[发明专利]玻璃纤维浸润剂组合物及玻璃纤维浸润剂、玻璃纤维及环氧基复合纱材料

说明书

本发明提供了一种玻璃纤维浸润剂组合物及玻璃纤维浸润剂、玻璃纤维及环氧基复合纱材料。以重量份数计，该玻璃纤维浸润剂组合物包括8～30份硅烷偶联剂、44～75份成膜剂、3～18份润滑剂、1～8份pH值调节剂；其中，硅烷偶联剂包括环氧基硅烷偶联剂与烯基硅烷偶联剂的混合物，成膜剂包括环氧树脂和聚酯树脂的混合物，润滑剂包括硅油类润滑剂。采用该浸润剂组合物生产的玻璃纤维纱线退解集束性好，外退只产生极少量毛箍，毛羽少，经过一定张力后分散性、均匀性佳，与环氧树脂浸透快速而且完全，界面相容性好；适用缠绕工艺，尤其适用于制备环氧柔性高压管道，生产的柔性高压管道具有非常好的力学、爆破以及抗卷曲性能。

技术领域

本发明涉及玻璃纤维浸润剂技术领域，具体而言，涉及一种玻璃纤维浸润剂组合物及玻璃纤维浸润剂、玻璃纤维及环氧基复合纱材料。

背景技术

20世纪50年代中期，纤维缠绕环氧玻璃钢管开始在美国的一些油田应用，相继用于输送管线、油管和套管。玻璃钢高压管道相较于传统的钢铁管道，具有耐腐蚀性、高耐久性、轻质高强和安装维修方便等特点，解决了传统钢管存在的严重腐蚀问题，与其它防腐蚀措施对比，综合成本低，技术经济效益好。在80年代初期，美国石油学会先后制定了高压玻璃钢线管、油管、套管等相应的API规范，从此高压玻璃钢管开始在发达国家的油田、石化等领域大规模应用，其中美国在油田领域已累计应用玻璃钢管道100多万公里，且以每年5～10％的速度递增。在我国，随着新增油气田的开采以及传统油田的二次集采，玻璃钢油气管网规模不断扩大，管道的建设施工及管理水平得到大幅度的提升，截至2017年底，长输油气管道总里程位居世界第三，到2020年全国长输油气管网规模将达到16.9万公里；到2025年，管网规模将达到24万公里。

传统的高压管道是硬质不可卷绕的，这类管道在生产时只能定长生产，固化完成后直接运输，再到终端项目现场进行搭接，整体的安装效率较低，而且搭接处由于不是一体成型而成为薄弱点，容易在此处出现渗漏、泄漏等情况。为了解决上述问题，一种新型的连续型柔性的环氧高压管道生产工艺问世，此类管道使用特殊的生产工艺以及特定的环氧树脂，具有一定的柔性，可以进行卷绕，因而在生产时能够连续生产，项目施工时能够连续铺设，它有效避免了不可连续生产，需要频繁搭接等问题，管道整体均匀性更好，而且安装效率提升非常明显。此工艺对玻璃纤维的力学性能和工艺性能要求非常高，首先玻璃纤维必须与环氧树脂和烯烃类树脂具有非常好的相容性以及界面结合强度以确保玻璃钢管道的力学性能，此外，此生产工艺中玻璃纤维使用外退型退解方式，要求玻璃纤维退解时具有非常好的集束性以及非常少的毛羽，以确保退解时产生的毛箍量不会影响后续的退解，过张力后又能快速分散已确保树脂能快速且完全浸透。

然而，目前的柔性高压管道用玻璃纤维的力学性能较差以及退解时仍然存在集束性较差、产生较多毛羽的问题。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种玻璃纤维浸润剂组合物及玻璃纤维浸润剂、玻璃纤维及环氧基复合纱材料，以为解决现有技术中柔性高压管道用玻璃纤维存在力学性能较差以及退解时集束性较差、产生较多毛羽的问题。

为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种玻璃纤维浸润剂组合物，以重量份数计，该玻璃纤维浸润剂组合物包括8～30份硅烷偶联剂、44～75份成膜剂、3～18份润滑剂、1～8份pH值调节剂；其中，硅烷偶联剂包括环氧基硅烷偶联剂与烯基硅烷偶联剂的混合物，成膜剂包括环氧树脂和聚酯树脂的混合物，润滑剂包括硅油类润滑剂。

进一步地，以重量份数计，上述玻璃纤维浸润剂组合物包括11～24份硅烷偶联剂、49～72份成膜剂、5～11份润滑剂、2～7份pH值调节剂；更优选玻璃纤维浸润剂组合物包括11～16份硅烷偶联剂、55～72份成膜剂、7～11份润滑剂、2～6份pH值调节剂。

进一步地，上述环氧基硅烷偶联剂与烯基硅烷偶联剂的质量比为2～3:1，优选环氧基硅烷偶联剂为γ-(2,3-环氧丙氧基)丙基三甲氧基硅烷和/或KH560，优选烯基硅烷偶联剂选自乙烯基三(β-甲氧乙氧基)硅烷、γ-(甲基丙烯酰氧基)丙基三甲氧基硅烷、SB570中的任意一种或多种。