一种玻璃纤维布用后处理剂及其制备方法与流程

文档序号:11401442阅读:612来源:国知局

本发明涉及一种偶联剂配方,具体涉及一种玻璃纤维布用后处理剂及其制备方法。



背景技术:

玻璃纤维布长期以来一直作为电气绝缘增强材料,其原料为无碱玻璃纤维纱,经整经,浆纱,织布,退浆,化学处理得到所需无碱玻璃纤维布,再经浸渍基体树脂烘干为半固化片,半固化片裁剪叠合,经层压为绝缘板或模压成绝缘件。

在电气绝缘用无碱玻璃纤维布的制造工艺中,最后的化学处理尤为关键,因为玻璃纤维是无机材料,树脂是有机材料,二者之间的有效结合需要偶联剂,偶联剂的配方直接决定着树脂和玻璃纤维界面的结合强度,一旦结合力不够而出现树脂和玻璃纤维分层,则会发生层间击穿和漏电,在发电站、大电流或特高压输变电场所,会导致灾难性的后果。

目前玻璃纤维布后处理所用的偶联剂配方多采用一种偶联剂,配以ph调节剂、表面活性剂等,水解并搅拌均匀后,将玻璃纤维布在偶联剂溶液中浸润并烘干后,用于增强树脂基复合材料生产使用。偶联剂选用的原则是基于玻璃纤维布增强复合材料所选用的树脂类型,考虑相同的官能团或可交联反应的官能团结构。

但是在发电站、大电流或特高压输变电场所使用的绝缘材料,对玻璃纤维布还有很多工艺性能的要求,比如要求玻璃纤维布有一定的挺括性,适用于异性绝缘材料,而单一的偶联剂不能使玻璃纤维布满足要求。



技术实现要素:

有鉴于此,本申请提供一种玻璃纤维布用后处理剂及其制备方法,该后处理剂储存稳定性好,使用窗口期长,与树脂结合力强,并且有一定的挺括性,不容易产生褶皱。

为解决以上技术问题,本发明提供的技术方案是一种玻璃纤维布用后处理剂,其特征在于,所述玻璃纤维布用后处理剂由以下组分组成,各组分含量以重量百分比计:

其中,y代表有机官能团,选自乙烯基、氨基、环氧基、甲基丙烯酰胺基、巯基或脲基中的任意一种,x代表可水解的基团,选自甲氧基、乙氧基、中的任意一种;其中所述硅烷偶联剂a的含量为所述硅烷偶联剂b的含量的1.1~1.5倍。

优选的,所述玻璃纤维用后处理剂由以下组分组成,各组分含量以重量百分比计:

其中,y代表有机官能团,选自乙烯基、氨基、环氧基中的任意一种,x代表可水解的基团,选自甲氧基、乙氧基中的任意一种;其中所述硅烷偶联剂a的含量为所述硅烷偶联剂b的含量的1.1~1.5倍。

优选的,所述硅烷偶联剂a中y选自乙烯基,所述硅烷偶联剂b中y选自环氧基。

优选的,所述硅烷偶联剂a选自a-171、a-151、kh-171、kh-151中的任意一种。

更优选的,所述硅烷偶联剂a为a-171。

优选的,所述硅烷偶联剂b选自kh-560、a-187、kbm-403中的任意一种。

更优选的,所述硅烷偶联剂b为kh-560。

优选的,所述ph调节剂选自醋酸、草酸中的任意一种。

更优选的,所述ph调节剂为醋酸。

优选的,所述表面活性剂选自十三烷基铵盐、十六烷基铵盐、十七烷基铵盐、十八烷基铵盐、全氟聚醚中的任意一种。

更优选的,所述所述表面活性剂选自十六烷基铵盐、十七烷基铵盐、十八烷基铵盐的任意一种。

本发明还提供一种玻璃纤维布用后处理剂的制备方法,其特征在于,所述制备方法包括:

(1)取一半去离子水与ph调节剂混合至溶液ph为4~5,得到溶液1;

(2)在步骤(1)得到的溶液1中加入硅烷偶联剂a和硅烷偶联剂b并搅拌均匀得到溶液2;

(3)在所述溶液2中加入剩余的去离子水,得到溶液3;

(4)在所述溶液3中加入稀释10倍的表面活性剂,搅拌均匀得到所述玻璃纤维布用后处理剂。

优选的,所述硅烷偶联剂a为乙烯基偶联剂,所述硅烷偶联剂b为环氧基偶联剂。

更优选的,所述硅烷偶联剂a选自a-171,所述硅烷偶联剂b选自kh-560。

优选的,所述步骤2具体为将硅烷偶联剂a和硅烷偶联剂b在搅拌情况下呈线状缓慢加入所述溶液1中,加入时间为25~35分钟。

优选的,所述步骤(4)具体为所述表面活性剂用所述去离子水十倍稀释,所述搅拌具体为搅拌50~60分钟至溶液均匀透明。

本申请与现有技术相比,其详细说明如下:

kh-560硅烷偶联剂,γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷,是一种环氧官能团硅烷,作为粘接促进剂广泛应用于硫化物、氨基甲酸乙酯、环氧、丙烯酸填充剂、密封剂和粘接剂。在玻璃纤维增强的热固性与热塑性塑料中使用,硅烷偶联剂kh-560可大幅度提高在干湿态下的弯曲强度、拉伸强度和层间剪切强度,并显著提高湿态电气性能。在干湿态情况下使用这种硅烷时,玻璃纤维增强的热塑性塑料、聚酰胺、聚酯和聚碳酸酯在浸水以前和以后的抗弯曲强度和抗拉强度均上升。

a-171硅烷偶联剂,乙烯基三甲氧基硅烷,可溶于醇、甲苯、丙酮、苯等溶剂,可在酸性水溶液中水解,适用于各种复杂形状、含双键的共聚树脂,适用于较大的加工工艺宽容度、填充的复合材料等。具有较高的使用温度,优异的抗压力裂解性、记忆性、耐磨性和抗冲击性。

本发明解决了在环氧树脂为基础树脂,加入了硅树脂制作绝缘基材的混合树脂浸渍玻璃纤维布技术特点,其树脂体系中两种主树脂对玻璃纤维布有各自侧重的需求。a-171的双键结构可以有效的降低玻璃纤维布表面张力,提高玻璃纤维布与树脂的浸润性,能很好的与硅树脂发生加成反应;带环氧官能团的kh-560偶联剂又最适合环氧树脂,使用它处理的玻璃布手感挺括,可以有效改善a-171处理布手感太柔软不利于机械化上胶和压制绝缘材料的要求,将这样两种偶联剂复配使用,有效解决了该绝缘材料生产的技术需要。本配方中a-171提供关键的浸润性,因为大分子有机硅树脂表面张力特性,需要含有双键结构的偶联剂提供界面铺展性能,同时后期树脂固化还能提供加成反应的双键官能团,它的比例需要高于环氧型偶联剂。kh-560偶联剂处理过的玻璃纤维布手感挺括,同时还能提供与组合树脂中的环氧树脂有效反应的环氧官能团。经过反复试验,确定a-171和kh-560两种偶联剂的质量比例在1.1~1.5:1,可以满足使用需求,达到最好的稳定性。

本发明提供的玻璃纤维用后处理剂储存稳定性好,在24小时内没有不良变化,使用时间窗口期长,方便生产安排;使用本发明配制的后处理剂处理的玻璃纤维布,与树脂结合力强,生产出的绝缘材料性能完全满足要求,并且有一定的挺括性,操作工艺性好,不容易产生皱褶,造成报废。

具体实施方式

为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案,下面结合具体实施例对本发明作进一步的详细说明。

实施例1

玻璃纤维用后处理剂由以下组分组成,各组分含量以重量百分比计:

制备方法:

(1)在体积为1000kg的容器中加入配方量一半的去离子水,然后加入ph调节剂将ph值调节至4,得到溶液1;

(2)称取配方量的a-171和kh-560,搅拌的情况下呈线状缓慢加入所述溶液1中,加入时间为25分钟,得到溶液2;

(3)在所述溶液2中加余下去离子水至配制总量,得到溶液3;

(4)称取配方量的表面活性剂,用10倍的去离子水稀释好,加入所述溶液3中,搅拌50分钟至溶液均匀透明,得到玻璃纤维用后处理剂。

实施例2

玻璃纤维用后处理剂由以下组分组成,各组分含量以重量百分比计:

制备方法:

(1)在体积为1000kg的容器中加入配方量一半的去离子水,然后加入ph调节剂将ph值调节至4,得到溶液1;

(2)称取配方量的a-171和kh-560,搅拌的情况下呈线状缓慢加入所述溶液1中,加入时间为35分钟,得到溶液2;

(3)在所述溶液2中加余下去离子水至配制总量,得到溶液3;

(4)称取配方量的表面活性剂,用10倍的去离子水稀释好,加入所述溶液3中,搅拌60分钟至溶液均匀透明,得到玻璃纤维用后处理剂。

实施例3

玻璃纤维用后处理剂由以下组分组成,各组分含量以重量百分比计:

制备方法:

(1)在体积为1000kg的容器中加入配方量一半的去离子水,然后加入ph调节剂将ph值调节至4,得到溶液1;

(2)称取配方量的a-171和kh-560,搅拌的情况下呈线状缓慢加入所述溶液1中,加入时间为30分钟,得到溶液2;

(3)在所述溶液2中加余下去离子水至配制总量,得到溶液3;

(4)称取配方量的表面活性剂,用10倍的去离子水稀释好,加入所述溶液3中,搅拌55分钟至溶液均匀透明,得到玻璃纤维用后处理剂。

实施例4

玻璃纤维用后处理剂由以下组分组成,各组分含量以重量百分比计:

制备方法与实施例1相同。

实施例5

玻璃纤维用后处理剂由以下组分组成,各组分含量以重量百分比计:

制备方法与实施例2相同。

对照例1

玻璃纤维用后处理剂由以下组分组成,各组分含量以重量百分比计:

制备方法与实施例2相同。

实施例7

对使用本发明提供的后处理剂处理的玻璃纤维布进行测试,得到如下表所示的实验结果。

表1

由表中数据可以看出,本申请提供的技术方案得到的后处理剂与只用单一偶联剂的处理剂相比在成品率、浸水绝缘电阻、电气强度方面均有明显提高。使用本发明配制的后处理剂处理的玻璃纤维布,有一定的挺括性,与树脂结合力强,适合于大规模生产,生产出的绝缘材料性能完全满足发电站、大电流或特高压输变电场所使用的要求。

以上仅是本发明的优选实施方式,应当指出的是,上述优选实施方式不应视为对本发明的限制,本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明的精神和范围内,还可以做出若干改进和润饰,这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

当前第1页1 2 
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1