[发明专利]一种纳米改性的玄武岩连续纤维专用浸润剂及其制备方法

说明书

本发明提供一种纳米改性的玄武岩连续纤维专用浸润剂及其制备方法，具体操作步骤为：(1)将柠檬酸加入去离子水溶液中，调节柠檬酸水溶液的PH值至3‑4，高速搅拌，缓慢滴加硅烷偶联剂，继续搅拌至水解完全，得到澄清透明的水解偶联剂；(2)将有机硅改性丙烯酸酯和聚酯树脂乳液分别用去离子水稀释10‑20倍，将两者混合，搅拌均匀，得到稀释后的成膜剂，然后加入单分散的纳米二氧化硅和二氧化钛粒子，加热搅拌，室温冷却后得到含纳米粒子的成膜剂；(3)将脂肪酸酰胺醋酸盐和脂肪酸酯硫酸盐、季铵盐阳离子抗静电剂加入去离子水中，调节溶液的PH值，分别加入水解偶联剂和含纳米粒子的成膜剂，搅拌均匀，静置消泡得纳米改性的玄武岩连续纤维专用浸润剂。

技术领域：

本发明属于纺织材料技术领域，具体涉及一种纳米改性的玄武岩连续纤维专用浸润剂及其制备方法。

背景技术：

玄武岩纤维为一种新型的无机纤维，玄武岩矿石独特的组成和纤维结构的结合赋予该纤维高强高模、耐高温腐蚀的性能，而且该纤维可直接回归自然，不会产生环境污染，绿色环保，目前我国已掌握了玄武岩纤维的制备技术，但是对于玄武岩纤维用浸润剂的研究和开发尚少，多借用玻璃纤维的浸润剂应用于玄武岩纤维。

但是，众所周知，浸润剂的配方应该根据纤维的品种和用途进行调整，不能一味的将玻璃纤维的浸润剂用于玄武岩纤维中，既不有利于玄武岩纤维的作业性能，也不利于玄武岩纤维复合材料力学性能的最优化，因此需要依据玄武岩纤维的化学成分和结构配置合适的浸润剂，以优化玄武岩纤维复合材料的力学性能。

制作玄武岩纤维的玄武岩要求二氧化硅的含量大于50％，三氧化二铝的含量在18％左右，氧化铁和三氧化二铁的含量高达9-14％，还含有一定量的氧化钾、氧化镁和二氧化钛，赋予玄武岩熔体高粘度，透热性差，耐水和耐腐蚀性能好。浸润剂主要成分为成膜剂，根据成膜剂设计配方和配制技术。成膜剂是浸润剂中最重要的组分，对玄武岩纤维的加工性能及制品性能起着决定性的作用。常用的成膜剂与环氧型粘结成膜剂、聚氨酯、有机硅改性丙烯酸酯、聚醋酸乙烯酯、聚酯树脂乳液等。

中国专利CN102515570B(公开日2012.6.27)公开的玄武岩纤维短切细纱用前处理增强型浸润剂及制备方法，该前处理增强型浸润剂包括水性环氧树脂、水溶性聚氨酯、有机硅乳液、阳离子表面活性剂、抗静电剂、有机硅烷偶联剂、PH调节剂和水，该浸润剂适用于单纤维直径为3.5-7.5微米的玄武岩纤维短切细纱的生产，生产出的短切纱强度高，柔韧性好。中国专利CN102898044B(公开日2013.1.30)公开的玄武岩纤维表面改性浸润剂及其制备方法，该玄武岩纤维浸润剂中包括有机硅烷偶联剂、PH调节剂、聚醋酸乙烯酯乳液、聚氨酯乳液、水性环氧树脂成膜物、聚烯烃乳液、有机硅乳液、抗静电剂和水，制备的玄武岩纤维表面改性浸润剂直接涂覆于玄武岩纤维的表面，经烘干后即完成表面改性，使用方便。

有上述现有技术可知，目前已经有玄武岩纤维专用的浸润剂的研究，浸润后的玄武岩纤维的纺织性仍较差，无法满足织造成纤维布的要求。

发明内容：

本发明要解决的技术问题是提供一种纳米改性的玄武岩连续纤维专用浸润剂及其制备方法，将稀释的成膜剂中加入纳米粒子，与水解的偶联剂、抗静电剂、浸润剂、防腐剂相混合，得到纳米改性的玄武岩连续纤维专用浸润剂。本发明制备的纳米改性的玄武岩连续纤维专用浸润剂能赋予玄武岩连续纤维不同的力学性能，浸润后的玄武岩连续纤维的性能优于常规的使用玻璃纤维浸润剂浸润后纤维，实现了玄武岩连续纤维浸润剂专用化，可根据需求调节浸润剂的配比得到适合的玄武岩连续纤维，可纺性好，能满足织造成纤维布的要求。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：

一种纳米改性的玄武岩连续纤维专用浸润剂，其特征在于，所述纳米改性的玄武岩连续纤维专用浸润剂的组分，按重量份计，包括：

有机硅改性丙烯酸酯和聚酯树脂乳液 25-35份；

脂肪酸酰胺醋酸盐和脂肪酸酯硫酸盐 15-20份；