上漿組合物及其使用方法
【專利摘要】上漿組合物包括織構(gòu)劑，成膜劑，和在其內(nèi)分散的有機顆粒。由用該上漿組合物涂布的多根單獨的玻璃纖維形成玻璃纖維絲束。熱塑性復合材料包括這種玻璃纖維絲束。
【專利說明】上漿組合物及其使用方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明的公開內(nèi)容涉及適合用于增強熱塑性復合材料的玻璃纖維絲束(strand)用上漿組合物，通過用所述上漿組合物涂布玻璃纖維獲得玻璃纖維絲束，和摻入了所述玻璃纖維絲束的該熱塑性復合材料。
【背景技術(shù)】
[0002]常規(guī)地通過機械拉伸在重力作用下從用熔融玻璃填充的口模套(bushings)的多孔隙中流動的熔融的玻璃物流，形成長絲，將它們收集在一起成基礎(chǔ)絲束，然后收集，從而制備增強的玻璃纖維絲束。在拉伸玻璃長絲的過程中，和在它們被一起收集成絲束之前，使用旋轉(zhuǎn)輥，用上漿組合物，通常含水的上漿組合物涂布該玻璃長絲。上漿組合物(也稱為“上漿劑”)的作用有兩個:
[0003]I)在制造絲束過程中，上漿劑保護長絲避免因在高速下在該工藝的元件上摩擦長絲導致的磨耗，從而充當潤滑劑。它也可使得能除去在這一摩擦過程中生成的凈電荷。最后，通過提供長絲粘結(jié)到彼此上，它對絲束產(chǎn)生內(nèi)聚性；和
[0004]2)在生產(chǎn)增強材料的過程中，通過待增強的材料，上漿劑改進玻璃的潤濕，和絲束的浸潰。它也促進玻璃與該材料之間的粘合，從而導致具有改進的機械性能的復合材料。
[0005]最常用的上漿組合物是含水組合物，和尤其含水的上漿組合物，它包括成膜劑，所述成膜劑尤其顯示出給予最終的上漿劑機械內(nèi)聚性并保護絲束防止機械損壞和避免化學品和環(huán)境進攻的優(yōu)點。這些上漿組合物由大于80wt%的水組成，和因此具有低的粘度，通常最多等于5mPa，這允許它們采用相對簡單的上漿裝置，例如使用玻璃長絲在高速下在其上穿過的旋轉(zhuǎn)輥，從而容易沉積。然而，在這一高用量下，水的存在導致出現(xiàn)下述缺點:
[0006]I)上漿組合物沒有很好地粘附到玻璃上，當絲束與起到導引絲束到卷線機上的各種元件接觸時；緊跟著出現(xiàn)排泄(draining)現(xiàn)象，后面在拉伸速度的影響下上漿劑離心噴身寸(centrifugal projection);和
[0007]2)必須通過干燥絲束包，來除去水，這引起上漿劑中的成分作為它們對水的親和性和它們的分子量的函數(shù)而顯著地從包裝的內(nèi)部選擇性遷移到外側(cè)；結(jié)果，絲束的性能在包裝的全部長度上不恒定，這尤其通過在編織操作中的加工問題和在具有有機基體的復合材料中出現(xiàn)浸潰缺陷(例如白點)反映出來。
[0008]克服后一缺點的一種方式是在上漿劑內(nèi)包括織構(gòu)劑，正如W02009/044042中報道的。織構(gòu)劑賦予上漿劑物理凝膠的外觀。
[0009]常常使用各種形式(連續(xù)，短切或碾磨過的絲束，連續(xù)或短切絲束的墊子，網(wǎng)狀物，織造物，針織物和類似物)的玻璃絲束(它由用上漿劑涂布的玻璃長絲形成)來增強各種基體，例如熱塑性或熱固性材料和水泥。
[0010]更加有利的是由玻璃絲束直接獲得增強的熱塑性復合材料，且不需要添加絲束到熱塑性基體，例如聚酰胺樹脂或PET樹脂中。
【發(fā)明內(nèi)容】

[0011]現(xiàn)已發(fā)現(xiàn)，可由用含有機顆粒的上漿組合物涂布的玻璃絲束直接獲得熱塑性復合材料。
[0012]因此，本發(fā)明公開內(nèi)容的第一方面涉及上漿組合物，它包括偶聯(lián)劑，成膜劑，織構(gòu)劑和在該組合物中分散的有機顆粒。在一個實施方案中，偶聯(lián)劑包括硅烷或硅烷的混合物。在另一實施方案中，成膜劑包括選自聚乙酸乙烯酯，環(huán)氧基化合物，聚氨酯及其混合物中的化合物。
[0013]在另一實施方案中，織構(gòu)劑包括琥拍酰聚糖(succinoglycan)。在又一實施方案中，有機顆粒是聚合物顆粒，和在一些實施方案中，是聚酰胺顆粒。
[0014]本發(fā)明公開內(nèi)容的另一方面涉及制備上漿組合物的方法。在一個實施方案中，該方法包括在混合了偶聯(lián)劑，成膜劑和聚合物顆粒之后，添加織構(gòu)劑。
[0015]本發(fā)明公開內(nèi)容的進一步的方面涉及用該上漿組合物涂布的玻璃絲束。
[0016]本發(fā)明公開內(nèi)容的又一進一步的方面涉及由用該上漿組合物涂布的玻璃絲束制造的熱塑性復合材料。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0017]圖1示出了根據(jù)一個例舉的實施方案，在上漿組合物中使用的黃原膠和琥珀酰聚糖的結(jié)構(gòu)。
【具體實施方式】
[0018]以重量計，包括下述物質(zhì)的上漿組合物(干燥的提取物固體含量):
[0019]10-90wt%的有機顆粒；
[0020]0.l-6wt% 織構(gòu)劑；
[0021]5_6(^七％成膜劑；
[0022]0.l-6wt%選自表面活性劑，增塑劑，分散劑及其混合物中的化合物；
[0023]0.1-10wt% 偶聯(lián)劑；和
[0024]0_15wt%至少一種添加劑。
[0025]在上漿組合物中分散的顆粒可以是聚合物顆粒。在一個實施方案中，該聚合物選自聚酰胺，聚四氟乙烯，聚氯乙烯，聚酯，聚丙烯，聚苯硫醚，聚乙烯亞胺，聚酰胺亞胺，聚醚-醚酮，聚甲醛，聚乙烯，其共聚物，和所述聚合物和/或共聚物的混合物。在一些實施方案中，該聚合物包括聚酰胺或聚酰胺的混合物。顆粒的含量(干燥提取物固體含量)范圍可以是5-55wt%，或范圍為15-50wt%。該顆粒的粒度范圍可以是0.5-50 μ m，和在一些實施方案中，范圍為2-30 ym(通過激光粒度測定法測定的平均直徑)。
[0026]在本發(fā)明公開內(nèi)容的上漿組合物中使用的織構(gòu)劑是多糖，例如黃原膠或琥珀酰聚糖。在一個實施方案中，黃原膠用圖1中所示的式(I)表示，其中:
[0027]M=Na, K 或 l/2Ca ；
[0028]R1=H 或-COCH3 ；
【權(quán)利要求】
1.一種用于玻璃纖維的上漿組合物，該上漿組合物包括以干燥提取物固體含量的重量計: 10-90wt%的聚合物顆粒； 0.l-6wt%的織構(gòu)劑； 5-60wt%的成膜劑； 0.l-6wt%的選自表面活性劑，增塑劑，分散劑及其混合物中的至少一種化合物； 0.l-10wt%的偶聯(lián)劑；和 0-15wt%的至少一種添加劑。
2.權(quán)利要求1的上漿組合物，其中該聚合物是如下物質(zhì)中至少一種:聚酰胺，聚四氟乙烯，聚氯乙烯，聚酯，聚丙烯，聚苯硫醚，聚乙烯亞胺，聚酰胺亞胺，聚醚-醚酮，聚甲醛，聚乙烯，其共聚物，和所述聚合物和/或共聚物的混合物。
3.權(quán)利要求2的上漿組合物，其中該聚合物是聚酰胺或聚酰胺的混合物。
4.權(quán)利要求1，2和3任何一項的上漿組合物，其中該聚合物顆粒的粒度范圍為0.5-50 μ m。
5.權(quán)利要求1，2，3和4任何一項的上漿組合物，其中織構(gòu)劑是黃原膠或琥珀酰聚糖。`
6.權(quán)利要求1，2，3，4，和5任何一項的上漿組合物，其中成膜劑選自聚乙酸乙烯酯，聚酯，聚醚，環(huán)氧基化合物，聚丙烯酸類，聚氨酯及其混合物中至少一種。
7.權(quán)利要求1，2，3，4，5，和6任何一項的上漿組合物，其中偶聯(lián)劑是硅烷或硅烷的混合物。
8.權(quán)利要求1，2，3，4，5，6，和7任何一項的上漿組合物，其粘度范圍為約20-約IlOOmPa0
9.一種玻璃纖維絲束，它包括權(quán)利要求1-8任何一項的上漿組合物涂布的多根單獨的玻璃纖維。
10.權(quán)利要求9的玻璃纖維絲束，其中在玻璃纖維絲束上沉積的干燥顆粒量的范圍為約 2.5%-約 35wt%0
11.權(quán)利要求9或10的玻璃纖維絲束，其中由E玻璃，E-CR玻璃，R玻璃，S玻璃或AR玻璃制造玻璃纖維。
12.—種熱塑性復合材料，它包括權(quán)利要求9-11任何一項定義的玻璃纖維絲束。
13.權(quán)利要求12的熱塑性復合材料，其玻璃含量范圍為約65%-約90wt%。
【文檔編號】C03C25/32GK103796965SQ201280043816
【公開日】2014年5月14日 申請日期:2012年7月31日 優(yōu)先權(quán)日:2011年8月1日
【發(fā)明者】F·加雷西奧, P·穆瓦羅 申請人:Ocv智識資本有限責任公司