聚氨酯玻璃纤维复合纤维布的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种聚氨酯玻璃纤维复合纤维布的制备方法，将拉丝形成的玻璃纤维经过浸润剂处理后，再经过表面处理，然后直接与聚氨酯单体进行反应，得到聚氨酯/玻璃纤维复合纤维。所制得的聚氨酯/玻璃纤维复合纤维可直接经过捻线，整经，穿经等步骤然后织布，最终得到超薄聚氨酯/玻璃纤维复合纤维布。本发明专利技术的制备方法没有热处理步骤，提高了色度等产品一致性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种复合纤维的制备方法，具体涉及一种聚氨酯/玻璃纤维复合纤维布的制备方法。
技术介绍
玻璃纤维是一种工程材料，具有耐高温，抗腐蚀，强度高，密度小，吸湿低，延伸小及绝缘好等一系列优异特性。玻璃纤维布的生产借鉴了传统的纺织技术，并创造出独特的后加工体系。 传统的聚氨酯/玻璃纤维复合纤维布在制备时是先将玻璃原料拉丝，然后捻线、整经、穿经，织成玻璃纤维布后将聚氨酯复合在玻璃纤维布上，从而得到复合纤维布。但是按照传统的制备方法将玻璃纤维布与聚氨酯等高分子复合形成的玻纤布厚度比较大，而且其生产技术难度大，对产品质量要求高，被视为玻璃纤维系列制品中的高新技术产品。 例如中国专利103507278 A (申请号201210216602.1)公开了一种溶液浸溃法制备玻纤布增强热塑性聚氨酯复合材料的方法，首先制备热塑性聚氨酯溶液，将玻纤布浸溃于热塑性聚氨酯溶液中，对浸溃有聚氨酯溶液的玻纤布进行干燥处理，制得玻纤布浸溃片材，对玻纤布浸溃片材热压成型，即得到复合材料。按照这种方法制得的聚氨酯/玻璃纤维复合纤维布，由于玻纤布的致密性，聚氨酯涂层只能在布的表面进行复合，聚氨酯单体和聚合物很难进入到玻璃纤维布的内部，导致这种聚氨酯/玻璃纤维复合纤维布的性能均一性较差。而且采用整匹玻璃布进行复合，对设备和技术的工艺要求非常严格，废品率比较高。 中国专利文献CN 103804888 A公开了一种连续玻纤增强热塑性聚氨酯复合材料及其制备方法，制备时先制备热塑性聚氨酯薄膜，然后将玻纤布叠加到两层热塑性聚氨酯薄膜的中间，经过热压辊，使热塑性聚氨酯浸入到玻纤布中，再经过冷却装置，制得玻纤布预浸带；将预浸带剪裁、铺叠并热压成型，得到连续玻纤增强热塑性聚氨酯复合材料。按照这种方法制得的聚氨酯/玻璃纤维复合纤维布超过0.4毫米，很难得到超薄的聚氨酯/玻璃纤维复合纤维布。而且由于聚氨酯与玻璃纤维采用的是物理复合，所以容易造成聚氨酯和玻璃纤维的分离，大大限制了其应用范围。特别是在电子产业领域，基本不能采用该工艺进行生产。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供一种工艺简单、产品质量稳定、可制备超薄纤维布的。 实现本专利技术目的的技术方案是一种，包括以下步骤:①拉丝，将玻璃原料在全钼坩埚或者代钼坩埚融化，然后通过漏板拉制成玻璃纤维原丝，在拉制过程中，玻璃纤维原丝表面涂覆一层浸润剂。 ②玻璃纤维表面处理，将步骤①获得的玻璃纤维原丝在表面处理剂中停留0.1S?20s完成表面处理，经过表面处理剂处理后的玻璃纤维表面上包括化学活性基团。 ③聚氨酯复合，将步骤②经过表面处理的玻璃纤维经过聚氨酯的水溶液，停留时间为2?10s，玻璃纤维的表面涂敷一层聚氨酯涂层，从而得到聚氨酯/玻璃纤维复合纤维。玻璃纤维表面涂敷的聚氨酯涂层的厚度为200纳米?10微米。 ④捻线前处理，将步骤③所制备的聚氨酯/玻璃纤维复合纤维在清水中进行洗涤1s?20s，以除去未接枝的聚氨酯。 ⑤将步骤④处理后的聚氨酯/玻璃纤维复合纤维按照现有工艺加捻成纱、整经、穿经，然后织造得到聚氨酯玻璃纤维复合纤维布。 上述步骤①中所用的浸润剂的组成如下:偶联剂I份?10份，润滑剂I份?10份，环氧成膜剂I份?20份，粘结剂2份?10份，表面活性剂2份?10份，水40份?70份。 作为优选的，步骤①拉制得到的单根玻璃纤维原丝的直径为5μπι?50μπι。 上述步骤②玻璃纤维表面处理所用的表面处理剂为硅烷偶联剂的水溶液，浓度为1% ?510%。 可选择的，所述硅烷偶联剂为单胺的硅烷偶联剂，或者是二胺的硅烷偶联剂，或者是二胺的娃烧偶联剂。 步骤②经过表面处理剂处理后的玻璃纤维表面上的化学活性基团包括氨基和羟基。 一种如上所述的制备的复合纤维布。 上述复合纤维布的厚度为0.05mm?2mm。 本专利技术具有积极的效果:(I)本专利技术的先在玻璃原料拉丝后形成的单根玻璃纤维原丝上形成聚氨酯涂层，得到聚氨酯/玻璃纤维复合纤维，这种复合纤维由于外层有聚氨酯涂层的保护，可有效防止原丝捻成的纺织纱散丝、形成毛丝，增强了纺织纱的硬挺度、分散性及滑爽性。可以说聚氨酯涂层起到了传统工艺中所用浸润剂的部分成分的成膜作用。 (2)由于玻璃纤维表面上形成聚氨酯涂层，聚氨酯涂层已经起到了成膜作用，因此本专利技术制备方法所采用的浸润剂与传统浸润剂相比，减少了传统浸润剂中起成膜作用的淀粉-油剂类等成分。 (3)本专利技术所采用的制备工艺中省去了热处理步骤。传统工艺所使用的浸润剂中由于含有淀粉-油剂类等成分，将玻纤布与聚氨酯等高分子材料复合时，必须对浸溃了聚氨酯等高分子材料的玻纤布进行高温处理，将淀粉-油剂类等成分除去后玻纤才能与高分子材料复合成功。而本专利技术由于浸润剂中没有淀粉-油剂类等成分，无需热处理步骤即可将聚氨酯在玻纤表面成膜。 (4)进一步的，由于本专利技术所采用的工艺无需热处理，因此减少了产品外观颜色的色差，产品的成品率有较大幅度提高；另外产品稳定性高、毒性低，具有广泛的应用前景。本专利技术的制备方法步骤简单，易于实现规模化生产。 (5)与传统的将聚氨酯复合在玻璃纤维布上从而得到复合纤维布的工艺相比，本专利技术将聚氨酯复合在玻璃原料拉丝后形成的单根玻璃纤维上，所得到的复合纤维可以制备超薄的纤维布。将单根玻璃纤维通过聚氨酯溶液进行快速复合，可以在玻璃纤维表面形成一层纳米级的聚氨酯涂层，其厚度只有200纳米?10微米，从而由该纤维束制得的纤维布厚度最低能低至0.05毫米，非常适合在电子产品领域进行应用。 【具体实施方式】 (实施例1)本实施例的包括以下步骤: ①拉丝。将玻璃原料在全钼坩埚或者代钼坩埚融化(本实施例中为无碱玻璃球在1240°C?1260°C下融化)，然后通过钼铑合金漏板拉制成玻璃纤维原丝。单根玻璃纤维原丝的直径为5 μ m?20 μ m。在拉制过程中，单根玻璃纤维原丝表面涂覆一层浸润剂。 所述浸润剂乳液的组成如下:偶联剂I份?10份，润滑剂I份?10份，环氧成膜剂I份?20份，粘结剂2份?10份，表面活性剂2份?10份，水40份?70份。浸润剂中固体含量为30%?60%，可燃物含量为5%?15%。 本实施例所使用的浸润剂乳液的组成如下:偶联剂6份，润滑剂5份，环氧成膜剂10份，粘结剂5份，表面活性剂5份，水69份。其中固体含量为31%，可燃物含量为11%。 浸润剂乳液中乳胶粒子的直径主要分布在100?lOOOnm，本实施例中乳胶粒子的直径为200?500nm。 所述偶联剂采用的是美国联碳公司所生产的牌号为A — 1100的硅烷偶联剂，所述润滑剂采用的是美国OCF公司所生产的牌号为K-12的润滑剂，所述环氧成膜剂采用的是BASF公司所生产的牌号为GlaSCol?HN4的环氧树脂，粘结剂采用的是南京瑞迪森公司所生产的牌号为RL-1030的聚乙烯醇胶树脂。表面活性剂是美国DOW生产的DOWFAX 2A1树脂。 ②玻璃纤维表面处理。将步骤①获得的单根玻璃纤维原丝在表面处理剂中停留 0.1 S?20s，本实施例中为5s完成表面处理。经过表面处理剂处理后的玻璃纤维表面上包括以羟基和氨基为主的化学活性基团。 所述表面处理剂为硅烷偶联剂的水溶液，浓度为1本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种聚氨酯玻璃纤维复合纤维布的制备方法，其特征在于包括以下步骤：①拉丝，将玻璃原料在全铂坩埚或者代铂坩埚融化，然后通过漏板拉制成玻璃纤维原丝，在拉制过程中，玻璃纤维原丝表面涂覆一层浸润剂；②玻璃纤维表面处理，将步骤①获得的玻璃纤维原丝在表面处理剂中停留0.1 s～20s完成表面处理，经过表面处理剂处理后的玻璃纤维表面上包括化学活性基团；③聚氨酯复合，将步骤②经过表面处理的玻璃纤维经过聚氨酯的水溶液，停留时间为2～10s，玻璃纤维的表面涂敷一层聚氨酯涂层，从而得到聚氨酯/玻璃纤维复合纤维；④捻线前处理，将步骤③所制备的聚氨酯/玻璃纤维复合纤维在清水中进行洗涤10s～20s，以除去未接枝的聚氨酯；⑤将步骤④处理后的聚氨酯/玻璃纤维复合纤维按照现有工艺加捻成纱、整经、穿经，然后织造得到聚氨酯玻璃纤维复合纤维布。

【技术特征摘要】
1.一种聚氨酯玻璃纤维复合纤维布的制备方法，其特征在于包括以下步骤: ①拉丝，将玻璃原料在全钼坩埚或者代钼坩埚融化，然后通过漏板拉制成玻璃纤维原丝，在拉制过程中，玻璃纤维原丝表面涂覆一层浸润剂； ②玻璃纤维表面处理，将步骤①获得的玻璃纤维原丝在表面处理剂中停留0.1 S?20s完成表面处理，经过表面处理剂处理后的玻璃纤维表面上包括化学活性基团； ③聚氨酯复合，将步骤②经过表面处理的玻璃纤维经过聚氨酯的水溶液，停留时间为2?10s，玻璃纤维的表面涂敷一层聚氨酯涂层，从而得到聚氨酯/玻璃纤维复合纤维； ④捻线前处理，将步骤③所制备的聚氨酯/玻璃纤维复合纤维在清水中进行洗涤1s?20s，以除去未接枝的聚氨酯； ⑤将步骤④处理后的聚氨酯/玻璃纤维复合纤维按照现有工艺加捻成纱、整经、穿经，然后织造得到聚氨酯玻璃纤维复合纤维布。2.根据权利要求1所述的聚氨酯玻璃纤维复合纤维布的制备方法，其特征在于:步骤①中所用的浸润剂的组成如下:偶联剂I份?10份，润滑剂I份?10份，环氧成膜剂I份?20份，粘结剂2份?10份，表面活...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨润苗，刘玉海，郑纯智，董观秀，杨雁玲，赵德建，
申请(专利权)人：江苏理工学院，
类型：发明
国别省市：江苏;32