一种石英特种材料及其制备方法技术

本申请涉及特种玻璃的技术领域，更具体地说，它涉及一种石英特种材料及其制备方法。一种石英特种材料，由以下重量百分比的原料制成：30

【技术实现步骤摘要】
一种石英特种材料及其制备方法


[0001]本申请涉及特种玻璃的
，更具体地说，它涉及一种石英特种材料及其制备方法。

技术介绍

[0002]石英玻璃是一类以水晶，硅石，硅化物为原料，经高温熔化或化学气相沉积而成的特种工业技术玻璃。石英玻璃具有耐高温、膨胀系数低、耐热震性和电绝缘性能良好，并能透过紫外线和红外线，且除了氢氟酸、热磷酸外，石英玻璃对一般酸均具有较好的耐酸性。
[0003]然而，由于石英玻璃的主要成分为二氧化硅，而二氧化硅为酸性氧化物，所以当石英玻璃长时间处于碱性环境下时，石英玻璃必然将逐渐被碱蚀，因此，目前亟需一种具有优良耐碱性能的石英特种玻璃。

技术实现思路

[0004]为了改善石英玻璃的耐碱性能，本申请提供一种石英特种材料及其制备方法。
[0005]第一方面，本申请提供一种石英特种材料，采用如下的技术方案：一种石英特种材料，由以下重量百分比的原料制成：30
‑
40％碱蚀玻璃纤维、10
‑
25％改性PVC、30
‑
40％环氧树脂胶、1
‑
5％苯、1
‑
3％润滑剂、1
‑
5％铁黄以及1
‑
5％光稳定剂。
[0006]PVC即聚氯乙烯，其具备极为优良的强度、刚度、硬度以及耐酸碱性能，所以当PVC与玻璃纤维进行共混制备后，PVC可以有效改善玻璃的耐碱性。
[0007]然而，由于PVC与玻璃的相容粘接性较差，所以由PVC与玻璃共混制备得到的特种石英材料的拉伸强度较差。对此，申请人首先想到对玻璃纤维进行碱蚀，从而对玻璃纤维的表面进行粗糙处理，进而增大PVC与碱蚀玻璃纤维之间的相互作用力，间接提升石英特种材料的拉伸强度。
[0008]另外，由于PVC与碱蚀玻璃纤维共混制备，因此，PVC除了可以对碱蚀玻璃限位的碱蚀点进行覆盖，还可以对整个碱蚀玻璃纤维进行保护，因此，碱蚀操作并不会影响石英特种材料最终的耐碱性能。
[0009]然而，对玻璃纤维的碱蚀操作仅能在物理作用上对PVC进行限位，而在石英特种玻璃长时间使用后，PVC或者碱蚀玻璃纤维很可能发生磨损，从而导致PVC与碱蚀玻璃纤维之间相互作用力显著减弱。
[0010]因此，申请人又想到，环氧树脂对玻璃以及PVC均具备优良的粘接性能，而且环氧树脂的耐酸碱性能也相对较好，因此，在PVC、碱蚀玻璃纤维中另外添加环氧树脂后，环氧树脂可以同时对碱蚀玻璃纤维以及PVC进行粘接，进而有效提升石英特种材料的拉伸强度。
[0011]而润滑剂、苯用于降低石英特种材料的加工难度，光稳定剂用于改善PVC添加后引发的耐光性能差的问题，而铁黄用于对石英特种材料的颜色进行控制。
[0012]优选的，所述改性PVC为氨基功能化PVC、硅烷功能化PVC以及聚硫醇功能化PVC中的一种。
[0013]优选的，所述改性PVC由相容剂与PVC通过熔融挤出接枝方法制备而得，所述相容剂与PVC的质量比例为1：(5
‑
7)，所述相容剂为3－巯丙基三乙氧基硅烷、二氨基二苯砜以及聚硫醇中的一种。
[0014]通过熔融挤出接枝的方法，利用3－巯丙基三乙氧基硅烷、二氨基二苯砜以及聚硫醇在PVC的表面接入功能性的氨基、硅烷、硫醇等有机物分子后，PVC与环氧树脂之间的相互界面作用明显增强，从而有效增加PVC与环氧树脂的粘接性能，进而改善石英特种材料的拉伸强度。
[0015]其中，当相容剂与PVC的质量比例为1：(5
‑
7)，特别是1:6的质量比例下，有机物分子接枝的效果更为优良，从而促使石英特种材料具备突出的拉伸强度。而且，相对于硅烷功能化PVC以及氨基功能化PVC来说，聚硫醇功能化PVC与环氧树脂的粘接性能尤为突出，从而促使使用聚硫醇功能化PVC的石英特种材料的拉伸强度更为优良。
[0016]优选的，所述环氧树脂胶由改性环氧树脂与改性固化剂混合而成，所述改性环氧树脂由以下重量份的原料制成：90
‑
110份丁香酚、200
‑
300份环氧氯丙烷、40
‑
60份液碱、1
‑
3份四甲基氯化铵以及20
‑
30份四甲基二硅氧烷。
[0017]在制备丁香酚环氧树脂时，在原料中另外添加四甲基二硅氧烷可以同时形成生物基丁香酚环氧硅烷偶联剂，而该偶联剂与丁香酚环氧树脂协同使用时，可以有效增强环氧树脂胶与PVC及碱蚀玻璃纤维的粘接效果，从而导致使用改性环氧树脂的石英特种材料具有更为优良的拉伸强度。
[0018]优选的，所述改性环氧树脂的制备方法包括以下步骤：A1、将丁香酚以及环氧氯丙烷进行混合，随后依次加入四甲基二硅氧烷以及四甲基氯化铵，而后在100
‑
150℃的温度下进行催化缩合反应6
‑
9h，之后冷却至50
‑
70℃后加入液碱，最后萃取、水洗、干燥得到缩合物；A2、将缩合物溶于二氯甲烷中，随后在10
‑
20℃下，通过过氧化苯甲酸对缩合物进行氧化48
‑
60h，最后萃取、干燥得到改性环氧树脂。
[0019]采用上述参数进行改性环氧树脂制备时，丁香基环氧树脂以及生物基丁香酚环氧硅烷偶联剂可以更为简单方便的形成，从而促使引用该改性环氧树脂的石英特种材料具备更为优良的拉伸强度。
[0020]优选的，所述改性固化剂由以下重量份的原料制成：20
‑
40份二乙烯三胺以及10
‑
30份硫脲。
[0021]二乙烯三胺是一种常见的脂肪胺类多胺，其可与有机酮、环氧环等其他类化合物完成加成反应，产物与环氧树脂肪组成的体系分解成胺，使环氧树脂固化。
[0022]二乙烯三胺具有毒性低、相容性好的优点，但是其固化速度较慢，且使用期相对较短，在二乙烯三胺长时间存储后，使用二乙烯三胺的环氧树脂胶对其他物质的粘接效果将明显变差。而在二乙烯三胺分子结构上引入硫脲官能团可以形成含硫脲多元胺的环氧树脂固化剂，从而促使环氧树脂长时间保持优良的粘接性能，从而改善石英特种材料的拉伸强度。
[0023]优选的，所述改性固化剂的制备方法为：将二乙烯三胺与硫脲混合，随后在120
‑
150℃的温度下反应2
‑
4h，最后得到改性固化剂。
[0024]在上述反应温度及反应时间下，二乙烯三胺与硫脲之间的反应可以更为稳定有
效，间接提升石英特种材料的拉伸强度。
[0025]优选的，所述碱蚀玻璃纤维的制备方法包括以下步骤：B1、将玻璃纤维进行预热，随后平铺形成玻璃纤维网；B2、将碱蚀液通过喷雾的方式喷洒至玻璃纤维网上，随后在70
‑
80℃下碱蚀2
‑
3h，得到碱蚀玻璃纤维粗品；B3、将碱蚀玻璃纤维粗品浸泡于酸性中和液中并搅拌，而后进行水洗并烘干，得到碱蚀玻璃纤维。
[0026]相对于直接将玻本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种石英特种材料，其特征在于，由以下重量百分比的原料制成：30
‑
40%碱蚀玻璃纤维、10
‑
25%改性PVC、30
‑
40%环氧树脂胶、1
‑
5%苯、1
‑
3%份润滑剂、1
‑
5%铁黄以及1
‑
5%光稳定剂。2.根据权利要求1所述的石英特种材料，其特征在于：所述改性PVC为氨基功能化PVC、硅烷功能化PVC以及聚硫醇功能化PVC中的一种。3.根据权利要求2所述的石英特种材料，其特征在于，所述改性PVC由相容剂与PVC通过熔融挤出接枝方法制备而得，所述相容剂与PVC的质量比例为1：（5
‑
7），所述相容剂为3－巯丙基三乙氧基硅烷、二氨基二苯砜以及聚硫醇中的一种。4.根据权利要求1所述的石英特种材料，其特征在于：所述环氧树脂胶由改性环氧树脂与改性固化剂混合而成，所述改性环氧树脂由以下重量份的原料制成：90
‑
110份丁香酚、200
‑
300份环氧氯丙烷、40
‑
60份液碱、1
‑
3份四甲基氯化铵以及20
‑
30份四甲基二硅氧烷。5.根据权利要求4所述的石英特种材料，其特征在于，所述改性环氧树脂的制备方法包括以下步骤：A1、将丁香酚以及环氧氯丙烷进行混合，随后依次加入四甲基二硅氧烷以及四甲基氯化铵，而后在100
‑
150℃的温度下进行催化缩合反应6
‑
9h，之后冷却至50
‑
70℃后加入液碱，最后萃取、水洗、干燥得到缩合物；A2、将缩合物溶于二氯甲烷中，随后在10
‑
20℃下，通过过氧化苯甲酸对缩合物...

【专利技术属性】
技术研发人员：蔡锦容，薛景航，蔡海荣，蔡海杰，
申请(专利权)人：珠海市明清新型材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：