[发明专利]玻璃纤维表面处理剂

说明书

本发明涉及一种玻璃纤维表面处理剂，尤其涉及一种适用于增强非极性树脂的玻璃纤维表面处理剂。

玻璃纤维增强的树脂具有良好的力学、化学和热稳定性能，因而被广泛地应用于家电、汽车、化工等领域。在玻璃纤维增强的树脂中，非极性树脂占据了很大的份额，工业上使用较多的有聚乙烯(PE)，聚丙烯(PP)，聚苯乙烯等。玻璃纤维一般需要利用表面处理剂浸润之后再与树脂接触，这样可以增强玻璃纤维与树脂的粘结力，以保证所得到的复合材料的机械性能。为了和玻璃纤维有较好的结合，玻璃纤维的表面处理剂中通常会采用极性较大的成膜剂，如环氧树脂、聚氨酯、聚乙烯醇等。但是，这一类成膜剂由于极性较大，和非极性的树脂基体常常结合得比较差，需要在树脂基体内加入极性接枝物，比如在聚丙烯基体内加入聚丙烯接枝马来酸酐(PP-MAH)等。而这类接枝物因为接枝率较低，通常在3％以下，对树脂基体的极性增加幅度很有限。另一方面，接枝物的结晶度较低，分子量较小，往往会使树脂基体的机械性能和耐热性能有所下降。针对这一问题，目前采用的办法主要是改变处理剂的成膜剂成分，即加入非极性的成膜剂来处理增强非极性树脂的玻璃纤维，例如再用聚丙烯的低聚物接枝物作为成膜剂的主要成分。但非极性的成膜剂往往难以乳化，导致成膜剂的稳定性比较差。同时，由于低聚物接枝物中含有极性官能团，这必然对玻璃纤维和树脂的相容性产生负面影响。

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种可改善玻璃纤维的表面润湿效果，使玻璃纤维和非极性树脂基体达成良好结合的玻璃纤维表面处理剂。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：一种玻璃纤维表面处理剂，该处理剂包括成膜剂、偶联剂、乳化剂和溶剂，其特点是，所述的处理剂各组分的重量百分比为：成膜剂0.5％～1％，偶联剂2.5％～3％，乳化剂0.2％～0.8％，溶剂95.2％～96.8％；所述的成膜剂为低极性或非极性物质，所述的偶联剂为硅烷类偶联剂，所述的乳化剂为烷基二苯醚类，所述的溶剂由非极性溶剂、弱极性溶剂和水组成。

所述的溶剂各组分的重量百分比为：非极性溶剂0.5％～1.5％，弱极性溶剂0.5％～2％，水97.5％～99％。

所述的溶剂中的非极性溶剂选自苯、甲苯、二甲苯、四氢呋喃中的一种或几种。

所述的溶剂中的弱极性溶剂为丙酮或乙醇。

所述的成膜剂为聚乙烯、聚丙烯的小分子蜡，或者是PP的粉料。

本发明的成膜剂在玻璃纤维表面直接与基体树脂接触，成膜剂对树脂的结合力直接影响到复合材料的力学性能。本发明采用的是极为常用的PE、PP的小分子蜡，如科来恩公司的PP lube。这些小分子蜡具有和PP、PE等非极性树脂相似的分子结构，所以与非极性树脂有着良好的界面结合。

非极性溶剂可以有效地溶解或溶胀低极性的成膜剂，溶解或溶胀后的低极性成膜剂在溶剂中分散形成稳定的乳液。弱极性溶剂与非极性溶剂及低极性成膜剂具有良好的相容性，同时在水中有较大的溶解量，从而可以促进乳液的稳定。本发明的溶剂可以将通常难以乳化的非极性物质乳化，因此，成膜剂也可以采用通常难以乳化的非极性物质。比如，可以在成膜剂中加入PP的粉料等，在加热条件下本发明中的溶剂可使其有效乳化。加热温度最好在45℃左右。

本发明还可加入一些通常难以乳化的过氧化物作为交联剂，如DCP等。这比通常添加液体过氧化物的方式有了更广的适用范围，这些过氧化物可以有效地加强玻璃纤维同成膜剂和基体的结合，并可以改善玻璃纤维增强材料的力学性能，过氧化物在处理剂中的重量百分比通常在0.1％～1％范围内。过氧化物不能和氨基类的偶联剂同时使用。

下面将结合实施例，对本发明作进一步说明：

实施例1

    甲苯                                      1％

    聚乙烯蜡                                  0.5％

    丙酮                                      0.5％

    烷基二苯醚二磺酸钠(DSB)                   0.2％

    乙烯基三(β-甲氧基乙氧基硅烷)  (A-172)    2.5％

    水                                        95.3％