[发明专利]一种淀粉基玻璃纤维浸润成膜剂及其制备方法

说明书

本发明公开了一种淀粉基玻璃纤维浸润成膜剂及其制备方法，制备方法包括：将高直链淀粉与水混合配制成淀粉浆，加酸酸解得到酸解淀粉浆；酸解淀粉浆中所含淀粉的分子量为20000‑80000g/mol；将酸解淀粉浆的pH值调至4.0‑5.0，过滤，将滤渣清洗后与水混合得到淀粉液；将淀粉液熟化后冷却，加碱调节pH值后加入环氧丙烷进行醚化反应，干燥得到所述淀粉基玻璃纤维浸润成膜剂。本发明提出的淀粉基玻璃纤维浸润成膜剂的制备方法，其过程简单，反应速度快，且反应中未使用硫酸钠，环保性好，制备得到的淀粉基玻璃纤维浸润成膜剂稳定性好，强度高，在玻璃纤维表面的成膜性好且不易破碎。

技术领域

本发明涉及玻璃纤维技术领域，尤其涉及一种淀粉基玻璃纤维浸润成膜剂及其制备方法。

背景技术

玻璃纤维用途广泛，在建材、石化、汽车、印刷电路板、风电叶片、电子、电气、新能源等领域中有大量应用。在玻璃纤维拉丝过程中，需要在玻璃纤维表面涂覆一种以有机物乳状液或溶液为主体的多相结构的专用表面处理剂。这种涂覆物既能有效地润滑保护玻璃纤维表面，又能将数百根乃至数千根玻纤单丝集成一束，还能改变玻璃纤维的表面状态。这样不仅满足了在后续加工工序中对玻纤原丝性能的要求，而且在复合材料中还能促进玻璃纤维与被增强的高分子聚合物的结合。这些有机涂覆物统称为玻璃纤维浸润剂(简称拉丝浸润剂)。浸润剂是由成膜剂、偶联剂、润滑剂、抗静电剂等多物质组成，一般配成5～10％的水溶液。成膜剂占浸润剂总量的2％-15％，是浸润剂的关键组分，决定浸润剂性能；它不仅对原丝起集束、粘结作用，还决定玻纤在玻璃纤维增强塑料成型时的工艺性能。

淀粉在浸润剂中作为成膜剂原料已经被广泛应用。淀粉型浸润剂对玻纤集束保护作用好、退解织造时毛丝少，原料无毒、热清洗容易、分解温度低、经后处理布面整洁。淀粉型浸润剂属于可再生能源，且环保。

在实际生产中，如果将普通的淀粉直接用作浸润剂组分中的成膜剂，性能方面远远达不到生产要求。最大的缺点是制成的浸润剂不能很好的在玻璃丝表面形成致密的膜来起到对玻璃纤维的保护、集束等作用，因而必须对其进行改性。

淀粉用于浸润剂涂覆玻璃纤维时，由于粘度较高和淀粉容易回生，在玻纤表面的铺展不均，与玻纤表面贴和不紧密，与玻纤表面浸润效果较差。现有技术中，对于降低淀粉的粘度和回生速度，一般采取加挂化学基团比如羟丙基对其进行改性；然而所有改性都是基于淀粉颗粒的改性，反应时间长，不环保。

发明内容

基于背景技术存在的技术问题，本发明提出了一种淀粉基玻璃纤维浸润成膜剂及其制备方法，所述制备方法过程简单，反应速度快，且反应中未使用硫酸钠，环保性好，制备得到的淀粉基玻璃纤维浸润成膜剂稳定性好，强度高，在玻璃纤维表面的成膜性好且不易破碎。

本发明提出的一种淀粉基玻璃纤维浸润成膜剂的制备方法，包括以下步骤：

S1、将高直链淀粉与水混合配制成淀粉浆，将淀粉浆加酸酸解得到酸解淀粉浆；其中，酸解淀粉浆中所含淀粉的分子量为20000-80000g/mol；

S2、将酸解淀粉浆的pH值调至4.0-5.0，过滤，将滤渣清洗后与水混合得到淀粉液；将淀粉液熟化后冷却，加碱调节pH值后加入环氧丙烷进行醚化反应，反应结束后干燥得到所述淀粉基玻璃纤维浸润成膜剂。

优选地，在S1中，所述高直链淀粉中，直链淀粉的质量含量为50wt％-60wt％；淀粉浆中，高直链淀粉的质量含量为35-45wt％。

优选地，淀粉浆中，高直链淀粉的质量含量为40wt％。

优选地，在S1中，所述酸为硫酸、盐酸、醋酸中的一种或者多种的混合物。

优选地，在S1中，以酚酞为指示剂，加酸直到50ml样品用56-60毫升、0.1mol/L的氢氧化钠溶液滴定使酚酞变色。

优选地，在S1中，将淀粉浆加热至50-60℃后加酸酸解；所述酸解的时间为8-24h。