耐老化型环氧管道用纱的浸润剂及其制备方法技术

本发明专利技术属于浸润剂技术领域，具体涉及一种耐老化型环氧管道用纱的浸润剂及其制备方法。耐老化型环氧管道用纱的浸润剂是由偶联剂、润滑剂、成膜剂、pH调节剂和去离子水组成，其中，成膜剂为双酚A型环氧乳液、聚氨酯乳液和酚醛环氧乳液的混合物。采用本发明专利技术浸润剂生产的玻璃纤维产品与环氧树脂有良好的相容性，同时还兼备缠绕管道的工艺性，耐磨性好，毛羽少，浸透速度快；通过该浸润剂生产的玻璃纤维，经高温老化后性能不下降，采用该玻璃纤维生产的环氧高压管道经沸水煮1500h后，复合材料性能老化保留率更高。保留率更高。

【技术实现步骤摘要】
耐老化型环氧管道用纱的浸润剂及其制备方法


[0001]本专利技术属于浸润剂
，具体涉及一种耐老化型环氧管道用纱的浸润剂及其制备方法。

技术介绍

[0002]环氧高压玻璃钢管道采用连续玻璃纤维缠绕成型工艺，是由连续玻璃纤维经过环氧树脂浸润后缠绕在模具上加热固化而成，简称GRE管道。
[0003]玻璃钢管道因其良好的机械物理性能(重量轻、强度高、运输方便)及其优异的抗压能力已广泛应用于油田输油、注水、注聚管线，天然气输送，城市给排水、饮用水管线，化工、盐卤管线，消防管线等领域。
[0004][0005][0006]环氧玻璃钢管道制造厂家遍及全球，纬度跨度大，气候分布广，特别是中东地区，常年温度较高(地面温度高达50℃左右)，除对玻璃纤维工艺性能的高要求外，对纤维耐老化性能提出更高要求，现有产品已不能满足要求。
[0007]中国专利CN 110294600 A公开一种玻璃纤维浸润剂及其制备方法和应用，所述玻璃纤维浸润剂包含以下组分，各组分的含量以质量百分比表示如下：硅烷偶联剂0.10～3.00％；成膜剂2.00～25.00％；增塑剂0～1.00％；润滑剂0.01～2.00％；pH值调节剂0.01～2.00％；水67.00～97.88％；成膜剂为第一成膜剂和第二成膜剂的混合物，所述第一成膜剂和所述第二成膜剂的质量比为10:1～1:8。该专利制备得到的玻璃纤维浸润剂是用来解决玻璃纤维与热塑性基体树脂相容性差及玻璃纤维在混合过程中分散不均匀等问题，这些问题最终会导致生产的复合材料机械性能波动大的问题，但该专利提供的玻璃纤维浸润剂无法提高管道的耐老化性能。
[0008]中国专利CN 112456817 A公开一种增强型玻璃纤维浸润剂及其制备方法和应用，该浸润剂包含以下组分，各组分的含量以质量百分比表示如下：偶联剂0.1
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2.0％；第一成膜剂0.5
‑
2.0％；第二成膜剂1.5
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10.0％；交联剂0.02
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1.0％；润滑剂0.01
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1.0％；pH值调节剂0.02
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1.0％；水83.0
‑
97.85％；其中，所述偶联剂为硅烷偶联剂，且偶联剂为第一偶联剂和第二偶联剂的混合物；第一成膜剂为聚氨酯乳液；第二成膜剂为环氧乳液。该专利制备得到的增强型玻璃纤维浸润剂是用于改善SMC工艺的玻璃纤维与环氧树脂的含浸性，但其无法改善高温环境下管道的耐老化性能。
[0009]目前，亟需提供一种耐老化型环氧管道用纱的浸润剂，不但使玻纤能够具有低毛羽、快速浸透、与环氧树脂结合强度高等性能，而且具有耐老化能力，特别是在高温条件存放下，仍具有较高的机械性能。

技术实现思路

[0010]本专利技术的目的是提供一种耐老化型环氧管道用纱的浸润剂，该浸润剂与环氧树脂
相容性好、浸透快，并具有耐老化性能好的优点，可使制品机械性能老化保留率更高；本专利技术同时提供了耐老化型环氧管道用纱的浸润剂的制备方法。
[0011]本专利技术所述的耐老化型环氧管道用纱的浸润剂是由偶联剂、润滑剂、成膜剂、pH调节剂和去离子水组成，其中，成膜剂为双酚A型环氧乳液、聚氨酯乳液和酚醛环氧乳液的混合物。
[0012]所述的双酚A型环氧乳液的分子量为200
‑
1000，双酚A型环氧乳液的颗粒粒径为0.2
‑
3.6μm。
[0013]所述的聚氨酯乳液的分子量为15000
‑
35000，聚氨酯乳液的颗粒粒径为0.5
‑
3.5μm。
[0014]所述的酚醛环氧乳液的分子量为300
‑
2000，酚醛环氧乳液的颗粒粒径为0.3
‑
3.5μm。
[0015]所述的双酚A型环氧乳液、聚氨酯乳液和酚醛环氧乳液的质量比为3
‑
5:0.5
‑
1.5:0.6
‑
1.2，其中，双酚A型环氧乳液以双酚A型环氧乳液中的固体质量计，聚氨酯乳液以聚氨酯乳液中的固体质量计，酚醛环氧乳液以酚醛环氧乳液中的固体质量计。
[0016]所述的偶联剂为氨基硅烷偶联剂和环氧基硅烷类偶联剂的混合物。
[0017]所述的氨基硅烷偶联剂和环氧基硅烷类偶联剂的质量比为0.2
‑
5:1，其中，氨基硅烷偶联剂以氨基硅烷偶联剂中的固体质量计，环氧基硅烷类偶联剂以环氧基硅烷类偶联剂中的固体质量计。
[0018]所述的润滑剂为阳离子润滑剂、PEG和硅油润滑剂的混合物，阳离子润滑剂优选为聚乙烯亚胺类阳离子润滑剂。
[0019]所述的pH调节剂为甲酸、冰醋酸、柠檬酸或氟硼酸中的一种或多种。
[0020]浸润剂中固体质量占浸润剂总质量的5
‑
15％，浸润剂中各组分的固体质量占浸润剂中固体总质量的百分比如下：
[0021][0022]浸润剂中各组分的固体质量占浸润剂中固体总质量的百分比优选如下：
[0023][0024]本专利技术所述的耐老化型环氧管道用纱的浸润剂的制备方法，包括如下步骤：
[0025](1)去离子水中先加入pH值调节剂进行搅拌，再加入偶联剂进行搅拌，得到溶液A；
[0026](2)去离子水中加入双酚A型环氧乳液，搅拌均匀，得到溶液B；
[0027](3)去离子水中加入聚氨酯乳液，搅拌均匀，得到溶液C；
[0028](4)去离子水中加入酚醛环氧乳液，搅拌均匀，得到溶液D；
[0029](5)润滑剂和热水搅拌均匀，冷却至室温，得到溶液E；
[0030](6)将溶液A、溶液B、溶液C、溶液D、溶液E和剩余的去离子水搅拌均匀，得到耐老化型环氧管道用纱的浸润剂。
[0031]步骤(1)中所述的去离子水的加入量为耐老化型环氧管道用纱的浸润剂质量的30
‑
40％。
[0032]步骤(2)中所述的去离子水的加入量为双酚A型环氧乳液质量的0.5
‑
1倍。
[0033]步骤(3)中所述的去离子水的加入量为聚氨酯乳液质量的0.5
‑
1倍。
[0034]步骤(4)中所述的去离子水的加入量为酚醛环氧乳液质量的0.5
‑
1倍。
[0035]步骤(5)中所述的水的加入量为润滑剂质量的10
‑
15倍。
[0036]本专利技术的浸润剂可以应用在环氧管道用玻璃纤维中。
[0037]本专利技术中偶联剂具有较强的反应活性，通过自身的水解反应生成硅羟基，一方面硅羟基可以与玻璃纤维表面的羟基发生化学反应，另一方面硅烷偶联剂其它基团与树脂基体发生化学反应，通过偶联剂两端分别作用于纤维与树脂基体，形成密集的空间网络状结构，充分发挥纤维增强树脂基体的作用，提升复合材料的机械性能。
[0038]本专利技术浸润剂中偶联剂为氨基硅烷偶联剂和环氧基硅烷类偶联剂的混合物，所选两种偶联剂本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种耐老化型环氧管道用纱的浸润剂，其特征在于由偶联剂、润滑剂、成膜剂、pH调节剂和去离子水组成，其中，成膜剂为双酚A型环氧乳液、聚氨酯乳液和酚醛环氧乳液的混合物。2.根据权利要求1所述的耐老化型环氧管道用纱的浸润剂，其特征在于所述的双酚A型环氧乳液的分子量为200
‑
1000，双酚A型环氧乳液的颗粒粒径为0.2
‑
3.6μm。3.根据权利要求1所述的耐老化型环氧管道用纱的浸润剂，其特征在于所述的聚氨酯乳液的分子量为15000
‑
35000，聚氨酯乳液的颗粒粒径为0.5
‑
3.5μm。4.根据权利要求1所述的耐老化型环氧管道用纱的浸润剂，其特征在于所述的酚醛环氧乳液的分子量为300
‑
2000，酚醛环氧乳液的颗粒粒径为0.3
‑
3.5μm。5.根据权利要求1所述的耐老化型环氧管道用纱的浸润剂，其特征在于所述的双酚A型环氧乳液、聚氨酯乳液和酚醛环氧乳液的质量比为3
‑
5:0.5
‑
1.5:0.6
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1.2，其中，双酚A型环氧乳液以双酚A型环氧乳液中的固体质量计，聚氨酯乳液以聚氨酯乳液中的固体质量计，酚醛环氧乳液以酚醛环氧乳液中的固体质量计。6.根据权利要求1所述的耐老化型环氧管道用纱的浸润剂，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐永军，许增刚，李富军，李嘉宁，李晓红，
申请(专利权)人：泰山玻璃纤维有限公司，
类型：发明
国别省市：