本申请公开了一种着色级SMC用玻璃纤维浸润剂，包含有效组分和水；浸润剂的固含量为3.8％～13.8％；有效组分各成分的固体质量占浸润剂固体总质量的百分比表示如下：偶联剂9.0～20％，成膜剂36～72％，抗静电剂3.0～9.0％，流平剂4.0～11％，手感剂12～27％；其中，手感剂为由含长链烷基并且封端改性的硅油聚合而成的高分子聚合物；成膜剂为第一成膜剂和第二成膜剂的混合物，质量比为1:1～1:5，第一成膜剂为有机硅改性环氧乳液；第二成膜剂为快浸透不饱和聚酯乳液。采用该浸润剂涂覆生产的玻璃纤维纱表面光滑，模压流动性好，使得纤维在制品中分散均匀，不易产生表面玻纤纹；并且与聚酯树脂相容性好，界面结合强，能显著地提高制品力学性能。
【技术实现步骤摘要】
本申请涉及玻璃纤维涂覆用浸润剂，特别涉及一种着色级smc用玻璃纤维浸润剂，以及该浸润剂的制备方法、产品和应用。
技术介绍
1、smc制品具有轻质、高强、耐腐蚀、可设计性好、易成型、易着色等诸多优点，已在建筑行业得到越来越广泛的应用。例如电气设施领域的应用包括电气柜、仪表盒等；针对住宅领域的应用主要有防水板、门板、水箱等。以上应用的要求是制品需要在保证一定强度的基础上，具有较好的外观质量。这些制品通常是浅色料，且不进行二次喷涂，因此玻璃纤维需要具有良好的着色性能以保证制品外观质量，即制品没有明显的玻纤纹路；同时又能与基体不饱和树脂进行良好的结合，保证制品良好的力学性能。
2、随着smc技术和生活水平的不断提高，下游客户对该领域制品力学性能、外观质量及各种特殊性能提出了更为苛刻的要求；例如电气柜的结构化、一体化设计需要部件具有更高的强度，防水板的设计更为美观，需要匹配更好的制品外观质量才能发挥优势。这些领域的发展都对着色级玻璃纤维的性能提出了更高的、多维度的要求。着色级玻璃纤维是指在玻璃纤维增强树脂复合材料中，玻璃纤维不易显现出自己本来的颜色，即表面不易产生明显的玻纤纹。
技术实现思路
1、本申请所要解决的技术问题是提供一种着色级smc用玻璃纤维浸润剂，由该浸润剂涂覆生产的玻璃纤维表面光滑，模压流动性好，使得纤维在制品中分散均匀，不易产生表面玻纤纹；并且与聚酯树脂相容性好，界面结合强，从而显著提高制品力学性能；同时玻璃纤维还具有切割分散性好、生产使用毛羽少等优点。
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p>2、为了实现以上技术效果，本申请通过以下技术方案实现：3、根据本申请的一个方面，提供一种着色级smc用玻璃纤维浸润剂，包含有效组分和水；所述浸润剂的固含量为3.8～13.8％；所述有效组分包含偶联剂、成膜剂、抗静电剂、流平剂和手感剂；所述浸润剂各有效组分的固体质量占浸润剂固体总质量的百分比表示如下：
4、
5、其中，所述手感剂为由含长链烷基并且封端改性的硅油聚合而成的高分子聚合物；
6、其中，所述成膜剂为第一成膜剂和第二成膜剂的混合物；所述第一成膜剂为有机硅改性环氧乳液，所述第二成膜剂为快浸透不饱和聚酯乳液；所述第一成膜剂和第二成膜剂的质量比为1:1～1:5。
7、其中，所述浸润剂各有效组分的固体质量占浸润剂固体总质量的百分比表示如下：
8、
9、其中，所述偶联剂为含不饱和键的硅烷偶联剂。
10、其中，所述流平剂为聚醚改性的有机硅化合物。
11、其中，所述抗静电剂为十二烷基磺酸钠、十二烷基磺酸锂和十二烷基磺酸钾中的至少一种。
12、其中，所述有机硅改性环氧乳液由端环氧聚醚有机硅作为乳化剂，与环氧树脂混合后均匀分散在水中所得。
13、其中，所述环氧树脂为双酚a型环氧树脂、双酚s型环氧树脂和双酚f型环氧树脂中的至少一种；所述环氧树脂的环氧当量为600～3300g/eq。
14、其中，所述快浸透不饱和聚酯乳液由掺杂苯酐的马来酸酐和丙二醇通过缩聚反应，产物均匀分散在水中所得；所述快浸透不饱和聚酯的分子量为4000～15000da。
15、本申请着色级smc用玻璃浸润剂中各组分的作用及含量说明如下：
16、本申请的偶联剂选用硅烷偶联剂(结构通式为ysix3)。其中，结构通式中y为有机端，通常为链烯烃或者末端带有氨基、巯基、环氧、叠氮基和异氰酸酯基等官能团的烃基；x为可水解基团，如氯、烷氧基等。由于此特殊的化学结构，硅烷偶联剂可用作无机玻璃纤维与有机聚合物成膜剂之间结合的桥梁，使得整个浸润剂膜能够通过化学键固定于玻璃纤维表面，从而保持玻璃纤维在加工或者切割过程中较好的集束性、韧性以及硬挺度。优选的，本申请偶联剂选用含不饱和键的硅烷偶联剂，更优选的，本申请偶联剂选用含双键的硅烷偶联剂，偶联剂含双键，与本申请所选择的成膜剂之间能通过化学键形成稳定结合，可有效提升玻璃纤维的使用性能。示例性的，本申请的偶联剂可选用乙烯基三甲氧基硅烷偶联剂。同时，偶联剂的用量需控制在合适的范围内。研究发现，偶联剂含量过少，则无法在无机玻璃纤维与有机聚合物成膜剂之间起到有效的过度桥梁作用；含量过多，反而会穿插其中阻碍成膜剂发挥其应有作用。因此，本申请控制偶联剂的固体质量占浸润剂固体总质量的百分比为9.0％～20.0％；优选为10.0～19.0％；更优选为11.0～18.0％。
17、成膜剂是玻璃纤维浸润剂的主要成分，具有保护玻璃纤维、提高玻璃纤维可切割性、集束性以及与基体树脂的相容性的作用，对玻璃纤维的连续生产和后续应用有着决定性影响。因此，成膜剂的选择是本申请的重点之一。同时，成膜剂的用量需控制在合适的范围；成膜剂用量过少，玻璃纤维经机械摩擦容易损伤产生毛丝，并且会降低与基体树脂的相容性；用量过多，则会造成纱线树脂浸透变慢且不易单丝化，造成制品中玻纤纹较多。因此，本申请控制成膜剂的固体质量占浸润剂固体总质量的百分比为36.0～72.0％，优选为40.0～69.0％，更优选为44.0～66.0％。
18、本申请的成膜剂采用第一成膜剂和第二成膜剂的组合，本申请使用的成膜剂为乳液形式。其中，第一成膜剂为有机硅改性环氧乳液，它是由端环氧聚醚有机硅作为乳化剂，与环氧树脂混合后均匀分散在水中所得(参考文献：有机硅改性环氧树脂乳液的制备及性能研究[j].彭军等.化工新型材料.2021(12))。与普通环氧树脂乳液相比，有机硅改性的环氧乳液成膜后具有更好的韧性和耐热性能，使得玻璃纤维在使用时能尽可能保持其完整性。优选的，所述环氧树脂为双酚a型环氧树脂、双酚s型环氧树脂和双酚f型环氧树脂中的至少一种；进一步优选的，所述环氧树脂的环氧当量为600～3300g/eq。本申请所述有机硅改性环氧乳液的固含量为32％～52％。
19、本申请的第二成膜剂选用快浸透不饱和聚酯乳液，它是由掺杂苯酐的马来酸酐和丙二醇通过缩聚反应，产物均匀分散在水中所得。具体制备方法为：在四口瓶中加入掺杂有苯酐的马来酸酐和丙二醇，两者摩尔比为1:0.6～1:1.8，开启搅拌程序并升温。温度达到200～220℃时，保持温度进行缩聚反应，测试酸值在15～30之间控制反应终点；然后将反应产物降至室温，加入乳化剂，然后加水以2000～6000转/分钟的转速进行高速分散，制备得到快浸透不饱和聚酯乳液。其中，温度优选为210℃；乳化剂可选用常规乳化剂体系，优选地，选用支链脂肪醇聚氧乙烯醚、改性脂肪醇聚氧和乙烯醚eo-po嵌段共聚物的混合物。苯酐的掺杂能提高聚酯成膜后的硬度，保持玻璃纤维较高的硬挺度，提升可切割性和模压流动性。快浸透不饱和聚酯乳液成膜后，能保证玻璃纤维被不饱和树脂快速浸透，并且相容性较好，能够有效提升制品的力学性能。另外，浸透后的玻璃纤维表面浸润剂可以很好地溶入树脂体系中，玻璃纤维可以在树脂中呈现单丝化的状态，使得制品中的玻纤纹较少。优选的，所述快浸透不饱和聚酯乳液的分子量为4000～15000da；所述快浸透不饱本文档来自技高网
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【技术保护点】
1.一种着色级SMC用玻璃纤维浸润剂，其特征在于，所述浸润剂包含有效组分和水；所述浸润剂的固含量为3.8～13.8％；所述有效组分包含偶联剂、成膜剂、抗静电剂、流平剂和手感剂；所述浸润剂各有效组分的固体质量占浸润剂固体总质量的百分比表示如下：
2.根据权利要求1所述的着色级SMC用玻璃纤维浸润剂，其特征在于，所述浸润剂各有效组分的固体质量占浸润剂固体总质量的百分比表示如下：
3.根据权利要求1或2所述的着色级SMC用玻璃纤维浸润剂，其特征在于，所述流平剂为聚醚改性的有机硅化合物。
4.根据权利要求1或2所述的着色级SMC用玻璃纤维浸润剂，其特征在于，所述抗静电剂为十二烷基磺酸钠、十二烷基磺酸锂和十二烷基磺酸钾中的至少一种。
5.根据权利要求1或2所述的着色级SMC用玻璃纤维浸润剂，其特征在于，所述有机硅改性环氧乳液由端环氧聚醚有机硅作为乳化剂，与环氧树脂混合后均匀分散在水中所得。
6.根据权利要求5所述的着色级SMC用玻璃纤维浸润剂，其特征在于，所述环氧树脂为双酚A型环氧树脂、双酚S型环氧树脂和双酚F型环氧树脂中的至少一种；所述环氧树脂的环氧当量为600～3300g/eq。
7.根据权利要求1或2所述的着色级SMC用玻璃纤维浸润剂，其特征在于，所述快浸透不饱和聚酯乳液由掺杂苯酐的马来酸酐和丙二醇通过缩聚反应，产物均匀分散在水中所得；所述快浸透不饱和聚酯的分子量为4000～15000Da。
8.一种如权利要求1～7任一项所述的着色级SMC用玻璃纤维浸润剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
9.一种如权利要求1～8任一项所述的着色级SMC用玻璃纤维浸润剂涂覆生产的玻璃纤维产品。
10.一种如权利要求9所述的玻璃纤维产品在建筑领域内的应用。
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【技术特征摘要】
1.一种着色级smc用玻璃纤维浸润剂，其特征在于，所述浸润剂包含有效组分和水；所述浸润剂的固含量为3.8～13.8％；所述有效组分包含偶联剂、成膜剂、抗静电剂、流平剂和手感剂；所述浸润剂各有效组分的固体质量占浸润剂固体总质量的百分比表示如下：
2.根据权利要求1所述的着色级smc用玻璃纤维浸润剂，其特征在于，所述浸润剂各有效组分的固体质量占浸润剂固体总质量的百分比表示如下：
3.根据权利要求1或2所述的着色级smc用玻璃纤维浸润剂，其特征在于，所述流平剂为聚醚改性的有机硅化合物。
4.根据权利要求1或2所述的着色级smc用玻璃纤维浸润剂，其特征在于，所述抗静电剂为十二烷基磺酸钠、十二烷基磺酸锂和十二烷基磺酸钾中的至少一种。
5.根据权利要求1或2所述的着色级smc用玻璃纤维浸润剂，其特征在于，所述有机硅改性环氧乳液由端环氧聚醚有...
【专利技术属性】
技术研发人员：陆琦，杨国明，杜家奎，刘阳，张鑫，朱春芽，
申请(专利权)人：巨石集团有限公司，
类型：发明
国别省市：
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