[发明专利]一种玻璃纤维用浸润剂及其制备方法、产品和应用

说明书

本申请公开了一种玻璃纤维用浸润剂，包含有效组分和水，所述浸润剂的固含量为4～8％；所述有效组分包含硅烷偶联剂、有机溶剂、交联剂、润滑剂、成膜剂和pH值调节剂。所述浸润剂中各有效组分的固体质量占浸润剂固体质量的百分比表示如下：硅烷偶联剂3.6～11％，有机溶剂2.16～10.8％，交联剂0.5～2％；润滑剂7～12％，成膜剂67～78％，pH值调节剂1.5～4.0％；其中，成膜剂为改性酚醛型环氧乳液和聚氨酯改性环氧乳液两种的混合；且改性酚醛型环氧乳液和聚氨酯改性环氧乳液二者的质量比为1.17:1～2.78:1。采用该浸润剂可生产直接纱或合股纱类型的玻璃纤维，相关产品集束性好、毛羽少、浸透速度适中，满足增强环氧树脂、酚醛树脂预浸料工艺的使用要求。

技术领域

本申请涉及玻璃纤维增强复合材料技术领域，特别涉及一种玻璃纤维用浸润剂及其制备方法、产品和应用。

背景技术

预浸料是用树脂基体在严格控制的条件下浸渍连续纤维或织物，制成树脂基体与增强体部分固化的组合物，在有效期内可以随时进行铺层设计、模压成型或缠绕成型，是制造复合材料的中间材料。由于其易于使用、一致的性能和高质量的表面光洁度，在复合材料行业中越来越普遍。预浸料复合材料制造中常用的是热固性预浸料，使用的主要树脂基质是环氧树脂，被广泛应用于运动器材、电抗器等领域；此外采用酚醛树脂作为树脂基质的预浸料在汽车离合器摩擦片领域较为常见。

生产热固性预浸料的过程中，热固性树脂从液体开始，并完全浸渍纤维增强材料，通过一定的张力从增强物中去除了多余的树脂，同时通过加热等方式使热固性树脂经历部分固化，从而将树脂的状态从液体改变为固体，此时预浸料的状态通常是软且发粘的。

热固性预浸料在使用过程中，根据终端制品的工艺完成铺层设计、模压成型或缠绕成型，再进行加热固化，当树脂升高到高温时，预浸料通常会在完全硬化之前短暂回到液态，然后树脂进行交联固化。

因此预浸料工艺对玻纤纱在使用过程中的耐磨性、与目标树脂的相容性、在树脂中的浸透速度、浸润树脂后的预浸料形态以及预浸料在二次加工时的使用工艺顺畅性求极高。现有技术普遍存在玻纤纱柔软、易分散、在树脂基质中浸透速度过快的问题，导致在制作预浸料的过程中以及预浸料二次加工过程中产生大量的毛羽，影响生产效率，甚至严重影响最终制品外观和强度。为此需创造性的开发一种新型浸润剂及玻纤产品，既要满足纱线集束性好、毛羽少的要求，又要使得浸透速度适中，并满足增强环氧树脂、酚醛树脂预浸料工艺的使用要求。

发明内容

本申请旨在解决现有技术存在的问题，提供一种玻璃纤维用浸润剂，采用该浸润剂可生产直接纱或合股纱类型的玻璃纤维，并且产品集束性好、毛羽少、浸透速度适中，能满足增强环氧树脂、酚醛树脂预浸料工艺的使用要求。

为了达到上述目的，本申请通过以下技术方案实现：

根据本申请的一个方面，提供一种玻璃纤维用浸润剂，所述浸润剂包含有效组分和水，所述浸润剂的固含量为4～8％；所述有效组分包含硅烷偶联剂、有机溶剂、交联剂、润滑剂、成膜剂和pH值调节剂；所述浸润剂各有效组分的固体质量占浸润剂固体总质量的百分比表示如下：

其中，所述成膜剂由第一成膜剂和第二成膜剂组成；所述第一成膜剂选用改性酚醛型环氧乳液，所述第二成膜剂选用聚氨酯改性环氧乳液；所述第一成膜剂与第二成膜剂的质量比为1.17:1～2.78:1。

优选的，所述浸润剂各有效组分的固体质量占浸润剂固体总质量的百分比表示如下：

其中，第一成膜剂与第二成膜剂的质量比为1.31:1～2.45:1。

优选的，所述第一成膜剂选用改性酚醛型环氧乳液，所述改性酚醛型环氧乳液的相对分子量为2500～4500，玻璃化转变温度为-5～5℃。