一种玻璃纤维用丙烯酸酯乳液及其制备方法与应用技术

本发明专利技术公开了一种玻璃纤维用丙烯酸酯乳液及其制备方法与应用，所述丙烯酸酯乳液包括以下质量百分比组分：丙烯酸酯单体20～50％；乳化剂0.4～3％；引发剂0.05～0.5％；水余量；其中，所述丙烯酸酯单体为含有环氧基团的丙烯酸酯单体。本发明专利技术的丙烯酸酯乳液由带环氧基团的丙烯酸酯单体聚合而成，丙烯酸酯乳液中环氧基团含量高，能够与PBT树脂上的端羧基充分反应，提高玻璃纤维增强PBT树脂复合材料的耐水解性。解性。

【技术实现步骤摘要】
一种玻璃纤维用丙烯酸酯乳液及其制备方法与应用


[0001]本专利技术涉及玻璃纤维生产制造
，尤其是一种玻璃纤维用丙烯酸酯乳液及其制备方法与应用。

技术介绍

[0002]聚对苯二甲酸丁二醇酯树脂(PBT)是一种性能优异、用途广泛的工程塑料。使用玻璃纤维增强PBT树脂可以赋予复合材料更优异的力学性能，同时也可以降低复合材料的生产成本，已经被广泛应用于国民生产生活的各个方面，比如汽车领域、电子电器领域和机械设备领域等。但随着材料行业的深入发展，玻璃纤维增强PBT复合材料在不断拓展应用领域的过程中，其材料本身特性的限制也越来越明显，最典型的问题是其耐水解性能较差。在高热高湿条件下，PBT树脂中的聚酯基在端羧基的促进下极易发生水解断链反应，造成材料降解，力学性能下降，这极大限制了PBT树脂及其复合材料在高热高湿条件下的应用，比如汽车发动机周边，空调叶片等。

技术实现思路

[0003]经专利技术人研究发现，消耗PBT树脂端羧基是解决上述技术问题的核心所在；基于上述研究，本专利技术提供一种玻璃纤维用丙烯酸酯乳液及其制备方法与应用。
[0004]为了达到上述目的，本专利技术提供的第一技术方案是这样的：
[0005]一种玻璃纤维用丙烯酸酯乳液，包括以下质量百分比组分：
[0006][0007]其中，所述丙烯酸酯单体为含有环氧基团的丙烯酸酯单体。
[0008]进一步地，所述丙烯酸酯乳液包括以下质量百分比组分：
[0009][0010]更进一步地，所述丙烯酸酯乳液包括以下质量百分比组分：
[0011][0012]第一方面，本专利技术通过含有环氧基团的丙烯酸酯单体作为唯一单体使丙烯酸酯乳液的环氧基团数量达到最多，并通过丙烯酸酯乳液中含有的环氧基团与PBT树脂的端羧基发生化学反应，从而提高了复合材料的耐水解性。在本申请一些可能的实施例中，所述含有环氧基团的丙烯酸单体可以是丙烯酸缩水甘油酯，所述含有环氧基团的丙烯酸单体也可以是甲基丙烯酸缩水甘油酯；所述含有环氧基团的丙烯酸单体也可以是丙烯酸缩水甘油酯和甲基丙烯酸缩水甘油酯的二者组合。但经专利技术人研究发现，当所述含有环氧基团的丙烯酸酯单体为丙烯酸缩水甘油酯时，所制得丙烯酸酯乳液性能更佳。
[0013]第二方面，本专利技术在制备丙烯酸酯乳液过程中采用可反应型乳化剂作为具体乳化剂种类进行反应。可反应型乳化剂除了具有传统乳化剂的亲水基和亲油基之外，还具有能参与聚合的反应性基团。通过乳液聚合能使可反应型乳化剂参与到聚合物链上并牢牢包覆聚合物链，可以避免传统乳化剂的迁移问题。当丙烯酸酯乳液与氨基硅烷偶联剂混合制备玻璃纤维浸润剂时，利用可反应型乳化剂制备的丙烯酸酯乳液的乳化剂不会迁移，可以避免乳液中的环氧基团和氨基硅烷偶联剂中的氨基基团在水中发生反应导致浸润剂不稳定。因此，本专利技术采用可反应型乳化剂作为唯一乳化剂。在本专利技术一些具体实施例中，所述可反应型乳化剂可以是烯丙基型可反应型乳化剂，也可以是丙烯酰胺型可反应型乳化剂，还可以是马来酸酯型可反应型乳化剂；当然，所述乳化剂也可以是烯丙基型可反应型乳化剂、丙烯酰胺型可反应型乳化剂和马来酸酯型可反应型乳化剂中的任意两两组合；当然，所述乳化剂还可以是烯丙基型可反应型乳化剂、丙烯酰胺型可反应型乳化剂和马来酸酯型可反应型乳化剂的三种组合。经专利技术人研究发现，当所述可反应型乳化剂为烯丙氧基型可反应型乳化剂时，所制得的丙烯酸酯乳液性能更佳；如艾迪科(中国)投资有限公司的烯丙氧基脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸铵(SR
‑
10)。
[0014]在本专利技术一些具体实施例中，本专利技术所述引发剂可以是过硫酸铵，也可以是过硫酸钾，也可以是过硫酸钠；所述引发剂也可以是过硫酸铵、过硫酸钾和过硫酸钠中的任意两两组合；所述引发剂也可以是过硫酸铵、过硫酸钾和过硫酸钠的三者组合。所述引发剂在本专利技术的反应中主要用于引发丙烯酸酯单体聚合。引发剂的用量决定了丙烯酸酯乳液的相对分子量，在保证正常生产的情况下，引发剂用量越少，丙烯酸酯单体越多，乳液的相对分子量就越高，最终复合材料的耐水解性就越优异。
[0015]本专利技术提供的第二技术方案是这样的：一种如上所述玻璃纤维用丙烯酸酯乳液的制备方法，包括以下步骤：
[0016]S1：将引发剂用其质量20～100倍的水溶解，制成引发剂溶液；
[0017]S2：向反应釜中加入乳化剂和剩余的水，边搅拌边加热，当反应釜内温度升至80～90℃时，在恒温状态下滴加所述引发剂溶液和丙烯酸酯单体，在3～4小时内滴完；
[0018]S3：滴加完成后保温反应2～3小时，并在反应完成后将反应釜内温度降至20～50
℃进行过滤，得丙烯酸酯乳液。
[0019]本专利技术提供的第三技术方案是这样的：一种如上所述玻璃纤维用丙烯酸酯乳液用于制备玻璃纤维浸润剂；
[0020]下面以氨基硅烷偶联剂A1100为例，对玻璃纤维浸润剂的制备方法进行说明：
[0021]在一个干净的容器中加入0.6质量份的氨基硅烷偶联剂A1100，用其质量份的20倍水进行搅拌水解，再加入6质量份的丙烯酸酯乳液(用其质量份1倍的水稀释)，然后加入0.1质量份的润滑剂PEG600(用其质量份的10倍水稀释)，接着加入0.01质量份的消泡剂BYK
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051(用其质量份的10倍水稀释)，最后用水将浸润剂重量补充至设定值，充分搅拌20分钟，得到固体质量为6.71％的浸润剂。
[0022]在上述玻璃纤维浸润剂的制备过程中，所述各组分的用量并非唯一，上述用量仅作举例说明。
[0023]进一步地，将所述浸润剂用于涂覆玻璃纤维，并将所述玻璃纤维用于制备增强PBT树脂复合材料，所得PBT树脂的复合材料具有优异的耐水解性能。具体来说，通过下述步骤制得增强PBT树脂复合材料：
[0024]将配制好的浸润剂通过浸润剂涂油器涂覆于单纤维直径为10μm的玻璃纤维上，并将玻璃纤维制成短切长度为3mm的玻璃纤维短切纱。将短切纱与增强聚对苯二甲酸丁二醇酯树脂(江苏仪征化纤股份有限公司的L2100)通过挤出和注塑工艺制备30％玻璃纤维含量的短切纱增强PBT树脂复合材料。
[0025]同样的，上述玻璃纤维的单纤维直径以及玻璃纤维短切纱长度也只做举例说明。
[0026]与现有技术相比，本专利技术的丙烯酸酯乳液由带环氧基团的丙烯酸酯单体聚合而成，丙烯酸酯乳液中环氧基团含量高，能够与PBT树脂上的端羧基充分反应，提高玻璃纤维增强PBT树脂复合材料的耐水解性。同时本专利技术用可反应型乳化剂制备的丙烯酸酯乳液与氨基硅烷偶联剂共混的稳定性好，适合用于玻璃纤维浸润剂。
具体实施方式
[0027]下面将结合实施例对本申请的实施方案进行详细描述，但是本领域技术人员将会理解，下列实施例仅用于说明本申请，而不应视为限制本申请的范围。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。
[0028]本专利技术所述的玻璃纤维用丙烯酸酯乳液由固体组分以及去离子水制本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种玻璃纤维用丙烯酸酯乳液，其特征在于，所述丙烯酸酯乳液包括以下质量百分比组分：其中，所述丙烯酸酯单体为含有环氧基团的丙烯酸酯单体。2.根据权利要求1所述玻璃纤维用丙烯酸酯乳液，其特征在于，所述丙烯酸酯乳液包括以下质量百分比组分：3.根据权利要求1所述玻璃纤维用丙烯酸酯乳液，其特征在于，所述丙烯酸酯乳液包括以下质量百分比组分：4.根据权利要求1所述玻璃纤维用丙烯酸酯乳液，其特征在于，所述含有环氧基团的丙烯酸酯单体包括丙烯酸缩水甘油酯和甲基丙烯酸缩水甘油酯中的至少一种。5.根据权利要求1所述玻璃纤维用丙烯酸酯乳液，其特征在于，所述乳化剂为可反应型乳化剂。6.根据权利要求5所述玻璃纤维用丙烯酸酯乳液，其特征在于，所述可反应型乳化剂包括烯丙氧基型、丙烯酰胺型和马来酸酯型可反应型乳化剂中的至少一种。7.根据权利要求1所述玻璃纤维用丙烯酸酯乳液，其特...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨国明，章建忠，钱权洲，樊家澍，费振宇，张志坚，
申请(专利权)人：巨石集团有限公司，
类型：发明
国别省市：