能团的环氧树脂水乳液并配以偶联剂、成膜剂、润滑剂、调节剂和水，其配方如下(重量％)环氧树脂水乳液配方双官能团环氧树脂 30-35非离子型乳化剂3-6水55-65处理剂配方(重量％)
环氧树脂水乳液 4-6成膜剂 2-3偶联剂 0.1-0.5润滑剂 0.1-0.5调节剂(NH4Cl) 0.01-0.05水 90-93上述的非离子型乳化剂为NP-50、OP-10中的一种或两种的混合物。偶联剂为硅烷偶联剂KH550或KH560或沃兰，润滑剂为硬脂酸、石蜡、矿物油、植物油中的一种或几种，成膜剂为丙烯酸酯乳液。
这种表面处理剂具体制备过程是1、将乳化剂3-6％和水55-65％在70-85℃经搅拌制成均匀乳液，加入环氧树脂55-65％，进行乳化，升温至90-95℃，在搅拌下保持1小时，得到均匀、稳定的水乳液。
2、将上述环氧树脂乳液4-6％加入水90-93％、偶联剂0.1-0.5％、润滑剂0.1-0.5％和调节剂0.01-0.05％、成膜剂2-3％，混合均匀后得到玻璃纤维表面处理剂。
本发明所用的环氧树脂化学活性高，其分子结构中一端与玻璃纤维表面发生偶联反应，而另一端能与PET发生化学键合扩链反应，提高了玻璃纤维的增强效果，同时由于该处理剂能在PET与玻璃纤维界面间形成具有一定厚度的柔性界面层，而进一步提高了复合材料的韧性。
实施例1在三口瓶中加入16ml蒸馏水，0.9克NP-50、2.6克OP-10当温度升至85℃时加入21克双官能团环氧树脂升温至95℃继续高速搅拌1小时，体系变为粘稠液体，再加入24ml蒸馏水，搅拌30分钟即得到浓水乳液。取浓水乳液5.3克加入0.5克KH550、0.1克矿物油、0.01克氯化铵、2.3克丙烯酸酯乳液和水制成100克表面处理剂。
实施例2用本发明处理剂处理的玻璃纤维长丝(B)增强PET工程塑料，和目前已有技术中用水溶性环氧树脂处理玻璃纤维长丝(A)对比，按表1中的配方在双螺杆挤出机中挤出造粒。机筒温度为260-280℃，其增强和增韧效果见表2中A和B。
表1、复合材料配方组分(％) A B C DPET 65.965.965.965.9尼龙6 3.5 3.5 3.5 3.5双官能团环氧树脂0.5 0.5 0.5 0.5抗氧剂1010 0.1 0.1 0.1 0.1长玻璃纤维A 30 0 0 0长玻璃纤维B 0 30 0 0短切玻璃纤维C 0 0 30 0短切玻璃纤维D 0 0 0 30
表2、复合材料力学性能性能 A BCDIzod冲击强度(J/m)74.4 85.8 72.0 98.5拉伸强度(MPa)183.2192.0127.6141.6断裂延伸率(％) 6.1 5.5 12 13抗弯强度(MPa)238.0244.0 --抗弯模量(GPa)10.3 11.0 7.9 8.3实施例3用本发明处理剂处理的短切玻璃纤维(D)和用水溶性环氧树脂处理的短切玻璃纤维(C)分别去增强PET工程塑料，配方见表1中C和D，其他条件同实施例2。其力学性能测试结果见表2中C和D。
权利要求
1.一种增强用玻璃纤维的表面处理剂其特征在于包括以下配方(按重量％)环氧树脂水乳液配方环氧树脂30-35非离子型乳化剂 3-6水 55-65处理剂配方(重量％)环氧树脂水乳液 4-6成膜剂 2-3偶联剂 0.1-0.5润滑剂 0.1-0.5调节剂(NH4Cl) 0.01-0.05水 90-93
2.根据权利要求1所述的一种增强用玻璃纤维的表面处理剂其特征在于所述的环氧树脂为双官能团环氧树脂。
3.根据权利要求1所述的一种增强用玻璃纤维的表面处理剂其特征在于所述的非离子型乳化剂为NP-50和OP-10中的一种或两种混合物。
4.根据权利要求1所述的一种增强用玻璃纤维的表面处理剂其特征在于所述的成膜剂为丙烯酸酯乳液。
5.根据权利要求1所述的一种增强用玻璃纤维的表面处理剂其特征在于所述的润滑剂为硬脂酸、石蜡、矿物油、植物油。
6.一种增强用玻璃纤维的表面处理剂的制法，其特征在于由以下步骤顺序组成(1)将非离子型乳化剂3-6％和水55-65％在70-85℃经搅拌制成均匀乳液，加入双官能团树脂55-65％，进行乳化，升温至90-95℃，在搅拌下保持1小时，得到均匀，稳定的水乳液。(2)将上述环氧树脂乳液4-6％加入水90-93％、偶联剂0.1-0.5％、润滑剂0.1-0.5％和调节剂0.01-0.05％、成膜剂2-3％，混合均匀后得到玻璃纤维表面处理剂。
全文摘要
聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)增强用玻璃纤维的表面处理剂及其制备方法是由双官能团环氧树脂、乳化剂、偶联剂、成膜剂、润滑剂经混合制成，该表面处理剂既能改善聚酯(PET)与玻璃纤维界面粘结性，提高材料的抗张强度；同时又由于该表面处理剂能在玻璃纤维与PET工程塑料界面上形成具有一定厚度的柔性界面层，从而进一步提高了材料的抗冲击性能。
文档编号C08J5/04GK1136573SQ9510499
公开日1996年11月27日 申请日期1995年5月19日 优先权日1995年5月19日
发明者欧玉春, 祝学斌, 于中振, 冯宇鹏, 郑慧文, 方晓萍 申请人:中国科学院化学研究所