專利名稱：高強(qiáng)度工業(yè)玻璃纖維細(xì)紗所用浸潤(rùn)劑及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種浸潤(rùn)劑，尤其是用于高強(qiáng)度工業(yè)玻璃纖維細(xì)紗的浸潤(rùn)劑。
背景技術(shù)：
玻璃纖維根據(jù)其纖維直徑及用途上來(lái)簡(jiǎn)單劃分，可以分為粗紗及細(xì)紗兩大類。粗紗一般使用增強(qiáng)型/樹(shù)脂型浸潤(rùn)劑，用于管道纏繞、手糊工藝玻璃鋼、短切氈等；而細(xì)紗根據(jù)所用浸潤(rùn)劑的不同，可以用于織造電子基布、工業(yè)用布(網(wǎng)格布、壁布等工業(yè)織物)。
一般工業(yè)用玻纖細(xì)紗對(duì)耐摩擦、拉伸強(qiáng)度等性能具有較高要求，一般要求耐摩擦性能優(yōu)良、拉伸強(qiáng)度需大于O. 5N/TEX，而浸潤(rùn)劑在玻璃纖維生產(chǎn)過(guò)程中是至關(guān)重要的生產(chǎn)材料，它直接對(duì)玻璃纖維性能優(yōu)劣起決定性作用。
目前工業(yè)玻纖細(xì)紗用的浸潤(rùn)劑一般分為淀粉型和樹(shù)脂型兩種，淀粉型利于抗彎折性好、耐摩擦、易于紡織、毛絲少，但其拉伸強(qiáng)度相對(duì)較低，一般在O. 55N/TEX以下，且其與樹(shù)脂結(jié)合性較差；樹(shù)脂型優(yōu)缺點(diǎn)為與樹(shù)脂結(jié)合性能佳，但易起毛、紡織性能差。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種高強(qiáng)度工業(yè)用玻璃纖維細(xì)紗所用浸潤(rùn)劑及其制備方法。 這種浸潤(rùn)劑不但繼承了淀粉型和樹(shù)脂型浸潤(rùn)劑的優(yōu)點(diǎn)，而且克服了淀粉型和樹(shù)脂型浸潤(rùn)劑存在的缺陷。
為達(dá)到上述目的，本發(fā)明的浸潤(rùn)劑是由以下重量百分比的原料組成的
改性淀粉4%_5%、氫化植物油O. 2%-0. 3%、植物油乳化劑O. 72%_1. 02%、水性環(huán)氧樹(shù)脂 O. 4%-0. 5%、軟化劑 O. 1%-0. 2%、聚乙二醇 2. 0%-2. 5%、冰醋酸 O. 03%-0. 05%、偶聯(lián)劑 O. 4%-0. 6%，余量為水。
上述偶聯(lián)劑為氣基娃燒偶聯(lián)劑；
上述植物油乳化劑為非離子型的表面活性劑，是聚氧烷基類的乳化劑，根據(jù)HLB 值不同進(jìn)行復(fù)配，目的是使植物油完全乳化，變?yōu)樗堋?br> 上述軟化劑為陽(yáng)離子軟化劑，酸值為47-53，皂化值為55-61，其有效成分在 28-30wt% 之間。
本發(fā)明浸潤(rùn)劑的制備方法如下
第一步淀粉糊化
在配制罐中加入占配制總量50wt%的水，加入淀粉后開(kāi)動(dòng)攪拌，同時(shí)開(kāi)蒸汽加熱， 使罐內(nèi)溫度達(dá)到96°C恒溫30min以上；
第二步植物油乳化
調(diào)整乳化罐溫度為80°C，將事先預(yù)熱的氫化植物油加入到乳化罐中并開(kāi)啟攪拌， 邊攪拌邊加入乳化劑；混合均勻后緩慢向乳化罐中加入溫水80°C，持續(xù)攪拌，直至出現(xiàn)乳白高粘度狀態(tài)時(shí)，再向罐中繼續(xù)加入占植物油及乳化劑總量一半重量的80°C溫水；
第三步水性環(huán)氧樹(shù)脂的稀釋
用其重量2倍左右的室溫水稀釋，攪拌均勻；
第四步軟化劑的稀釋
用其重量的10倍左右的溫水稀釋，攪拌均勻；
第五步聚乙二醇的稀釋
用其重量的5倍左右的溫水稀釋，攪拌均勻；
第六步將上述第二至五步制備的物質(zhì)加入到第一步的配制罐中，并持續(xù)攪拌；
第七步偶聯(lián)劑的水解
在預(yù)混釜將偶聯(lián)劑在PH值為3. 0-4. O的條件下完全水解，水解完畢后控制溶液PH 值< 6. O ;水解機(jī)理
RRR'-fi-R' + H2〇水 HO-Si-OHR'OH三:艱磚院三醇堪
第八步將分散完畢的偶聯(lián)劑也加入到配制罐中，加入室溫水補(bǔ)足余量，攪拌均勻，在恒溫70 ± 5 °C存放待用。
本發(fā)明詳細(xì)的制備方法如下
第一步淀粉糊化
在配制罐中加入配制總量50wt%的水，開(kāi)動(dòng)攪拌；加入淀粉后，提高轉(zhuǎn)速到150rpm 攪拌5min ;用水將罐壁上的淀粉沖洗入罐中，調(diào)整轉(zhuǎn)速為IOOrpm ;開(kāi)蒸汽加熱40min_50min 使罐內(nèi)溫度達(dá)到96°C恒溫30min以上；
第二步植物油乳化
提前將植物油、乳化劑放入溫水槽中進(jìn)行預(yù)熱；乳化罐調(diào)整溫度為80°C，將稱量好的氫化植物油加入到乳化罐中并開(kāi)啟攪拌，轉(zhuǎn)速為5000rpm ；將稱量好的乳化劑加入到攪拌著的植物油中并攪拌使混合均勻；然后緩慢向乳化罐中加入80°C溫水，直至出現(xiàn)乳白高粘度狀態(tài)為止，繼續(xù)持續(xù)攪拌5分鐘；然后調(diào)回正常攪拌轉(zhuǎn)速3000rpm，并向罐中繼續(xù)加入占植物油及乳化劑總量一半重量的80°C溫水；
第三步水性環(huán)氧樹(shù)脂的稀釋
用其重量2倍左右的室溫水稀釋，持續(xù)攪拌5分鐘左右；
第四步軟化劑的稀釋
用其重量的10倍左右的65°C ±5°C溫水稀釋，攪拌均勻；
第五步聚乙二醇的稀釋
用其重量的5倍左右的65 °C ± 5 °C溫水稀釋，攪拌均勻；
第六步將上述第二至第五步制備的物質(zhì)加入到第一步的配制罐中，并持續(xù)攪拌；
第七步偶聯(lián)劑的水解
在預(yù)混釜中放入水，加入冰醋酸調(diào)節(jié)其PH值3. 0-4. O,在攪拌情況下緩慢加入偶聯(lián)劑攪拌40min以上，等表面澄清、無(wú)油花、溶液清澈見(jiàn)底，則表示水解完畢，并控制溶液PH 值，使其< 6.0 ;
第八步將分散完畢的偶聯(lián)劑加入到配制罐中，停止攪拌并使用室溫水補(bǔ)足余量， 開(kāi)啟攪拌均勻，并設(shè)定罐內(nèi)保溫溫度70 ± 5°C，待用。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)該浸潤(rùn)劑能賦予紗線做工業(yè)織物使用時(shí)所需的織造性能，織造過(guò)程中紗線耐磨性能好、紗線強(qiáng)度大、不容易斷紗，同時(shí)紗線與樹(shù)脂結(jié)合性能提高。該浸潤(rùn)劑配制相對(duì)較簡(jiǎn)單、容易實(shí)現(xiàn)。
根據(jù)測(cè)試，用本發(fā)明浸潤(rùn)劑制得的紗線毛羽< 5根/筒，含水< O. 2%，可燃物含量穩(wěn)定(可以自主調(diào)整O. 6%-1. 4%), tex值穩(wěn)定,耐磨性能優(yōu)良,拉伸強(qiáng)度達(dá)O. 65N/tex。
本發(fā)明浸潤(rùn)劑已在生產(chǎn)實(shí)際中使用，使用該浸潤(rùn)劑生產(chǎn)的產(chǎn)品應(yīng)用到汽車隔熱保護(hù)管套編織及工業(yè)用布編織中，管紗退解使用性能良好，使用過(guò)程中與紗接觸張力部位毛絲少，織成品外觀整潔、無(wú)毛絲團(tuán)，達(dá)到客戶使用要求。
具體實(shí)施方式
下面以制備IOOKg浸潤(rùn)劑為例詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)方案。
實(shí)施例一
本發(fā)明浸潤(rùn)劑各組分具體配比為改性淀粉4Kg、氫化植物油O. 2Kg、植物油乳化劑O. 72Kg、水性環(huán)氧樹(shù)脂O. 4Kg、軟化劑O. lKg、聚乙二醇2. OKg、冰醋酸O. 03Kg、硅烷偶聯(lián)劑O.4Kg，余量為水。
制備方法如下
a、淀粉糊化
在配制罐中加入50kg的水,開(kāi)動(dòng)攪拌；加入淀粉4kg后,在轉(zhuǎn)速為150rpm的條件下攪拌5min ;然后用水將罐壁上的淀粉沖洗入罐中，調(diào)整轉(zhuǎn)速攪為IOOrpm拌轉(zhuǎn)；把溫度最高設(shè)定為96°C，開(kāi)蒸汽加熱40min-50min后罐內(nèi)溫度達(dá)到96°C，并恒溫30min以上；
b、植物油乳化
提前將植物油、乳化劑放入溫水槽中進(jìn)行預(yù)熱；乳化罐調(diào)整溫度為80°C，將稱量好的植物油O. 2kg加入到乳化罐中并開(kāi)啟攪拌，轉(zhuǎn)速為5000rpm，將稱量好的乳化劑O. 72kg 加入到攪拌著的植物油中并攪拌5分鐘；混合均勻后緩慢向乳化罐中加入80°C溫水，直至出現(xiàn)乳白高粘度狀態(tài)為止，持續(xù)攪拌5分鐘；然后調(diào)回正常轉(zhuǎn)速3000rpm攪拌，并向罐中繼續(xù)加水O. 46kg ；
C、水性環(huán)氧樹(shù)脂的稀釋稱取O. 4kg水性環(huán)氧樹(shù)脂，用其重量2倍左右的室溫水稀釋，持續(xù)攪拌5分鐘左右；
d、軟化劑的稀釋稱取O. Ikg軟化劑，用其重量的10倍左右的溫水(65°C ±5°C) 稀釋，攪拌均勻；
e、聚乙二醇的稀釋稱取2. Okg聚乙二醇，用其重量的5倍左右的溫水 (650C ±5°C)稀釋，攪拌均勻；
f、將上述B、C、D、E、F加入到配制罐中，并持續(xù)攪拌；
g、偶聯(lián)劑的水解在預(yù)混釜中放入適量的水，加入O. 03kg冰醋酸調(diào)節(jié)其PH值 3. 0-4. 0，在攪拌情況下緩慢加入O. 4kg偶聯(lián)劑攪拌40min以上，等表面澄清、無(wú)油花、溶液清澈見(jiàn)底，則表示水解完畢，控制溶液PH值，使其< 6. O ；
h、將分散完畢的偶聯(lián)劑加入到配制罐中，停止攪拌并使用室溫水補(bǔ)足余量，開(kāi)啟攪拌并設(shè)定罐內(nèi)保溫溫度70 ± 5°C，待用。
實(shí)施例二
本發(fā)明浸潤(rùn)劑各組分具體配比為改性淀粉5Kg、植物油O. 3Kg、植物油乳化劑I.02Kg、水性環(huán)氧樹(shù)脂O. 5Kg、軟化劑O. 2Kg、聚乙二醇2. 5Kg、冰醋酸O. 05Kg、硅烷偶聯(lián)劑 O. 6Kg，余量為水。
制備方法如下
a、淀粉糊化
在配制罐中加入50kg的水,開(kāi)動(dòng)攪拌；加入淀粉5kg后,在轉(zhuǎn)速為150rpm的條件下攪拌5min ;用水將罐壁上的淀粉沖洗入罐中，攪拌轉(zhuǎn)速調(diào)為正常轉(zhuǎn)速IOOrpm ;把溫度最高設(shè)定為96°C，開(kāi)蒸汽加熱40min-50min后罐內(nèi)溫度達(dá)到96°C，并恒溫30min以上；
b、植物油乳化
提前將植物油、乳化劑放入溫水槽中進(jìn)行預(yù)熱；乳化罐調(diào)整溫度為80°C，將稱量好的植物油O. 3kg加入到乳化罐中并開(kāi)啟攪拌(5000rpm),將稱量好的乳化劑I. 02kg加入到攪拌著的植物油中并攪拌5分鐘；混合均勻后緩慢向乳化罐中加入溫水(80°C)，直至出現(xiàn)乳白高粘度狀態(tài)為止，持續(xù)攪拌5分鐘；然后調(diào)回正常轉(zhuǎn)速3000rpm攪拌，并向罐中繼續(xù)加水 O. 66kg ；
C、水性環(huán)氧樹(shù)脂的稀釋稱取O. 5kg水性環(huán)氧樹(shù)脂，用其重量2倍左右的室溫水稀釋，持續(xù)攪拌5分鐘左右；
d、軟化劑的稀釋稱取O. 2kg軟化劑，用其重量的10倍左右的溫水(65°C ±5°C) 稀釋，攪拌均勻；
e、聚乙二醇的稀釋稱取2. 5kg聚乙二醇，用其重量的5倍左右的溫水 (650C ±5°C)稀釋，攪拌均勻；
f、將上述B、C、D、E、F加入到配制罐中，并持續(xù)攪拌；
g、偶聯(lián)劑的水解在預(yù)混釜中放入適量的水，加入O. 05kg冰醋酸調(diào)節(jié)其PH值3.0-4. O,在攪拌情況下緩慢加入O. 6kg硅烷偶聯(lián)劑攪拌40min以上，等表面澄清、無(wú)油花、 溶液清澈見(jiàn)底，則表示水解完畢，控制溶液PH值，使其< 6. O ；
h、將分散完畢的偶聯(lián)劑加入到配制罐中，停止攪拌并使用室溫水補(bǔ)足余量，開(kāi)啟攪拌并設(shè)定罐內(nèi)保溫溫度70 ± 5°C，待用。
上述實(shí)施例中所述偶聯(lián)劑為氨基硅烷偶聯(lián)劑；所述植物油乳化劑為非離子型的表面活性劑，是聚氧烷基類的乳化劑；所述軟化劑為陽(yáng)離子軟化劑，酸值為47-53，皂化值為55-61，其有效成分在28-30wt%之間。
權(quán)利要求
1.一種高強(qiáng)度工業(yè)玻璃纖維細(xì)紗所用浸潤(rùn)劑，其特征在于，它是由以下重量百分比的原料組成的 改性淀粉4%-5%、氫化植物油0. 2%-0. 3%、植物油乳化劑0. 72%-1. 02%、水性環(huán)氧樹(shù)脂 0. 4%-0. 5%、軟化劑 0. 1%-0. 2%、聚乙二醇 2. 0%-2. 5%、冰醋酸 0. 03%-0. 05%、偶聯(lián)劑0.4%-0. 6%，余量為水； 上述偶聯(lián)劑為氣基娃燒偶聯(lián)劑； 上述植物油乳化劑為非離子型的表面活性劑，是聚氧烷基類的乳化劑； 上述軟化劑為陽(yáng)離子軟化劑，酸值為47-53，皂化值為55-61，其有效成分在28_30wt%之間。
2.如權(quán)利要求I所述的高強(qiáng)度工業(yè)玻璃纖維細(xì)紗所用浸潤(rùn)劑，其特征在于，它是由以下重量的原料組成的 改性淀粉4Kg、氫化植物油0. 2Kg、植物油乳化劑0. 72Kg、水性環(huán)氧樹(shù)脂0. 4Kg、軟化劑0.lKg、聚乙二醇2. OKg、冰醋酸0. 03Kg、硅烷偶聯(lián)劑0. 4Kg，余量為水。
3.如權(quán)利要求I所述的高強(qiáng)度工業(yè)玻璃纖維細(xì)紗所用浸潤(rùn)劑，其特征在于，它是由以下重量的原料組成的 改性淀粉5Kg、植物油0. 3Kg、植物油乳化劑I. 02Kg、水性環(huán)氧樹(shù)脂0. 5Kg、軟化劑0.2Kg、聚乙二醇2. 5Kg、冰醋酸0. 05Kg、硅烷偶聯(lián)劑0. 6Kg，余量為水。
4.如權(quán)利要求1-3任一所述的高強(qiáng)度工業(yè)玻璃纖維細(xì)紗所用浸潤(rùn)劑的制備方法，其特征在于，步驟如下 第一步淀粉糊化 在配制罐中加入占配制總量50wt%的水，加入淀粉后開(kāi)動(dòng)攪拌，同時(shí)開(kāi)蒸汽加熱,使罐內(nèi)溫度達(dá)到96°C恒溫30min以上； 第二步植物油乳化 調(diào)整乳化罐溫度為80°C，將事先預(yù)熱的氫化植物油加入到乳化罐中并開(kāi)啟攪拌，邊攪拌邊加入乳化劑；混合均勻后緩慢向乳化罐中加入溫水80°C，持續(xù)攪拌，直至出現(xiàn)乳白高粘度狀態(tài)時(shí)，再向罐中繼續(xù)加入占植物油及乳化劑總量一半重量的80°C溫水； 第三步水性環(huán)氧樹(shù)脂的稀釋 用其重量2倍左右的室溫水稀釋，攪拌均勻； 第四步軟化劑的稀釋 用其重量的10倍左右的溫水稀釋，攪拌均勻； 第五步聚乙二醇的稀釋 用其重量的5倍左右的溫水稀釋，攪拌均勻； 第六步將上述第二至五步制備的物質(zhì)加入到第一步的配制罐中，并持續(xù)攪拌； 第七步偶聯(lián)劑的水解 在預(yù)混釜將偶聯(lián)劑在PH值為3. 0-4. 0的條件下完全水解，水解完畢后控制溶液PH值^ 6. 0 ； 第八步將分散完畢的偶聯(lián)劑也加入到配制罐中，加入室溫水補(bǔ)足余量，攪拌均勻，在恒溫70 ±5 °C存放待用。
5.如權(quán)利要求4所述的制備方法，其特征在于，詳細(xì)步驟如下第一步淀粉糊化 在配制罐中加入配制總量50wt%的水,開(kāi)動(dòng)攪拌；加入淀粉后,提高轉(zhuǎn)速到150rpm攪拌5min ;用水將罐壁上的淀粉沖洗入罐中，調(diào)整轉(zhuǎn)速為IOOrpm ;開(kāi)蒸汽加熱40min-50min使罐內(nèi)溫度達(dá)到96°C恒溫30min以上； 第二步植物油乳化 提前將植物油、乳化劑放入溫水槽中進(jìn)行預(yù)熱；乳化罐調(diào)整溫度為80°C，將稱量好的氫化植物油加入到乳化罐中并開(kāi)啟攪拌，轉(zhuǎn)速為5000rpm ；將稱量好的乳化劑加入到攪拌著的植物油中并攪拌使混合均勻；然后緩慢向乳化罐中加入80°C溫水，直至出現(xiàn)乳白高粘度狀態(tài)為止，繼續(xù)持續(xù)攪拌5分鐘；然后調(diào)回正常攪拌轉(zhuǎn)速3000rpm，并向罐中繼續(xù)加入占植物油及乳化劑總量一半重量的80°C溫水； 第三步水性環(huán)氧樹(shù)脂的稀釋 用其重量2倍左右的室溫水稀釋，持續(xù)攪拌5分鐘左右； 第四步軟化劑的稀釋 用其重量的10倍左右的65°C ±5°C溫水稀釋，攪拌均勻； 第五步聚乙二醇的稀釋 用其重量的5倍左右的65°C ±5°C溫水稀釋，攪拌均勻； 第六步將上述第二至第五步制備的物質(zhì)加入到第一步的配制罐中，并持續(xù)攪拌； 第七步偶聯(lián)劑的水解 在預(yù)混釜中放入水，加入冰醋酸調(diào)節(jié)其PH值3. 0-4. 0,在攪拌情況下緩慢加入偶聯(lián)劑攪拌40min以上，等表面澄清、無(wú)油花、溶液清澈見(jiàn)底，則表示水解完畢，并控制溶液PH值，使其< 6. 0 ； 第八步將分散完畢的偶聯(lián)劑加入到配制罐中，停止攪拌并使用室溫水補(bǔ)足余量，開(kāi)啟 攪拌均勻，并設(shè)定罐內(nèi)保溫溫度70 ± 5 °C，待用。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種高強(qiáng)度工業(yè)玻璃纖維細(xì)紗所用浸潤(rùn)劑及其制備方法，它是由以下重量百分比的原料組成的改性淀粉4%-5%、氫化植物油0.2%-0.3%、植物油乳化劑0.72%-1.02%、水性環(huán)氧樹(shù)脂0.4%-0.5%、軟化劑0.1%-0.2%、聚乙二醇2.0%-2.5%、冰醋酸0.03%-0.05%、偶聯(lián)劑0.4%-0.6%，余量為水；上述偶聯(lián)劑為氨基硅烷偶聯(lián)劑；上述乳化劑為聚氧烷基類的乳化劑；上述軟化劑為陽(yáng)離子軟化劑。本發(fā)明能賦予紗線做工業(yè)織物使用時(shí)所需的織造性能，織造過(guò)程中紗線耐磨性能好、紗線強(qiáng)度大、不容易斷紗，同時(shí)紗線與樹(shù)脂結(jié)合性能提高。該浸潤(rùn)劑配制相對(duì)較簡(jiǎn)單、容易實(shí)現(xiàn)。
文檔編號(hào)C03C25/24GK102976631SQ20121055968
公開(kāi)日2013年3月20日 申請(qǐng)日期2012年12月21日 優(yōu)先權(quán)日2012年8月28日
發(fā)明者劉昌林, 劉豪, 方雨田, 劉紀(jì)壯, 劉莎, 李軍, 段明峰, 尹培海, 畢玉臣 申請(qǐng)人:山東中玻節(jié)能環(huán)保發(fā)展有限公司, 劉昌林