一种玻璃纤维悬浮液及其制备方法和应用技术

本发明专利技术提供了一种玻璃纤维悬浮液，包含以下组分，各组分的含量以质量百分比表示如下：玻璃纤维5～30％；分散剂1～10％；胺中和剂1～5％；增稠剂1～8％；表面活性剂1～5％；水45～90％。该玻璃纤维悬浮液可用于制备绿色环保的新型水溶性涂料，由其制备的水性涂料产品无毒环保、无气味；且耐黄变性好、耐磨性、耐老化以及耐气候性能佳，能够用于高端水性涂料；同时，该悬浮液具有良好的稳定性和储存性，非常有利于工业化生产的使用与推广。

Glass fiber suspension and preparation method and application thereof

The invention provides a glass fiber suspension, which comprises the following components, and the contents of each component are expressed as follows: glass fiber 5-30%; dispersant 1-10%; amine neutralizer 1-5%; thickener 1-8%; surfactant 1-5%; water 45-90%. The glass fiber suspension can be used to prepare green and environmentally friendly new water-soluble coatings, and the water-borne coatings produced by the suspension are non-toxic, environmentally friendly and odorless, and have good yellowing resistance, wear resistance, aging resistance and climate resistance, and can be used for high-end water-borne coatings; at the same time, the suspension has good stability and storage properties. It is very conducive to the use and promotion of industrial production.

【技术实现步骤摘要】
一种玻璃纤维悬浮液及其制备方法和应用
本专利技术涉及一种悬浮液，尤其涉及一种玻璃纤维悬浮液及其制备方法和应用。
技术介绍
随着人们环保意识的不断增强，水溶性涂料作为涂料市场上一种比较新型的绿色环保涂料，相对于油性油漆涂料，具有明显的优势：水溶性涂料以水作为溶剂，节省了大量的资源；相比于传统的油性涂料大大降低了对大气的污染，同时也消除了施工时的火灾危险性；水溶性涂料在湿表面和潮湿环境中可以直接涂覆施工，对材质表面适应性好，附着力强；水溶性涂料涂装工具可以用水清洗，大大减少清洗剂的消耗；水溶性涂料涂膜均匀、平整，展平性好，其推广对资源的合理利用和环境卫生的改善，具有十分重要的意义。在日益重视涂料安全和环保指标的今天，水溶性涂料正因其所具有的低危害、低污染特性，逐渐为市场所推崇。因此，水溶性涂料是未来涂料市场的发展方向，这是毋庸置疑的，企业安全生产的需求、员工安全意识的提高、人工成本的提高、原材料企业重视水性涂料的研发、涂料企业重点发展水性涂料等因素，一起促成了水性涂料不可逆转的发展大势。目前市场上存在的水性涂料，普遍存在稳定性和储存性较差的问题，因而在工业化使用过程中具有较多的弊端，不适于工业化生产发展的需求。
技术实现思路
本专利技术旨在提供一种玻璃纤维悬浮液，主要包括玻璃纤维、分散剂、胺中和剂、增稠剂、表面活性剂和水；该玻璃纤维悬浮液可用于制备绿色环保的新型水溶性涂料，由其制备的水性涂料产品无毒环保、无气味；且耐黄变性好、耐磨性、耐老化以及耐气候性能佳，能够用于高端水性涂料；同时，该悬浮液具有良好的稳定性和储存性，非常有利于工业化生产的使用与推广。根据本专利技术的一个方面，提供的一种玻璃纤维悬浮液，包含以下组分，各组分的含量以质量百分比表示如下：其中，所述各组分的含量以质量百分比表示如下：其中，所述各组分的含量以质量百分比表示如下：其中，所述玻璃纤维为磨碎玻璃纤维，所述磨碎玻璃纤维的平均长度为30～120μm，堆积密度为0.6～0.8g/ml。其中，所述玻璃纤维悬浮液的pH值为8～9。其中，所述增稠剂为具有酸性基团的交联型高分子乳液增稠剂；所述增稠剂选用聚氨酯缔合型、丙烯酸碱溶胀、类纤维素型增稠剂中的一种或多种。其中，所述玻璃纤维为偶联剂型磨碎玻璃纤维；所述分散剂为水性体系分散剂；所述胺中和剂为醇胺醚类有机物；所述表面活性剂为非离子型表面活性剂。其中，所述分散剂选用钠盐均聚物、钠盐共聚物、铵盐均聚物、铵盐共聚物中的一种或多种；所述胺中和剂选用二乙醇胺、三乙醇胺、氨基乙酸中的一种或多种；所述表面活性剂选用脂肪醇聚氧乙烯醚、油醇聚氧乙烯、烷基酚聚氧乙烯醚中的一种或多种；所述水为去离子水。本专利技术的玻璃纤维悬浮液包括玻璃纤维、分散剂、胺中和剂、增稠剂、表面活性剂和水。玻璃纤维为磨碎玻璃纤维，具体为偶联剂型磨碎玻璃纤维，即采用偶联剂对磨碎玻璃纤维进行处理。偶联剂在玻璃和树脂之间起到了桥梁的作用，经过处理后的磨碎玻璃纤维性能得到更好地增强。磨碎玻璃纤维平均长度为30～120um，堆积密度为0.6～0.8g/ml；在制备悬浮液的过程中，如果磨碎玻璃纤维的平均长度过短容易发生团聚，分散效果会比较差；如果平均长度过长，粒径较大，则制备悬浮液会比较困难。优选的，磨碎玻璃纤维的平均长度为50～100um；进一步优选，磨碎玻璃纤维的平均长度为60～80um。分散剂为水性体系分散剂，其不含有机溶剂，仅适用于水性体系。添加分散剂主要是为了降低分散体系中固体或者液体的聚集，保持体系的稳定性。从绿色环保角度出发，由于本专利技术的玻璃纤维悬浮液以水为溶剂，本专利技术采用水性体系分散剂来制备悬浮液，以确保产品绿色环保。水性体系分散剂选用钠盐均聚物、钠盐共聚物、铵盐均聚物、铵盐共聚物中的一种或多种。其中，选择钠盐系分散剂主要是由于其不挥发、作用明显；用做分散剂耐水性好、用量少、生产泡沫小，长期储存不沉淀。分散剂的含量太少容易造成分散不良，体系稳定性差；分散剂含量过多会造成不必要的浪费。在本专利技术中，分散剂的含量为1～10％可以达到比较好的分散效果；优选的，1～8％；更进一步优选，为2～6.5％。胺中和剂为醇胺醚类有机物，其具有较强的湿润性，挥发性低；主要用于调节体系中酸和碱物质的相互作用，调整pH值，使其反应达到最佳状态。本专利技术中，玻璃纤维悬浮液的pH值为8～9。优选的，胺中和剂选用二乙醇胺、三乙醇胺、氨基乙酸中的一种或多种。以上几种胺中和剂挥发性比较低，有较强的吸湿性，易溶于水。通过实验发现，将体系pH值调至弱碱性，便于增稠剂在体系中的增稠的作用达到最佳效果。为了使体系达到要求，本专利技术中，胺中和剂的添加量为1～5％，优选的，1～4.5％；更进一步优选，1.5～4％。增稠剂的作用主要在于改善和增加体系的粘稠度，保持流态稳定性，改善体系物理状态。本专利技术的增稠剂为含有酸性基团的交联型高分子乳液增稠剂；优选的，选用聚氨酯缔合型、丙烯酸碱溶胀、类纤维素型增稠剂中的一种或多种；如聚氨酯缔合型增稠剂TRM-105，pH为酸性，以2～10倍水稀释并用碱中和，确保体系pH值在8～9之间，其乳液粒子会迅速膨胀，乳液将变澄清且很粘稠。聚氨酯缔合型增稠剂TRM-105适用于在低剪切条件下对体系进行增稠，以水作为分散剂，对环境不会产生不良影响，能够有效迅速的提高体系粘度。增稠剂的使用量要根据规定比例添加，太少无法起到充分的增稠作用，过多增稠效果已经达到，会造成不必要的浪费。本专利技术中，增稠剂的添加量一般为1～8％即可以达到比较好的效果；优选的，1～6.5％；更进一步优选为1.5～4.5％。表面活性剂为非离子型表面活性剂，可以选用脂肪醇聚氧乙烯醚、油醇聚氧乙烯、烷基酚聚氧乙烯醚中的一种或多种。表面活性剂的添加量一般为1～5％，优选的，1～4.5％；更进一步优选，为1.5～4％。根据本专利技术的另一个方面，提供一种玻璃纤维悬浮液的制备方法，包括如下步骤：1S：向烧杯中加入水，在搅拌速度为130～170转/min的机械搅拌过程中添加胺中和剂，然后搅拌1～4min，得均匀混合溶液；2S：保持搅拌速度为130～170转/min，向均匀混合溶液中以0.5～1.2g/秒的速度添加玻璃纤维，搅拌4～8min至玻璃纤维均匀分散，得第一混合物；3S：完成所述步骤2S后，在机械搅拌的过程中，搅拌速度为130～170转/min，向第一混合物中依次添加分散剂和表面活性剂，添加速度为0.3～0.7g/秒，搅拌4～8min至混合均匀，得第二混合物；4S：在搅拌速度为130～170转/min的机械搅拌过程中，向第二混合物中以0.3～0.7g/秒的速度滴加增稠剂，搅拌4～8min，得玻璃纤维悬浮液。本专利技术悬浮液体系属于高粘度体系，各种物料的加料速度必须缓慢，且需要在低速搅拌下对各种物料进行全面的搅拌，使得各物料在体系中能够充分的分散并形成稳定的体系；其次，本专利技术的加料顺序有严格的要求，首先添加胺中和剂使得体系的pH调成碱性，在玻璃纤维搅拌充分后添加分散剂和表面活性剂有助于玻璃纤维在体系中的稳定分散，最后在配置好的体系中添加相应的增稠剂制备成玻璃纤维悬浮液。通过实验研究发现，选用以上参数可以得到满足上述要求的玻璃纤维悬浮液。此外，与现有技术相比，本专利技术的玻璃纤维悬浮液的制备过程是一步法制备的，具有更加简单的过程，且本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种玻璃纤维悬浮液，其特征在于，包含以下组分，各组分的含量以质量百分比表示如下：

【技术特征摘要】
1.一种玻璃纤维悬浮液，其特征在于，包含以下组分，各组分的含量以质量百分比表示如下：2.如权利要求1所述的玻璃纤维悬浮液，其特征在于，所述各组分的含量以质量百分比表示如下：3.如权利要求2所述的玻璃纤维悬浮液，其特征在于，所述各组分的含量以质量百分比表示如下：4.如权利要求1所述的玻璃纤维悬浮液，其特征在于，所述玻璃纤维为磨碎玻璃纤维，所述磨碎玻璃纤维的平均长度为30～120μm，堆积密度为0.6～0.8g/ml。5.如权利要求1所述的玻璃纤维悬浮液，其特征在于，所述玻璃纤维悬浮液的pH值为8～9。6.如权利要求1所述的玻璃纤维悬浮液，其特征在于，所述增稠剂为具有酸性基团的交联型高分子乳液增稠剂；所述增稠剂选用聚氨酯缔合型、丙烯酸碱溶胀、类纤维素型增稠剂中的一种或多种。7.如权利要求1所述的玻璃纤维悬浮液，其特征在于，所述玻璃纤维为偶联剂型磨碎玻璃纤维；所述分散剂为水性体系分散剂；所述胺中和剂为醇胺醚类有机物；所述表面活性剂为非离子型表面活性剂。8.如权利要求7所述的玻璃纤维悬浮液，其特征在于，所述分散剂选用钠盐均聚物、钠盐共聚物、铵盐均聚物、铵盐共聚物中的一种...

【专利技术属性】
技术研发人员：张志坚，章建忠，黄建，费振宇，陈佳宇，
申请(专利权)人：巨石集团有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江,33