增強石膏用的玻璃纖維浸潤劑的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種增強石膏用玻璃纖維浸潤劑，包括硅烷偶聯(lián)劑、成膜劑、潤滑劑、抗靜電劑、pH值調(diào)節(jié)劑和水，各組分的含量以重量百分比表示如下：（1）硅烷偶聯(lián)劑，含量在0.10～1.0%；（2）成膜劑，所述的成膜劑為交聯(lián)型和均聚型PVAc乳液的組合，成膜劑的總含量在2.5～25.0%；（3）潤滑劑，含量在0.04～1.0%；（4）抗靜電劑，含量在0.02～1.0%；（5）pH值調(diào)節(jié)劑，含量在0.04～2.0%；（6）水含量在88.5～97.5%。采用本發(fā)明浸潤劑配方生產(chǎn)的增強石膏用無捻粗紗，具有短切性能好、毛羽少、無靜電積累、在石膏中易分散成單絲等特點，能滿足石膏復合材料生產(chǎn)工藝和性能要求。
【專利說明】增強石膏用的玻璃纖維浸潤劑
(-)【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及浸潤劑材料領(lǐng)域，特別涉及一種增強石膏用的玻璃纖維浸潤劑。
(二)【背景技術(shù)】
[0002]石膏復合材料是建筑領(lǐng)域的主要材料。石膏中摻入玻璃纖維、外加劑(發(fā)泡劑、緩凝劑等)和適量輕質(zhì)填料，加水拌和成料漿，澆注在運行的紙面上成型。經(jīng)凝固、烘干、切邊、封邊、堆垛后完成整套生產(chǎn)工序。其具有強度高、保溫隔熱性能好，防火性能好，施工安裝方便，主要用作建筑物內(nèi)隔墻和室內(nèi)吊頂材料。
[0003]玻璃纖維增強石膏復合材料，其性能在很大程度上取決于纖維在基體石膏中的分散狀態(tài)和纖維與石膏的界面結(jié)合程度，而浸潤劑技術(shù)是增強石膏用玻璃纖維的關(guān)鍵技術(shù)，在玻璃纖維的加工和使用過程中起到保護玻璃纖維的作用，而且與基體石膏具有良好的結(jié)合，滿足生產(chǎn)使用性能要求，對石膏復合材料起著至關(guān)重要的作用，決定最終制品的性能優(yōu)劣。
(三)
【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種玻璃纖維無捻粗紗浸潤劑的配方，采用該浸潤劑配方生產(chǎn)的增強石膏用無捻粗紗，具有短切性能好、毛羽少、無靜電積累、在石膏中易分散成單絲等特點，能滿足 石膏復合材料生產(chǎn)工藝和性能要求。
[0005]本發(fā)明解決上述技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:
[0006]一種增強石膏用玻璃纖維浸潤劑，包括硅烷偶聯(lián)劑、成膜劑、潤滑劑、抗靜電劑、pH值調(diào)節(jié)劑和水，各組分的含量以重量百分比表示如下:
[0007](I)硅烷偶聯(lián)劑，含量在0.10~1.0% ；
[0008](2)成膜劑，所述的成膜劑為交聯(lián)型和均聚型PVAc類乳液的組合，成膜劑的總含量在2.5~25.0% ；
[0009](3)潤滑劑，含量在0.04~1.0% ；
[0010](4)抗靜電劑，含量在0.02~1.0%;
[0011](5 ) pH值調(diào)節(jié)劑，含量在0.04~2.0% ；
[0012](6)水(包括原料自帶的水以及外加的去離子水)含量88.5~97.5%。
[0013]本發(fā)明中，組分若是乳液或是溶液形式，其含量以其固體質(zhì)量占浸潤劑總質(zhì)量的百分比計。
[0014]本發(fā)明所述的偶聯(lián)劑采用硅烷偶聯(lián)劑，優(yōu)選帶氨基的硅烷偶聯(lián)劑，最優(yōu)選3-氨基丙基三乙氧基硅烷，用于保護玻璃纖維在石膏中不受腐蝕，同時提高玻璃纖維的切割性能。本發(fā)明中，硅烷偶聯(lián)劑含量為0.15~0.8%，優(yōu)選為0.15~0.6%，最優(yōu)選0.3%。
[0015]本發(fā)明所述的成膜劑為交聯(lián)型和均聚型PVAc類乳液的組合，能有效滿足紗線的短切使用和在石膏中易分散的性能要求。交聯(lián)型PVAc原料優(yōu)選硅烷偶聯(lián)劑改性的交聯(lián)型PVAc乳液，其Tg為15~45°C ;改性采用的硅烷偶聯(lián)劑可以是帶氨基的硅烷偶聯(lián)劑，例如3-氨基丙基三乙氧基硅烷。均聚型PVAc原料優(yōu)選含保護膠體的直鏈型均聚PVAc乳液，其Tg為6~25°C;交聯(lián)型PVAc和均聚型PVAc的混合比例以各自的固體質(zhì)量之比計為1:1~I: 9，優(yōu)選為1:1~3，最優(yōu)選為1:3 ;成膜劑的總含量在2.5~18.0%，優(yōu)選為3~5%，最優(yōu)選4%。本發(fā)明所述的交聯(lián)型PVAc乳液和均聚型PVAc乳液可以按照文獻公開方法自行制備或者使用市售商品。
[0016]本發(fā)明所述潤滑劑為硅油類潤滑劑和陽離子表面活性劑組合使用，用來滿足玻璃纖維在拉絲、后處理以及使用過程的潤滑效果和減少毛羽，同時有助于紗束在石膏中的分散。陽離子表面活性劑可選擇季銨鹽型、胺鹽型、咪唑琳等。硅油類潤滑劑和陽離子表面活性劑的組合比例以各自的固體質(zhì)量之比計為1: 3~4: 1，優(yōu)選為1:1~1.5，潤滑劑的總含量在0.04~1.0%,優(yōu)選為0.3~0.7%ο
[0017]本發(fā)明所述抗靜電劑為具有較強吸水能力無機鹽類物質(zhì)氯化鋰、硝酸鋰、氯化銨中的一種，使得玻璃纖維在使用過程中沒有靜電的影響，抗靜電劑含量在0.02~1.0%。[0018]本發(fā)明選用檸檬酸、甲酸、醋酸、鹽酸中的一種作為pH調(diào)節(jié)劑，用于浸潤劑中的偶聯(lián)劑的分散和原料的穩(wěn)定，其含量在0.04~2.0%。
[0019]本發(fā)明所述浸潤劑中，水含量優(yōu)選為92.0~96.8%，更優(yōu)選93.5~96.8%。
[0020]作為優(yōu)選，所述增強石膏用玻璃纖維浸潤劑由硅烷偶聯(lián)劑、成膜劑、潤滑劑、抗靜電劑、PH值調(diào)節(jié)劑和水組成，各組分的含量以重量百分比表示如下:
[0021](I)硅烷偶聯(lián)劑，含量在0.15~0.8%;
[0022](2)成膜劑，所述的成膜劑為交聯(lián)型和均聚型PVAc類乳液的組合，交聯(lián)型PVAc和均聚型PVAc的混合比例為1:1~1: 9，成膜劑的總含量在2.5~18.0% ；
[0023](3)潤滑劑，所述潤滑劑為硅油類潤滑劑和陽離子表面活性劑的組合，硅油類潤滑劑和陽離子表面活性劑的組合比例為1: 3~4: 1，潤滑劑的含量在0.04~1.0% ；
[0024](4)抗靜電劑:含量在0.02~1.0% ;
[0025](5) pH值調(diào)節(jié)劑:含量在0.04~2.0% ；
[0026](6)水(包括原料自帶的水以及外加的去離子水)含量92.0~96.8%。
[0027]作為進一步的優(yōu)選，所述增強石膏用玻璃纖維浸潤劑由帶氨基的硅烷偶聯(lián)劑、成膜劑、潤滑劑、抗靜電劑、PH值調(diào)節(jié)劑和水組成，各組分的含量以重量百分比表示如下:
[0028](I)帶氨基的硅烷偶聯(lián)劑，含量在0.15~0.6% ；
[0029](2)成膜劑，所述的成膜劑為交聯(lián)型和均聚型PVAc類乳液的組合，交聯(lián)型PVAc和均聚型PVAc的混合比例為1:1~1: 3，成膜劑的總含量在3~5% ；
[0030](3)潤滑劑，所述潤滑劑為硅油類潤滑劑和陽離子表面活性劑的組合，硅油類潤滑劑和陽離子表面活性劑的組合比例為1:1~1.5:，潤滑劑的含量在0.3~0.7% ；
[0031](4)抗靜電劑:含量在0.02~1.0% ;
[0032](5) pH值調(diào)節(jié)劑:含量在0.04~2.0% ；
[0033](6)水(包括原料自帶的水以及外加的去離子水)含量92.0~96.8%。
[0034]作為更進一步的優(yōu)選，所述增強石膏用玻璃纖維浸潤劑由偶聯(lián)劑3-氨基丙基三乙氧基硅烷、成膜劑、潤滑劑、抗靜電劑、PH值調(diào)節(jié)劑和水組成，各組分的含量以重量百分比表示如下:
[0035](I)偶聯(lián)劑3-氨基丙基三乙氧基硅烷，含量在0.15~0.6%;[0036](2)成膜劑，所述的成膜劑為交聯(lián)型和均聚型PVAc類乳液的組合，交聯(lián)型PVAc乳液為硅烷偶聯(lián)劑改性的交聯(lián)型PVAc乳液，Tg為15~45°C ;均聚型PVAc乳液Tg為6~250C，交聯(lián)型PVAc和均聚型PVAc的混合比例為1: 3，成膜劑的總含量在4% ；
[0037](3)潤滑劑，所述潤滑劑為硅油類潤滑劑和陽離子表面活性劑的組合，硅油類潤滑劑和陽離子表面活性劑的組合比例為1:1~1.5:，潤滑劑的含量在0.3~0.7% ；
[0038](4)抗靜電劑:含量在0.02~1.0% ;
[0039](5) pH值調(diào)節(jié)劑:含量在0.04~2.0% ；
[0040](6)水(包括原料自帶的水以及外加的去離子水)含量93.5~96.8%。
[0041]本發(fā)明中玻璃纖維紗的LOI (可燃物含量)一般控制在0.30~2.0%可滿足生產(chǎn)工藝要求。
[0042]本發(fā)明所述的浸潤劑應(yīng)用于增強石膏用玻璃纖維紗的生產(chǎn)，一般采用的拉絲工藝為800-3200孔漏板拉絲，每根原絲由100~400單絲集束而成，單纖維直徑控制在12-15微米，烘干工藝可采微波和熱風烘干，烘制溫度為110至135°C，烘制時間可根據(jù)烘干成膜情況及遷移情況而定。最終的產(chǎn)品為2400Tex，也可根據(jù)客戶的需求而生產(chǎn)。
[0043]與現(xiàn)有技術(shù)相比，使用本發(fā)明的浸潤劑生產(chǎn)的玻璃纖維紗，具有短切性能好、毛羽少、無靜電積累、在石 膏中易分散成單絲等特點，能滿足石膏復合材料生產(chǎn)工藝和性能要求。
(四)【具體實施方式】
[0044]下面以具體實例對本發(fā)明的技術(shù)方案做進一步的說明，但本
【發(fā)明內(nèi)容】
不受以下實例的限制。
[0045]參見表1，這些實例中為使玻璃纖維達到短切性能好、毛羽少、無靜電積累、在石膏中易分散成單絲的要求，我們選用A-1100作為偶聯(lián)劑，交聯(lián)型改性PVAc乳液(記為成膜劑
A)和均聚PVAc乳液(記為成膜劑B)混合作為成膜劑。成膜劑A是加入3-氨基丙基三乙氧基硅烷偶聯(lián)劑改性的交聯(lián)型PVAc乳液，型號30H，巨石集團一分廠生產(chǎn)，其Tg在15~42°C之間。成膜劑B是含保護膠體的直鏈型均聚PVAc乳液，型號18-3，巨石集團一分廠生產(chǎn)，其Tg在6~25°C之間。潤滑劑采用硅油類潤滑劑和陽離子表面活性劑的組合，其中硅油類潤滑劑為有機硅乳液(記為潤滑劑A)，陽離子表面活性劑采用聚乙烯亞胺季銨鹽(記為潤滑劑
B);抗靜電劑采用硝酸鋰，pH調(diào)節(jié)劑采用醋酸，浸潤劑的最終pH值控制在3~6.5，LOI值控制在 0.45-0.75%。
[0046]本次實驗例采用的拉絲工藝為1600~2400孔漏板拉絲，最終的每根原絲由180~220單絲合股而成，單纖維直徑控制在13~15微米，烘干工藝是先微波再加采用熱風烘干，烘制溫度為110~125°C，烘干時間為10~12小時。最終的產(chǎn)品為2380~2520Texo
[0047]表1是一些配方的實例和測試結(jié)果(其中的數(shù)值均為浸潤劑有效成分的重量百分比):
【權(quán)利要求】
1.一種增強石膏用玻璃纖維浸潤劑，包括硅烷偶聯(lián)劑、成膜劑、潤滑劑、抗靜電劑、PH值調(diào)節(jié)劑和水，各組分的含量以重量百分比表示如下: (1)硅烷偶聯(lián)劑，含量在0.10~1.0%; (2)成膜劑，所述的成膜劑為交聯(lián)型和均聚型PVAc乳液的組合，成膜劑的總含量在2.5 ~25.0% ； (3)潤滑劑，含量在0.04~1.0% ； (4)抗靜電劑，含量在0.02~1.0%; (5)pH值調(diào)節(jié)劑，含量在0.04~2.0% ； (6)水含量在88.5~97.5%ο
2.如權(quán)利要求1所述的增強石膏用玻璃纖維浸潤劑，其特征在于所述的偶聯(lián)劑采用帶氣基的硅烷偶聯(lián)劑。
3.如權(quán)利要求1或2所述的增強石膏用玻璃纖維浸潤劑，其特征在于所述交聯(lián)型PVAc乳液為硅烷偶聯(lián)劑改性的交聯(lián)型PVAc乳液，其Tg為15~45°C ;所述的均聚型PVAc乳液為含保護膠體的直鏈型均聚PVAc乳液，其Tg為6~25°C。
4.如權(quán)利要求1或3所述的增強石膏用玻璃纖維浸潤劑，其特征在于:所述的交聯(lián)型PVAc和均聚型PVAc乳液的混合比例以各自的固體質(zhì)量之比計為1:1~1: 9。
5.如權(quán)利要求4所述的增強石膏用玻璃纖維浸潤劑，其特征在于:所述的交聯(lián)型PVAc和均聚型PVAc乳液的混合比例以各自的固體質(zhì)量之比計為1:1~3。
6.如權(quán)利要求1所述的增強石膏用玻璃纖維浸潤劑，其特征在于:所述潤滑劑為硅油類潤滑劑和陽離子表面活性劑的組合物，硅油類潤滑劑和陽離子表面活性劑的組合比例以各自的固體質(zhì)量之比計為1: 3~4:1。
7.如權(quán)利要求6所述的增強石膏用玻璃纖維浸潤劑，其特征在于:所述潤滑劑為硅油類潤滑劑和陽離子表面活性劑的組合物，硅油類潤滑劑和陽離子表面活性劑的組合比例以各自的固含量計為1:1~1.5。
8.如權(quán)利要求1所述的增強石膏用玻璃纖維浸潤劑，其特征在于:所述增強石膏用玻璃纖維浸潤劑由硅烷偶聯(lián)劑、成膜劑、潤滑劑、抗靜電劑、PH值調(diào)節(jié)劑和水組成，各組分的含量以重量百分比表示如下: (1)硅烷偶聯(lián)劑，含量在0.15~0.8% ； (2)成膜劑，所述的成膜劑為交聯(lián)型和均聚型PVAc類乳液的組合，交聯(lián)型PVAc和均聚型PVAc的混合比例以各自的固體質(zhì)量之比計為1:1~1: 9，成膜劑的總含量在2.5~18.0% ； (3)潤滑劑，所述潤滑劑為硅油類潤滑劑和陽離子表面活性劑的組合，硅油類潤滑劑和陽離子表面活性劑的組合比例以各自的固體質(zhì)量之比計為1: 3~4: 1，潤滑劑的含量在0.04 ~1.0% ； (4)抗靜電劑:含量在0.02~1.0% ； (5)pH值調(diào)節(jié)劑:含量在0.04~2.0% ； (6)水含量在92.0~96.8%ο
9.如權(quán)利要求3所述的增強石膏用玻璃纖維浸潤劑，其特征在于:所述增強石膏用玻璃纖維浸潤劑由帶氨基的硅烷偶聯(lián)劑、成膜劑、潤滑劑、抗靜電劑、PH值調(diào)節(jié)劑和水組成，各組分的含量以重量百分比表示如下: (O帶氨基的硅烷偶聯(lián)劑，含量在0.15~0.6% ； (2)成膜劑，所述的成膜劑為交聯(lián)型和均聚型PVAc類乳液的組合，交聯(lián)型PVAc和均聚型PVAc的混合比例以各自的固體質(zhì)量之比計為1:1~1: 3，成膜劑的總含量在3~5%; (3)潤滑劑，所述潤滑劑為硅油類潤滑劑和陽離子表面活性劑的組合，硅油類潤滑劑和陽離子表面活性劑的組合比例以各自的固體質(zhì)量之比計為1:1~1.5:，潤滑劑的含量在0.3 ~0.7% ； (4)抗靜電劑:含量在0.02~1.0% ； (5)pH值調(diào)節(jié)劑:含量在0.04~2.0% ； (6)水含量在92.0~96.8%ο
10.如權(quán)利要求1所述的增強石膏用玻璃纖維浸潤劑，其特征在于:所述增強石膏用玻璃纖維浸潤劑由偶聯(lián)劑3-氨基丙基三乙氧基硅烷、成膜劑、潤滑劑、抗靜電劑、pH值調(diào)節(jié)劑和水組成，各組分的含量以重量百分比表示如下: (1)偶聯(lián)劑3-氨基丙基三乙氧基硅烷，含量在0.15~0.6% ； (2)成膜劑，所述的成膜劑為交聯(lián)型和均聚型PVAc類乳液的組合，交聯(lián)型PVAc乳液為偶聯(lián)劑改性的交聯(lián)型PVAc乳液，Tg為15~45°C;均聚型PVAc乳液為含保護膠體的直鏈型均聚PVAc乳液，其Tg為6~25°C ;交聯(lián)型PVAc和均聚型PVAc乳液的混合比例以各自的固體質(zhì)量之比計為1: 3，成膜劑的總含量在4%; (3)潤滑劑，所述潤滑劑為硅油類潤滑劑和陽離子表面活性劑的組合，硅油類潤滑劑和陽離子表面活性劑的組合比例以各自的固體質(zhì)量之比計為1:1~1.5:，潤滑劑的含量在0.3 ~0.7% ； (4)抗靜電劑:含量在0.02~1.0% ； (5)pH值調(diào)節(jié)劑:含量在0.04~2.0% ； (6)水含量在93.5~96.8%ο
【文檔編號】C04B14/42GK103833234SQ201410013115
【公開日】2014年6月4日 申請日期:2014年1月10日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月10日
【發(fā)明者】張志堅, 王富峰, 杜家奎, 陸沈奇, 楊萌, 顏飛 申請人:巨石集團有限公司