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一种玻璃纤维浸润剂及其制备方法和用途[发明专利]

2020-01-02 来源:爱问旅游网
(19)中华人民共和国国家知识产权局

(12)发明专利申请

(10)申请公布号 CN 108409163 A(43)申请公布日 2018.08.17

(21)申请号 201710071725.3(22)申请日 2017.02.09

(71)申请人 巨石集团有限公司

地址 314500 浙江省嘉兴市桐乡市经济开

发区文华南路669号巨石科技大楼(72)发明人 张志坚 张燕 费其锋 费振宇 

钱宇卿 严忠平 姚尧平 (74)专利代理机构 北京名华博信知识产权代理

有限公司 11453

代理人 李冬梅 苗源(51)Int.Cl.

C03C 25/465(2018.01)C03C 25/30(2018.01)C08K 9/06(2006.01)C08K 9/04(2006.01)

权利要求书2页 说明书10页 附图1页

C08K 7/14(2006.01)C08L 23/12(2006.01)

(54)发明名称

一种玻璃纤维浸润剂及其制备方法和用途(57)摘要

本发明提供了一种玻璃纤维浸润剂,该浸润剂包括偶联剂、润滑剂、成膜剂A、成膜剂B、消泡剂、抗氧剂、pH值调节剂和去离子水,其中,浸润剂的固体质量占浸润剂总质量的2~6%,本发明使用不同类型的成膜剂进行复配,并与合适的偶联剂、润滑剂、消泡剂、抗氧剂及pH值调节剂相配合以制备得到使玻璃纤维分散性佳,毛羽量少且相容效果好的浸润剂。本发明还提供该浸润剂的制备方法以及该浸润剂在玻璃纤维增强聚丙烯树脂的CFRT工艺中的用途。

CN 108409163 ACN 108409163 A

权 利 要 求 书

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1.一种玻璃纤维浸润剂,其特征在于,所述玻璃纤维浸润剂包括偶联剂、润滑剂、成膜剂A、成膜剂B、消泡剂、抗氧剂、pH值调节剂和去离子水,其中,所述浸润剂的固体质量占浸润剂总质量的2~6%;并且,各组分的固体质量占所述浸润剂固体总质量的百分比例如下:

2.如权利要求1所述的玻璃纤维浸润剂,其特征在于,各组分的固体质量占所述浸润剂固体总质量的百分比例如下:

并且,所述成膜剂A的固体质量与所述成膜剂B的固体质量之比为1:0.5~3。3.如权利要求1所述的玻璃纤维浸润剂,其特征在于,所述成膜剂A为聚丙烯蜡乳液,所述成膜剂B为聚丙烯蜡乳液,所述成膜剂A的数均分子量高于所述成膜剂B的数均分子量,并且,所述成膜剂A的固体质量与所述成膜剂B的固体质量之比为1:0.5~3。

4.如权利要求1所述的玻璃纤维浸润剂,其特征在于,所述成膜剂A为聚丙烯蜡乳液,其数均分子量为30000~80000;所述成膜剂B为聚丙烯蜡乳液,其数均分子量为5000~30000。

5.如权利要求1所述的玻璃纤维浸润剂,其特征在于,所述润滑剂为脂肪酸类润滑剂或微晶蜡;所述消泡剂为BYK011、BYK012、BYK014、BYK018、BYK023、BYK024和BYK025中的一种或多种;所述抗氧剂为SD1688、无机磷酸盐和次亚磷酸钠中的一种或多种。

6.如权利要求3所述的玻璃纤维浸润剂,其特征在于,各组分的固体质量占所述浸润剂

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权 利 要 求 书

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固体总质量的百分比例如下:

并且,所述偶联剂为双氨基硅烷偶联剂;所述润滑剂为微晶蜡;所述成膜剂A的固体质量与所述成膜剂B的固体质量之比为1:1.4~2。

7.如权利要求1所述的玻璃纤维浸润剂,其特征在于,所述偶联剂为γ-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷、γ-氨丙基三乙氧基硅烷、N-β-(氨乙基)-γ-氨丙基三甲氧基硅烷和γ-(2,3-环氧丙氧基)丙基三甲氧基硅烷中的一种或多种;所述pH值调节剂为有机酸或无机酸,并且所述浸润剂的pH值控制为6~10。

8.如权利要求1~7中任一项所述的玻璃纤维浸润剂,其特征在于,所述浸润剂是增强聚丙烯树脂的无碱直接纱用的浸润剂。

9.一种如权利要求1~8中任一项所述的玻璃纤维浸润剂的制备方法,其特征在于,所述制备方法包括下述步骤:

1S预分散偶联剂:在制备容器中加入质量为总量一半的去离子水,加入所述偶联剂,持续搅拌25~30分钟;

2S稀释润滑剂、成膜剂、消泡剂和抗氧剂:分别使用去离子稀释浸润剂各组分,其中,润滑剂稀释液中,使用去离子水的质量为润滑剂质量的2-3倍;成膜剂包括成膜剂A和成膜剂B,分别使用去离子水稀释成膜剂A与成膜剂B,分别制得相应成膜剂的稀释液,再将两种成膜剂稀释液混合均匀,使用去离子水的质量分别为相应成膜剂质量的2-3倍;消泡剂稀释液中,使用去离子水的质量为消泡剂质量的2-3倍;抗氧剂稀释液中,使用去离子水的质量为抗氧剂质量的4-5倍;

3S制备浸润剂:在已完成步骤1S的制备容器中,依次加入润滑剂、成膜剂、消泡剂和抗氧剂的稀释液,搅拌混合均匀后,加入pH值调节剂,控制浸润剂pH值为6~10。

10.一种如权利要求1~8中任一项所述的玻璃纤维浸润剂在玻璃纤维增强聚丙烯树脂的CFRT工艺中的用途。

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说 明 书

一种玻璃纤维浸润剂及其制备方法和用途

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技术领域[0001]本发明涉及浸润剂领域,尤其涉及一种玻璃纤维浸润剂及其制备方法和用途。背景技术[0002]CFRT是Continue Fiber Reinforced Thermoplastic的简称,中文译为连续纤维增强热塑性塑料。在过去的半个世纪中,航空航天和其他高技术领域应用的先进结构材料一直被高性能热固性复合材料所占据,直到20世纪70年代初,连续纤维增强热塑性复合材料作为一种新的先进材料开始在上述领域得以运用。近年来,连续纤维增强热塑性塑料(CFRT)越来越受到世界各国重视,研究和应用均十分活跃。其应用领域主要集中在航天、航空、汽车、建材、化工、电子/电器等领域。[0003]我国从20世纪80年代中后期开始着手对CFRT工艺进行研究,相比热固性材料,连续纤维增强热塑性材料具有以下几方面的突出优点:(1)预浸料可长期保存;(2)综合性能优良,特别是在高温、高湿度下仍然能保证良好的力学性能;(3)成型适应性广、生产效率高;(4)制品可重复加工、再生利用以及一定的可修补性。因此,近10年来,CFRT材料的发展速度比热固性复合材料高数倍,其产量每年以25%的速度增长,其中连续纤维增强聚丙烯热塑性塑料(约占总量的80%)的需求仍持续增长。[0004]连续纤维增强热塑性塑料工艺(CFRT工艺)一般是先使用控制量的树脂浸渍纤维或织物后形成单向预浸料,该预浸料具有稳定一致的纤维/树脂复合效果,能使纤维完全浸透,从而保证优越的力学强度,然后再通过其他成型方法,如模压、拉挤或缠绕工艺制得复合材料结构件。在该工艺使用的连续纤维包括玻璃纤维、碳纤维、芳纶纤维等,其中玻璃纤维应用最为广泛。[0005]用作CFRT工艺的玻璃纤维会进行浸润剂涂覆处理,浸润剂的使用和选择对玻璃纤维的性能至关重要,不仅影响玻璃纤维在形成单向预浸料工艺中的分散性,而且还影响后续玻璃纤维与基体树脂的相容性以及制品的机械性能。随着CFRT材料的迅速发展,高端客户对玻璃纤维性能的要求更加严格,以连续纤维增强聚丙烯树脂材料为例:首先,纱线与与聚丙烯树脂结合前具有良好的分散性(指标:在1kg的张力下,纱线全部散开,纱片宽度≥8mm);其次,要求毛羽少、出纱张力低;再次,结合过程中与聚丙烯树脂具有良好的相容性,且最终制品具有优异的机械性能(关键指标为60%玻纤含量的片材,拉伸强度≥900MPa,测试标准ISO527-5);最后,对玻璃纤维及制品的颜色也有特定的要求。[0006]因此,为了解决上述技术问题,研制一种专用的玻璃纤维浸润剂,特别是针对增强聚丙烯树脂的玻璃纤维浸润剂已迫在眉睫,并且对连续增强热塑性塑料的生产工艺意义重大。

发明内容[0007]本发明旨在解决上面描述的问题。本发明的目的是提供一种玻璃纤维浸润剂,该浸润剂通过改变玻璃纤维表面的物理和化学性质,使玻璃纤维具有良好的分散性,并且毛

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说 明 书

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羽少出纱张力低,同时具有良好的树脂相容性,大大提高复合制品的机械性能。[0008]本发明提供一种玻璃纤维浸润剂,所述浸润剂包括偶联剂、润滑剂、成膜剂A、成膜剂B、消泡剂、抗氧剂、pH值调节剂和去离子水,其中,所述浸润剂的固体质量占浸润剂总质量的2~6%;并且,各组分的固体质量占所述浸润剂固体总质量的百分比例如下:

[0009]

[0010][0011]

各组分的固体质量占所述浸润剂固体总质量的百分比例如下:

[0012]

并且,所述成膜剂A的固体质量与所述成膜剂B的固体质量之比为1:0.5~3。[0014]其中,所述成膜剂A为聚丙烯蜡乳液,所述成膜剂B为聚丙烯蜡乳液,所述成膜剂A的数均分子量高于所述成膜剂B的数均分子量,并且,所述成膜剂A的固体质量与所述成膜剂B的固体质量之比为1:0.5~3。[0015]其中,所述成膜剂A为乳液,其数均分子量为30000~80000;所述成膜剂B为聚丙烯蜡乳液,其数均分子量为5000~30000。[0016]其中,所述润滑剂为脂肪酸类润滑剂或微晶蜡;所述消泡剂为BYK011、BYK012、BYK014、BYK018、BYK023、BYK024和BYK025中的一种或多种;所述抗氧剂为SD1688、无机磷酸盐和次亚磷酸钠中的一种或多种。[0017]其中,各组分的固体质量占所述浸润剂固体总质量的百分比例如下:

[0013]

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说 明 书

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[0018]

[0019]

并且,所述偶联剂为双氨基硅烷偶联剂;所述润滑剂为微晶蜡;所述成膜剂A的固

体质量与所述成膜剂B的固体质量之比为1:1.4~2。[0021]其中,所述偶联剂为γ-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷、γ-氨丙基三乙氧基硅烷、N-β-(氨乙基)-γ-氨丙基三甲氧基硅烷和γ-(2,3-环氧丙氧基)丙基三甲氧基硅烷中的一种或多种。[0022]其中,所述pH值调节剂为有机酸或无机酸,并且所述浸润剂的pH值控制为6~10。[0023]其中,所述浸润剂是增强聚丙烯树脂的无碱直接纱用的浸润剂。[0024]另一方面,本发明还提供上述浸润剂的制备方法,所述制备方法包括下述步骤:[0025]1S预分散偶联剂:在制备容器中加入质量为总量一半的去离子水,加入所述偶联剂,持续搅拌25~30分钟;[0026]2S稀释润滑剂、成膜剂、消泡剂和抗氧剂:分别使用去离子稀释浸润剂各组分,其中,润滑剂稀释液中,使用去离子水的质量为润滑剂质量的2-3倍;成膜剂包括成膜剂A和成膜剂B,分别使用去离子水稀释成膜剂A与成膜剂B,分别制得相应成膜剂的稀释液,再将两种成膜剂稀释液混合均匀,使用去离子水的质量分别为相应成膜剂质量的2-3倍;消泡剂稀释液中,使用去离子水的质量为消泡剂质量的2-3倍;抗氧剂稀释液中,使用去离子水的质量为抗氧剂质量的4-5倍;[0027]3S制备浸润剂:在已完成步骤1S的制备容器中,依次加入润滑剂、成膜剂、消泡剂和抗氧剂的稀释液,搅拌混合均匀后,加入pH值调节剂,控制浸润剂pH值为6~10。[0028]第三方面,本发明特别适用于增强聚丙烯树脂的CFRT工艺,特别地,本发明还提供上述浸润剂在玻璃纤维增强聚丙烯树脂的CFRT工艺中的用途。[0029]根据本发明提供的玻璃纤维浸润剂,主要的创新点是通过复配合适的成膜剂,并与适量的偶联剂、润滑剂、消泡剂、抗氧剂及pH值调节剂相结合,以制备得到玻璃纤维分散性佳,相容效果好的浸润剂,具体地,浸润剂包括偶联剂、润滑剂、成膜剂A、成膜剂B、消泡剂、抗氧剂、pH值调节剂和去离子水,其中,所述浸润剂的固体质量占浸润剂总质量的2~6%;并且,各组分的固体质量占所述浸润剂固体总质量的百分比例如下:

[0020]

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说 明 书

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[0030]

该浸润剂中各组分的作用及含量说明如下:

[0032]本发明使用偶联剂一般为硅烷偶联剂,硅烷偶联剂的通式为RSIX3,式中R代表氨基、巯基、乙烯基、甲基丙烯酰氧基、环氧基等基团。硅烷偶联剂实质上是一类具有有机官能团的硅烷,在其分子中同时具有能和无机材料即玻璃纤维的化学基团反应,同时也能与基团树脂的化学基团反应,在玻璃纤维和基体树脂间形成一个界面结合的桥梁。[0033]偶联剂的使用,可起到玻璃纤维与基体树脂间的偶联作用,一方面可减少玻璃纤维在拉丝过程中的受损程度,另一方面还是影响玻璃纤维强度以及复合制品强度的关键。[0034]发明人通过研究发现,含甲基丙烯氧基、氨基或环氧基的偶联剂与本申请提供的成膜剂,润滑剂相互配合,能够有效提高玻璃纤维与树脂的相容性。本发明限定偶联剂的固体质量占浸润剂固体总质量的10~30%、优选为15~25%、更优选为18~22%。进一步地,发明人发现γ-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷、γ-氨丙基三乙氧基硅烷、N-β-(氨乙基)-γ-氨丙基三甲氧基硅烷和γ-(2,3-环氧丙氧基)丙基三甲氧基硅烷非常适用于本发明,特别是具有双氨基结构的N-β-(氨乙基)-γ-氨丙基三甲氧基硅烷。使用上述偶联剂制备的浸润剂,能够使玻璃纤维复合制品具有更好的机械性能。[0035]成膜剂是浸润剂的主要成分,对玻璃纤维的加工性能起着决定性的影响,起到保护玻璃纤维、提高玻璃纤维与基体树脂的相容性的作用,其既要保证玻璃纤维在CFRT工艺中良好的分散性和集束性,又要保证玻璃纤维与基体树脂的相容性以及最终复合制品的机械强度,因此,成膜剂的选择是本发明的重点。[0036]目前常用的浸润剂一般单独使用数均分子量较大的成膜剂,因为更高分子量的成膜剂更利于玻璃纤维生产中浸润剂的涂覆,但制得的玻璃纤维的综合性能却达不到较高要求。为了实现玻璃纤维分散性与集束性的平衡,本发明的成膜剂使用两种组分进行复配得到,其中,成膜剂A的固体含量占浸润剂固体总质量的20~60%,优选为20~50%,更优选25~30%;成膜剂B的固体含量占浸润剂固体总质量的20~60%,优选为30~60%,更优选40~50%。成膜剂的固体含量占浸润剂固体总量的55~80%,优选为63~79%,更优选70~75%。[0037]常用的成膜剂有聚氨酯乳液、聚酯树脂乳液、聚醋酸乙烯酯乳液、聚丙烯乳液和环氧类乳液,发明人通过大量的研究发现,聚丙烯蜡乳液是非常适合本发明的成膜剂,并且该

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说 明 书

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乳液能够提高浸润剂与聚丙烯树脂的相容性,达到机械强度的要求。[0038]本发明还进一步地研究了成膜剂乳液的数均分子量与浸润剂性能的关系,当使用成膜剂乳液分子量较小时,对应的玻璃纤维纱线软,分散性好,纱线更爽滑;而使用分子量大的乳液时,对应的玻璃纤维纱线稍硬,集束性好。本发明的成膜剂选用了两种不同分子量的聚丙烯蜡乳液复配得到,优选马来酸酐接枝的碱中和的聚丙烯蜡乳液。其中,成膜剂A的数均分子量大于成膜剂B的数均分子量,并且成膜剂A的固体质量与所述成膜剂B的固体质量之比为1:0.5~3,优选1:1.4~2,以该比例进行复配使用,能够达到较高的分散性、集束性及相容性等要求。[0039]进一步地,本发明成膜剂A的数均分子量优选为30000~80000,更优选为30000~75000。本发明成膜剂B的数均分子量优选为5000~30000。本发明采用这样的组合不仅满足了浸润剂涂覆的工艺要求,还可保证玻璃纤维的性能更佳,特别适合CFRT工艺。[0040]润滑剂的作用主要是为了保证玻璃纤维在拉丝、后处理以及使用等过程的润滑效果。润滑剂含量过少则达不到润滑效果,过多会影响原丝之间的粘结性,降低纱线的硬挺性以至于会影响在基体树脂中的浸透和相容性,造成对最终复合材料的机械性能有负面影响,本发明润滑剂的固体含量占浸润剂固体总量的5~10%,优选5~8%,更优选6~7%。[0041]玻璃纤维浸润剂常采用的润滑剂为水溶性的有机化合物,比如PEG类润滑剂等,发明人通过研究发现,这类水溶性润滑剂并不适合本发明,且容易导致玻璃纤维烘干过程中出现浸润剂的迁移问题。为了解决这一问题,本发明选用的润滑剂为脂肪酸类润滑剂或微晶蜡。其中,微晶蜡与聚丙烯蜡乳液相容性更好,制得的浸润剂效果更佳。[0042]浸润剂中成膜剂乳液及润滑剂均含有一定的表面活性物质,在搅拌和使用过程中易产生泡沫而对产品生产及性能造成影响。特别是适用于本发明的聚丙烯蜡乳和润滑剂在搅拌和使用过程中也会出现大量泡沫,因此必须添加适当的消泡剂。本发明的消泡剂选用水溶性消泡剂,如有机硅氧烷或者聚醚类消泡剂。优选牌号为BYK019、BYK023、BYK028和BYK034的有机硅系列中的一种或多种其中,消泡剂的固体质量占浸润剂固体总量的0.01~0.2%,优选为0.01~0.05%。[0043]由于CFRT材料对颜色要求较高,而本发明采用的组分,特别是成膜剂容易在烘制过程中出现氧化黄变,因此,为解决这一技术问题,本发明选用芳香胺类抗氧剂和辅助抗氧剂中的一种或几种进行组合,防止纱线烘制过程中的黄变问题。优选地,抗氧剂为SD1688、无机磷酸盐和次亚磷酸钠中的一种或多种,其中SD1688为对甲酚和双环戊二烯丁基化反应物,CAS号为68610-51-5。其中,抗氧剂的固体质量占浸润剂固体总量的0.01~0.2%,优选为0.1~0.15%。[0044]本发明采用有机酸或无机酸作为pH值调节剂,可选用甲酸、乙酸、草酸、硼酸和柠檬酸中的一种或多种,主要起调节浸润剂pH值的作用。pH值调节剂的固体质量占浸润剂固体总质量的0.1~5%,优选为0.5~3%,更优选0.5~1%。[0045]本发明的浸润剂需控制为偏碱性环境,其pH值范围控制为6~10,优选为7~9。[0046]根据本发明的另一个方面,提供一种上述浸润剂的制备方法,包括预分散偶联剂、稀释润滑剂、成膜剂、消泡剂和抗氧剂,以及制备浸润剂等步骤。[0047]首先,在制备容器中加入质量为总量一半的去离子水,加入偶联剂,持续搅拌25~30分钟;然后分别使用去离子稀释浸润剂各组分,其中,润滑剂稀释液中,使用去离子水的

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说 明 书

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质量为润滑剂质量的2-3倍;成膜剂包括成膜剂A和成膜剂B,分别使用去离子水稀释成膜剂A与成膜剂B,分别制得相应成膜剂的稀释液,再将两种成膜剂稀释液混合均匀,使用去离子水的质量分别为相应成膜剂质量的2-3倍;消泡剂稀释液中,使用去离子水的质量为消泡剂质量的2-3倍;抗氧剂稀释液中,使用去离子水的质量为抗氧剂质量的4-5倍;最后,将各组分的稀释溶液加入到偶联剂已分散完成的制备容器中。[0048]以上制备过程中各组分的用量需满足本发明所述的比例关系,本领域技术人员可以根据实际情况基于上述制备方法进行适应性调整。[0049]根据本发明的第三方面,本发明特别适用于增强聚丙烯树脂的CFRT工艺,特别地,本发明还提供上述浸润剂在玻璃纤维增强聚丙烯树脂的CFRT工艺中的用途。[0050]需要说明的是,本发明的组分若是化合物形式,该组分的固体质量为化合物质量,组分若是乳液或是溶液形式,该组分的固体质量为烘干后剩余部分的质量,针对溶质为液体或气体的组分,例如pH值调节剂为甲酸溶液时,固体质量则指甲酸溶液中溶质甲酸的质量。[0051]本发明与现有技术相比,其有益效果体现在:[0052]第一,本发明提供的浸润剂通过引入复配合适的成膜剂,以及适量的偶联剂、润滑剂、消泡剂、抗氧剂及pH值调节剂等组分,有效地提高了玻璃纤维的分散性,并且毛羽少,出纱张力低,更利于玻璃纤维增强树脂的CFRT工艺。[0053]第二,本发明提供的浸润剂使用不同分子量的聚丙烯蜡乳液通过一定的比例复配为成膜剂,并与合适的偶联剂、润滑剂等其他组分相配合,不仅有效提高玻璃纤维的分散性及集束性,而且与聚丙烯树脂相容性好,最终得到的复合制品机械性能优异。[0054]第三,本发明提供的浸润剂选择了合适的组分与配比,涂覆效果好,不仅玻璃纤维在CFRT工艺中性能优异,复合制品机械性能优异,而且玻璃纤维外观颜色符合相关要求。[0055]本发明的浸润剂各组分及其含量的选择的有益效果将通过实施例给出具体实验数据进行说明。

附图说明[0056]并入到说明书中并且构成说明书的一部分的附图示出了本发明的实施例,并且与描述一起用于解释本发明的原理,在这些附图中,类似的附图标记用于表示类似的要素,下面描述中的附图是本发明的一些实施例,而不是全部实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,可以根据这些附图获得其他的附图。[0057]图1示出了根据本发明的一种浸润剂的制备流程图;具体实施方式[0058]为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本发明实施例对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。需要说明的是,在不冲突的情况下,本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互任意组合。[0059]实施例1

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说 明 书

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根据浸润剂配方称取各组分,其中,水的含量占浸润剂总质量的96.5%,各组分的

固体质量占浸润剂固体总质量分别为:偶联剂10%,润滑剂10%,成膜剂A 20%,成膜剂B 59.34%,消泡剂0.01%,抗氧剂0.15%,pH调节剂0.5%,各组分的固体含量比例合计100%。[0061]其中,偶联剂为双氨基硅烷偶联剂,产品牌号为A-1120;润滑剂为微晶蜡,产品牌号为麦克门的Hydrolube 496;成膜剂A为较高分子量的聚丙烯乳液,产品牌号为麦可门的F Glass X35;成膜剂B为较低分子量的聚丙烯蜡乳液,产品牌号为麦可门的PP2-01;消泡剂为有机硅氧烷BYK019;抗氧剂为次亚磷酸钠;pH值调节剂为醋酸。[0062]将上述组分按如下步骤进行浸润剂的制备:[0063]1S预分散偶联剂:在制备容器中加入质量为总量一半的去离子水,加入称量完成的偶联剂,持续搅拌25分钟;[0064]2S稀释润滑剂、成膜剂、消泡剂和抗氧剂:分别使用去离子稀释浸润剂各组分,其中,润滑剂稀释液中,使用去离子水的质量为润滑剂质量的3倍;成膜剂包括成膜剂A和成膜剂B,分别使用去离子水稀释成膜剂A与成膜剂B,分别制得相应成膜剂的稀释液,再将两种成膜剂稀释液混合均匀,使用去离子水的质量分别为相应成膜剂质量的3倍;消泡剂稀释液中,使用去离子水的质量为消泡剂质量的3倍;抗氧剂稀释液中,使用去离子水的质量为抗氧剂质量的5倍;[0065]3S制备浸润剂:在已完成步骤1S的制备容器中,依次加入润滑剂、成膜剂、消泡剂和抗氧剂的稀释液,搅拌混合均匀后,加入pH值调节剂,控制浸润剂pH值为7。[0066]最终制备的浸润剂可燃物含量指标为0.35%。[0067]实施例2~6参考实施例1的制备过程,各组分的用量需满足本发明所述的比例关系,本领域技术人员可以根据实际情况基于上述制备方法进行适应性调整。在本发明实施例中,水的含量占浸润剂总质量的96.5%,并且,各组分物质的选用与实施例1保持一致。表1示出了浸润剂中各组分固体质量所占浸润剂固体总质量的百分比值,各组分对应的数值为质量百分比/%。[0068]表1浸润剂具体实施例列表

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说 明 书

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对比例

[0072]为了进一步说明本发明的有益效果,选择目前较为常用的玻璃纤维增强聚丙烯树脂CFRT工艺用的浸润剂作为对比实施例,该浸润剂中水的含量占浸润剂总质量的96%,各组分及其含量表示如下:

[0071]

[0073]

其中,偶联剂为γ-氨丙基三乙氧基硅烷,润滑剂为硬脂酸钠,成膜剂为高分子量

的聚丙烯蜡,产品牌号为ME 91735,pH值调节剂为乙酸,LOI值为0.5%。[0075]测试例[0076]将上述实施例与对比例应用于玻璃纤维的生产,并将对应的玻璃纤维应用于增强聚丙烯树脂的CFRT工艺中,并对玻璃纤维的性能以及最终得到的玻璃纤维增强材料的性能进行测试,结果如表2所示。其中,玻璃纤维的线密度为1200tex,玻璃纤维复合材料中玻璃纤维含量为60%。[0077]表2不同玻璃纤维性能测试结果

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从玻璃纤维纱外观来看,使用对比例制得的玻璃纤维纱烘干后颜色偏黄,而使用

实施例1~6制得的玻璃纤维纱烘干后不发生氧化黄变,满足对玻璃纤维纱的颜色要求。[0080]从上述测试例我们可以看出,使用本发明提供的浸润剂制得的玻璃纤维性能较佳,具体体现在机械性能(拉伸强度)及玻璃纤维CFRT工艺性能(分散性、毛羽量)两方面:[0081]在增强材料机械性能测试方面,实施例1~实施例6的拉伸强度均高于900MPa,符合连续纤维增强聚丙烯树脂材料针对机械性能的要求,并且实施例1~实施例6的平均拉伸强度为1002.7MPa,与对比例相比,拉伸强度提升了34.59%。在玻璃纤维CFRT工艺性能测试方面,不同玻璃纤维的集束性较好,即毛羽量较低,除实施例5、6外,其他实施例的毛羽量均低于对比例;而且,不同实施例制得的玻璃纤维的分散性能佳,均满足纱片宽度≥8mm的相关要求,并且实施例1~实施例6的平均纱线宽度为8.97mm,与对比例相比,纱片宽度提升了19.6%。并且实施例3与实施例4的综合性能更优,在实际生产中能够满足更加严格的要求。[0082]综上所述,本发明具有下述有益效果:[0083]第一,本发明提供的浸润剂通过引入复配合适的成膜剂,以及适量的偶联剂、润滑剂、消泡剂、抗氧剂及pH值调节剂等组分,有效地提高了玻璃纤维的分散性,并且毛羽少,出纱张力低,更利于玻璃纤维增强树脂的CFRT工艺。[0084]第二,本发明提供的浸润剂使用不同分子量的聚丙烯蜡乳液通过一定的比例复配为成膜剂,并与合适的偶联剂、润滑剂等其他组分相配合,不仅有效提高玻璃纤维的分散性及集束性,而且与聚丙烯树脂相容性好,最终得到的复合制品机械性能优异。[0085]第三,本发明提供的浸润剂选择了合适的组分与配比,涂覆效果好,不仅玻璃纤维在CFRT工艺中性能优异,复合制品机械性能优异,而且玻璃纤维外观颜色符合相关要求。[0086]最后应说明的是:在本文中,术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含,从而使得包含一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素,而且还包括没有明确列出的其他要素,或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下,由语句“包括一个…”限定的要素,并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。[0087]以上实施例仅用以说明本发明的技术方案,而非对其限制。尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分技术特征进行等同替换;而这些修改或者

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替换,并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

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图1

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