專利名稱：：一種超低吸樹脂量短切無捻粗紗專用浸潤(rùn)劑的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種玻璃纖維增強(qiáng)熱固性樹脂技術(shù)，特別是滿足高端客戶需求的超低吸樹脂量短切無捻粗紗專用浸潤(rùn)劑。
背景技術(shù)：
：石油作為重要的能源方式，同時(shí)也是化工原料的主要來源。由于石油作為一種不可再生能源，隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需求，價(jià)格不斷的攀升，直接導(dǎo)致下游的衍生品的價(jià)格上漲，特別是作為復(fù)合材料的基體材料一樹脂的價(jià)格也不斷的升高，而復(fù)合材料的另一個(gè)重要材料一玻璃纖維的價(jià)格基本保持穩(wěn)定。如何控制復(fù)合材料的成本的上升，成為各大復(fù)合材料生產(chǎn)商一個(gè)極為重要的研究課題。通過優(yōu)化復(fù)合材料的生產(chǎn)工藝和調(diào)整復(fù)合材料中材料的使用比例，減少樹脂的用量，適當(dāng)?shù)脑黾硬ＡЮw維和填料的用量是一個(gè)大的發(fā)展趨勢(shì)。在歐美國(guó)家，采用短切工藝生產(chǎn)離心澆注管道FRP產(chǎn)品，生產(chǎn)使用的不飽和聚酯樹脂的含量不斷的降低，逐步的由60%的含量降低到52%，甚至50%。樹脂含量的降低，意味著玻璃纖維在使用過程中，浸透的機(jī)會(huì)會(huì)變得越來越少，紗線整體的浸透速度會(huì)變的越來越慢，大大的影響了生產(chǎn)的效率和制品的質(zhì)量。石油價(jià)格的上漲已成不可逆轉(zhuǎn)的趨勢(shì)，不斷降低復(fù)合材料中樹脂的使用量，增加FRP組成中的填料和玻璃纖維用量，才能較好的控制制造成本的上升。這無疑對(duì)玻璃纖維產(chǎn)品的使用性能提出了更高的要求。維持短切用無捻粗紗的生命力，就需要根據(jù)行業(yè)發(fā)展趨勢(shì)，設(shè)計(jì)出滿足市場(chǎng)需求的產(chǎn)品。而對(duì)于玻璃纖維產(chǎn)品來說，浸潤(rùn)劑作為玻璃纖維的處理劑，起到保護(hù)纖維，滿足生產(chǎn)使用性能的作用，決定著產(chǎn)品性能的高低和優(yōu)劣。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種超低吸樹脂量短切無捻粗紗專用浸潤(rùn)劑配方，采用該配方生產(chǎn)短切用無捻粗紗，不但能滿足短切工藝生產(chǎn)離心澆注管道的使用要求，而且浸透速度快，能達(dá)到非常高玻璃纖維含量，超低的吸樹脂量，從而可以提高客戶的生產(chǎn)效率，降低生產(chǎn)成本，為客戶創(chuàng)造最大的經(jīng)濟(jì)效益。本發(fā)明解決上述技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是該超低吸樹脂量短切無捻粗紗專用浸潤(rùn)劑，其特征在于包括偶聯(lián)劑、潤(rùn)滑劑、抗靜電劑A、抗靜電劑B、成膜劑A、成膜劑B、成膜劑C，pH值調(diào)節(jié)劑，以上物質(zhì)固體質(zhì)量占浸潤(rùn)劑總質(zhì)量的5-15%，其余物質(zhì)為水，水(原料自身帶的水加上配制浸潤(rùn)劑加入的水)的含量占浸潤(rùn)劑總質(zhì)量的8595%，偶聯(lián)劑采用硅烷偶聯(lián)劑，占浸潤(rùn)劑固體質(zhì)量的110%，潤(rùn)滑劑采用水溶性的油脂類潤(rùn)滑劑，占浸潤(rùn)劑固體質(zhì)量的110%，抗靜電劑A采用具有較強(qiáng)吸水能力的有機(jī)鹽類物質(zhì)，占浸潤(rùn)劑固體質(zhì)量的15X，抗靜電劑B采用具有較強(qiáng)吸水能力無機(jī)鹽類物質(zhì)，占浸潤(rùn)劑固體質(zhì)量的15%，成膜劑A和成膜劑B配對(duì)組合且成比例，成膜劑A、成膜劑B、成膜劑C分別采用環(huán)氧類乳液、聚酯類乳液、PVAc乳液、聚氨酯類乳液中的一種，成膜劑C選用上述四種乳液中低聚合度的化合物(其分子量范圍在200-800)，成膜劑A占浸潤(rùn)劑固體質(zhì)量的1080%，成膜劑B占浸潤(rùn)劑固體質(zhì)量的8010X，成膜劑C占浸潤(rùn)劑總重固體質(zhì)量的15%;pH值調(diào)節(jié)劑用于偶聯(lián)劑的分散和水解，通常采用酸，可為有機(jī)酸和無機(jī)酸，一般為硫酸、鹽酸、檸檬酸、醋酸、甲酸之一，pH值調(diào)節(jié)劑占浸潤(rùn)劑固體質(zhì)量的0.15%，浸潤(rùn)劑的pH值在311。本發(fā)明所述的硅烷偶聯(lián)劑采用A-172、A-174、A-1100中的一種，硅烷偶聯(lián)劑占浸潤(rùn)劑固體質(zhì)量的28%為佳。本發(fā)明所述的抗靜電劑A和抗靜電劑B用量之和占浸潤(rùn)劑固體質(zhì)量的35%。本發(fā)明所述的成膜劑A/成膜劑B的組合采用環(huán)氧/聚酯、聚酯/PVAc、PVAc/聚氨酯三種之一，成膜劑C采用低分子量的聚酯或小分子的環(huán)氧(其分子量范圍在200-800),成膜劑A/成膜劑B/成膜劑C組合的比例釆用77/20/3、67/30/3、57/40/3、47/50/3中的一種。本發(fā)明所述的pH值調(diào)節(jié)劑采用鹽酸、硫酸、鹽酸、檸檬酸、醋酸、甲酸中的一種，占浸潤(rùn)劑固體質(zhì)量的0.52%為佳，浸潤(rùn)劑的pH值在37更好。本發(fā)明所述的潤(rùn)滑劑占浸潤(rùn)劑固體質(zhì)量的25%為佳。本發(fā)明玻璃纖維的L.O.I(玻璃纖維的可燃物含量，即浸潤(rùn)劑涂附在玻璃纖維上的量占玻璃纖維質(zhì)量的比例，下同)控制在0.51.5%。一種超低吸樹脂量短切無捻粗紗專用浸潤(rùn)劑的配制方法，其特征在于包括以下步驟在一個(gè)干凈的容器中加入一半總量去離子水，然后再加入浸潤(rùn)劑成分中鹽酸的量，充分?jǐn)嚢?5分鐘后，再緩慢加入浸潤(rùn)劑成分中的硅烷偶聯(lián)劑，持續(xù)攪拌2030分鐘；浸潤(rùn)劑成分中的潤(rùn)滑劑在8(TC熱水溶解并充分稀釋，再加入適量室溫去離子水稀釋后，待溫度下降到室溫后，加入容器；浸潤(rùn)劑成分中的抗靜電劑分別在608(TC熱水中充分溶解攪拌稀釋后，待溫度下降到室溫后加入容器；浸潤(rùn)劑成分中的成膜劑A、B、C分別用兩倍水量稀釋后加入容器；所有的原料加入容器后，加入所需的水量，使浸潤(rùn)劑的固體含量達(dá)到設(shè)計(jì)指標(biāo)范圍。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，能在滿足短切工藝要求的情況下提高浸透速度，達(dá)到非常高玻璃纖維含量，超低的樹脂含量，提高客戶的生產(chǎn)效率，降低生產(chǎn)成本，為客戶創(chuàng)造最大的經(jīng)濟(jì)效益。具體實(shí)施例方式以下通過實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行具體的說明，但本發(fā)明的內(nèi)容并不受以下實(shí)施例的任何制約。本發(fā)明實(shí)施例超低吸樹脂量短切用無捻粗紗浸潤(rùn)劑包括偶聯(lián)劑、潤(rùn)滑劑、抗靜電劑A、抗靜電劑B、成膜劑A、成膜劑B、成膜劑C、pH值調(diào)節(jié)劑，其余為水，水的含量通常占浸潤(rùn)劑總質(zhì)量的8595%，本實(shí)施例水的含量占浸潤(rùn)劑總質(zhì)量的90%，且L.O.I控制在0.51.5%，其中偶聯(lián)劑采用硅烷偶聯(lián)劑，占浸潤(rùn)劑固體質(zhì)量的110%，潤(rùn)滑劑采用水溶性的油脂類潤(rùn)滑劑，占浸潤(rùn)劑固體質(zhì)量的110%，抗靜電劑A采用具有較強(qiáng)吸水能力的有機(jī)鹽類物質(zhì)，占浸潤(rùn)劑固體質(zhì)量的15%，抗靜電劑B采用具有較強(qiáng)吸水能力無機(jī)鹽類物質(zhì)，占浸潤(rùn)劑固體質(zhì)量的15%，成膜劑A和成膜劑B配對(duì)組合且成比例配合，通常成膜劑A/成膜劑B的組合采用環(huán)氧/聚酯、聚酯/PVAc(聚醋酸乙烯乳液)、PVAc(聚醋酸乙烯乳液)/聚氨酯三種之一，成膜劑A占浸潤(rùn)劑固體質(zhì)量的1080X，成膜劑B占浸潤(rùn)劑固體質(zhì)量的8010%;成膜劑C采用一類低聚合度的化合物(其分子量范圍在200-800),可為低分子量的聚酯，小分子的環(huán)氧之一，成膜劑C占浸潤(rùn)劑固體質(zhì)量的15%;pH值調(diào)節(jié)劑用于偶聯(lián)劑的分散和水解，通常采用酸，占浸潤(rùn)劑固體質(zhì)量的O.15%。1.本發(fā)明實(shí)施例的偶聯(lián)劑一般采用硅烷偶聯(lián)劑，可為含乙烯、丙烯酸、氨基等有機(jī)官能團(tuán)的硅烷偶聯(lián)劑，一般可選用的產(chǎn)品牌號(hào)有A-172，A-174，A-1100等，偶聯(lián)劑的作用，不但在拉絲過程保護(hù)纖維，而且在與基體樹脂偶聯(lián)，起玻璃纖維和基體樹脂間的偶聯(lián)作用。使用量一般在110%之間，本發(fā)明實(shí)施例采用更為合適的28%范圍，保證有足夠的含量，起到保護(hù)纖維和偶聯(lián)作用。合適的偶聯(lián)劑選擇，可以使生產(chǎn)出來的FRP產(chǎn)品具有良好的機(jī)械性能和耐老化性能。2.本發(fā)明實(shí)施例的潤(rùn)滑劑可采用水溶性的有機(jī)化合物(潤(rùn)滑用的水溶油脂類)，一般紡織用的潤(rùn)滑劑(如蓖麻油酸脂)可借鑒到生產(chǎn)玻璃纖維中，一般采用的比例為110%，潤(rùn)滑劑的用量以滿足玻璃纖維在拉絲、后處理、使用過程的潤(rùn)滑效果為標(biāo)準(zhǔn)，設(shè)計(jì)的原則是夠用就可，太多的潤(rùn)滑劑會(huì)影響原絲間的粘結(jié)效果，降低紗束的硬挺性，影響紗在短切過程中分散效果，本發(fā)明實(shí)施例潤(rùn)滑劑采用最佳的用量范圍25%。3.本發(fā)明實(shí)施例的抗靜電劑A選用具有較強(qiáng)吸水能力的有機(jī)鹽類物質(zhì)(有機(jī)季胺鹽類物質(zhì))，抗靜電劑B選用具有較強(qiáng)吸水能力無機(jī)鹽類物質(zhì)(如氯化胺鹽類物質(zhì))，采用兩種抗靜電劑，可加強(qiáng)紗在使用過程中的抗靜電效果。由于短切紗使用的客戶遍布世界各地，不同時(shí)間不同地域的氣候會(huì)有不同，玻璃纖維本身沒有導(dǎo)電性能，玻璃纖維在噴射使用過程中與接觸點(diǎn)的摩擦，將產(chǎn)生靜電，如果玻璃纖維表面沒有導(dǎo)電成分，短切出來的紗將會(huì)四處飛揚(yáng)和粘附，嚴(yán)重影響產(chǎn)品的使用性能。本發(fā)明采用雙抗靜電劑配方體系，可保證產(chǎn)品在世界各地，不同氣候的使用沒有靜電影響，保證了產(chǎn)品的質(zhì)量和適用穩(wěn)定性。兩種抗靜電劑的總用量在35%的比例較佳，具體的比例，根據(jù)實(shí)驗(yàn)測(cè)試結(jié)果確定用量。4.本發(fā)明實(shí)施例的成膜劑A、成膜劑B、成膜劑C作為浸潤(rùn)劑的主要成分起到保護(hù)纖維，將纖維集束，滿足短切的使用要求。通常可選用的成膜劑有環(huán)氧類乳液、聚酯類乳液、聚醋酸乙烯類乳液、聚氨酯類乳液、丙烯酸類乳液。為了達(dá)到非?？斓慕杆俣?，需在以上幾類成膜劑中挑選合適的種類。一般比較常用的成膜劑配合(成膜劑A/成膜劑B/成膜劑C):環(huán)氧/聚酯/小分子環(huán)氧，聚酯/PVAc(聚醋酸乙烯類乳液)/小分子環(huán)氧，PVAc(聚醋酸乙烯類乳液)/聚氨酯/小分子環(huán)氧，成膜劑A/成膜劑B/成膜劑C的比例一般可為77/20/3，67/30/3，57/40/3，47/50/3，具體的比例可通過實(shí)驗(yàn)確定，通常成膜劑A和成膜劑B用量之和占浸潤(rùn)劑固體質(zhì)量的8090%為佳，成膜劑C占浸潤(rùn)劑固體質(zhì)量的24%為佳。成膜劑的確定和比例的選擇，是本發(fā)明的實(shí)驗(yàn)測(cè)試重點(diǎn)。本發(fā)明實(shí)施例采用聚酯/PVAc/小分子環(huán)氧的組合。5.本發(fā)明實(shí)施例的Ph調(diào)節(jié)劑用于浸潤(rùn)劑中的偶聯(lián)劑的分散，偶聯(lián)劑需要在一定的pH條件下水解，具體看偶聯(lián)劑的種類和分散要求。配制好的浸潤(rùn)劑，一般要求在一定的pH范圍存儲(chǔ)和使用，pH值的范圍一般可在311，通常會(huì)在37之間的酸性環(huán)境，一般使用的pH調(diào)節(jié)劑為酸，可為鹽酸、硫酸、醋酸、甲酸等酸，占浸潤(rùn)劑固體質(zhì)量的0.52%為佳。本發(fā)明實(shí)施例采用鹽酸。6.本發(fā)明實(shí)施例的紗上的L.0.1(可燃物含量)一般控制在0.51.5%，具體的值需要根據(jù)原料本身的性能，從產(chǎn)品需要達(dá)到的性能指標(biāo)和實(shí)驗(yàn)測(cè)試結(jié)果來看，L.O.I在0.81.4%可滿足短切的要求。本發(fā)明實(shí)施例配方的確定和實(shí)驗(yàn)方法的說明為了達(dá)到浸透速度快，達(dá)到高的制品玻纖含量，又滿足短切的要求，我們選用了聚6酯/PVAc/小分子環(huán)氧的成膜劑A/成膜劑B/成膜劑C的組合，這樣的組合可保證快的浸透速度，又較大程度的控制浸潤(rùn)劑的成本。下面是一些配方的實(shí)例和測(cè)試結(jié)果(其中的數(shù)值均為浸潤(rùn)劑固體質(zhì)量的百分比):<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>從以上的配方測(cè)試實(shí)例，我們可以從中看出，實(shí)例2、3基本符合設(shè)計(jì)的要求，但以上的比例仍有優(yōu)化的空間。本發(fā)明實(shí)施例根據(jù)短切工藝的技術(shù)特點(diǎn)，通過浸潤(rùn)劑原料的選擇，配方的優(yōu)化，采用合適成熟的玻璃纖維生產(chǎn)工藝，生產(chǎn)出滿足高端要求客戶需求的無捻粗紗產(chǎn)品。權(quán)利要求1、一種超低吸樹脂量短切無捻粗紗專用浸潤(rùn)劑，其特征在于包括偶聯(lián)劑、潤(rùn)滑劑、抗靜電劑A、抗靜電劑B、成膜劑A、成膜劑B、成膜劑C、pH值調(diào)節(jié)劑，其余為水，水的含量占浸潤(rùn)劑總質(zhì)量的85～95％，偶聯(lián)劑采用硅烷偶聯(lián)劑，占浸潤(rùn)劑固體質(zhì)量的1～10％，潤(rùn)滑劑采用水溶性的油脂類潤(rùn)滑劑，占浸潤(rùn)劑固體質(zhì)量的1～10％，抗靜電劑A采用具有較強(qiáng)吸水能力的有機(jī)鹽類物質(zhì)，占浸潤(rùn)劑固體質(zhì)量的1～5％，抗靜電劑B采用具有較強(qiáng)吸水能力無機(jī)鹽類物質(zhì)，占浸潤(rùn)劑固體質(zhì)量的1～5％，成膜劑A、成膜劑B、成膜劑C分別采用環(huán)氧類乳液、聚酯類乳液、PVAc乳液、聚氨酯類乳液中的一種，成膜劑C選用其中低聚合度的化合物，成膜劑A和成膜劑B配對(duì)組合且成比例，成膜劑A占浸潤(rùn)劑固體質(zhì)量的10～80％，成膜劑B占浸潤(rùn)劑固體質(zhì)量的80～10％，成膜劑C占浸潤(rùn)劑固體質(zhì)量的1～5％，pH值調(diào)節(jié)劑采用酸，pH值調(diào)節(jié)劑占浸潤(rùn)劑固體質(zhì)量的0.1～5％，浸潤(rùn)劑的pH值在3～11。2、根據(jù)權(quán)利要求1所述的超低吸樹脂量短切無捻粗紗專用浸潤(rùn)劑，其特征在于所述的硅烷偶聯(lián)劑采用A-172、A-174、A-IIOO中的一種，硅烷偶聯(lián)劑占浸潤(rùn)劑固體質(zhì)量的28%。3、根據(jù)權(quán)利要求1所述的超低吸樹脂量短切無捻粗紗專用浸潤(rùn)劑，其特征在于所述的抗靜電劑A和抗靜電劑B用量之和占浸潤(rùn)劑固體質(zhì)量的35%。4、根據(jù)權(quán)利要求l所述超低吸樹脂量短切無捻粗紗專用浸潤(rùn)劑，其特征在于所述的成膜劑A/成膜劑B的組合采用環(huán)氧/聚酯、聚酯/PVAc、PVAc/聚氨酯三種之一，成膜劑C采用低分子量的聚酯或小分子的環(huán)氧，成膜劑A/成膜劑B/成膜劑C組合的比例采用77/20/3、67/30/3、57/40/3、47/50/3中的一種。5、根據(jù)權(quán)利要求1所述的超低吸樹脂量短切無捻粗紗專用浸潤(rùn)劑，其特征在于所述的pH值調(diào)節(jié)劑采用鹽酸、硫酸、醋酸、甲酸中的一種，占浸潤(rùn)劑固體質(zhì)量的0.52%，浸潤(rùn)劑的pH值在37。6、根據(jù)權(quán)利要求1所述的超低吸樹脂量短切無捻粗紗專用浸潤(rùn)劑，其特征在于所述的潤(rùn)滑劑占浸潤(rùn)劑固體質(zhì)量的25%。全文摘要本發(fā)明公開了一種超低吸樹脂量短切無捻粗紗專用浸潤(rùn)劑，包括偶聯(lián)劑、潤(rùn)滑劑、抗靜電劑A、抗靜電劑B、成膜劑A、成膜劑B、成膜劑C、pH值調(diào)節(jié)劑，分別占浸潤(rùn)劑固體質(zhì)量的1～10％、1～10％、1～5％、1～5％、10～80％、80～10％、1～5％、0.1～5％，其余為水，水的含量占浸潤(rùn)劑總質(zhì)量的85～95％，偶聯(lián)劑采用硅烷偶聯(lián)劑，潤(rùn)滑劑采用水溶性的油脂類潤(rùn)滑劑，抗靜電劑A采用吸水性好的有機(jī)鹽類物質(zhì)，抗靜電劑B采用吸水性好的無機(jī)鹽類物質(zhì)，成膜劑A、成膜劑B、成膜劑C分別采用環(huán)氧類乳液、聚酯類乳液、PVAc乳液、聚氨酯類乳液中的一種，成膜劑C選用其中低聚合度的化合物，pH值調(diào)節(jié)劑采用酸，浸潤(rùn)劑的pH值在3～11。本發(fā)明能在滿足短切工藝要求的情況下提高浸透速度，達(dá)到高玻璃纖維含量，超低的樹脂含量，提高客戶的生產(chǎn)效率，降低生產(chǎn)成本。文檔編號(hào)C03C25/32GK101391867SQ20081012147公開日2009年3月25日申請(qǐng)日期2008年10月6日優(yōu)先權(quán)日2008年10月6日發(fā)明者葉社培,張毓強(qiáng),娜米申請(qǐng)人:巨石集團(tuán)有限公司