一種高度通用無堿玻璃纖維直接紗的浸潤劑的制作方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及一種高度通用無堿玻璃纖維直接紗的浸潤劑。 (二）
【背景技術】
[0002] 玻璃從液態轉變成固態玻璃纖維的過程中，需要在其表面涂覆一層浸潤劑，涂覆 合適的浸潤劑可以有效的減少因磨損造成的斷頭、飛絲，從而提高纖維生產作業的穩定性 及順暢性。浸潤劑可以為玻璃纖維提供良好的性能，以及玻璃纖維卷繞成團后的紗團成型、 外觀色澤等，最重要的是能為后道工序提供優良的加工性能以及與基體樹脂的相容性，得 到各種性能優異的玻璃纖維復合材料。
[0003] 隨著玻璃纖維復合材料在各個領域的不斷應用，市場規模也逐年在擴大，各生產 廠商的生產工藝也日趨多樣化、復雜化。在保證各種產品使用性能的同時，為了便于管理并 且降低管理成本，就需要減少采購的玻璃纖維種類數量。因此，很有必要生產出一種能夠高 度通用的玻璃纖維，而為了生產出一種能夠高度通用的玻璃纖維，則必須提供一種為生產 前述玻璃纖維所需的浸潤劑。 (三）
【發明內容】
[0004] 本發明所要解決的技術問題是提供一種高度通用無堿玻璃纖維直接紗的浸潤劑， 采用該浸潤劑生產的直接無捻粗紗，具有高度的通用性，對于纏繞、拉擠、織布等工藝都有 良好的匹配性，而且與不飽和聚酯樹脂、環氧樹脂、乙烯基樹脂、聚氨脂等熱固性樹脂相容 性好、滲透性好，并能大幅度提尚制品的機械性能。
[0005] 為解決上述技術問題，本發明采用如下技術方案：
[0006] 本發明公開了一種無堿玻璃纖維直接紗的浸潤劑，其特征在于：所述浸潤劑由偶 聯劑、潤滑劑A、潤滑劑B、成膜劑A、成膜劑B、成膜劑C、表面活性劑、pH值調節劑和去離子 水制成，pH值在3~9 :所述的偶聯劑為硅烷偶聯劑；所述的潤滑劑A為陽離子型潤滑劑； 所述的潤滑劑B為非離子型潤滑劑；所述的成膜劑A為非離子型水性聚氨酯乳液；所述的 成膜劑B為水性聚酯樹脂乳液；所述的成膜劑C為水性環氧樹脂乳液；所述的pH值調節劑 為醋酸、檸檬酸、硼酸的混合物；所述浸潤劑的固體質量占浸潤劑總質量的4~10%，余量 為水；所述浸潤劑的各組分按照固體重量占浸潤劑總質量的百分比計表示如下：
[0007] 偶聯劑 0.3~2.0 % 潤滑劑A 0.1~1.2% 潤滑劑B 0.1~1.2% 成膜劑A 0.5~7.0 % 成膜劑B 0.5~7.0% 成膜劑C 0.5-7.0% pH值調節劑 0.05-1,0% 去罔子水余量。
[0008] 本發明所述的偶聯劑為硅烷偶聯劑，優選A-174、A-1100、A-187的組合，其質量比 為0. 2~0. 8 :0. 1~0. 8 :0. 05~0. 5。使用多種硅烷偶聯劑一起搭配，可以更好的增強玻 璃纖維的兼容性，能適用于UP、EP、VE等多種不同的樹脂。本發明硅烷偶聯劑的用量為浸潤 劑總質量的〇. 3~2. 0%，優選0. 5~1. 0%，進一步優選0. 8~1. 0%，最優選0. 9%。
[0009] 本發明所述的潤滑劑A為季銨鹽陽離子型潤滑劑，由高級脂肪酸反應生成腈進一 步制成長鏈胺，再與氯甲烷和硫酸二甲酯反應而成，分子量為300~1500。本發明中潤滑劑 A的固體重量占浸潤劑總質量的0. 1~1. 2 %，優選0. 3~0. 8 %，進一步優選0. 5~0. 7 %， 更進一步優選〇. 6~0. 7 %，最優選0. 6 %。
[0010] 本發明所述的潤滑劑B為聚氧乙烯胺非離子型潤滑劑，它是由高級脂肪胺與環氧 乙烷加成反應而成，所用高級脂肪胺可能是伯胺、仲胺或叔胺，聚氧乙烯胺非離子型潤滑劑 的分子量為1000- 4000,優選分子量為1500~2500。潤滑劑的用量以滿足拉絲生產以及 后處理為標準，本發明中潤滑劑B的固體重量占浸潤劑總質量的0. 1~1. 2%，優選0. 3~ 0? 8%，進一步優選0? 4~0? 7%，最優選0? 6~0? 7%。
[0011] 本發明所述的成膜劑A為非離子型水性聚氨酯乳液，用聚醚和芳香族二異氰酸酯 反應制成預聚體，以二元胺或二元醇擴鏈，添加有機溶劑制備成聚氨酯樹脂，用外乳化法制 成聚氨酯乳液，其分子量在3000~8000,乳液的粒徑在0. 1~3. 5ym。成膜劑主要起到保 護纖維的作用，并對最終制品的機械性能起到決定性的作用。本發明中成膜劑A固體重量 占浸潤劑總質量的〇. 5~7. 0%，優選1. 0~4. 0%，進一步優選1. 0~2. 0%，更進一步優 選1. 0~1. 5%，最優選1. 0~1. 4%。
[0012] 本發明所述的成膜劑B是水性聚酯樹脂乳液，由間苯二甲酸（IPA)和聚乙 二醇采用自乳化方法制得，所述聚乙二醇可以是分子量600 (PEG600)、800 (PEG800)、 1000 (PEG1000)、1500 (PEG1500)的水溶性的樹脂，制成的聚酯樹脂乳液，其分子量為700~ 2000,乳液的粒徑在0. 1~2. 3ym。本發明中成膜劑B的固體重量占浸潤劑總質量的0. 5~ 7. 0 %，優選1. 0~4. 0 %，進一步優選1. 0~2. 0 %，更進一步優選1. 6~2. 0 %，最優選 1. 6 ~1. 7%〇
[0013] 本發明所述的成膜劑C為水性環氧樹脂乳液，由環氧樹脂與適量二乙醇胺在一 定溫度下混合反應，再加入適量的乙酸反應制成，其分子量為900~5000,乳液的粒徑在 0. 1~3. 5ym。本發明中成膜劑C的固體重量占浸潤劑總質量的0. 5~7. 0%，優選1. 0~ 4. 0%，進一步優選1. 2~1. 8%，更進一步優選1. 6~1. 8%。
[0014] 本發明所述的pH值調節劑為醋酸、檸檬酸、硼酸的混合物，其質量比為0. 1~0. 4 : 0? 05 ~0? 4 :0? 02 ~0? 05,優選質量比為 0? 10 ~0? 35 :0? 05 ~0? 15 :0? 02 ~0? 05,浸潤劑 的pH值在3~9,優選pH值在3~7,最優選pH值在7。
[0015] 優選所述浸潤劑的各組分按照固體重量占浸潤劑總質量的百分比計表示如下：
[0016] 偶聯劑 0.5~1.0% 潤滑劑A 0.3~0,8% 潤滑劑B 0.3~0.8 % 成膜劑A 1.0~4.0 % 成膜劑B 1.0~4.0 %
[0017] 成履剤C 1,0~4,0% pH值調節劑 0.2~0.5 % 去離子水余量。
[0018] 進一步優選所述浸潤劑的各組分按照固體重量占浸潤劑總質量的百分比計表示 如下：
[0019] 偶聯劑 0.8~1.0 % 潤滑劑A 0.5~0.7 % 潤滑劑B 0.4~0.7% 成膜劑A 1.0~2.0% 成膜劑B 1.0~2.0% 成膜劑C 1.2-1.8% pH值調節劑 0.2~0.5 % 去離子水余量。
[0020] 更進一步優選所述浸潤劑的各組分按照固體重量占浸潤劑總質量的百分比計表 示如下：
[0021] 偶聯劑 0,9 潤滑劑A 0.6~0.7% 潤滑劑B 0.4~0.7 % 成膜劑AIMPISH 成膜劑B 1.6~2,0% 成膜劑C 1.2~1.8 % pH值調節劑 {0-0.5% 去離子水余量。
[0022] 最優選所述浸潤劑的各組分按照固體重量占浸潤劑總質量的百分比計表示如 下：
[0023] 偶聯劑 0.9% 潤滑劑A 0.6% 潤滑劑B 0.6-47%
[0024] 成膜劑A 1.0~1,4 % 成膜劑B 1.6-1,7% 成膜劑C 1.6~1,8 % pH值調節劑 0,2~0,5 % 去離子水余量。
[0025] 本發明所述的一種無堿玻璃纖維直接紗的浸潤劑的配制方法包括以下步驟：在一 個干凈的容器中加入總量的40%~50%去離子水，然后再加入浸潤劑成分中的pH調節劑， 充分攪拌3~5分鐘后，再依次緩慢加