專利名稱：一種玻璃纖維成膜劑的制備方法
技術領域：
本發明涉及玻纖制造技術領域，更具體地說，涉及一種玻璃纖維成膜劑的制備方法。
背景技術：
玻璃纖維浸潤劑是用于玻璃纖維表面涂覆的一種表面處理劑，對玻璃纖維的制造至關重要，決定了纖維的作業性能和纖維在復合材料中的表現。浸潤劑是由成膜劑、偶聯劑和抗靜電劑等混合形成的多組分水溶液或乳液，能有效潤滑玻璃纖維表面，使玻璃纖維光滑、柔軟、耐磨，并賦予后期復合材料卓越的性能。浸潤劑的作用主要表現在以下幾個方面潤滑保護作用、粘結集束作用、防止玻璃纖維表面靜電荷的積累以及使玻璃纖維獲得與基材良好的相容性等。在浸潤劑的作用下，玻纖制品具有理想的物理性能、力學性能、化學性能、電學性能以及耐老化性能等應用性能。成膜劑是玻纖浸潤劑中最重要的組分，可以在玻纖表面形成一種具有一定柔軟性、延伸性和耐摩擦性等性能的連續均勻的薄膜，對及玻纖后期的使用性能有極其重要的作用。目前在玻璃纖維中使用的成膜劑主要分為四大類，包括環氧類成膜劑、聚酯類成膜劑、聚氨酯類成膜劑和聚醋酸乙烯酯類成膜劑。其中，環氧樹脂成膜劑主要為小分子量環氧樹脂成膜劑，而高分子量環氧樹脂在常溫下為固體，熔點較高，乳化困難，有機溶劑添加量較大，對乳化條件和設備要求極為苛刻，從而限制了它的使用；聚酯類成膜劑的合成工藝復雜，需要高溫反應且生產周期長，成本較高，限制了聚酯類成膜劑的推廣；聚氨酯類成膜劑的原料價格昂貴，成本過高，應用范圍也比較狹窄；聚醋酸乙烯酯類成膜劑的分子量較低， 不易賦予原絲良好的硬挺度和切割性能，并且價格較高。聚苯醚是20世紀60年代發展起來的高強度工程塑料，化學名稱為聚2，6- 二甲基-1,4_ 苯醚，簡稱 PPO (Polyphenylene Oxide)或 PPE (Polypheylene ether),又稱為聚亞苯基氧化物或聚苯撐醚。聚苯醚不僅具有優良的物理力學性能、電氣絕緣性及耐熱性，而且其高溫下的耐蠕變性較好。因此，本發明人考慮，以聚苯醚為原料制備玻璃纖維成膜劑，提高使用該玻璃纖維成膜劑的玻璃纖維的力學性能。
發明內容
有鑒于此，本發明要解決的技術問題在于提供一種玻璃纖維成膜劑的制備方法， 使用該玻璃纖維成膜劑的玻璃纖維與后期待增強的聚苯醚樹脂之間有良好的界面結合力， 使用該玻璃纖維成膜劑的玻璃纖維具有良好的力學性能。為了解決以上技術問題，本發明提供一種玻璃纖維成膜劑的制備方法，包括以下步驟步驟a)將聚苯醚和有機溶劑混合，升溫至100 105°C，得到樹脂溶液；步驟b)向所述樹脂溶液中加入乳化劑，在高速剪切作用下加入水，繼續高速剪切得到玻璃纖維成膜劑。
優選的，所述有機溶劑為甲苯、二甲苯或丙二醇甲醚。優選的，所述聚苯醚與有機溶劑的質量比為I : (0. I 0. 5)。優選的，所述乳化劑為脂肪醇醚類乳化劑。優選的，所述步驟a)的保溫時間為3 5h。優選的，所述向樹脂溶液中加入乳化劑在90 100°C下進行。優選的，所述水的溫度為90 100°C。優選的，所述步驟b)具體為步驟bl)向所述樹脂溶液中加入乳化劑，得到混合溶液；步驟b2)在高速剪切作用下向所述混合溶液中加入水，繼續高速剪切得到玻璃纖維成膜劑。相應的，本發明還提供一種上述技術方案制備的玻璃纖維成膜劑。相應的，本發明還提供一種浸潤劑，包括上述技術方案所述的玻璃纖維成膜劑。本發明提供一種玻璃纖維成膜劑的制備方法，包括以下步驟將聚苯醚和有機溶劑混合，升溫至100 105°C，得到樹脂溶液；向所述樹脂溶液中加入乳化劑，在高速剪切作用下加入水，繼續高速剪切，利用相反轉法制備得到玻璃纖維成膜劑。與現有技術相比，本發明首次以聚苯醚為原料制備得到了玻璃纖維成膜劑，由于聚苯醚具有剛性大、耐熱性高、 難燃、強度較高和電性能優良等優點，從而保證了使用該玻璃纖維成膜劑的玻璃纖維具有良好的力學性能。并且，由于以聚苯醚為原料制備的成膜劑與后期待增強的聚苯醚樹脂在結構上接近，從而保證了使用該玻璃纖維成膜劑的玻璃纖維與后期待增強的聚苯醚樹脂之間有良好的界面結合力。
具體實施例方式下面對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有作出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發明保護的范圍。本發明公開了一種玻璃纖維成膜劑的制備方法，其特征在于，包括以下步驟步驟 a)將聚苯醚和有機溶劑混合，升溫至100 105°C，得到樹脂溶液；步驟b)向所述樹脂溶液中加入乳化劑，在高速剪切作用下加入水，繼續高速剪切，得到玻璃纖維成膜劑。本發明以聚苯醚作為制備玻璃纖維成膜劑的原料，聚苯醚(PPO)不僅具有優良的物理力學性能、電氣絕緣性及耐熱性，而且其高溫下的耐蠕變性較好。聚苯醚是20 世紀60年代發展起來的高強度工程塑料，化學名稱為聚2，6_ 二甲基-1，4-苯醚，簡稱 PPO (Polyphenylene Oxide)或 PPE (Polypheylene ether),又稱為聚亞苯基氧化物或聚苯
撐醚，結構式如下 另外，本發明對于采用的有機溶劑并無特別限制，可以采用領域人員熟知的有機溶劑，優選米用與聚苯醚相容性好的有機溶劑，如甲苯、二甲苯或丙二醇甲醚，更優選米用與聚苯醚相容性好的環保型有機溶劑，最優選為丙二醇甲醚(2-MP)。丙二醇甲醚是一種低毒高級工業溶劑，分子中既有醚鍵，又有羰基，羰基又形成了酯的結構，同時又含有烷基。因此，丙二醇甲醚在同一分子中既有非極性部分，又有極性部分，這兩部分的官能團既相互制約排斥，又各自起到其固有的作用，從而對非極性物質和極性物質均有很強的溶解能力。從聚苯醚的性質方面考慮，本發明將聚苯醚和有機溶劑混合后升溫至100 105°C，優選為102 105°C，更優選為105°C ;保溫時間優選為3 5h，更優選為5h。在該溫度下將聚苯醚與溶劑混合，聚苯醚溶解，形成粘稠的液體即樹脂溶液，保證了相反轉法制備玻璃纖維成膜劑的順利進行。同時，聚苯醚與有機溶劑的質量比是影響樹脂溶液的粘度的重要因素，進而影響成膜劑的最終的性質。本發明采用的聚苯醚與有機溶劑的質量比優選為I : (0. I 0. 5)，更優選為I : (0.2 0.3)，更優選為I : 0.2。制備得到樹脂溶液后，進行制備玻璃纖維成膜劑的步驟，所述步驟b)具體為步驟bl)向所述樹脂溶液中加入乳化劑，得到混合溶液；步驟b2)在高速剪切作用下向所述混合溶液中加入水，繼續高速剪切，制備得到玻璃纖維成膜劑。在制備玻璃纖維成膜劑過程中，在高速剪切過程中實現了相反轉。相反轉法即通過相反轉將聚合物從油包水狀態轉變成水包油狀態，是一種制備高分子樹脂乳液的有效方法，可將高分子樹脂借助于外加乳化劑的作用并通過物理乳化的方法制得相應的乳液。對于本發明而言，由于PPO樹脂的熔點較高，即使加熱到軟化點，樹脂也會遇冷瞬間轉變成樹脂狀，無法形成流動性較好的液體，因此，本發明向所述樹脂溶液中加入乳化劑，采用相反轉法對PPO樹脂的乳化。作為優選，本發明優選采用濁點較高、乳化能力較好的乳化劑，更優選為環保型脂肪醇醚類乳化劑。按照本發明，所述向樹脂溶液中加入乳化劑優選在90 100°C下進行，更優選為 95 100°C，更優選為95°C。因此，在步驟a)制備得到樹脂溶液后，優選進行降溫，優選降至 95°C后向所述樹脂溶液中加入乳化劑。另外，步驟b)中，所述水的溫度優選為90 100°C， 更優選為95 100°C，更優選為95°C。現有技術中，聚氨酯類成膜劑和環氧樹脂成膜劑是兩類重要的成膜劑，聚氨酯的主要結構含有氨酯鍵即-NHC00-，環氧樹脂具有如下結構式
權利要求
1.一種玻璃纖維成膜劑的制備方法，其特征在于，包括以下步驟步驟a)將聚苯醚和有機溶劑混合，升溫至100 105°C，得到樹脂溶液；步驟b)向所述樹脂溶液中加入乳化劑，在高速剪切作用下加入水，繼續高速剪切得到玻璃纖維成膜劑。
2.根據權利要求I所述的制備方法，其特征在于，所述有機溶劑為甲苯、二甲苯或丙二醇甲醚。
3.根據權利要求I所述的制備方法，其特征在于，所述聚苯醚與有機溶劑的質量比為 I (0. I 0. 5)。
4.根據權利要求I所述的制備方法，其特征在于，所述乳化劑為脂肪醇醚類乳化劑。
5.根據權利要求I所述的制備方法，其特征在于，所述步驟a)的保溫時間為3 5h。
6.根據權利要求I所述的制備方法，其特征在于，所述向樹脂溶液中加入乳化劑在 90 100°C下進行。
7.根據權利要求I所述的制備方法，其特征在于，所述水的溫度為90 100°C。
8.根據權利要求I所述的制備方法，其特征在于，所述步驟b)具體為步驟bl)向所述樹脂溶液中加入乳化劑，得到混合溶液；步驟b2)在高速剪切作用下向所述混合溶液中加入水，繼續高速剪切得到玻璃纖維成膜劑。
9.一種權利要求I 8任意一項制備的玻璃纖維成膜劑。
10.一種浸潤劑，包括權利要求9所述的玻璃纖維成膜劑。
全文摘要
本發明公開了一種玻璃纖維成膜劑的制備方法，包括以下步驟將聚苯醚和有機溶劑混合，升溫至100～105℃，得到樹脂溶液；向所述樹脂溶液中加入乳化劑，在高速剪切作用下加入水，利用相反轉法制備得到玻璃纖維成膜劑。與現有技術相比，本發明首次以聚苯醚為原料制備得到了玻璃纖維成膜劑，由于聚苯醚具有剛性大、耐熱性高、難燃、強度較高和電性能優良等優點，從而保證了使用該玻璃纖維成膜劑的玻璃纖維具有良好的力學性能。并且，由于以聚苯醚為原料制備的成膜劑與后期待增強的聚苯醚樹脂在結構上接近，從而保證了使用該玻璃纖維成膜劑的玻璃纖維與后期待增強的聚苯醚樹脂之間有良好的界面結合力。
文檔編號C03C25/32GK102603215SQ201210072508
公開日2012年7月25日 申請日期2012年3月19日 優先權日2012年3月19日
發明者王樂 申請人:重慶國際復合材料有限公司