一种淀粉基玻璃纤维浸润成膜剂及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种淀粉基玻璃纤维浸润成膜剂及其制备方法，制备方法包括：将高直链淀粉与水混合配制成淀粉浆，加酸酸解得到酸解淀粉浆；酸解淀粉浆中所含淀粉的分子量为20000‑80000g/mol；将酸解淀粉浆的pH值调至4.0‑5.0，过滤，将滤渣清洗后与水混合得到淀粉液；将淀粉液熟化后冷却，加碱调节pH值后加入环氧丙烷进行醚化反应，干燥得到所述淀粉基玻璃纤维浸润成膜剂。本发明专利技术提出的淀粉基玻璃纤维浸润成膜剂的制备方法，其过程简单，反应速度快，且反应中未使用硫酸钠，环保性好，制备得到的淀粉基玻璃纤维浸润成膜剂稳定性好，强度高，在玻璃纤维表面的成膜性好且不易破碎。

A starch-based glass fiber infiltrating film-forming agent and its preparation method

The invention discloses a starch-based glass fiber infiltrating film-forming agent and a preparation method thereof. The preparation method includes: mixing high amylose starch with water to prepare starch slurry, acidizing to obtain acidified starch slurry; the molecular weight of starch contained in acidified starch slurry is 20000 80000g/mol; adjusting the pH value of acidified starch slurry to 4.0 5.0, filtering, cleaning the filter residue and mixing with water to obtain deposition. The starch-based glass fiber infiltrating film-forming agent is obtained by the etherification reaction of starch solution, cooling after ripening, adding alkali to adjust the pH value, and adding propylene oxide to drying. The preparation method of the starch-based glass fiber infiltrating film-forming agent has the advantages of simple process, fast reaction speed, no sodium sulfate used in the reaction, good environmental protection, good stability, high strength, good film-forming property on the surface of glass fiber and non-fragmentation.

【技术实现步骤摘要】
一种淀粉基玻璃纤维浸润成膜剂及其制备方法
本专利技术涉及玻璃纤维
，尤其涉及一种淀粉基玻璃纤维浸润成膜剂及其制备方法。
技术介绍
玻璃纤维用途广泛，在建材、石化、汽车、印刷电路板、风电叶片、电子、电气、新能源等领域中有大量应用。在玻璃纤维拉丝过程中，需要在玻璃纤维表面涂覆一种以有机物乳状液或溶液为主体的多相结构的专用表面处理剂。这种涂覆物既能有效地润滑保护玻璃纤维表面，又能将数百根乃至数千根玻纤单丝集成一束，还能改变玻璃纤维的表面状态。这样不仅满足了在后续加工工序中对玻纤原丝性能的要求，而且在复合材料中还能促进玻璃纤维与被增强的高分子聚合物的结合。这些有机涂覆物统称为玻璃纤维浸润剂(简称拉丝浸润剂)。浸润剂是由成膜剂、偶联剂、润滑剂、抗静电剂等多物质组成，一般配成5～10％的水溶液。成膜剂占浸润剂总量的2％-15％，是浸润剂的关键组分，决定浸润剂性能；它不仅对原丝起集束、粘结作用，还决定玻纤在玻璃纤维增强塑料成型时的工艺性能。淀粉在浸润剂中作为成膜剂原料已经被广泛应用。淀粉型浸润剂对玻纤集束保护作用好、退解织造时毛丝少，原料无毒、热清洗容易、分解温度低、经后处理布面整洁。淀粉型浸润剂属于可再生能源，且环保。在实际生产中，如果将普通的淀粉直接用作浸润剂组分中的成膜剂，性能方面远远达不到生产要求。最大的缺点是制成的浸润剂不能很好的在玻璃丝表面形成致密的膜来起到对玻璃纤维的保护、集束等作用，因而必须对其进行改性。淀粉用于浸润剂涂覆玻璃纤维时，由于粘度较高和淀粉容易回生，在玻纤表面的铺展不均，与玻纤表面贴和不紧密，与玻纤表面浸润效果较差。现有技术中，对于降低淀粉的粘度和回生速度，一般采取加挂化学基团比如羟丙基对其进行改性；然而所有改性都是基于淀粉颗粒的改性，反应时间长，不环保。
技术实现思路
基于
技术介绍
存在的技术问题，本专利技术提出了一种淀粉基玻璃纤维浸润成膜剂及其制备方法，所述制备方法过程简单，反应速度快，且反应中未使用硫酸钠，环保性好，制备得到的淀粉基玻璃纤维浸润成膜剂稳定性好，强度高，在玻璃纤维表面的成膜性好且不易破碎。本专利技术提出的一种淀粉基玻璃纤维浸润成膜剂的制备方法，包括以下步骤：S1、将高直链淀粉与水混合配制成淀粉浆，将淀粉浆加酸酸解得到酸解淀粉浆；其中，酸解淀粉浆中所含淀粉的分子量为20000-80000g/mol；S2、将酸解淀粉浆的pH值调至4.0-5.0，过滤，将滤渣清洗后与水混合得到淀粉液；将淀粉液熟化后冷却，加碱调节pH值后加入环氧丙烷进行醚化反应，反应结束后干燥得到所述淀粉基玻璃纤维浸润成膜剂。优选地，在S1中，所述高直链淀粉中，直链淀粉的质量含量为50wt％-60wt％；淀粉浆中，高直链淀粉的质量含量为35-45wt％。优选地，淀粉浆中，高直链淀粉的质量含量为40wt％。优选地，在S1中，所述酸为硫酸、盐酸、醋酸中的一种或者多种的混合物。优选地，在S1中，以酚酞为指示剂，加酸直到50ml样品用56-60毫升、0.1mol/L的氢氧化钠溶液滴定使酚酞变色。优选地，在S1中，将淀粉浆加热至50-60℃后加酸酸解；所述酸解的时间为8-24h。优选地，所述酸解的时间为16h。优选地，在S2中，所述淀粉液的固含量为35-45wt％。优选地，所述淀粉液的固含量为40wt％。优选地，在S2中，熟化的温度为115-125℃。优选地，熟化的温度为120℃。优选地，在S2中，以酚酞为指示剂，加碱直到50mL样品用61-65mL、0.1mol/L的盐酸滴定使酚酞变色。优选地，在S2中，所述醚化反应的温度为45-50℃，时间为2.5-3.5h。优选地，所述醚化反应的温度为48℃，时间为3h。本专利技术还提出的一种淀粉基玻璃纤维浸润成膜剂，采用所述淀粉基玻璃纤维浸润成膜剂的制备方法制备而成。本专利技术还提出了一种淀粉基玻璃纤维浸润成膜剂在玻璃纤维浸润剂中的应用。本专利技术还提出的一种淀粉基玻璃纤维浸润成膜剂在玻璃纤维浸润剂中的应用方法，包括以下步骤：按重量份将40份淀粉基玻璃纤维浸润成膜剂与去离子水混合成质量百分含量为5％的溶液，调节温度至70-80℃得到淀粉糊待用；将0.25-0.65份GW-18溶解于水中，调节温度为75℃以上得到溶液A；将0.7-1.2份NBL-70溶解在78-82℃的热水中得到溶液B；将助剂NBL-e-2010.8-1.5份、SofbonGF-10.50-0.85份、L-440.05-0.15份、NewlonGF-1010.02-0.08份、NewlonGF-1000.05-0.15份加入乳化容器内，加热至75-85℃，在5000r/min的搅拌转速下加入溶液A，搅拌至膏状，加入85℃以上的热水，得到稳定的水包油乳液，在5000r/min的搅拌转速下搅拌3-8min，然后加入淀粉糊中，加入溶液B，用68-75℃的水定量至1000份，得到玻璃纤维浸润剂。本专利技术所述淀粉基玻璃纤维浸润成膜剂的制备方法中，选择了特定的高直链淀粉为原料，首先用酸在淀粉固相时切割淀粉非晶体区域，将淀粉分子大小分布具体控制在20000到80000g/mol，然后经高温熟化使淀粉溶于水中变成淀粉分散相，再用环氧丙烷进行醚化反应，使羟丙基与淀粉分子进行接枝，得到了所述淀粉基玻璃纤维浸润成膜剂；与现有技术相比具有以下优点：1、使羟丙基接枝反应在淀粉分散相中进行，与现有的固相羟丙基接枝方法相比，羟丙基在淀粉分子上分布更加均匀，所得成膜剂更稳定，强度更好，且其不易回生，所成膜不易破碎；2、采用了高温熟化的方式使淀粉分子溶解于水中，之后进行了醚化反应，未使用硫酸钠，降低了环境污染；3、将醚化反应的时间从十几小时缩短为2.5-3.5h，反应速度快。具体实施方式下面，通过具体实施例对本专利技术的技术方案进行详细说明。实施例1本专利技术提出的一种淀粉基玻璃纤维浸润成膜剂的制备方法，包括以下步骤：S1、称取500g直链淀粉含量为50％的高直链淀粉，加750克水配制成固含量为40wt％的淀粉浆，加热到55℃，然后加硫酸并取样，以酚酞为指示剂进行滴定，当50mL样品用56mL、0.1mol/L的氢氧化钠溶液滴定使酚酞变色时停止加酸，酸解16h后得到酸解淀粉浆；测定酸解淀粉浆中淀粉的分子量为20000-80000g/mol；S2、将酸解淀粉浆的pH值调至4.0，过滤，将滤渣清洗除去多余的盐，加水形成固含量为40wt％的淀粉液，将淀粉液在120℃下熟化，冷却到48℃，加碱调节pH值并取样进行滴定，以酚酞为指示剂，当50ml样品用61mL、0.1mol/L的盐酸滴定使酚酞变色时停止加碱，加入27.5克环氧丙烷，在48℃下反应3小时，清洗、干燥得到所述淀粉基玻璃纤维浸润成膜剂。本专利技术还提出的一种淀粉基玻璃纤维浸润成膜剂，采用所述淀粉基玻璃纤维浸润成膜剂的制备方法制备而成。对比例1一种淀粉基玻璃纤维浸润成膜剂的制备方法，包括以下步骤：S1、称取500g直链淀粉含量为50％的高直链淀粉，加750克水配制成固含量为40wt％的淀粉浆，加热到55℃，然后加硫酸酸解得到酸解淀粉浆；测定酸解淀粉浆中淀粉的分子量＞80000g/mol；S2、将酸解淀粉浆的pH值调至4.0，过滤，将滤渣清洗除去多余的盐，加水形成固含量为40wt％的淀粉液，将淀粉液在120℃下熟化，冷却本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种淀粉基玻璃纤维浸润成膜剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、将高直链淀粉与水混合配制成淀粉浆，将淀粉浆加酸酸解得到酸解淀粉浆；其中，酸解淀粉浆中所含淀粉的分子量为20000‑80000g/mol；S2、将酸解淀粉浆的pH值调至4.0‑5.0，过滤，将滤渣清洗后与水混合得到淀粉液；将淀粉液熟化后冷却，加碱调节pH值后加入环氧丙烷进行醚化反应，反应结束后干燥得到所述淀粉基玻璃纤维浸润成膜剂。

【技术特征摘要】
1.一种淀粉基玻璃纤维浸润成膜剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、将高直链淀粉与水混合配制成淀粉浆，将淀粉浆加酸酸解得到酸解淀粉浆；其中，酸解淀粉浆中所含淀粉的分子量为20000-80000g/mol；S2、将酸解淀粉浆的pH值调至4.0-5.0，过滤，将滤渣清洗后与水混合得到淀粉液；将淀粉液熟化后冷却，加碱调节pH值后加入环氧丙烷进行醚化反应，反应结束后干燥得到所述淀粉基玻璃纤维浸润成膜剂。2.根据权利要求1所述淀粉基玻璃纤维浸润成膜剂的制备方法，其特征在于，在S1中，所述高直链淀粉中，直链淀粉的质量含量为50wt％-60wt％；淀粉浆中，高直链淀粉的质量含量为35-45wt％；优选地，淀粉浆中，高直链淀粉的质量含量为40wt％。3.根据权利要求1或2所述淀粉基玻璃纤维浸润成膜剂的制备方法，其特征在于，在S1中，所述酸为硫酸、盐酸、醋酸中的一种或者多种的混合物。4.根据权利要求1-3中任一项所述淀粉基玻璃纤维浸润成膜剂的制备方法，其特征在于，在S1中，以酚酞为指示剂，加酸直到50ml样品用56-60毫升、0.1mol/L的氢氧化钠溶液滴定使酚酞变色。5.根据权利要求1-...

【专利技术属性】
技术研发人员：蒋洪新，吕佳昀，
申请(专利权)人：安徽华明太合生物工程有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽,34