增强环氧树脂用的直接无捻粗纱浸润剂的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种增强环氧树脂用的直接无捻粗纱浸润剂，包括硅烷偶联剂、成膜剂、润滑剂、pH调节剂和水，所述的硅烷偶联剂包括一种带环氧基官能团的硅烷偶联剂；所述的成膜剂为环氧树脂乳液或者环氧树脂乳液和聚氨酯乳液的组合，所述环氧树脂乳液采用非改性环氧树脂乳化而成，环氧树脂相对分子质量为360～500，环氧当量为180～250；所述聚氨酯乳液由环氧改性聚氨酯树脂乳化而成，聚氨酯树脂的相对分子质量为1000～2000；所述的润滑剂是阳离子型润滑剂和非离子型润滑剂的组合；所述浸润剂固含量为5～8%。本发明所述的浸润剂与环氧树脂相容性好、渗透性好，采用该浸润剂生产的直接无捻粗纱，可以大幅度提高玻璃纤维增强环氧树脂复合材料的耐疲劳性能。
【专利说明】增强环氧树脂用的直接无捻粗纱浸润剂
(一)【技术领域】
[0001]本发明涉及玻璃纤维生产制造【技术领域】，具体为提供一种增强环氧树脂用的直接无捻粗纱浸润剂。
(二)【背景技术】
[0002]玻璃纤维直接无捻粗纱以及其缝编织物作为风力发电叶片的主要增强材料，被广泛应用于风力发电领域。
[0003]面对化石燃料日益枯竭的威胁，以及日益严峻的能源困局，世界各国都在讨论可再生能源问题。在各种各样的选择中，风力发电是新能源中技术最成熟、最具规模开发条件和商业化发展前景的可再生能源技术，已逐渐成为最值得考虑的选择。世界很多国家对风电的开发给予了高度重视，风电装机规模不断增大，风电机组单机容量也不断扩大，海上风电逐步商业化。
[0004]无论是陆地 风力发电，还是海上风力发电，每千瓦时的发电成本均随着发电机单机容量的增加而下降，发电装备的大型化已经成为风力发电的发展趋势。近几年，随着全球风力发电市场的逐渐成熟，大型风力发电机相继出现。这一趋势将要求风力叶片的捕风面积更大，叶片长度势必更长。
[0005]大兆瓦风力发电机组的发展给风力叶片用增强材料带来的直接挑战是，增强材料必须具备更高的模量，以及赋予复合材料制品更好的耐疲劳性能，同时主要能与环氧树脂兼容，因为大风力叶片通常采用环氧树脂作为基体树脂。而玻璃纤维是风力发电叶片的主要增强材料，因此开发一种适用于高性能玻璃纤维的、增强环氧树脂耐疲劳性能的浸润剂
至关重要。
[0006]CN101734869A公开了一种风能织物用无碱玻纤直接纱的浸润剂，采用该浸润剂生产的直接无捻粗纱，不但与环氧树脂具有良好的相容性，而且能使制品具有优秀的机械性能，但是该专利中没有涉及增强材料的耐疲劳性能，在实际应用中也显示耐疲劳性能不够好。
(三)
【发明内容】
[0007]本发明所要解决的技术问题是提供一种增强环氧树脂用的直接无捻粗纱浸润剂，该浸润剂与环氧树脂具有良好的相容性和渗透性，采用该浸润剂生产的直接无捻粗纱，可以大幅度提高玻璃纤维增强环氧树脂复合材料的耐疲劳性能，使用该直接无捻粗纱生产的织物以及最终的风力叶片制品，在使用寿命方面相应的也有大幅度提闻。
[0008]为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案:
[0009]一种增强环氧树脂用的直接无捻粗纱浸润剂，包括硅烷偶联剂、成膜剂、润滑剂、PH调节剂和水，所述浸润剂的pH值控制在2~8 ;所述的硅烷偶联剂包括一种带环氧基官能团的硅烷偶联剂；所述的成膜剂为环氧树脂乳液或者环氧树脂乳液和聚氨酯树脂乳液的组合，所述环氧树脂乳液采用非改性环氧树脂乳化而成，环氧树脂相对分子质量为360~500，环氧当量为180~250 ;所述聚氨酯树脂乳液由环氧改性聚氨酯树脂乳化而成，环氧改性聚氨酯树脂的相对分子质量为1000~2000 ;所述的润滑剂是阳离子型润滑剂和非离子型润滑剂的组合；所述浸润剂固含量为5~8%，下列各组分含量以其质量占浸润剂固体质量的百分比表示如下:
[0010]
【权利要求】
1.一种增强环氧树脂用的直接无捻粗纱浸润剂，包括硅烷偶联剂、成膜剂、润滑剂和PH调节剂和水，所述浸润剂的pH值控制在2~8 ;所述的硅烷偶联剂包括一种带环氧基官能团的硅烷偶联剂；所述的成膜剂为环氧树脂乳液或者环氧树脂乳液和聚氨酯树脂乳液的组合，所述环氧树脂乳液采用非改性环氧树脂乳化而成，环氧树脂相对分子质量为360~500，环氧当量为180~250 ;所述聚氨酯树脂乳液由环氧改性聚氨酯树脂乳化而成，环氧改性聚氨酯树脂的相对分子质量为1000~2000 ;所述的润滑剂是阳离子型润滑剂和非离子型润滑剂的组合；所述浸润剂固含量为5~8% ;下列各组分含量以其质量占浸润剂固体质量的百分比表示如下:
2.如权利要求1所述的增强环氧树脂用的直接无捻粗纱浸润剂，其特征在于下列各组分含量为:
3.如权利要求1或2所述的增强环氧树脂用的直接无捻粗纱浸润剂，其特征在于:所述浸润剂中还含有润湿剂，其含量在2%以下。
4.如权利要求3所述的增强环氧树脂用的直接无捻粗纱浸润剂，其特征在于:所述润湿剂为多元醇或聚醚改性的有机硅非离子表面活性剂。
5.如权利要求1或2或4所述的增强环氧树脂用的直接无捻粗纱浸润剂，其特征在于:所述的硅烷偶联剂是带环氧基官能团的硅烷偶联剂和带胺基官能团的硅烷偶联剂的组合，组合质量比例为4.5~5.5:1。
6.如权利要求5所述的增强环氧树脂用的直接无捻粗纱浸润剂，其特征在于:所述带环氧基官能团的硅烷偶联剂和带胺基官能团的硅烷偶联剂的组合质量比例为4.5~5.0:1o
7.如权利要求5所述的增强环氧树脂用的直接无捻粗纱浸润剂，其特征在于:所述成膜剂为环氧树脂乳液和聚氨酯树脂乳液的组合，环氧树脂乳液的含量为65~80%，聚氨酯树脂乳液的含量为5~8%。
8.如权利要求7所述的增强环氧树脂用的直接无捻粗纱浸润剂，其特征在于:所述环氧树脂乳液和聚氨酯树脂乳液的组合比例以各自的固体质量计为9.0~14.0:1。
9.如权利要求8所述的增强环氧树脂用的直接无捻粗纱浸润剂，其特征在于:所述带环氧基官能团的硅烷偶联剂和带胺基官能团的硅烷偶联剂的组合质量比例为4.5~5.0:1;所述环氧树脂乳液和聚氨酯树脂乳液的组合比例以各自的固体质量计为9.0~10.0:1。
10.如权利要求1~9之一所述的增强环氧树脂用的直接无捻粗纱浸润剂，其特征在于:所述的阳离子型润滑剂为聚氧乙烯胺盐，其含量为0.5~1.0% ;所述的非离子型润滑剂为聚氧乙烯醚类，其含量为7~9%。
【文档编号】C03C25/36GK103787592SQ201410013480
【公开日】2014年5月14日 申请日期:2014年1月10日 优先权日:2014年1月10日
【发明者】张燕, 张志坚, 周小华, 费其锋, 宋长久, 姚尧平 申请人:巨石集团有限公司