一種穩(wěn)定型玄武巖連續(xù)纖維浸潤(rùn)劑的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于復(fù)合材料的制備領(lǐng)域，具體的說(shuō)，是一種穩(wěn)定型玄武巖連續(xù)纖維浸潤(rùn) 劑。
【背景技術(shù)】
[0002] 在現(xiàn)有的復(fù)合材料領(lǐng)域，作為復(fù)合材料增強(qiáng)體的纖維主要有玻璃纖維、碳纖維、硼 纖維、氧化鋁纖維、碳化硅纖維、聚乙烯纖維等，但由于價(jià)格因素的限制，大部分纖維都只用 于軍事領(lǐng)域，只有玻璃纖維還廣泛應(yīng)用于民用領(lǐng)域，但在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中，玻璃纖維作為復(fù) 合材料增強(qiáng)體還存在一定的缺陷，如： (1) 玻璃纖維的生產(chǎn)過(guò)程能耗較大，不利于節(jié)能環(huán)保； (2) 玻璃纖維的制備工藝對(duì)對(duì)人體有害，尤其是玻璃纖維毛會(huì)對(duì)人體皮膚產(chǎn)生刺激作 用，吸入人體后不能被分解或吸收，很可能引起肺部疾病甚至產(chǎn)生癌變； (3) 環(huán)境污染大，玻璃纖維復(fù)合材料廢棄后不能回收利用或自然降解，不利于環(huán)境的保 護(hù)^等等。
[0003] 當(dāng)然，為克服上述復(fù)合材料增強(qiáng)體的使用缺陷，人們提出了采用玄武巖纖維作 為復(fù)合材料增強(qiáng)體的使用，對(duì)于玄武巖纖維我們知道，它是以天然火山噴出巖為原料，在 1450~1500°C的高溫下熔融后，通過(guò)鉑鍺合金拉絲漏板拉絲制造而成的連續(xù)纖維，具有高 強(qiáng)度、高模量、耐高溫、抗氧化、耐酸堿、抗輻射、電絕緣、絕熱隔聲、過(guò)濾性好、抗壓強(qiáng)度高、 減震和剪切強(qiáng)度高等諸多優(yōu)良性能，同時(shí)，也是一種新型的環(huán)保纖維。
[0004] 目前，常用的玄武巖纖維浸潤(rùn)劑有環(huán)氧乳液、聚氨酯乳液和聚酯乳液三種，研究表 明，現(xiàn)有的三種玄武巖纖維浸潤(rùn)劑在實(shí)際應(yīng)用時(shí)還存在一定局限性，如：聚氨酯乳液作為 浸潤(rùn)劑在堿環(huán)境中溶液水解，聚酯乳液作為浸潤(rùn)劑則適用在紡織時(shí)使用?，F(xiàn)有專利文獻(xiàn) CN102432733.A(-種用于玄武巖纖維浸潤(rùn)劑的陽(yáng)離子型乳液及其制備方法，2012. 05. 02) 揭示了一種可用作玄武巖纖維浸潤(rùn)劑和玻璃纖維浸潤(rùn)劑中成膜劑使用的離子型乳液，具有 合成成本低，能與浸潤(rùn)劑中的其他組份互溶，能使浸潤(rùn)劑表現(xiàn)良好的浸透性和穩(wěn)定性。
[0005] 為提高現(xiàn)有復(fù)合材料產(chǎn)品的特性，浸潤(rùn)劑的研制還在不斷改進(jìn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明的目的在于提供一種穩(wěn)定型玄武巖連續(xù)纖維浸潤(rùn)劑，用于玄武巖纖維的涂 層使用，除具有良好浸透性、穩(wěn)定性外，還具有改善玄武巖纖維集束性、耐磨性的作用，能提 高玄武巖纖維的力學(xué)性能，在斷裂強(qiáng)力、拉伸性能和剪切強(qiáng)度上均有提高。
[0007] 本發(fā)明通過(guò)下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：一種穩(wěn)定型玄武巖連續(xù)纖維浸潤(rùn)劑，其特征在于： 按百分比計(jì)，所述的浸潤(rùn)劑包含有45~60%的成膜劑、5~8%的偶聯(lián)劑、1. 5~2. 8%的潤(rùn) 滑劑、2~5%的PH調(diào)節(jié)劑、其余為水，所述浸潤(rùn)劑的PH值為8~11，所述的成膜劑是由環(huán) 氧樹(shù)脂單體在乳化劑存在的情況下經(jīng)聚合制得的聚合乳液，所述聚合乳液的粒徑控制在 0? 15~0? 75Mm，濃度控制在45~52%。
[0008] 本發(fā)明涉及的浸潤(rùn)劑是以成膜劑為主，再配以適當(dāng)比例的偶聯(lián)劑、潤(rùn)滑劑、PH調(diào) 節(jié)劑和水制成，成膜劑由環(huán)氧樹(shù)脂制備得到聚合乳液，該聚合乳液粒徑適中，與其他助劑結(jié) 合后，表現(xiàn)出來(lái)良好的鋪展性，能夠提高玄武巖纖維的表面性能、力學(xué)性能以及復(fù)合材料性 能，適用性強(qiáng)。
[0009] 為更好的實(shí)現(xiàn)本發(fā)明，所述的乳化劑的結(jié)構(gòu)式滿足：
[0010] 為方便與其他組份相混合，本發(fā)明涉及的偶聯(lián)劑首先使用去離子水水解，醋酸調(diào) 節(jié)PH值后，再加入與其他組份一并加入成膜劑中，用于制備浸潤(rùn)劑，在本發(fā)明中，所述的偶 聯(lián)劑是使用去離子水、醋酸混合攪拌后制得PH值為4~6的水解溶液，按質(zhì)量比計(jì)，所述的 去離子水：醋酸：偶聯(lián)劑=(20~40) :(1~1. 5) : (2~2. 5)。
[0011] 進(jìn)一步的，所述的偶聯(lián)劑是由H2N-硅烷偶聯(lián)劑和H2NC0NH-硅烷偶聯(lián)劑組成的混合 物，按質(zhì)量比計(jì)，H2N-硅烷偶聯(lián)劑：H2NC0NH-硅烷偶聯(lián)劑=1 : (0. 5~1. 8)。
[0012] 本發(fā)明涉及的潤(rùn)滑劑具有良好的潤(rùn)滑效果，同時(shí)又兼具良好的有機(jī)抗靜電性能， 在本發(fā)明中，所述的潤(rùn)滑劑是使用水配制而成的濃度為50~60%的混合液，所述的潤(rùn)滑劑 為脂肪酸酰胺、聚酯、合成酯、羧酸中的一種或兩種以上組成的混合物。
[0013] PH調(diào)節(jié)劑能保證成膜劑處于堿性環(huán)境，從而達(dá)到更好的粘度要求，在本發(fā)明中，所 述的PH調(diào)節(jié)劑選用濃度為40~60%的氨水或有機(jī)胺。
[0014] 本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下優(yōu)點(diǎn)及有益效果： (1)本發(fā)明涉及的浸潤(rùn)劑是以成膜劑為主，再配以適當(dāng)比例的偶聯(lián)劑、潤(rùn)滑劑、PH調(diào)節(jié) 劑和水制成，PH調(diào)節(jié)劑能保證成膜劑處于堿性環(huán)境，從而達(dá)到更好的粘度要求，用于玄武 巖纖維的涂層使用，除具有良好浸透性、穩(wěn)定性外，還具有改善玄武巖纖維集束性、耐磨性 的作用，能提高玄武巖纖維的力學(xué)性能，在斷裂強(qiáng)力、拉伸性能和剪切強(qiáng)度上均有提高。
[0015] (2)本發(fā)明涉及的成膜劑是由環(huán)氧樹(shù)脂為基料，與乳化劑縮合反應(yīng)后制備得到聚 合乳液，該聚合乳液粒徑適中，與其他助劑結(jié)合后，表現(xiàn)出來(lái)良好的鋪展性，能夠提高玄武 巖纖維的表面性能、力學(xué)性能以及復(fù)合材料性能，適用性強(qiáng)。
[0016] (3)本發(fā)明使用偶聯(lián)劑的目的是做增粘劑使用，即可避免浸潤(rùn)劑體系中粒子集結(jié) 及聚合物極具稠化，還可提高有機(jī)聚合物對(duì)強(qiáng)補(bǔ)填料的濕潤(rùn)性，通常使用H2N_硅烷偶聯(lián)劑 和H2NC0NH-硅烷偶聯(lián)劑組成的混合物，浸潤(rùn)劑中所占成分為5~8%。
[0017] (4)本發(fā)明涉及的潤(rùn)滑劑具有良好的潤(rùn)滑效果，同時(shí)又兼具良好的有機(jī)抗靜電性 能。
【具體實(shí)施方式】
[0018] 下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步地詳細(xì)說(shuō)明，但本發(fā)明的實(shí)施方式不限于此。
[0019] 實(shí)施例1 : 本實(shí)施例涉及的玄武巖纖維浸潤(rùn)劑如下： 按百分比計(jì)，包含有45%的成膜劑、5%的偶聯(lián)劑、1. 5%的潤(rùn)滑劑、2%的PH調(diào)節(jié)劑、其余 為水，該浸潤(rùn)劑的PH值為8,其中，成膜劑是由環(huán)氧樹(shù)脂單體在乳化劑存在的情況下經(jīng)聚合 制得的聚合乳液，聚合乳液的粒徑控制在〇. 15Pm，濃度控制在45%。
[0020] 實(shí)施例2 : 本實(shí)施例與實(shí)施例1的區(qū)別在于：本實(shí)施例涉及的乳化劑的結(jié)構(gòu)式滿足：
[0021] 實(shí)施例3: 本實(shí)施例與實(shí)施例1的區(qū)別在于：本實(shí)施例涉及的偶聯(lián)劑是使用去離子水、醋酸混合 攪拌后制得PH值為4的水解溶液，按質(zhì)量比計(jì)，去離子水：醋酸：偶聯(lián)劑=20 :1 :2。
[0022] 在本實(shí)施例中，偶聯(lián)劑是由H2N_硅烷偶聯(lián)劑和H2NC0NH-硅烷偶聯(lián)劑組成的混合 物，按質(zhì)量比計(jì)，H2N-硅烷偶聯(lián)劑：H2NC0NH-硅烷偶聯(lián)劑=1 :0. 5。
[0023] 實(shí)施例4 : 本實(shí)施例與實(shí)施例1的區(qū)別在于：本實(shí)施例涉及的偶聯(lián)劑是使用去離子水、醋酸混合 攪拌后制得PH值為6的水解溶液，按質(zhì)量比計(jì)，去離子水：醋酸：偶聯(lián)劑=40 :1. 5 : 2. 5。
[0024] 在本實(shí)施例中，偶聯(lián)劑是由H2N_硅烷偶聯(lián)劑和H2NC0NH-硅烷偶聯(lián)劑組成的混合 物，按質(zhì)量比計(jì)，H2N-硅烷偶聯(lián)劑：H2NC0NH-硅烷偶聯(lián)劑=1 :1. 8。
[0025] 實(shí)施例5 : 本實(shí)施例與實(shí)施例1的區(qū)別在于：本實(shí)施例涉及的潤(rùn)滑劑是使用水配制而成的濃度為 50%的混合液，潤(rùn)滑劑為脂肪酸酰胺。
[0026] 實(shí)施例6 : 本實(shí)施例與實(shí)施例1的區(qū)別在于：本實(shí)施例涉及的潤(rùn)滑劑是使用水配制而成