[发明专利]一种耐热性较强的玻璃纤维及其制备方法

说明书

本发明公开了一种耐热性较强的玻璃纤维及其制备方法，包括二氧化硅、自制偶联剂、氧化钙、氧化铝、氧化锰、氧化钛、氧化铁、氟化物、聚乙烯亚胺、环氧氯丙烷。在玻璃纤维表面接枝环氧基团，然后接枝高分子聚合物聚乙烯亚胺，不仅可以更好的与偶联剂结合，引入的氨基还可以使催化偶联剂中‑CN的固化，防止偶联剂高温下的分解，增强耐热性；经过表面接枝改性的玻璃纤维使用进行偶联剂包覆，在增强玻璃纤维的耐热性能同时，增强玻璃纤维的抗拉伸性能和韧性；经过两次热处理形成的耐热结构在玻璃纤维表面更加牢固，使玻璃纤维的抗拉伸强度更高，韧性更好。

技术领域

本发明涉及纤维领域，具体为一种耐热性较强的玻璃纤维及其制备方法。

背景技术

玻璃属于无机非金属材料，其具有绝缘性好，耐热性强、抗腐蚀性好，机械强度高等诸多优点，因此成为增强复合材料中应用量最大的一类基体材料。玻璃纤维在交通、工业、建筑、环境等领域有着广泛的用途，随着无机非金属材料的广泛应用，工业设计对玻璃纤维的要求也不断提高。作为耐热材料，玻璃纤维的耐热性能需要更好。但现有的玻璃纤维的耐热性能并不能满足需求。

根据市场需求，研究制备一种耐热性能更强，并具备其他优异性能的玻璃纤维，是具备非常好的发展前景的。因此，制备一种抗拉伸性能加强的耐热性能较强的玻璃纤维有必要的。

发明内容

本发明的目的在于提供一种耐热性较强的玻璃纤维，以解决上述背景技术中提出的问题。

为了解决上述技术问题，本发明第一方面提供如下技术方案：一种耐热性较强的玻璃纤维，其特征在于，包括以下重量份数的原料：

50～60份二氧化硅、5～10份自制偶联剂、15～25份氧化钙、12～16份氧化铝、0～5份氧化锰、0～1.5份氧化钛、0.05～0.8份氧化铁、0～1份氟化物、5～10份聚乙烯亚胺、5～10份环氧氯丙烷。

优选的，所述自制偶联剂由含氰基的衍生物与3-异氰酸酯基丙基三乙氧基硅烷反应制得。

优选的，所述含氰基的衍生物为2,3-二氨基-2-丁烯二腈和2-铜戊二酸缩合制得。

本发明第二方面提供：一种耐热性较强的玻璃纤维的制备方法，其特征在于：

工艺流程为：

配合料制备，熔融，拉丝，冷却，表面接枝改性，第一次热处理与浸渍，第二次热处理与浸渍，除去自制偶联剂。

优选的，所述第一次热处理浸渍，热处理温度为200～300℃，热处理时间10～20h，浸渍时间4～6h。

优选的，所述第二次热处理浸渍，热处理温度为200～300℃，热处理时间40～60h，浸渍时间40～60h。

优选的，包括以下具体步骤：

(1)准确称量二氧化硅、氧化钙、氧化铝、氧化锰、氧化钛、氧化铁、氟化物，混合均匀制成配合料；

(2)将配合料加入到熔窑中，先进行预热，再进行熔融；

(3)使用拉丝机对熔融状态的玻璃液进行拉丝，拉丝机的速度设定为3.5～5m/min；

(4)将拉出的玻璃纤维过水冷却成型，冷却水温度为10～15℃；

(5)取环氧氯丙烷溶于1.5mol/L的氢氧化钠溶液中，浸入玻璃纤维，25℃下反应12h，反应后用去离子水洗涤3～5次；

(6)取聚乙烯亚胺溶于无水乙醇中，浸泡步骤(5)得到的玻璃纤维，80℃下反应24h，用95％的乙醇在30℃条件下充分振荡洗涤除去未反应的聚乙烯亚胺，将洗涤后的玻璃纤维放入鼓风干燥箱内40℃下干燥；