一种聚合玻璃纤维带及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种聚合玻璃纤维带，其是由玻璃纤维、原位聚合乳液和热塑性塑料为原料反应复合而成，所述复合带可承受拉力为15000

【技术实现步骤摘要】
一种聚合玻璃纤维带及其制备方法

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[0001]本专利技术涉及一种新型增强材料领域，具体涉及一种聚合玻璃纤维带及其制备方法。

技术介绍
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[0002]玻璃纤维是一种性能优异的无机非金属材料，种类繁多，优点是绝缘性好、耐热性强、抗腐蚀性好、机械强度高，但缺点是性脆，耐磨性较差。它是以叶腊石、石英砂、石灰石、白云石、硼钙石、硼镁石六种矿石为原料经高温熔制、拉丝、络纱、织布等工艺制造成的，其单丝的直径为几个微米到二十几个微米，相当于一根头发丝的1/20
‑
1/5，每束纤维原丝都由数百根甚至上千根单丝组成。玻璃纤维通常用作复合材料中的增强材料，电绝缘材料和绝热保温材料，电路基板等国民经济各个领域。但是玻璃纤维单丝之间的相互摩擦以及脆性等缺点使得其在做增强材料时强度损失较大，降低了材料的利用率。为了提高材料的利用率，在玻璃纤维表面进行原位聚合反应使其包上一层聚合物，聚合物与玻璃纤维之间形成一层弱界面，对每根玻璃纤维进行一定的保护，使玻璃纤维宏观上表现为柔性，提高材料的性能。

技术实现思路
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[0003]为了解决上述现有技术中存在的问题，本专利技术提出了一种聚合玻璃纤维带及其制备方法，该聚合玻璃纤维带采用乳液对玻璃纤维进行表面浸渍处理，将处理后的玻璃纤维其表面在烘箱进行原位聚合反应生成聚合物包裹着玻璃纤维，再包覆上改性聚乙烯或其它热塑性塑料进行复合，拉压制成复合带，该玻璃纤维带具有聚合物耐腐蚀、拉伸强度高、质量轻等优点。
[0004]本专利技术涉及一种聚合玻璃纤维带，其是由玻璃纤维、原位聚合乳液和热塑性塑料为原料反应复合而成，所述复合带可承受拉力为15000
‑
25000N以上，所述玻璃纤维拉力保留率为95
‑
100％以上。
[0005]本专利技术涉及的玻璃纤维带的制备方法，其包括以下步骤：
[0006](1)配制原位聚合的乳液
[0007]将水、乳化剂、助乳化剂、活化剂搅拌混合成混合溶剂，后将聚合单体在0
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10℃低温下分散在混合溶剂中，同时加入引发剂、稳定剂和增溶剂，得到原位聚合乳液。
[0008](2)玻璃纤维预处理
[0009]选用多根拉伸强度大于1100
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1900MPa、直径为9
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23μm玻璃纤维经过恒张力器进行处理，使得玻璃纤维的张紧度一致。
[0010](3)玻璃纤维表面活化
[0011]将步骤(2)中预处理后的玻璃纤维放置在存有步骤(1)制得的原位聚合乳液的乳液槽中浸润15
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30分钟，使玻璃纤维表面均匀包覆原位聚合乳液。
[0012](4)原位聚合反应
[0013]步骤3中包覆有原位聚合乳液的玻璃纤维通过一级加热烘箱在45
‑
60℃进行原位聚合反应，使得玻璃纤维表面的硅氧化学键与苯乙烯
‑
醋酸乙烯
‑
丙烯酸酯共聚物基体相连，形成强度较大的界面层，并将两相间的缝隙分成相互独立的小泡孔，得到聚合玻璃纤维束。
[0014](5)烘干
[0015]将步骤(4)中制得的聚合玻璃纤维束放入二级加热烘箱在120
‑
130℃烘干10
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15min，烘干其表面的水分。
[0016](6)复合成型
[0017]将步骤(5)烘干后的聚合玻璃纤维束送入复合模具中，同时挤出机将热塑性塑料挤出到复合模具中，在复合模具中聚合物包覆在聚合玻璃纤维束上，然后经过冷却、牵引、卷取成卷得到成品。
[0018]本专利技术涉及的热塑性塑料为聚乙烯、聚丙烯和聚酰胺中的一种或多种。
[0019]本专利技术涉及的步骤(1)中所述聚合单体为苯乙烯、醋酸乙烯、丙烯酸酯；所述乳化剂为油酸钾、烷基葡糖苷、甘油硬脂酸酯；所述助乳化剂为鲸蜡硬脂醇；所述活化剂为硅烷偶联剂；所述引发剂为过硫酸钾或过硫酸铵；所述稳定剂为甲氧基肉桂酸乙基己酯；所述增溶剂为三乙醇胺。
[0020]本专利技术涉及的步骤(4)中，原位聚合反应以醋酸乙烯为例，其反应式如下：
[0021][0022]本专利技术涉及的步骤(4)中界面层受力时，小泡孔形变引发周围大量银纹和剪切带生成，吸收大量能量而达到增韧的效果。
[0023]本专利技术涉及用于制备上述聚合玻璃纤维带的装置，其主体结构包括：乳液配制系统、玻璃纤维聚合反应系统和复合成型系统。
[0024]所述乳液配制系统包括小储液罐、大储液罐、质量流量计、搅拌机、冷却水、循环水泵；小储液罐中的原料先后经质量流量计进入搅拌机中搅拌混合，进入冷却水中冷却后进入储液罐中存储备用。
[0025]所述玻璃纤维聚合反应系统包括锭子架、恒张力器、托辊、温度控制器、乳液槽和恒温水箱，所述恒张力器位于锭子架的后方，锭子架上可以放置多个玻璃纤维锭子，玻璃纤
维经过恒张力器拉伸后通过托辊经温度控制器进入乳液槽中，上述乳液槽内设置有多个并排的滚轮，玻璃纤维可以在所述滚轮上依次通过，温度控制器控制乳液槽温度稳定在45
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60℃，浸润15
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20min得到聚合玻璃纤维束后进入恒温水箱清洗后进入后方连接一级加热烘箱。
[0026]所述复合成型机构包括复合模具、挤出机、双辊压延机、三辊压光机、牵引机和收卷机，所述复合模具位于二级加热烘箱的后方，所述复合模具的侧端连接挤出机，所述双辊压延机的侧端连接模温机，经过一级加热烘箱的玻璃纤维表面发生原位聚合反应，经过二级加热烘箱烘干的玻璃纤维与来自挤出机的熔融热塑性塑料复合成型，所述复合模具的后方连接双辊压延机，所述双辊压延机的后方连接三辊压光机，用于将复合成型的玻璃纤维聚合物复合进行冷却定型，所述三辊压光机的后方连接有牵引机，所述牵引机提供整套装置的牵引力，所述牵引机后方连接收卷机，所述收卷机将挤压成型的玻璃纤维带卷绕成卷。
[0027]本专利技术所带来的有益技术效果：此玻璃纤维带因其具有很高的拉伸强度可以用作捆扎带，也可将此玻璃纤维聚合物复合带缠绕在管道上，解决了钢丝、钢带缠绕带来的腐蚀问题和管体重量大等问题；将本专利技术玻璃纤维带缠绕在管道上，玻璃纤维束的间距均匀，纤维拉力均匀，增强效果明显。乳液槽内有设置有多个并排的滚轮，玻璃纤维可以在滚轮上依次通过，这样大大缩短了乳液槽的长度，节约了空间和成本，乳液槽内盛有原位聚合的乳液，当玻璃纤维通过乳液槽时，可以和乳液充分接触，使玻璃纤维表面活化；经过一级烘箱加热后，玻璃纤维表面进行原位聚合反应，原位聚合后的玻璃纤维通过其表面的硅氧化学键与苯乙烯
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醋酸乙烯
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丙烯酸酯共聚物基体相连，形成强度较大的“界面节点”，并将两相间的缝隙分成相互独立的“小泡孔”，使得界面层类似于一层柔性的闭孔发泡材料层，柔性层中的“小泡孔”可以起到类似橡胶颗粒增韧增塑的作用，即当界面受力时，“小泡孔”变形引发周围大量银纹和剪切带生成，吸收大量能量而达到增韧的效果。复合模具将处理好玻璃纤维与来自挤出机的熔融热塑型塑料本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种聚合玻璃纤维带，其是由玻璃纤维、原位聚合乳液和热塑性塑料为原料反应复合而成，所述复合带可承受拉力为15000
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25000N以上，所述玻璃纤维拉力保留率为95
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100％以上。2.根据权利要求1所述的聚合玻璃纤维带的制备方法，其特征在于包括以下步骤：(1)配制原位聚合的乳液将水、乳化剂、助乳化剂、活化剂搅拌混合成混合溶剂，后将聚合单体在0
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10℃低温下分散在混合溶剂中，同时加入引发剂、稳定剂和增溶剂，得到原位聚合乳液；(2)玻璃纤维预处理选用多根拉伸强度大于1100
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1900MPa、直径为9
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23μm玻璃纤维经过恒张力器进行处理，使得玻璃纤维的张紧度一致；(3)玻璃纤维表面活化将步骤(2)中预处理后的玻璃纤维放置在存有步骤(1)制得的原位聚合乳液的乳液槽中浸润15
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30分钟，使玻璃纤维表面均匀包覆原位聚合乳液；(4)原位聚合反应步骤3中包覆有原位聚合乳液的玻璃纤维通过一级加热烘箱在45
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60℃进行原位聚合反应，使得玻璃纤维表面的硅氧化学键与苯乙烯
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醋酸乙烯
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丙烯酸酯共聚物基体相连，形成强度较大的界面层，并将两相间的缝隙分成相互独立的小泡孔，得到聚合玻璃纤维束；(5)烘干将步骤(4)中制得的聚合玻璃纤维束放入二级加热烘箱在120
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130℃烘干10
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15min，烘干其表面的水分；(6)复合成型将步骤(5)烘干后的聚合玻璃纤维束送入复合模具中，同时挤出机将热塑性塑料挤出到复合模具中，在复合模具中聚合物包覆在聚合玻璃纤维束上，然后经过冷却、牵引、卷取成卷得到成品。3.根据权利要求1所述的聚合玻璃纤维带，其特征在于所述热塑性塑料为聚乙烯、聚丙烯和聚酰胺中的一种或多种。4.根据权利要求2所述的聚合玻璃纤维带的制备方法，其特征在于所述步骤(1)中所述聚合单体为苯乙烯、醋酸乙烯、丙烯酸酯；所述乳化剂为油酸钾、烷基葡糖...

【专利技术属性】
技术研发人员：王庆昭，
申请(专利权)人：王庆昭，
类型：发明
国别省市：