專利名稱：一種玻纖粗紗用成膜劑及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及玻璃纖維技術(shù)領(lǐng)域，更具體地說，涉及一種玻纖粗紗用成膜劑及其制備方法。
背景技術(shù)：
玻璃纖維浸潤(rùn)劑是用于玻璃纖維表面涂覆的一種表面處理劑，對(duì)玻璃纖維的制造至關(guān)重要，決定了纖維的作業(yè)性能和纖維在復(fù)合材料中的表現(xiàn)。浸潤(rùn)劑是由成膜劑、偶聯(lián)劑和抗靜電劑等混合形成多組分水溶液或乳液，能有效潤(rùn)滑玻璃纖維表面，使玻璃纖維光滑、 柔軟、耐磨，并賦予后期復(fù)合材料卓越的性能。浸潤(rùn)劑的作用主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面潤(rùn)滑保護(hù)作用、粘結(jié)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(rùn)劑的作用下，玻纖制品具有理想的物理性能、力學(xué)性能、化學(xué)性能、 電學(xué)性能以及耐老化性能等應(yīng)用性能。成膜劑是玻纖浸潤(rùn)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(xù)均勻的薄膜，對(duì)及玻纖后期的使用性能有極其重要的作用。由于環(huán)氧樹脂與目前常用的復(fù)合材料樹脂基體之間存在良好的粘接性，從而環(huán)氧樹脂成膜劑在成膜劑體系中占有很大的比例。隨著社會(huì)的進(jìn)步和人們環(huán)保意識(shí)的增強(qiáng)，環(huán)氧樹脂的水性化已成為當(dāng)今高分子領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)之一。水性環(huán)氧樹脂成膜劑的制備方法主要包括機(jī)械法、相反轉(zhuǎn)法和化學(xué)改性法三種，其中化學(xué)改性法是目前較為常用的水性環(huán)氧樹脂成膜劑的制備方法?，F(xiàn)有技術(shù)中報(bào)道了一種采用化學(xué)改性法制備水性環(huán)氧樹脂成膜劑的制備方法，步驟包括(1)將環(huán)氧當(dāng)量為500 700的環(huán)氧樹脂在100 110°C溶解于潤(rùn)滑劑中，得到環(huán)氧樹脂溶液；(2) 在70°C 80°C，向環(huán)氧樹脂溶液中加入活性胺，然后升溫至120°C 130°C ； (3)在100 110°C下加入冰醋酸進(jìn)行反應(yīng)，得到季銨鹽改性環(huán)氧樹脂溶液，加水混合均勻后得到環(huán)氧樹脂成膜劑。但是，上述報(bào)道的制備方法的制備溫度較高，導(dǎo)致得到的水性環(huán)氧樹脂成膜劑的顏色較深從而影響使用該成膜劑的玻璃纖維的外觀。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明要解決的技術(shù)問題在于提供一種玻纖粗紗用成膜劑及其制備方法，該方法制備的水性環(huán)氧樹脂成膜劑的顏色淺，使用水性環(huán)氧樹脂成膜劑的玻璃纖維具有良好的外觀和拉力強(qiáng)度。為了解決以上技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種玻纖粗紗用成膜劑的制備方法，包括以下步驟步驟a)將分子量為200 400的聚乙二醇與雙酚A型環(huán)氧樹脂混合，加熱攪拌， 得到環(huán)氧樹脂溶液，所述雙酚A型環(huán)氧樹脂與所述聚乙二醇的質(zhì)量比為(2. 33 19) 1 ；步驟b)在65 75°C下向所述環(huán)氧樹脂溶液中加入仲胺，反應(yīng)后得到混合溶液，反應(yīng)溫度為75 85°C，所述雙酚A型環(huán)氧樹脂與仲胺的質(zhì)量比為(1.8 3. 6) 1 ；步驟C)將所述混合溶液降溫至55 65°C，加入冰醋酸，反應(yīng)后加水?dāng)嚢?，得到玻纖粗紗用成膜劑。優(yōu)選的，所述步驟a)的加熱時(shí)間為30 60min。優(yōu)選的，所述仲胺的加入時(shí)間為30 60min。優(yōu)選的，得到混合溶液的反應(yīng)溫度為75 85°C，反應(yīng)時(shí)間為30 90min。優(yōu)選的，得到玻纖粗紗用成膜劑的反應(yīng)溫度為70 75°C，反應(yīng)時(shí)間為30 40mino優(yōu)選的，所述冰醋酸與所述仲胺的摩爾比為(1 1.幻1。優(yōu)選的，得到玻纖粗紗用成膜劑的攪拌時(shí)間為60 120min，攪拌溫度為68 75 0C ο優(yōu)選的，所述雙酚A型環(huán)氧樹脂的環(huán)氧當(dāng)量為150 350。相應(yīng)的，本發(fā)明還提供ー種上述技術(shù)方案制備的玻纖粗紗用成膜劑。優(yōu)選的，粒徑為20 40nm。本發(fā)明提供一種玻纖粗紗用成膜劑的制備方法，首先將分子量為200 400的聚乙ニ醇與雙酚A型環(huán)氧樹脂混合形成環(huán)氧樹脂溶液，聚乙ニ醇作為溶劑起到稀釋分散的作用；向所述環(huán)氧樹脂溶液中加入仲胺后，仲胺上的活潑氫與部分環(huán)氧基反應(yīng)生成叔胺，由于叔胺是羥基與環(huán)氧基反應(yīng)的催化劑，聚乙ニ醇鏈端的羥基與環(huán)氧基在得到的叔胺的催化作用下反應(yīng)生成交聯(lián)結(jié)構(gòu)，從而本發(fā)明利用了聚乙ニ醇改善得到的成膜劑的潤(rùn)滑性能，另ー 方面，本發(fā)明利用仲胺上活潑氫與環(huán)氧基的反應(yīng)引入親水基團(tuán)，使制備的成膜劑具備親水特性。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明降低了環(huán)氧樹脂與仲胺的反應(yīng)溫度以及冰醋酸的加入溫度等條件，各原料之間充分反應(yīng)的同時(shí)使制備的水性環(huán)氧樹脂成膜劑的顏色淺，保證了使用水性環(huán)氧樹脂成膜劑的玻璃纖維具有良好的外觀。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，本發(fā)明制備的玻纖粗紗用成膜劑的顏色較淺，使用水性環(huán)氧樹脂成膜劑的玻璃纖維的拉カ強(qiáng)度較好，織布毛紗較少。
具體實(shí)施例方式下面對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。本發(fā)明公開了ー種玻纖粗紗用成膜劑的制備方法，包括以下步驟步驟a)將分子量為200 400的聚乙ニ醇與雙酚A型環(huán)氧樹脂混合，加熱攪拌， 得到環(huán)氧樹脂溶液，所述雙酚A型環(huán)氧樹脂與所述聚乙ニ醇的質(zhì)量比為(2. 33 19) 1 ；步驟b)在65 75°C下向所述環(huán)氧樹脂溶液中加入仲胺，反應(yīng)后得到混合溶液，反應(yīng)溫度為75 85°C，所述雙酚A型環(huán)氧樹脂與仲胺的質(zhì)量比為(1.8 3. 6) 1 ；步驟c)將所述混合溶液降溫至55 65°C，加入冰醋酸，反應(yīng)后加水?dāng)嚢?，得到玻纖粗紗用成膜劑。本發(fā)明采用分子量為200 400的聚乙ニ醇(PEG)作為溶剤，在與雙酚A型環(huán)氧樹脂混合的步驟中起到稀釋分散的作用，在得到環(huán)氧樹脂溶液的步驟中不參加反應(yīng)，所述聚乙ニ醇的分子量?jī)?yōu)選為200 300，更優(yōu)選為200。所述步驟a)的加熱時(shí)間優(yōu)選為30 60min,更優(yōu)選為30 50min，更優(yōu)選為40 50min ；加熱溫度優(yōu)選為70 80°C，更優(yōu)選為 70 75°C。所述雙酚A型環(huán)氧樹脂與所述聚乙ニ醇的質(zhì)量比優(yōu)選為(2. 33 19) 1，更優(yōu)選為(5 15) 1，更優(yōu)選為(7 10) 1。本發(fā)明優(yōu)選環(huán)氧當(dāng)量較低，室溫下為液態(tài)的環(huán)氧樹脂，從而可以與聚乙ニ醇在較低溫度下互溶。所述雙酚A型環(huán)氧樹脂的環(huán)氧當(dāng)量?jī)?yōu)選為150 350，更優(yōu)選為180 300，更優(yōu)選為200 300。得到環(huán)氧樹脂溶液后向所述環(huán)氧樹脂溶液中加入仲胺，仲胺上的活潑氫與環(huán)氧基反應(yīng)，所述雙酚A型環(huán)氧樹脂與仲胺的質(zhì)量比為0 3. 6) 1，更優(yōu)選為O. 5 3. 2) 1，
反應(yīng)式如下
權(quán)利要求
1.一種玻纖粗紗用成膜劑的制備方法，包括以下步驟步驟a)將分子量為200 400的聚乙二醇與雙酚A型環(huán)氧樹脂混合，加熱攪拌，得到環(huán)氧樹脂溶液，所述雙酚A型環(huán)氧樹脂與所述聚乙二醇的質(zhì)量比為(2. 33 19) 1 ；步驟b)在65 75°C下向所述環(huán)氧樹脂溶液中加入仲胺，反應(yīng)后得到混合溶液，反應(yīng)溫度為75 85°C，所述雙酚A型環(huán)氧樹脂與仲胺的質(zhì)量比為(1.8 3. 6) 1 ；步驟c)將所述混合溶液降溫至55 65°C，加入冰醋酸，反應(yīng)后加水?dāng)嚢?，得到玻纖粗紗用成膜劑。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述步驟a)的加熱時(shí)間為30 60mino
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述仲胺的加入時(shí)間為30 60min。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，得到混合溶液的反應(yīng)溫度為75 85 °C，反應(yīng)時(shí)間為30 90min。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，得到玻纖粗紗用成膜劑的反應(yīng)溫度為70 75°C，反應(yīng)時(shí)間為30 40min。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述冰醋酸與所述仲胺的摩爾比為 (1 1. 3) 1。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，得到玻纖粗紗用成膜劑的攪拌時(shí)間為60 120min，攪拌溫度為68 75°C。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述雙酚A型環(huán)氧樹脂的環(huán)氧當(dāng)量為 150 350。
9.一種權(quán)利要求1 8任意一項(xiàng)制備的玻纖粗紗用成膜劑。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的玻纖粗紗用成膜劑，其特征在于，粒徑為20 40nm。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種玻纖粗紗用成膜劑的制備方法，首先將分子量為200～400的聚乙二醇與雙酚A型環(huán)氧樹脂混合得到環(huán)氧樹脂溶液；向所述環(huán)氧樹脂溶液中加入仲胺后，仲胺上的活潑氫與部分環(huán)氧基反應(yīng)生成叔胺，聚乙二醇鏈端的羥基與環(huán)氧基在得到的叔胺的催化作用下反應(yīng)生成交聯(lián)結(jié)構(gòu)，從而本發(fā)明利用了聚乙二醇改善得到的成膜劑的潤(rùn)滑性能，另一方面，本發(fā)明利用仲胺上活潑氫與環(huán)氧基的反應(yīng)引入親水基團(tuán)，使制備的成膜劑具備親水特性。本發(fā)明降低了環(huán)氧樹脂與仲胺的反應(yīng)溫度以及冰醋酸的加入溫度等條件，各原料之間充分反應(yīng)的同時(shí)使制備的水性環(huán)氧樹脂成膜劑的顏色淺，保證了使用水性環(huán)氧樹脂成膜劑的玻璃纖維具有良好的外觀。
文檔編號(hào)C08G59/16GK102558501SQ201110433470
公開日2012年7月11日 申請(qǐng)日期2011年12月21日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月21日
發(fā)明者王樂, 王洲一, 龍浩 申請(qǐng)人:重慶國(guó)際復(fù)合材料有限公司