一种低气味玻璃纤维浸润剂及其制备方法和应用技术

本申请提供了一种低气味玻璃纤维浸润剂，所述浸润剂含有固体组分和水；所述固体组分质量占所述浸润剂总质量的2％～10％；所述固体组分各成分的质量占所述固体组分总质量的百分比表示如下：偶联剂8.0～20％，润滑剂4.0～10％，成膜剂60～85％，抗静电剂1.0～5.0％，pH值调节剂0.5～4.0％；其中，所述成膜剂由自乳化水性环氧树脂和自交联聚醋酸乙烯酯组成；所述自乳化水性环氧树脂和所述自交联聚醋酸乙烯酯的质量比为1:1～3:1。采用该浸润剂涂覆生产的玻璃纤维纱，不但气味性明显降低，同时与目标聚酯树脂相容性较好，浸透效果好，纱线集束性好，生产过程中产生毛羽少。

【技术实现步骤摘要】
一种低气味玻璃纤维浸润剂及其制备方法和应用
本申请涉及玻璃纤维增强树脂
，特别涉及一种低气味玻璃纤维浸润剂，以及该浸润剂的制备方法及其应用。
技术介绍
玻璃纤维增强高分子聚合物材料(俗称玻璃钢)，因具有轻质高强、耐腐蚀、成本较低和工业设计性较强等优点，在汽车结构件及内外饰件上获得了广泛的应用；近年来，随着人们对汽车内空气质量的日益关注，国内外车辆制造主机厂对内外饰材料的挥发性有机化合物(VOC)及气味的释放提出了日趋严苛的要求。玻璃纤维作为玻璃钢的主要增强材料，已被广泛应用于汽车制造领域；然而，由于其本身表面极性较强，无法与极性较弱的聚合物基体材料(如不饱和聚酯等)相容，容易造成增强材料与基体树脂之间的界面结合困难，从而影响复合材料性能。因此，成品玻璃纤维的表面，通常需涂覆有一层浸润剂(主要成分包括聚合物乳液成膜剂、偶联剂、润滑剂、抗静电剂等)，以起到玻纤和聚合物材料之间的过渡连接作用，但偶联剂等小分子添加剂，以及成膜剂聚合物乳液中的催化剂、乳化剂和残留的游离单体，容易挥发到空气中，是配方中VOC以及气味的主要来源，这种浸润剂处理后的玻璃纤维应用于汽车内饰后，会产生VOC排放和不良气味，直接影响乘车人员的乘车体验和身体健康。目前降低气味性的方法主要是通过除味剂、气味抑制剂等无机物，将VOC分子物理吸附或与其发生化学反应，从而减少或消除气味性，但这些添加剂往往与聚合物成膜体系不相容，易造成玻璃纤维表面浸润剂膜被破坏，从而极大地影响玻璃纤维的性能，因此难以被广泛应用。
技术实现思路
r>本申请所要解决的技术问题是：提供一种低气味的玻璃纤维浸润剂，以使本申请提供的浸润剂涂覆生产的玻璃纤维，与目标不饱和聚酯树脂相容性好，浸透效果好，且切割分散性好，无静电积累，生产使用毛羽少；并且气味性能够满足汽车行业环保标准的要求。为了解决以上技术问题，本申请通过以下技术方案实现：根据本申请的一个方面，提供了一种低气味玻璃纤维浸润剂，所述浸润剂含有固体组分和水；其中，所述固体组分包含硅烷偶联剂、润滑剂、成膜剂、抗静电剂和pH值调节剂；所述固体组分质量占所述浸润剂总质量的2％～10％；所述固体组分各成分的质量占所述固体组分总质量的百分比表示如下：其中，所述成膜剂由自乳化水性环氧树脂和自交联聚醋酸乙烯酯(PVAc)组成；所述自乳化水性环氧树脂和所述自交联聚醋酸乙烯酯的质量比为1:1～3:1。优选的，所述的自乳化水性环氧树脂为聚乙二醇接枝的自乳化水性环氧树脂；所述的自交联聚醋酸乙烯酯为己二烯酸改性的高温自交联聚醋酸乙烯酯。优选的，所述硅烷偶联剂包括第一硅烷偶联剂和第二硅烷偶联剂；所述第一硅烷偶联剂为氨基硅烷偶联剂的寡聚体或脲基硅烷偶联剂的寡聚体；所述第二硅烷偶联剂为带乙烯基和酯基的硅烷偶联剂。优选的，所述硅烷偶联剂的寡聚体为含有3～15个硅烷偶联剂分子的缩聚产物。优选的，所述第一硅烷偶联剂和所述第二硅烷偶联剂的质量比为1:1～5:1。优选的，第一硅烷偶联剂为γ-氨丙基三甲氧基硅烷的寡聚体、γ-氨丙基三乙氧基硅烷的寡聚体、苯氨基硅烷的寡聚体、和/或γ-脲丙基三甲氧基硅烷的寡聚体；更优选的，第一硅烷偶联剂为γ-氨丙基三乙氧基硅烷的寡聚体。优选的，第二硅烷偶联剂为乙烯基三乙氧基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、和/或乙烯基三(2-甲氧基乙氧基)硅烷；更优选的，第二硅烷偶联剂为乙烯基三(2-甲氧基乙氧基)硅烷。优选的，所述自乳化水性环氧树脂的环氧当量为800～5000g/eq。优选的，所述自交联聚醋酸乙烯酯的分子量为800～20000。优选的，所述抗静电剂为非离子型抗静电剂。优选的，所述非离子型抗静电剂为脂肪酸、脂肪酰胺或多元醇酯中的一种或任意几种的混合物。优选的，所述pH值调节剂为有机多元酸。优选的，所述有机多元酸为柠檬酸和/或马来酸。优选的，所述润滑剂为甲基硅油和/或环氧基硅油。优选的，所述浸润剂含有固体组分和水；其中，所述固体组分包含硅烷偶联剂、润滑剂、成膜剂、抗静电剂和pH值调节剂；所述固体组分质量占所述浸润剂总质量的2％～10％；所述固体组分各成分的质量占所述固体组分总质量的百分比表示如下：其中，所述成膜剂由自乳化水性环氧树脂和自交联聚醋酸乙烯酯组成；所述自乳化水性环氧树脂和所述自交联聚醋酸乙烯酯的质量比为1.3:1～2.7:1；所述硅烷偶联剂包括第一硅烷偶联剂和第二硅烷偶联剂；所述第一硅烷偶联剂为氨基硅烷偶联剂的寡聚体或脲基硅烷偶联剂的寡聚体；所述第二硅烷偶联剂为带乙烯基和酯基的硅烷偶联剂；所述第一硅烷偶联剂和第二硅烷偶联剂的质量比为1:1～5:1。本申请的玻璃纤维浸润剂，具体涉及一种低气味玻璃纤维浸润剂，配方中的自乳化水性环氧树脂有效减少了小分子乳化剂的添加量；自交联聚醋酸乙烯酯进一步使得烘制后小分子单体残留量大为减少；因此本申请的浸润剂涂覆生产的玻璃纤维具有气味性低的突出优点。另外，该涂覆本申请浸润剂后的玻璃纤维与目标聚酯树脂相容性较好，浸透效果好，纱线集束性好，生产中毛羽量较少。该低气味玻璃浸润剂中各组分的作用及含量说明如下：本申请的低气味玻璃纤维浸润剂含有固体组分和水；其中，固体组分包含硅烷偶联剂、润滑剂、成膜剂、抗静电剂和pH值调节剂；固体组分质量占所述浸润剂总质量的2％～10％；优选的固体组分质量占所述浸润剂总质量的3％～9％；进一步优选的，固体组分质量占所述浸润剂总质量的4％～8％。成膜剂为本申请玻璃纤维浸润剂的主要成分，具有保护玻璃纤维、提高玻纤流动性、集束性以及与基体树脂的相容性的作用，对玻璃纤维的连续生产后续应用有着决定性影响；同时，由于成膜剂聚合物乳液中的催化剂、乳化剂和残留的游离单体，是浸润剂中挥发性有机化合物(VOC)以及气味的主要来源。与传统成膜剂相比，本申请的成膜剂选用自乳化水性环氧树脂和自交联聚醋酸乙烯酯，不容易产生VOC，可以有效降低浸润剂的气味。本申请的低气味玻璃纤维浸润剂中，限定成膜剂占固体组分总质量的60～85％；优选的，成膜剂占固体组分总质量的61～80％；进一步优选的，成膜剂占固体组分总质量的65～75％。自乳化水性环氧树脂溶于水中制成自乳化水性环氧树脂乳液，涂覆于玻璃纤维表面后可以有效提高纱线的集束性。优选的，本申请的自乳化水性环氧树脂采用聚乙二醇接枝的自乳化水性环氧树脂，由于聚乙二醇接枝后具有一端亲水的特性，该大分子环氧在水中能够迅速扩散，形成较为稳定的小液滴均匀分散于水中，因此只需要少量或不添加乳化剂，该大分子环氧即可与水混合均匀形成乳液，可以有效减少水性环氧乳液中小分子乳化剂的挥发，进一步降低成膜后的气味。优选的，自乳化水性环氧树脂的环氧当量为800～5000g/eq。优选的，自乳化水性环氧树脂乳液的分散相平均粒径为0.2～2.0μm。自交联聚醋酸乙烯酯溶于水中制成自交联聚醋酸乙烯酯乳液，涂覆于玻璃纤维表面后可以有效增强纱线的韧性和硬挺度，并且与聚酯本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种低气味玻璃纤维浸润剂，其特征在于，所述浸润剂含有固体组分和水；其中，所述固体组分包含硅烷偶联剂、润滑剂、成膜剂、抗静电剂和pH值调节剂；所述固体组分质量占所述浸润剂总质量的2％～10％；/n所述固体组分各成分的质量占所述固体组分总质量的百分比表示如下：/n

【技术特征摘要】
1.一种低气味玻璃纤维浸润剂，其特征在于，所述浸润剂含有固体组分和水；其中，所述固体组分包含硅烷偶联剂、润滑剂、成膜剂、抗静电剂和pH值调节剂；所述固体组分质量占所述浸润剂总质量的2％～10％；
所述固体组分各成分的质量占所述固体组分总质量的百分比表示如下：



其中，所述成膜剂由自乳化水性环氧树脂和自交联聚醋酸乙烯酯组成；所述自乳化水性环氧树脂和所述自交联聚醋酸乙烯酯的质量比为1:1～3:1。


2.根据权利要求1所述的低气味玻璃纤维浸润剂，其特征在于，所述的自乳化水性环氧树脂为聚乙二醇接枝的自乳化水性环氧树脂；所述的自交联聚醋酸乙烯酯为己二烯酸改性的高温自交联聚醋酸乙烯酯。


3.根据权利要求1所述的低气味玻璃纤维浸润剂，其特征在于，所述硅烷偶联剂包括第一硅烷偶联剂和第二硅烷偶联剂；所述第一硅烷偶联剂为氨基硅烷偶联剂的寡聚体或脲基硅烷偶联剂的寡聚体；所述第二硅烷偶联剂为带乙烯基和酯基的硅烷偶联剂。


4.根据权利要求3所述的低气味玻璃纤维浸润剂，其特征在于，所述第一硅烷偶联剂和所述第二硅烷偶联剂的质量比为1:1～5:1。


5.根据权利要求1所述的低气味玻璃纤维浸润剂，其特征在于，所述自乳化水性环氧树脂的环氧当量为800～5000g/eq；所述自交联聚醋酸乙烯酯的分子量为800～20000。


6.根据权利要求1所述的低气味玻璃纤维浸润剂，其特征在于，所述抗静电剂为非离子型抗静电剂。


7.根据权利要求6所述的低气味玻璃纤维浸润剂，其特征在于，所述非离子型抗静电剂为脂肪酸、脂肪酰胺或多元醇酯中的一种或任意几种的混合物。

【专利技术属性】
技术研发人员：杨国明，张志坚，陆琦，章建忠，刘阳，张鑫，徐琳晋，杜家奎，杨萌，吴祭民，
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