[发明专利]一种玄武岩纤维增强聚乙烯树脂用浸润剂及其制备方法

说明书

本发明涉及一种玄武岩纤维增强聚乙烯树脂用浸润剂，其由如下重量百分比的组分制成：0.2‑0.8％的硅烷偶联剂，4‑6％的相容剂，2‑8％的成膜剂，0.2‑0.8％的抗静电剂，0.2‑0.8％的润滑剂，0.08‑0.25％的pH调节剂，余量为去离子水；所述成膜剂为固含量为20‑30％的聚乙烯基树脂乳液。本发明的浸润剂成分简单，制备操作简单，采用其浸润后的玄武岩纤维表面极性分量所占表面能比例高，利用浸润后的玄武岩纤维制备纤维增强聚乙烯树脂复合材料，较于改性前，提高了玄武岩纤维与树脂基体的复合效果，其拉伸强度、拉伸模量、弯曲强度、弯曲模量、冲击强度、层间剪切强度均有大幅度提高。

技术领域

本发明属于纤维技术领域，具体涉及一种玄武岩纤维增强聚乙烯树脂用浸润剂及其制备方法。

背景技术

玄武岩纤维是一种天然火山岩，在我国拥有着丰富的玄武岩矿石储备。玄武岩纤维是由天然玄武岩在1450-1500℃熔融后经铂铑合金漏板高速拉制的纤维材料。由于其在生产过程中无废弃废物的产生，且具有轻质高强耐腐蚀的优异性能，玄武岩纤维常用于复合材料增强体广泛应用于船舶、交通、建筑、道路、航天等各种领域。

聚乙烯(PE)是乙烯经聚合制得的一种热塑性树脂。聚乙烯树脂为无毒、无味的白色粉末或颗粒，外观呈乳白色，有似蜡的手感，吸水率低，小于0.01％，电绝缘性优良。但是聚乙烯树脂材料低温韧性较差、易燃、不耐磨、不耐老化等弊端，一般不直接将纯的聚乙烯树脂材料直接投入使用，而是与其他材料增强复合后使用。而玄武岩纤维作为一种新兴的高性能绿色环保材料，其无毒、无污染、成本低、来源广、性能优异等特点基本可以满足聚乙烯树脂投入使用的要求，因此以玄武岩纤维为增强体、以聚乙烯树脂为基体经预浸渍法涂覆浸润剂复合而成的玄武岩纤维增强聚乙烯树脂材料是一种极具发展前景的复合材料，可广泛用于薄膜制品、管材、注射成型制品、电线包裹层、注射成型制品及中空制品等领域。

在玄武岩纤维及其复合材料的生产和制备中，由于玄武岩纤维自身结构和性能特点，例如纤维表面光滑、化学惰性大，反应位点少，易造成在其涂覆浸润剂时附着量少、分布不均匀等情况，进而使得后续与聚乙烯树脂复合后纤维与树脂不能实现较好的粘结，得到的复合材料性能增强效果也不理想。因此要充分发挥复合材料中玄武岩纤维的优异性能，浸润剂的研制成为了关键。

目前针对玄武岩纤维增强聚乙烯树脂用的浸润剂组成多为双氧水、有机酸以及有机改性酸等改性剂，成分复杂、改性效果不佳并且极不稳定。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术中玄武岩纤维浸润剂改性效果不佳的问题，提供一种玄武岩纤维增强聚乙烯树脂用浸润剂，成分简单，其可以显著提高玄武岩纤维与树脂基体的复合效果，改善玄武岩纤维复合材料的力学性能，并且性能稳定。

技术方案

一种玄武岩纤维增强聚乙烯树脂用浸润剂，其由如下重量百分比的组分制成：0.2-0.8％的硅烷偶联剂，4-6％的相容剂，2-8％的成膜剂，0.2-0.8％的抗静电剂，0.2-0.8％的润滑剂，0.08-0.25％的pH调节剂，余量为去离子水。所述成膜剂为聚乙烯基树脂乳液，固含量为20-30％。

进一步，所述浸润剂由如下重量百分比的组分制成：0.6％的硅烷偶联剂，5％的相容剂，5％的成膜剂，0.4％的抗静电剂，0.5％的润滑剂，0.2％的pH调节剂，余量为去离子水。

进一步，所述硅烷偶联剂为A-171硅烷偶联剂。

进一步，所述相容剂为马来酸酐。

进一步，所述抗静电剂为硝酸锂。

进一步，所述润滑剂为硬脂酸甲酯或硬脂酸锌中的一种。

进一步，所述pH调节剂为冰醋酸或草酸。

上述玄武岩纤维增强聚乙烯树脂用浸润剂的制备方法，包括如下步骤：