[发明专利]一种玻璃纤维直接纱用浸润剂及制备方法、产品和应用

说明书

本申请公开了一种玻璃纤维直接纱用浸润剂，包括硅烷偶联剂、成膜剂、润滑剂、分散剂和pH值调节剂；其中，浸润剂的固含量为5～9％，余量为水；各组分的固体质量占浸润剂固体质量的百分比表示如下：硅烷偶联剂8～18％，成膜剂55～76％，润滑剂12～24％，分散剂0.1～1％，pH值调节剂1～3％；成膜剂由成膜剂A和成膜剂B组成，成膜剂A选用聚醚改性双酚A环氧乳液，成膜剂B选用水性脂肪族环氧树脂乳液。采用该浸润剂涂覆生产的玻璃纤维直接纱产品，不但纱线软硬适中、毛羽少、滑爽性好，而且抗拉强度高、韧性佳；可赋予复合材料制品较高的力学强度，满足更多的市场应用要求，有效地兼顾了纱线使用顺畅性和制品力学强度的要求。

技术领域

本申请涉及玻璃纤维生产制造技术领域，特别涉及一种玻璃纤维直接纱用浸润剂以及该浸润剂的制备方法、产品和应用，尤其适用于高强拉挤用玻璃纤维直接纱的生产。

背景技术

玻璃纤维是一种具有高模量、轻质量等优异性能的无机非金属材料，被广泛应用于增强树脂制备复合材料。玻璃纤维本身是一种脆性的无机材料，为了克服玻璃纤维易脆断的缺点，人们常用表面涂覆浸润剂的方法来保护玻璃纤维，浸润剂层不仅可以与纤维表面形成化学键合，同时还能使玻璃纤维在聚酯、环氧等树脂基体中形成快速浸润，提高复合材料制品的力学强度。

纤维拉挤成型是增强型复合材料的常用成型工艺之一，涉及各类型材、棒材、土工格栅等领域。拉挤用玻璃纤维直接纱用量也日益增大，年需求量已有数十万吨。拉挤成型的基体树脂可以选用不饱和聚酯、环氧和聚氨酯等，其中，聚酯基拉挤成型使用量最大。现在市面上已有多款拉挤用直接纱产品，利用树脂乳液改进优化，对玻璃纤维表面进行涂覆处理，可赋予玻璃纤维纱良好的柔韧性及滑爽性，使用顺畅性佳。也有一些直接纱产品增强效果突出，被应用于制造高力学强度的拉挤型材。

现在拉挤工艺对纱线使用工艺性能的要求日益严苛，一些应用要求高的领域(如高强度工字钢等)，对制品的力学强度要求更严格。然而，现有产品很难兼顾纱线的使用顺畅性和复合材料制品的力学强度要求。高强拉挤用玻璃纤维直接纱在使用过程中常因摩擦、绕曲而产生毛羽、散丝、断纱等问题，甚至引起堵塞模孔，严重降低了拉挤成型加工效率并造成不可忽视的经济损失。

发明内容

本申请所要解决的技术问题是提供一种玻璃纤维直接纱用浸润剂，采用该浸润剂涂覆生产的玻璃纤维直接纱产品，不但纱线软硬适中、毛羽少、滑爽性好，而且抗拉强度高、韧性佳；可赋予复合材料制品较高的力学强度，满足更多的市场应用要求，有效地兼顾了纱线使用顺畅性和制品力学强度的要求。

根据本申请的一个方面，提供了一种玻璃纤维直接纱用浸润剂，包括硅烷偶联剂、成膜剂、润滑剂、分散剂和pH值调节剂；其中，所述浸润剂的固含量为5～9％，余量为水；各组分的固体质量占浸润剂固体质量的百分比表示如下：

其中，所述成膜剂由成膜剂A和成膜剂B组成，所述成膜剂A选用聚醚改性双酚A环氧乳液，所述成膜剂B选用水性脂肪族环氧树脂乳液。

其中，各组分的固体质量占浸润剂固体质量的百分比表示如下：

其中，所述成膜剂A的分子量为400～600，平均粒径为0.3～1.2μm；所述成膜剂B的分子量为600～1000，平均粒径0.2～0.8μm。

其中，所述成膜剂A和成膜剂B的质量比为(3～5)：1。

其中，所述硅烷偶联剂为硅烷偶联剂A和硅烷偶联剂B的组合，所述硅烷偶联剂A为乙烯基类和/或环氧基类硅烷偶联剂，所述硅烷偶联剂B为氨基硅烷偶联剂；所述硅烷偶联剂A和硅烷偶联剂B的质量比为(10～3)：1。