一种柔性光缆加强芯用玻璃纤维浸润剂及制备方法、产品和应用技术

本发明专利技术公开了一种柔性光缆加强芯用玻璃纤维浸润剂，浸润剂各组分的固体质量占浸润剂固体质量的百分比表示如下：偶联剂6～16％；润滑剂6～10％；成膜剂69～81％；润湿剂0.2～0.8％；pH值调节剂3～8％；其中，成膜剂由第一成膜剂、第二成膜剂和第三成膜剂组成；第一成膜剂选用有机硅烷改性环氧树脂乳液，第二成膜剂选用不饱和聚酯乳液，第三成膜剂选用聚氨酯乳液；第一成膜剂、第二成膜剂、第三成膜剂的质量比为(1.2～2.67)：(0.6～1.66)：1。采用该浸润剂生产的玻璃纤维纱，不仅具备良好的耐磨性，而且与基体树脂的界面结合性好，能很好的满足外退工艺使用的顺畅和制品抗拉强度性能指标的要求。指标的要求。

【技术实现步骤摘要】
一种柔性光缆加强芯用玻璃纤维浸润剂及制备方法、产品和应用


[0001]本专利技术涉及玻璃纤维增强柔性加强芯
，特别涉及一种柔性光缆加强芯用玻璃纤维浸润剂及其制备方法、产品和应用。

技术介绍

[0002]在光缆设计过程中，为了适应不同的使用环境，通常会增加相应加强件或改变光缆结构以满足不同需求。光缆加强件可分为金属加强件和非金属加强件；主要的金属加强件有不同尺寸的钢丝、铝带等，非金属加强件主要有FRP、KFRP、阻水带、芳纶、扎纱、玻璃纤维增强纱等。其中玻璃纤维增强纱作为加强结构的光缆具有很好的柔软性，可以免去因加强件导致的光缆过于僵硬、不易弯曲等缺点，为生产、安装等各个环节都提供了方便。玻璃纤维增强纱还具有较好的耐腐蚀性能、保温性能以及绝缘性能，可以保证光缆能够在温度过高或过低的情况下仍然能正常工作，适应更多的恶劣环境；而绝缘的特性则使光缆免于遭受雷击或其他电磁干扰，可广泛应用于全介质光缆中。
[0003]玻璃纤维增强纱又称作柔性光缆加强芯，采用玻纤纱为主体，并在玻纤纱表面二次涂覆水性聚氨酯树脂，一方面起到阻水的作用，另一方面可改善玻纤纱的集束性，增加轴向抗拉强度。因此对玻纤纱的耐磨性、外退使用工艺顺畅性以及与聚氨酯树脂的相容性要求极高，相关技术指标要求如下(以1200tex为例)：
[0004]性能指标：
[0005][0006][0007]而目前现有技术玻纤纱暂未能达到以上指标要求，在一定程度上制约了该技术的发展。因此，为满足柔性光缆加强芯的性能要求，需研制一种新型的浸润剂，使得由其涂覆生产的玻璃纤维产品具备良好的耐磨性以及与基体树脂的界面结合性，从而达到外退工艺使用中良好的顺畅性和制品抗拉强度性能的指标要求。

技术实现思路

[0008]针对
技术介绍
存在的问题，本专利技术的目的在于提供一种柔性光缆加强芯用玻璃纤维浸润剂，采用该浸润剂生产的玻璃纤维纱，不仅具备良好的耐磨性，而且与基体树脂的界面结合性好，能很好的满足外退工艺使用的顺畅和制品抗拉强度性能指标的要求。
[0009]根据本专利技术的一个方面，提供了一种柔性光缆加强芯用玻璃纤维浸润剂，所述浸润剂的固体质量占浸润剂总质量的5～12％，余量为水；所述浸润剂中包含如下组分，各组分的固体质量占浸润剂固体质量的百分比表示如下：
[0010][0011]其中，所述成膜剂由第一成膜剂、第二成膜剂和第三成膜剂组成；所述第一成膜剂选用有机硅烷改性环氧树脂乳液，所述第二成膜剂选用不饱和聚酯乳液，所述第三成膜剂选用聚氨酯乳液；
[0012]所述第一成膜剂、第二成膜剂、第三成膜剂的质量比为(1.2～2.67)：(0.6～1.66)：1。
[0013]其中，各组分的固体质量占浸润剂固体质量的百分比表示如下：
[0014][0015][0016]所述第一成膜剂、第二成膜剂、第三成膜剂的质量比为(1.23～2.55)：(0.64～1.59)：1。
[0017]其中，所述第一成膜剂的分子量为1000～4000，分散相平均粒径0.1～1.6μm；所述第二成膜剂的分子量为600～2000，分散相平均粒径0.1～1.6μm；所述第三成膜剂的分子量为10000～30000，分散相平均粒径0.1～1.6μm。
[0018]其中，所述第一成膜剂的分子量为1200～3500，所述第二成膜剂的分子量为700～1700，所述第三成膜剂的分子量为12000～28000。
[0019]其中，所述润滑剂选用聚乙二醇型、多元醇型、季铵盐类或胺盐类润滑剂中的一种或多种的组合。
[0020]其中，所述偶联剂为带环氧基、丙烯酰氧基、乙烯基类、苯胺甲基、甲基三乙氧基、氨丙基甲基或氨基类的硅烷基偶联剂中的一种或多种的组合。
[0021]其中，所述润湿剂为硅醇类、多元醇类、聚氧乙烯烷基酚醚、聚氧乙烯脂肪醇醚或聚氧乙烯聚氧丙烯嵌段共聚物中的一种。
[0022]本专利技术的浸润剂组分包含偶联剂、润滑剂、成膜剂、润湿剂、pH值调节剂和去离子水；其中，浸润剂的固体质量占浸润剂总质量的5～12％。
[0023]本专利技术中，成膜剂作为浸润剂的主要成分可以起到保护纤维、满足纤维连续生产的作用，并且其对玻璃纤维的集束性和最终制品的机械强度起着决定性的作用和影响。因此，成膜剂的选择是本专利技术的一个重点。本专利技术中成膜剂的固体质量占浸润剂固体质量的
百分比为69～81％，优选70～80％，更优选为71～79％。本专利技术选用的成膜剂由第一成膜剂、第二成膜剂和第三成膜剂组成；第一成膜剂选用有机硅烷改性环氧树脂乳液，第二成膜剂选用不饱和聚酯乳液，第三成膜剂选用聚氨酯乳液。第一成膜剂、第二成膜剂、第三成膜剂的质量比为(1.2～2.67)：(0.6～1.66)：1。本专利技术采用不同类型的乳液搭配使用，除兼顾玻璃纤维纱的集束性、纱质外，还要满足纤维生产的可行性，避免毛丝等情况产生，同时还要考虑与树脂的相容性，从而提高最终制品的机械强度。
[0024]进一步的，本专利技术第一成膜剂采用有机硅烷改性环氧树脂乳液，相对分子量为1000～4000，分散相平均粒径0.1～1.6μm，优选的，有机硅烷改性环氧树脂乳液的相对分子量为1200～3500；本专利技术第二成膜剂采用不饱和聚酯乳液，相对分子量为600～2000，分散相平均粒径0.1～1.6μm，优选的，不饱和聚酯乳液的相对分子量为700～1700；本专利技术第三成膜剂采用聚氨酯乳液，相对分子量为10000～30000，分散相平均粒径0.1～1.6μm，优选的，聚氨酯乳液的相对分子量为12000～28000。本专利技术中，第一成膜剂、第二成膜剂和第三成膜剂的质量比为(1.2～2.67)：(0.6～1.66)：1，优选为(1.23～2.55)：(0.64～1.59)：1，更优选为(1.25～2.44)：(0.66～1.55)：1。
[0025]柔性光缆加强芯的加工工艺为玻璃纤维外退过程中涂覆水性聚氨酯树脂，经在线高温固化后再经收卷获得制品，因此对玻纤纱的耐磨性、外退使用工艺顺畅性以及与聚氨酯树脂的相容性要求极高。通过研究发现，中相对分子量的有机硅烷改性环氧树脂乳液成膜后具有一定韧性，能够使玻璃纤维同时满足纱线柔软、易分散的特点，有利于树脂在玻纤纱表面涂覆的均匀性，如果相对分子质量过高，成膜后硬度增加，纱线不易分散，如果相对分子质量过低，成膜偏软，纱线黏连影响玻纤在树脂中的浸润速度。同时实践证明，在浸润剂配方中只要添加少量具有高极性、高化学性能的氨酯基团的聚氨酯乳液，即可有效提高玻璃纤维纱的集束性和耐磨性，但不宜过多，因为过多的聚氨酯乳液会增加玻璃纤维的硬挺度，从而带来多毛羽等不利影响；试验表明，聚氨酯乳液使用的比例不宜超过成膜剂总量的三分之一。同时为了达到更高的制品抗拉强度，本专利技术中的成膜剂体系中还选用了具有丰富的酯键和不饱和双键的不饱和聚酯树脂乳液进行复配，进一步提高玻纤纱与基体树脂的界面结合能力；通过大量实验研究发现，不饱和聚酯树脂乳液使用比例不宜超过成膜剂总量的三分之一，如果过多使用成膜后脆性增加，会导致纱线毛羽偏多；如本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种柔性光缆加强芯用玻璃纤维浸润剂，其特征在于，所述浸润剂的固体质量占浸润剂总质量的5～12％，余量为水；所述浸润剂中包含如下组分，各组分的固体质量占浸润剂固体质量的百分比表示如下：其中，所述成膜剂由第一成膜剂、第二成膜剂和第三成膜剂组成；所述第一成膜剂选用有机硅烷改性环氧树脂乳液，所述第二成膜剂选用不饱和聚酯乳液，所述第三成膜剂选用聚氨酯乳液；所述第一成膜剂、第二成膜剂、第三成膜剂的质量比为(1.2～2.67)：(0.6～1.66)：1。2.如权利要求1所述的柔性光缆加强芯用玻璃纤维浸润剂，其特征在于，各组分的固体质量占浸润剂固体质量的百分比表示如下：所述第一成膜剂、第二成膜剂、第三成膜剂的质量比为(1.23～2.55)：(0.64～1.59)：1。3.如权利要求1或2所述的柔性光缆加强芯用玻璃纤维浸润剂，其特征在于，所述第一成膜剂的分子量为1000～4000，分散相平均粒径0.1～1.6μm；所述第二成膜剂的分子量为600～2000，分散相平均粒径0.1～1.6μm；所述第三成膜剂的分子量为10000～30000，分散相平均粒径0.1～1.6μm。4.如权利要求3所述的柔性光缆加强芯用玻璃纤维浸润剂，其特征在于，所述第一成膜剂的分子量为1200～3500，所述第二成膜剂的分子量为700～1700，所述第三成...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨国明，张志坚，宋长久，费其锋，崔峰波，李明，
申请(专利权)人：巨石集团有限公司，
类型：发明
国别省市：