一种硅胶改性淀粉型浸润剂的制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于玻璃纤维加工中使用的浸润剂的制备，涉及一种硅胶改性淀粉型浸润 剂的制备方法。采用本发明制备的硅胶改性淀粉型浸润剂特别适用于玻璃纤维池窑拉丝生 产、以及玻璃纤维纺织加工等领域。
【背景技术】
[0002] 全世界玻璃纤维每年的产量高达500万吨，我国的玻璃纤维产量现居世界第一 位。玻璃纤维由于其优异的性价比被广泛的应用于纺织业、复合材料等方面。在复合材料 方面，玻璃纤维本身已经不能满足工业的发展需求，因此要对其进行加工处理；例如，玻璃 纤维很容易因表面缺陷引起损伤，为了减少损伤和便于纤维的操作，可以采用涂敷浸润剂 的方式处理，这样不仅能保护纤维、还使得纤维的性能得到了很大的改善。
[0003] 玻璃纤维浸润剂由成膜剂、抗静电剂、润滑剂、偶联剂、PH调节剂、以及（去离子） 水等组成，其中成膜剂是浸润剂中的重要成份，对玻璃纤维的加工性能起着决定性的影响， 淀粉由于其成本低，在浸润剂中作为成膜剂原料已经被广泛应用。淀粉型浸润剂后处理简 单，热分解温度低，原料无毒，属于可再生能源，环保，浸润后的布面效果良好。但现有淀粉 型浸润剂用于涂覆玻璃纤维时，由于浸润剂的粘度较高，在玻纤表面的铺展不均，与玻纤表 面贴和不紧密，与玻纤表面浸润效果较差。现有技术中，对于降低淀粉的粘度，一般采取醚 化、酶解等手段对其进行改性，但是，还存在制备工艺复杂，成本高，稳定性差等缺陷，实用 性较差。
[0004] 现有技术中，尚未见用硅胶改性的淀粉型浸润剂用于玻璃纤维池窑拉丝生产的文 献报道。
【发明内容】
[0005] 本发明的目的旨在克服现有技术中的不足，提供一种硅胶改性淀粉型浸润剂的制 备方法。本发明以硅胶为改性剂，制备得到的硅胶改性淀粉型浸润剂能有效弥补现有淀粉 型浸润剂黏度大、在玻璃纤维表面铺展不均匀、与玻纤表面贴和不紧密等缺点，在玻璃纤维 池窑拉丝生产、以及玻璃纤维纺织加工等领域有着良好的应用前景。
[0006] 本发明的内容是：一种硅胶改性淀粉型浸润剂的制备方法，其特征是步骤如下：
[0007] a、取9~18质量份糊精淀粉，与300质量份的水混合，于75~90°C的温度下搅拌 溶解1小时，得到糊化后的糊精淀粉原溶液；将糊化后的糊精淀粉原溶液的温度调至60~ 70°C、加入1~3质量份阳离子醚化剂3-氯-2-羟丙基三甲基氯化铵，在60~70°C的温度 下反应5~10小时，制得阳离子醚化改性糊精淀粉溶液；
[0008] b、将I. 0~3. 0质量份的硅胶加入到阳离子醚化改性糊精淀粉溶液中，并在搅拌 下依次（较好的是缓慢）加入〇. 1~〇. 6质量份的交联剂、0. 1~0. 6质量份的增塑剂、0. 2 质量份的聚乙烯醇、〇. 2质量份的硫酸钠、0. 1质量份的吐温60,得到混合物料；
[0009] C、将混合物料于温度60°C下搅拌反应0. 5~I. 0小时，得到反应混合物；将反应 混合物冷却至室温，静置5小时，脱泡（即：利用真空脱泡机对静置后物料即浸润剂、溶液进 行脱泡处理，以除去浸润剂中含有的气泡，保证随后的纺丝过程能正常进行，系现有技术手 段），制得硅胶改性的淀粉型浸润剂。
[0010] 本发明的内容中：步骤a中所述糊精淀粉的支链含量较好的是在50%~90%。 [0011] 本发明的内容中：步骤b中所述的交联剂可以是质量百分比浓度为50%的戊二醛 水溶液、质量百分比浓度为50 %的甲醛水溶液或质量百分比浓度为50 %的乙二醛水溶液。
[0012] 本发明的内容中：步骤b中所述增塑剂可以为丙三醇、异辛醇或异戊醇。
[0013] 本发明的内容中：步骤b中所述聚乙烯醇的分子量范围50000~100000,产品型 号较好的是PVA1799,产品生产企业有成都市科龙化工试剂厂等，也可以是其它现有产品。
[0014] 本发明的内容中：步骤b中所述的硫酸钠可以替换为氯化钠，硝酸钠或硫酸钾。
[0015] 本发明的内容中：步骤a中所述糊精淀粉的制备方法主要是采用酶法、酸法或焙 烧法把淀粉进行不完全降解所得的产物，为现有技术产品；国内生产糊精淀粉的企业有济 南光辉化工有限公司、郑州三联化工建材有限公司、郑州银鹤糊精有限公司等。
[0016] 与现有技术相比，本发明具有下列特点和有益效果：
[0017] (1)采用本发明，硅胶（别名硅橡胶）是一种高活性吸附材料，属非晶态物质，不 溶于水和任何溶剂，无毒无味，化学性质稳定；由于硅胶属于无定型结构，其基本结构质点 为Si-O四面体，由Si-O四面体相互堆积形成硅胶的骨架，其表面含有硅羟基，可以进行表 面化学键合成或改性，硅羟基具有较强的活性，与阳离子淀粉反应，可以起到类似硅烷偶联 剂的作用；通过硅胶改性淀粉，使其粘度降低，制得的浸润剂对玻璃纤维的涂敷性能优良；
[0018] ⑵采用本发明，通过硅胶改性使得淀粉型浸润剂粘度明显降低，有利于浸润剂在 玻璃纤维表面的铺展，并且，其工艺流程简单，原料简单易得；具体实验结果如下：硅胶的 加入明显降低了乳液黏度，起到了类似硅烷偶联剂的作用，可以防止水分渗入玻璃纤维表 面与聚合物接触面，降低材料的吸潮性；同时，硅胶的加入可明显修复玻纤微裂纹，即使在 较低的含油率下仍可使涂覆后的玻纤强度明显高于未掺杂硅胶的样品；与普通酶解淀粉型 浸润剂相比，明显提高了玻璃纤维的综合性能；
[0019] (3)采用本发明，制得的硅胶改性淀粉型浸润剂表面张力减少，能很好的与玻璃 纤维表面相结合，具有良好的成膜和集束性能，拉丝浸润处理后的玻璃纤维具有较强的力 学性能。具体实验测试结果如下：硅胶改性淀粉型浸润剂的表面张力为35. 0~40.0 mN/ m，其值低于原淀粉型浸润剂的58. 0~62. OmN/m ;硅胶改性淀粉型浸润剂的粘度为0. 8~ 2. 5mpa. s，其值低于醚化淀粉浸润剂的L 5~3. 8mpa. s ;
[0020] (4)采用本发明，制得的硅胶改性淀粉型浸润剂可直接应用于玻璃纤维池窑拉丝 生产、以及玻璃纤维纺织加工，制备工艺简单，容易操作，环保，成本低，实用性强。