[发明专利]浸润组合物

说明书

本发明涉及玻璃纤维，具体讲，涉及用于玻璃纤维的浸润组合物。更具体讲，本发明涉及适用于塑料增强的连续玻璃纤维浸润组合物。

正如本领域内公知的那样，欲作增强用的玻璃纤维一般需要浸润。在玻璃纤维成形期间用此浸润。即基本在玻璃纤维成形后立即用保护性材料对玻璃纤维进行浸润。然后把浸润的纤维聚集成束并将丝束卷在成形卷筒上。尔后把此连续纤维用于如拉挤成型或长丝卷绕等各种工艺。

浸润组合物需要对各长丝提供润滑性能以使之具有耐磨性能。另外，此浸润组合物必须对纤维提供同其加强的树脂具有相容性的外膜。

在制备管子、盒子、反应器、圆锥体、筒和瓶之类复合制品时，惯常作法是用树脂浸渍连续长丝，使经浸渍的连续长丝成形为制品，然后使树脂固化形成复合材料。制备复合材料的一般工艺是长丝卷绕和拉挤成型。

长丝卷绕为一种用树脂浸渍连续长丝，将其缠绕在心轴上以构成所需形状和厚度并固化的工艺。术语“心轴”意为用于长丝卷绕的在其上积附纤维带成丝状以形成层的工具。树脂一经固化，这样形成的复合材料即从此心轴上被取下，再用于其所需用途。

所说拉挤成型工艺一般由引出工艺组成，即把连续长丝从树脂浴或浸渍器中引出，然后再将经此处理的长丝送入预成形夹具（模具），用树脂浸渍的连续长丝部分成形并除去过量的树脂和/或空气。其后再将此部分从使之固化的加热模中拉过。

在工业上，一直希望此复合材料具有较长的工作寿命，即改进疲劳寿命如循环疲劳寿命，此复合材料在这种疲劳中将经历重复载荷循环。这些复合材料也需承受高的工作压力，即在此复合材料被破坏时增加了的压力。

本申请人已发现了一种适用于长丝卷绕和拉挤成型的玻璃纤维增强用的改进浸润组合物。我们业已发现这种浸润组合物特别适用于乙烯基酯树脂用于长丝卷绕来制管。本发明浸润组合物的关键是双硅烷成分。此浸润组合物改进了韧性，从而使管的循环（爆破）性也得到了改善。

本发明中使用的双硅烷是用下式代表的：

其中的R为有1-10个碳原子的烷基或烷氧基，R¹为有1-10个碳原子的亚烷基。优选的情况是，R为1-5个碳原子的烷基或烷氧基，R¹为1-5个碳原子的亚烷基。

优选双硅烷为1-（三乙氧基甲硅烷基）-2-（甲基二乙氧基甲硅烷基）乙烷，其式为：

适用于本发明的另一双硅烷为1，2-双（三甲氧基甲硅烷基）乙烷，其式为：

正如优选的双硅烷表明的那样，每-R基可以是不同的。

此浸润组合物还可含环氧（成膜环氧）、其他硅烷、润滑剂，润湿剂等。

至于其中所用术语成膜环氧，或环氧为双酚A的二环氧甘油醚。此术语也包括适宜的表面活性剂或乳化剂。最好用市售的成膜环氧材料及先使这些环氧材料成为将随后同浸润组合物其他成分混合的乳液，用于此浸润组合物的环氧材料是双酚A的二环氧甘油醚，此环氧材料可从市场上购得，其商标为AD502和NEOXIL962。这些二环氧甘油醚具有未反应的终端环氧基团，该醚具有下述通式：

优选的醚是n值在大约0.2-大约0.34间的低分子量材料。这些环氧材料一般有低于大约600的环氧当量，适宜的环氧当量为大约540-大约170。本发明的优选实施方案中，使用两种环氧乳液。

虽然可以使用任何甲基丙烯酰氧基硅烷，但优选γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷，例如其商标为A-174的市售的硅烷。

虽然可以使用各种润滑剂，但优选硅氧烷润滑剂。

本发明的浸润组合物的其余成份是润湿剂、酸和水。我们采用了酸性水乳液形式的浸润组合物。优选的调节PH的酸为乙酸。在所用的最终浸润乳液中，上述成份含量为大约5-10%（重量计），其余为酸和水。

在本发明中，至少一种连续长丝是用树脂涂布的。此树脂选自下述一组树脂：不饱和聚酯，乙烯基酯及其混合物，并优选乙烯基酯。