一种玻璃纤维喷射纱用成膜剂的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种玻璃纤维喷射纱用成膜剂的制备方法，包括以下步骤：将保护胶体、乳化剂、pH缓冲剂和水混合，得到第一混合溶液；向所述第一混合溶液中加入氧化剂和还原剂，滴加醋酸乙烯酯单体，聚合反应后得到玻璃纤维喷射纱用成膜剂。与现有技术相比，本发明专利技术利用氧化还原体系引发自由基乳液聚合，即，氧化剂与还原剂之间发生氧化还原反应产生能引发聚合的自由基。由于该氧化还原体系大大降低生成自由基的活化能，提高聚合的反应速率即提高生产能力，从而提高了成膜剂的分子量。实验结果表明，本发明专利技术制备的聚醋酸乙烯酯乳液分子量在30000～80000，使用该方法制备的成膜剂的玻璃纤维具有良好的硬挺度和切割性能。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及玻纤制造
，更具体地说，涉及。
技术介绍
玻璃纤维浸润剂是用于玻璃纤维表面涂覆的一种表面处理剂，对玻璃纤维的制造至关重要，决定了纤维的作业性能和纤维在复合材料中的表现。浸润剂是由成膜剂、偶联剂和抗静电剂等混合形成多组分水溶液或乳液，能有效润滑玻璃纤维表面，使玻璃纤维光滑、 柔软、耐磨，并赋予后期复合材料卓越的性能。浸润剂的作用主要表现在以下几个方面润滑保护作用、粘结集束作用、防止玻璃纤维表面静电荷的积累以及使玻璃纤维获得与基材良好的相容性等。在浸润剂的作用下，玻纤制品具有理想的物理性能、力学性能、化学性能、 电学性能以及耐老化性能等应用性能。成膜剂是玻纤浸润剂中最重要的组分，可以在玻纤表面形成一种具有一定柔软性、延伸性和耐摩擦性等性能的连续均勻的薄膜，对及玻纤后期的使用性能有极其重要的作用。目前在喷射纱中使用的成膜剂主要分为四大类，包括环氧类成膜剂、聚酯类成膜剂、 聚氨酯类成膜剂和聚醋酸乙烯酯类成膜剂。其中，环氧树脂成膜剂主要为小分子量环氧树脂成膜剂，而高分子量环氧树脂在常温下为固体，熔点较高，乳化困难，有机溶剂添加量较大，对乳化条件和设备要求极为苛刻，从而限制了它的使用；聚酯类成膜剂的合成工艺复杂，需要高温反应且生产周期长，成本较高，限制了聚酯类成膜剂的推广；聚氨酯类成膜剂的原料价格昂贵，成本过高，应用范围也比较狭窄。与上述成膜剂相比，聚醋酸乙烯酯类成膜剂由于具有工艺简单、价格低廉和静电少等特点，在喷射纱生产中得到了广泛应用。现有技术对聚醋酸乙烯酯类成膜剂及其制备方法进行了广泛的报道，其中，主要实现方案为以醋酸乙烯酯或与其他单体为单体，在保护胶体作用下、通过热分解体系来引发反应，通过4 5小时的聚合反应得到聚醋酸乙烯酯乳液。但是，上述方法制备的聚醋酸乙烯酯乳液的分子量较低，不易赋予原丝良好的硬挺度和切割性能，并且价格较高。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术要解决的技术问题在于提供，该方法制备的成膜剂分子量较大，使用该方法制备的成膜剂的玻璃纤维具有良好的硬挺度和切割性能。为了解决以上技术问题，本专利技术提供， 包括以下步骤步骤a)将保护胶体、乳化剂、pH缓冲剂和水混合，得到第一混合溶液；步骤b)向所述第一混合溶液中加入氧化剂和还原剂，滴加醋酸乙烯酯单体，聚合反应后得到玻璃纤维喷射纱用成膜剂，所述还原剂为氯化亚铁、硫醇、亚硫酸钠或硫酸亚铁，所述氧化剂为过氧化氢、过氧化氢叔丁基、异丙苯过氧化氢或过硫酸钠。优选的，所述步骤b)具体为步骤bl)向所述第一混合溶液中加入氧化剂；步骤 b2)向所述步骤bl)得到的产物中滴加醋酸乙烯酯单体，分批加入还原剂，聚合反应后得到玻璃纤维喷射纱用成膜剂，所述还原剂为氯化亚铁、硫醇、亚硫酸钠或硫酸亚铁，所述氧化剂为过氧化氢、过氧化氢叔丁基、异丙苯过氧化氢或过硫酸钠。优选的，所述步骤1^2)的聚合反应的温度为65 85°C。优选的，所述步骤b)中还原剂加入采用滴加方式。优选的，所述乳化剂为聚氧乙烯醚类乳化剂。优选的，所述保护胶体为聚乙烯醇。优选的，所述保护胶体、乳化剂、pH缓冲剂、氧化剂、还原剂和醋酸乙烯酯单体的重量比为(1 2) (0.5 2. 5) (1 2) (0. 1 2) (0. 1 3) 100。优选的，所述保护胶体、乳化剂、pH缓冲剂、氧化剂、还原剂和醋酸乙烯酯单体的重量比为 1.5 (1 2.5) 1.5 (0.5 2) (0. 5 2) 100。优选的，还包括向所述聚合反应得到的产物中加入增塑剂。优选的，所述增塑剂为脂肪酸辛酯、邻苯二甲酸二辛酯、邻苯二甲酸二丁酯、己二酸二辛酯、癸二酸二辛酯或二甘醇二苯甲酸酯。本专利技术提供，包括以下步骤将保护胶体、乳化剂、PH缓冲剂和水混合，得到第一混合溶液；向所述第一混合溶液中加入氧化剂和还原剂，滴加醋酸乙烯酯单体，聚合反应后得到玻璃纤维喷射纱用成膜剂。与现有技术相比，本专利技术利用氧化还原体系引发自由基乳液聚合，即，氧化剂与还原剂之间发生氧化还原反应产生能引发聚合的自由基。由于该氧化还原体系大大降低生成自由基的活化能，提高聚合的反应速率即提高生产能力，从而提高了成膜剂的分子量。实验结果表明，本专利技术制备的聚醋酸乙烯酯乳液分子量在30000 80000，使用该方法制备的成膜剂的玻璃纤维具有良好的硬挺度和切割性能。具体实施方式下面对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。本专利技术公开了，包括以下步骤步骤a)将保护胶体、乳化剂、pH缓冲剂和水混合，得到第一混合溶液；步骤b)向所述第一混合溶液中加入氧化剂和还原剂，滴加醋酸乙烯酯单体，聚合反应后得到玻璃纤维喷射纱用成膜剂，所述还原剂为氯化亚铁、硫醇、亚硫酸钠或硫酸亚铁，所述氧化剂为过氧化氢、过氧化氢叔丁基、异丙苯过氧化氢或过硫酸钠。本专利技术利用氧化还原体系引发自由基乳液聚合，氧化剂与还原剂之间发生氧化还原反应产生能引发聚合的自由基，乳液聚合后得到玻璃纤维喷射纱用成膜剂即醋酸乙烯乳液。按照本专利技术，所述保护胶体优选采用聚乙烯醇，更优选采用聚乙烯醇M88。聚乙烯醇是一种水溶性环保型高分子聚合物，无毒无污染，具有良好的成膜性能、乳化性能、粘结性能和纺丝性能。聚乙烯醇形成的膜具有优异的接着力、耐溶剂性、耐摩擦性、伸张强度与氧气阻绝性。由于聚乙烯醇同时拥有亲水基及疏水基两种官能基，是具有界面活性的物质，因此，聚乙烯醇可以作为高分子乳化、悬浮聚合反应时的保护胶体。本专利技术对于采用的聚乙烯醇的生产厂家并无特别限制，优选采用上海美梦佳化工科技有限公司生产的聚乙烯醇 2488。乳化剂是一类表面活性剂，作用在于当乳化剂分散在分散质的表面时形成薄膜或双电层，可使分散相带有电荷，从而阻止分散相的小液滴互相凝结，使形成的乳浊液比较稳定。本专利技术采用的乳化剂优选采用不含有APE的非离子表面活性剂，更优选采用聚氧乙烯醚类乳化剂，更优选为脂肪醇聚氧乙烯醚。脂肪醇聚氧乙烯醚是作为离子化合物是一种乳白色膏状至固状物，其中，脂肪醇聚氧乙烯醚的水溶液的PH值为5. 0 7. 0。本专利技术对于采用的脂肪醇聚氧乙烯醚的生产厂家并无特别限制，优选采用海安县国力化工有限公司生产的脂肪醇聚氧乙烯醚。向溶液中加入一定量的酸和碱时，有阻碍溶液pH变化的作用的试剂为pH缓冲剂。 本专利技术采用的PH缓冲剂可以为弱酸及其盐的混合溶液，如醋酸(HAc)与醋酸钠(NaAc)的混合溶液，或者弱碱及其盐的混合溶液，如NH3 · H2O与NH4Cl的混合溶液等。同时，本专利技术采用的PH缓冲剂可以自行配置或者市购，对于其生产厂家并无特别限制。另外，在步骤a)中，将各个原料混合得到第一混合溶液后，优选将所述第一混合溶液升温至50 62°C，更优选升温至55 60°C，更优选升温至60°C。将所述第一混合溶液升温后，向所述第一混合溶液中加入氧化剂和还原剂，滴加醋酸乙烯酯单体进行聚合反应。其中，所述醋酸乙烯酯单体可以采用持续滴加的方式，即不间断的向所述第一混合溶液中滴加醋酸乙烯酯单体；氧化剂优选采用一次性全部加入的方式；所述还原剂优选在加入氧化剂后本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：龙浩，王乐，崔华峰，
申请(专利权)人：重庆国际复合材料有限公司，
类型：发明
国别省市：