本發明涉及玻璃纖維生產制造
技術領域：
，具體地講是提供一種增強PP(聚丙烯)或PBT(聚對苯二甲酸丁二醇酯)用無堿玻璃纖維粗紗用浸潤劑。二、
背景技術：
：：玻璃纖維增強PP復合材料和增強PBT復合材料被大量應用于工程領域，其中增強PP復合材料由于在性價上明顯優于其它常用工程塑料，同時，玻璃纖維的引入對PP復合材料的各項力學性能產生很大的影響，如：高的拉伸強度，彎曲模量較高，耐高溫性更好等。近些年來玻璃纖維增強PP材料在家用電器、汽車工業、建筑工業上應用越來越大，對玻璃纖維的需求也與日俱增。玻璃纖維增強PBT復合材料因其具有出色的耐熱性、長期老化性和阻燃性能，可應用于包括汽車、電子/電器、機械業：家用器具(食品加工刀片、真空吸塵器元件、電風扇、頭發干燥機殼體、咖啡器皿等)；電器元件(開關、電機殼、保險絲盒、計算機鍵盤按鍵等)；汽車工業(散熱器格窗、車身嵌板、車輪蓋、門窗部件等)。以上兩種復合材料都是運用最為廣泛的復合材料之一，其普及范圍甚至超過尼龍制品的應用。但由于PP和PBT樹脂在通常擠出設定溫度范圍內，樹脂粘度低，由于接近非牛頓流體，有剪切變稀的特性，剪切速率越高，粘度越低，特別是PP樹脂，對剪切速率更為敏感。在工業化生產粗紗增強PP和PBT時都易出現玻璃纖維剪切不良、分散不勻的問題，即所謂的“玻璃纖維不熔”。因此，開發一種既與PP和PBT樹脂相容性好又能使玻璃纖維易于剪切的浸潤劑以提高玻璃纖維的生產性能和力學性能非常必要。即需要滿足剪切要求，同時還需滿足如下的一般性能要求(玻璃纖維含量均為30％)：拉伸性能(按照ISO527測試方法)樹脂PPPBT拉伸強度≥80≥120剪切性能(按照-一種玻璃纖維在熱塑性塑料中剪切分散性能的測試方法，專利號ZL201410286033.7)樹脂PPPBT剪切性能好好為此，需要通過研制一種新型的浸潤劑：即能和目標樹脂具備優良的相容性，以滿足機械性能的指標要求，又具有良好剪切性能，使得使用順暢性好。三、技術實現要素：：本發明的目的是提供一種增強PP或PBT用無堿玻璃纖維粗紗用浸潤劑，該浸潤劑既與PP和PBT樹脂相容性好又能使玻璃纖維易于剪切，既能保證最終復合材料的力學性能，又能使無捻粗紗增強PP和PBT的加工過程順暢。為解決上述問題，本發明采用如下技術方案：一種增強PP或PBT用無堿玻璃纖維粗紗用浸潤劑，所述浸潤劑由偶聯劑、潤滑劑、成膜劑、表面活性劑、PH值調節劑和水制成，所述浸潤劑的固體質量占浸潤劑總質量的3～10％，余量為水；所述偶聯劑采用硅烷偶聯劑；所述潤滑劑采用水溶性的PEG類潤滑劑；所述成膜劑為環氧乳液與丙烯酸改性環氧樹脂乳液的共混物,其中環氧乳液與丙烯酸改性環氧樹脂乳液的質量比以各自的固體質量比計為1-10:1；所述的表面活性劑為非離子表面活性劑和陽離子表面活性劑的共混物；所述的PH值調節劑為酸；各組分質量占浸潤劑固體質量的百分比例如下，其中若組分以分散體系形式加入，則其質量以其固體質量計：本發明所述浸潤劑的PH值在4～12，優選PH值在6～10。本發明所述的偶聯劑一般采用帶環氧基、乙烯基或氨基的硅烷偶聯劑，本發明適用的硅烷偶聯劑可選用的產品牌號有A-172、A-174、A-1100、A-187等。偶聯劑的使用，可保護纖維在拉絲過程中的受損，并起到玻璃纖維和基體樹脂間的“橋接”，同時影響玻璃纖維的軟硬度，因此是影響玻璃纖維強度以及增強PP和PBT樹脂強度的關鍵，也是本發明的重點。合適的偶聯劑選擇，可以使生產出來的GF增強PP復合材料和GF增強PBT復合材料具有更好的機械性能。本發明中硅烷偶聯劑質量占浸潤劑固體質量的5～20％，優選6～18％，更優選7～15％，更進一步優選8～12％。成膜劑作為浸潤劑的主要成分起到保護纖維的作用，并且對玻璃纖維最終制品的機械強度起著決定性的影響，因此，成膜劑的選擇也是本發明的重點之一。本發明使用的成膜劑為環氧乳液和丙烯酸改性環氧樹脂的組合。本發明采用不同類型的乳液搭配使用，除兼顧玻璃纖維的集束性和軟硬度外，同時也使得浸潤劑與PBT和PP樹脂具有良好的相容性，從而提高GF增強PP復合材料和GF增強PBT復合材料的機械強度。本發明使用的環氧乳液是采用環氧樹脂乳化制成，其相對分子質量MW為350～1500，優選為400～1200，乳液平均粒子直徑為0.2～2.0微米。本發明中環氧乳液可根據現有文獻自行制備或使用市售商品。本發明使用的丙烯酸改性環氧樹脂乳液是通過乳液聚合方法制得的丙烯酸酯改性環氧樹脂樹脂乳液，可根據現有文獻自行制備或使用市售商品。本發明所述成膜劑的總質量以其固體質量計為浸潤劑固體質量60～80％，優選65～75％，更優選為68～74.5％，更進一步優選為69～72％。本發明所述的環氧乳液與丙烯酸改性環氧樹脂乳液的質量比以各自的固體質量之比計為1-10:1，優選為1.5-6.0:1，更優選為1.7-4.5:1，更進一步優選2-4:1。本發明使用的潤滑劑可采用水溶性的有機化合物，特別是PEG類潤滑劑，如PEG400、PEG600、PEG1000、PEG3000等。潤滑劑的使用主要是為滿足玻璃纖維在拉絲、后處理、使用過程中的潤滑效果，但過多的潤滑劑會影響玻璃纖維紗的集束性，并且影響最終GF增強PP復合材料和GF增強PBT復合材料的機械性能，故本發明所述潤滑劑的質量占浸潤劑固體質量的5～15％，優選5～13％，更優選7～11％，更進一步優選9～11％。本發明使用的表面活性劑為非離子表面活性劑和陽離子表面活性劑的共混物，其中所述非離子表面活性劑采用聚氧乙烯醚類、酯類、酰胺類、化學改性礦物油類中的一種；陽離子表面活性劑采用聚氧乙烯胺鹽、季銨鹽、咪唑啉中的一種。所述的非離子表面活性劑和所述的陽離子表面活性劑的質量比為3-5:1。本發明優選表面活性劑為聚氧乙烯醚類非離子表面活性劑和季銨鹽類表面活性劑的共混物。更進一步，聚氧乙烯醚類非離子表面活性劑與季銨鹽類表面活性劑的質量比為3-5:1。本發明的PH值調節劑為無機酸、有機酸均可，如可使用檸檬酸、醋酸、甲酸、乙酸等。PH值調節劑的作用主要是用來輔助偶聯劑分散和調節配制好的浸潤劑的PH值，本發明所述浸潤劑的PH值在4～12，優選PH值在6～10。本發明優選增強PP或PBT用無堿玻璃纖維粗紗用浸潤劑中，各組分質量占浸潤劑固體質量的百分比例如下：本發明進一步優選增強PP或PBT用無堿玻璃纖維粗紗用浸潤劑中，各組分質量占浸潤劑固體質量的百分比例如下：本發明更進一步優選增強PP或PBT用無堿玻璃纖維粗紗用浸潤劑中，各組分質量占浸潤劑固體質量的百分比例如下：本發明最優選所述的浸潤劑由偶聯劑、潤滑劑、成膜劑、表面活性劑、PH值調節劑和水制成；所述的硅烷偶聯劑為帶環氧基、乙烯基或氨基的硅烷偶聯劑；所述的潤滑劑為水溶性的PEG類潤滑劑；所述的成膜劑為環氧乳液與改性環氧樹脂的共混物，兩者的質量比以各自的固體質量之比計為2-4：1；所述表面活性劑為聚氧乙烯醚類和季銨鹽表面活性劑的共混物，兩者的質量比為3-5:1，所述的PH值調節劑為酸；各組分質量占浸潤劑固體質量的百分比例如下：本發明所述用于增強PP或PBT用無堿玻璃纖維粗紗用浸潤劑的配制方法可采用常規方法，具體包括以下步驟：在一個干凈的容器中加入總量的40～50％的去離子水，然后再加入浸潤劑成分中的PH值調節劑，充分攪拌3～5分鐘后，再緩慢加入浸潤劑成分中的硅烷偶聯劑，持續攪拌40～50分鐘；浸潤劑成分中的潤滑劑、表面活性劑在5倍于其量的溫去離子水(40～50℃)中充分稀釋攪拌后加入容器；浸潤劑成分中成膜劑采用成膜劑量的2倍的水進行稀釋后加入容器，若浸潤劑PH值不能達到最佳范圍，加入適量的PH值調節劑進行調整并攪拌均勻，直至PH值達到最佳范圍。本發明玻璃纖維的可燃物(即浸潤劑涂覆在玻璃纖維上的量占玻璃纖維質量的比例)一般控制0.2～9.0％，具體的值需要根據原料本身的性能，從產品需要達到的性能指標和實驗測試結果來看，可燃物含量在0.3～0.8％生產的產品，機械性能和擠出順暢性能夠滿足要求。與現有技術相比，本發明提供的浸潤劑既與PP和PBT樹脂相容性好又能使玻璃纖維易于剪切，經本發明所述的浸潤劑處理后的玻璃纖維無捻粗紗在增強PP和PBT時，擠出過程順暢，無斷條、漏纖等問題，最終的復合材料制品性能優良，尤其是具有良好的力學性能，具有很好的生產工藝性和應用性能，從而滿足市場及應用需求。四、具體實施方式：以下通過實施例對本發明進行具體的說明，但本發明的內容并不受以下實施例的任何制約。本發明的實施使用的浸潤劑各組分如下：所述偶聯劑使用氨基硅烷偶聯劑，產品牌號A-1100(生產廠家：邁圖)；所述潤滑劑使用PEG400(生產廠家：DOW)；所述成膜劑環氧樹脂乳液,產品牌號TX777(生產廠家:巨石)所述成膜劑改性環氧樹脂乳液,采用丙烯酸改性環氧樹脂乳液。(自制,參考文獻:穆銳，閆惠至，鄧愛民。一種丙烯酸改性乳化環氧樹脂的制備與研究，化學與粘合，200830(1)：62-64)；所述陽離子表面活性劑采用1231MS(生產廠家：蘇州恒諾邦化工科技)；所述非離子表面活性劑采用脂肪醇聚氧乙烯醚(生產廠家：邢臺藍星助劑廠)所述pH調節劑使用醋酸。下表為具體的配方實例以及按照一定的玻璃纖維生產工藝所生產出的2000tex直接紗的具體測試結果。本發明實施例中，水的含量占浸潤劑總質量的96％，其中的數值均為各組分質量占浸潤劑固體質量的百分比，其中以分散體系加入的組分質量以其固體質量計。從以上的配方測試實例，我們可以從中看出，通過對組分和組分含量的設計，我們可以得到合乎要求的浸潤劑，其中尤以實例3、4綜合效果最佳。以上僅是本發明的優選實施方式，應當指出，對于本
技術領域：
的普通技術人員來說，在不脫離本發明原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應該視為本發明的保護范圍。本發明實施例根據PP和PBT用無堿玻璃纖維粗紗的技術特點，通過浸潤劑原料的選擇，配方的優化，采用合適的玻璃纖維生產工藝，生產出滿足該領域需求的無堿玻璃纖維粗紗產品。當前第1頁1 2 3