[发明专利]一种玻纤外涂抗静电剂

说明书

（一）技术领域

本发明涉及一种玻纤外涂抗静电剂。

（二）背景技术

由于玻纤使用客户遍布世界各地，不同时间不同地域的气候不同。玻纤本身没有导电性能，玻璃纤维在生产或短切过程中因磨擦而产生静电，会导致玻纤紧紧地粘附在刀辊上，经过长时间积累，粘附的玻纤会成团掉下，这样会影响玻纤分散均匀性，部分区域玻纤因太厚而浸透不了，导致玻纤制品存在缺陷。为保证产品能够在世界各地，不同的气候条件下使用没有静电影响，保证产品的质量和适用性，我们一般在硬质的玻纤生产过程中添加抗静电剂。

玻纤常用的抗静电剂可分为浸润剂配方内加和外涂两种。外涂抗静电剂具有高效、产品一致性好的优点。内加抗静电剂由于原丝筒在拉丝高速旋转和烘制过程中发生迁移，导致同一原丝筒内外层原丝抗静电剂含量波动较大。我们实验测试表明，原丝筒的内层及外层的抗静电剂最多，中间最少，这样产品抗静电性能波动较大。目前国内硬质合股纱产品大部分是采用内加抗静电剂，产品抗静电性能波动大。玻纤的抗静电剂太多，玻纤会吸潮多而变软，影响玻纤短切分散性；抗静电剂太少，玻纤的抗静电性能不好。如何选择外涂抗静电剂对硬质合股纱来说是非常重要。

（三）发明内容

本发明针对现有玻纤内加抗静电剂不能有效解决玻纤静电、分散性之间的矛盾问题，提供了一种玻纤外涂抗静电剂，用该抗静电剂生产的玻纤纱具有分散性好、抗静电性好、不影响后道玻璃钢强度等特点。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

一种外涂玻纤抗静电剂，包括有机季铵盐和水，以有机季铵盐和水的质量为100%计，有机季铵盐的质量含量在10~50%；所述的有机季铵盐选自下列结构通式所示的季铵盐中的一种或几种的组合：

 

其中R¹、R²、R³、R⁴各自独立选自碳原子数量为1-18个的烷基，X^-代表HSO₄^-、NO₃^-或RCOO^-，R选自H或碳原子数量为1-18个的烷基。

季铵盐是抗静电剂中最重要组分，对玻璃纤维的导电性能起着决定性的影响。所选择的季铵盐应有能满足硬质玻纤生产工艺要求、使玻纤应具有良好抗静电性、不影响玻纤的短切分散性以及与基体树脂的相容性、对玻璃钢的力学性能影响小等特点。季铵盐的选择至关重要，有机季铵盐作为抗静电剂的主要成分能吸收空气中微量的水份，并在水的作用下离子化，从而形成良好的导电通路。本发明使用的季铵盐溶于水，并且可配成10-50%的水溶液，在温度15-30℃能够稳定，不会析出，并且粘度不大于50 mPa·S；而且由于X^-为卤素负离子时对钢材腐蚀性较大，一般不考虑使用。作为优选，上述结构通式中，X^-代表HSO₄^-或NO₃^-，R¹、R²、R³、R⁴中至少一个为甲基，并且R¹、R²、R³、R⁴的总碳原子数少于24个。作为进一步的优选，所述的有机季铵盐选自下列一种或两种的组合：十五烷基三甲基硫酸铵、双辛基二甲基硝酸铵、十四烷基三甲基硝酸铵、十二烷基三甲基硫酸铵等。

进一步，所述的外涂玻纤抗静电剂中还包括润湿剂，以提高外涂效果，让外涂抗静电剂在玻纤表面分布得更加均匀。润湿剂需具有下述必备条件：可乳化或水溶性，分子量不能太高，具有降低抗静电剂表面张力的作用，表面张力小于25 mN/m，不与抗静电剂中其他成分起反应。该类表面活性剂在水中离解后形成阳离子表面活性剂，与主成分的阳离子季铵盐不发生冲突。本发明使用的润湿剂为含氟表面活性剂，该类表面活性剂在水中离解后形成阳离子表面活性剂，与主成分的阳离子季铵盐不发生冲突。含氟表面活性剂有季铵盐类、吡啶缩合物、咪唑啉等，作为优选，所述的含氟表面活性剂优选季铵盐类，其结构如式（II）所示：