一種增強紡織型玻璃纖維浸潤劑及其製備方法與流程
2023-05-29 12:14:06 3
本發明屬於玻璃纖維浸潤劑
技術領域：
，涉及一種浸潤劑及其製備方法，特別涉及一種增強紡織型玻璃纖維浸潤劑及其製備方法。
背景技術：
：玻璃纖維未經表面處理是脆性的，無法應用，因此玻璃纖維的表面需要經過塗覆特種表面處理劑即浸潤劑，來實現玻璃纖維的應用價值。浸潤劑既能有效地潤滑玻璃纖維表面，又能將數百根乃至數千跟玻璃纖維單絲集成一束，還能改變玻璃纖維表面狀態，這樣不僅滿足了玻纖原絲後道工序加工性能的要求，而且在複合材料中還能促進玻璃纖維與被增強的高分子聚合物的結合。各國都非常重視浸潤劑的研發，均投入大量人力、財力研製開發新的、性能更為優良的浸潤劑品種。近年來，各國浸潤劑技術的新發展主要技術動向如下：1、開發出降低成本、降低能耗和提高性能的新配方；2、採用廉價原料，設計出性能與使用高價原料時相當的配方；3、浸潤劑技術更加專門化，往往針對待定的產品及工藝要求設計專門的浸潤劑配方；4、浸潤劑技術更趨「壟斷」化，國際浸潤劑技術壟斷在幾家大公司手中，近年來很少以專利形式發表，以此保護玻纖市場競爭能力和獲得更高的經濟效益。國家知識產權局於2011.3.31公開了一件申請號為201110080249.4，名稱為「單絲塗塑用紗專用浸潤劑及其配製方法」的發明專利，該專利公開了一種單絲塗塑用紗專用浸潤劑及其配製方法。該浸潤劑主要由主成膜劑水溶性聚氨酯和環氧樹脂乳液、輔助成膜劑水溶性環氧樹脂、以及偶聯劑、潤滑劑、ph值調節劑和去離子水配製而成。其配製方法包括：偶聯劑在去離子水中水解；將潤滑劑稀釋，並加入到水解完畢的偶聯劑溶液中攪拌；加入水溶性聚氨酯、環氧樹脂乳液和水溶性環氧樹脂並繼續攪拌；加入去離子水並攪拌均勻。本發明採用水溶性聚氨酯、環氧樹脂乳液做為成膜劑，具有配製工藝簡單、成本低的優勢，採用該浸潤劑配方所生產的玻璃纖維紗具有極高的斷裂強力、較低的毛羽量，並大幅提高了其製品強度及生產效率，從而更適於推廣應用。該配方涉及的浸潤劑用於聚氨酯類塗塑紗拉絲生產，其增強效果明顯，但紡織性能較差，不能滿足用於電子級玻璃纖維生產過程中的高彎曲、高耐折、高摩擦要求。針對上述現象，已有文獻公開了一種紡織型玻璃纖維浸潤劑，所述紡織型包括以下按照重量百分比計的組分：水溶性聚酯5-10%；水溶性環氧0.5-1%；水溶性合成樹脂2-4%；醯胺鹽潤滑0.05-0.1%；礦物油潤滑劑0.1-0.2%；矽烷偶聯劑0.4-0.8%；ph值調節劑0.05-0.1%和去離子水餘量。採用這種浸潤劑生產出的玻璃纖維提高了一定的紡織性能，有較低的毛羽量，一定範圍內能滿足用於電子級玻璃纖維生產過程中的高彎曲、高耐折、高摩擦要求；但該浸潤劑生產出的玻璃纖維也存在一定的缺點：玻璃纖維原絲含油率遷移多，集束性一般，耐磨性差。技術實現要素：本發明要解決的技術問題是提供一種增強紡織型玻璃纖維浸潤劑及其製備方法，能賦予紗線良好的集束性，保證玻璃纖維拉絲的順利進行及其具有優異的紡織性能，織造過程中原絲磨損少。為解決上述技術問題，本發明的技術方案為：一種增強紡織型玻璃纖維浸潤劑，其創新點在於：包括以下按照重量百分比計的組分：水溶性聚氨酯5-10%；水溶性環氧1-4%；油酸脂潤滑劑1.5-3%；醯胺鹽潤滑劑0.1-0.4%；矽烷偶聯劑0.4-0.8%；ph值調節劑0.05-0.1%；去離子水餘量。進一步地，所述水溶性聚氨酯其相對分子質量為10000-20000。進一步地，所述水溶性環氧其相對分子質量為400-1000。進一步地，所述矽烷偶聯劑選用a-1100、a-187、a-186、a-1160或a-1161偶聯劑中的一種。進一步地，所述矽烷偶聯劑優選a-187。一種上述的增強紡織型玻璃纖維浸潤劑的製備方法，其創新在於：所述製備方法由以下步驟組成：（1）在配製罐內加入配製總量一半的去離子水，然後加入ph值調節劑將水的ph值調整至4-5，再開啟攪拌器進行攪拌，並將配方量的矽烷偶聯劑緩慢倒入配製罐，攪拌20-30分鐘，至溶液澄清，表面無油花狀；（2）按順序向步驟（1）的配製罐內加入配方量的水溶性聚氨酯和水溶性環氧，並攪拌5-6分鐘；（3）將配方量的醯胺鹽潤滑劑和油酸脂潤滑劑分別用其用量五倍50℃-60℃的溫水稀釋，攪拌至溶液透明後再依次倒入步驟（2）的配製罐，並攪拌5-6分鐘；（4）最後向步驟（3）的配製罐加入餘量的去離子水，攪拌30-40分鐘，得到增強紡織型玻璃纖維浸潤劑。本發明的優點在於：（1）本發明增強紡織型玻璃纖維浸潤劑，與現有紡織型玻璃纖維浸潤劑相比，改水溶性聚酯為水溶性聚氨酯，可以使玻璃纖維原絲含油率遷移減少，能夠提高紗線集束性和耐磨性，改礦物油潤滑劑為油酸脂潤滑劑，可以使紡織過程中的毛羽大大減少，同時，提高水溶性環氧的含量，能夠提高紗線比強力，進而通過該配方形成的浸潤劑能賦予紗線良好的集束性，保證玻璃纖維拉絲的順利進行及其具有優異的紡織性能，織造過程中原絲磨損少。（2）本發明增強紡織型玻璃纖維浸潤劑的製備方法，由於配方中組分的改變，因而製備時，原料組分的加料順序也發生了改變，進而製備方法有所調整，且該製備工藝簡單，有利於大規模生產。具體實施方式下面的實施例可以使本專業的技術人員更全面地理解本發明，但並不因此將本發明限制在所述的實施例範圍之中。本發明增強紡織型玻璃纖維浸潤劑，包括以下按照重量百分比計的組分：水溶性聚氨酯5-10%；水溶性環氧1-4%；油酸脂潤滑劑1.5-3%；醯胺鹽潤滑劑0.1-0.4%；矽烷偶聯劑0.4-0.8%；ph值調節劑0.05-0.1%；去離子水餘量。本發明的增強紡織型玻璃纖維浸潤劑的製備方法，該製備方法由以下步驟組成：（1）在配製罐內加入配製總量一半的去離子水，然後加入ph值調節劑將水的ph值調整至4-5，再開啟攪拌器進行攪拌，並將配方量的矽烷偶聯劑緩慢倒入配製罐，攪拌20-30分鐘，至溶液澄清，表面無油花狀；（2）按順序向步驟（1）的配製罐內加入配方量的水溶性聚氨酯和水溶性環氧，並攪拌5-6分鐘；（3）將配方量的醯胺鹽潤滑劑和油酸脂潤滑劑分別用其用量五倍50℃-60℃的溫水稀釋，攪拌至溶液透明後再依次倒入步驟（2）的配製罐，並攪拌5-6分鐘；（4）最後向步驟（3）的配製罐加入餘量的去離子水，攪拌30-40分鐘，得到增強紡織型玻璃纖維浸潤劑。作為實施例，更具體地實施方式為水溶性聚氨酯其相對分子質量為10000-20000；水溶性環氧其相對分子質量為400-1000；矽烷偶聯劑選用a-1100、a-187、a-186、a-1160或a-1161偶聯劑中的一種。經過多次試驗，並考慮到增強紡織型玻璃纖維浸潤劑性能更佳的原則，作為優選，水溶性聚氨酯其相對分子質量為15000，溶性環氧其相對分子質量為400，矽烷偶聯劑選用a-187，增強紡織型玻璃纖維浸潤劑性能最佳。下面由以下實施例對該增強紡織型玻璃纖維浸潤劑進行詳細舉例和說明：實施例1本實施例增強紡織型玻璃纖維浸潤劑的組分及重量百分比為：相對分子質量為15000的水溶性聚氨酯5%；相對分子質量為400的水溶性環氧4%；油酸脂潤滑劑3%；醯胺鹽潤滑劑0.4%；a-187矽烷偶聯劑0.8%；ph值調節劑0.1%和去離子水86.7%。上述組分的增強紡織型玻璃纖維浸潤劑是用以下工藝製得的，具體如下：（1）在配製罐內加入配製總量一半的去離子水，然後加入ph值調節劑將水的ph值調整至4-5，再開啟攪拌器進行攪拌，並將配方量的矽烷偶聯劑緩慢倒入配製罐，攪拌20-30分鐘，至溶液澄清，表面無油花狀；（2）按順序向步驟（1）的配製罐內加入配方量的水溶性聚氨酯和水溶性環氧，並攪拌5-6分鐘；（3）將配方量的醯胺鹽潤滑劑和油酸脂潤滑劑分別用其用量五倍50℃-60℃的溫水稀釋，攪拌至溶液透明後再依次倒入步驟（2）的配製罐，並攪拌5-6分鐘；（4）最後向步驟（3）的配製罐加入餘量的去離子水，攪拌30-40分鐘，得到增強紡織型玻璃纖維浸潤劑。實施例1與現有技術的測試結果對比：由實施例1的組分和工藝製得的增強紡織型玻璃纖維浸潤劑處理玻璃纖維中測試結果與
背景技術：
中紡織型玻璃纖維浸潤劑處理玻璃纖維相比，數據如下：成分
背景技術：
（%）實施例1（%）水溶性聚氨酯--5水溶性聚酯5--水溶性環氧14水溶性合成樹脂4--油酸脂潤滑劑--3醯胺鹽潤滑劑0.10.4礦物油潤滑劑0.2--矽烷偶聯劑0.80.8ph值調節劑0.10.1去離子水88.886.7原絲比強力（n/tex）0.40.46織布比強力（n/tex）0.350.42外觀毛羽少非常少由上表可以看出，用實施例1增強紡織型玻璃纖維浸潤劑生產的玻璃纖維紗線，不僅原絲比強力較高，且在紡織過程中的強力損失較低，紡織過程中的毛羽量也大大減少。實施例2工藝與實施例1相同，本實施例增強紡織型玻璃纖維浸潤劑的組分及重量百分比為：相對分子質量為15000的水溶性聚氨酯10%；相對分子質量為400的水溶性環氧1%；油酸脂潤滑劑1.5%；醯胺鹽潤滑劑0.1%；a-187矽烷偶聯劑0.4%；ph值調節劑0.05%和去離子水86.95%。實施例2與現有技術的測試結果對比：由實施例2的組分和工藝製得的增強紡織型玻璃纖維浸潤劑處理玻璃纖維中測試結果與
背景技術：
中紡織型玻璃纖維浸潤劑處理玻璃纖維相比，數據如下：成分
背景技術：
（%）實施例2（%）水溶性聚氨酯--10水溶性聚酯10--水溶性環氧0.51水溶性合成樹脂2--油酸脂潤滑劑--1.5醯胺鹽潤滑劑0.050.1礦物油潤滑劑0.1--矽烷偶聯劑0.40.4ph值調節劑0.050.05水86.986.95原絲比強力（n/tex）0.480.55織布比強力（n/tex）0.40.51外觀毛羽少非常少由上表可以看出，用實施例2增強紡織型玻璃纖維浸潤劑生產的玻璃纖維紗線，其原絲比強力有較大幅度的提高，且在紡織過程中的強力損失較低，紡織過程中的毛羽量也大大減少。實施例3工藝與實施例1相同，本實施例增強紡織型玻璃纖維浸潤劑的組分及重量百分比為：相對分子質量為15000的水溶性聚氨酯10%；相對分子質量為400的水溶性環氧1%；油酸脂潤滑劑1.5%；醯胺鹽潤滑劑0.1%；a-187矽烷偶聯劑0.4%；ph值調節劑0.05%和去離子水86.95%。實施例3與現有技術的測試結果對比：由實施例3的組分和工藝製得的增強紡織型玻璃纖維浸潤劑處理玻璃纖維中測試結果與
背景技術：
中紡織型玻璃纖維浸潤劑處理玻璃纖維相比，數據如下：成分
背景技術：
（%）實施例3（%）水溶性聚氨酯--7.5水溶性聚酯7.5--水溶性環氧0.752.5水溶性合成樹脂3--油酸脂潤滑劑--2.25醯胺鹽潤滑劑0.0750.25礦物油潤滑劑0.15--矽烷偶聯劑0.60.6ph值調節劑0.0750.075水87.8586.825原絲比強力（n/tex）0.440.5織布比強力（n/tex）0.380.47外觀毛羽少非常少由上表可以看出，由實施例3增強紡織型玻璃纖維浸潤劑生產的玻璃纖維紗線，其原絲紡織過程中比強力損失率很低，且紡織過程中的毛羽量也大大減少。以上顯示和描述了本發明的基本原理和主要特徵以及本發明的優點。本行業的技術人員應該了解，本發明不受上述實施例的限制，上述實施例和說明書中描述的只是說明本發明的原理，在不脫離本發明精神和範圍的前提下，本發明還會有各種變化和改進，這些變化和改進都落入要求保護的本發明範圍內。本發明要求保護範圍由所附的權利要求書及其等效物界定。當前第1頁12