一类玻纤用水性聚氨酯成膜剂及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一类玻纤用水性聚氨酯成膜剂及其制备方法，以大分子多元醇和脂肪族二异氰酸酯为原料进行催化聚合，并经两次的扩链，制得预聚体，中和后，再分散于水中制得水性聚氨酯成膜剂乳液。本发明专利技术的水性聚氨酯成膜剂力学性能优异，乳液的储存稳定性佳，至少可以在室温下稳定保存6个月以上，乳液的粘度适中，非常适合作为玻纤浸润剂配方的成膜剂使用，本发明专利技术将制得的水性聚氨酯成膜剂在玄武岩纤维中加以应用，玄武岩纤维的力学性能异常突出，具有广阔的发展前景。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及精细化工
和玻纤
，具体涉及。
技术介绍
浸润剂原材料及配方技术是体现各类玻纤制品(包括纱、布、毡)内在质量的最关键技术，也是玻纤生产中必不可少的工业消耗品。行业中常将其重要性等同于IT行业的“芯片制造技术”。国际上这两项技术和产品分别属于两个行业(精细化工行业和玻纤行业)。其技术核心分为两部分:一是浸润剂原材料组分中最重要的组分成膜剂的合成制造技术一“芯片制造技术”;二是浸润剂中各组分选择的配方应用技术一“芯片组合技术”。上述两项技术在国内专业化、系列化程度均不高，且两项技术相互交叉，造成国内浸润剂原材料及配方技术仅处于国际中低档水平的局面。随着池窑技术在国内的迅猛发展和产品大量外销，越来越多的厂家意识到玻纤制品的竞争很大程度上依赖于浸润剂原材料及配方技术，由于该技术直接关系到各类玻纤制品(包括纱、布、毡)内在质量，已经成为各大玻纤生产企业保持可持续发展的核心竞争力之一。从浸润剂配方技术方面来看，国内各大玻纤厂，尤其是大型池窑生产线，已有多年生产实践经验的积累，已具备较为完善的开发、研制浸润剂配方，调试浸润剂配方的能力，能够较好地满足玻纤生产专业化、规模化的需要。但受限于玻纤产品系列化浸润剂原材料研发制造瓶颈，表现为高端成膜剂材料依赖进口，尚未形成成膜剂原材料的自主创新或专控渠道，高端玻纤产品的市场占有率很低。少数有原材料研发生产能力的企业有待于进一步完善，研发生产能力的力 度和深度还有待于进一步加强。而相当数量的中小型玻纤企业还不具备研发、调试浸润剂配方的能力，石蜡型浸润剂、711、811浸润剂等老配方几十年如一日，仍在使用，玻纤产品质量在低水平范围内循环。而一些市场急需和前景看好的高端玻纤产品，如LFTP用无抢粗纱、高质量的短切纱、喷射、SMC纱、增强高压环氧管道的缠绕无捻粗纱等品种尚与国外产品存在较大差距。中小型坩埚法玻纤虽然生产上具有批量小、更换品种快，不需要分束、分拉等优势，但受限于浸润剂的配方技术瓶颈暂时无法生产多品种、高利润、小批量的玻纤产品。成膜剂大致可分为五类即环氧成膜剂、聚酯树脂成膜剂、PVAc类成膜剂、丙烯酸酯乳液成膜剂及聚氨酯乳液成膜剂。其中，聚氨酯乳液以其优异的性能，成为浸润剂成膜剂中发展最快的一种新型成膜剂，聚氨酯乳液通常是由聚醚、聚酯、二元醇与异氰酸酯，先制成预聚体，并用扩链剂扩链，再加水分散制得。通过采用不同结构的二元醇，不同品种的异氰酸酯及扩链剂，可以调节氨酯基在分子中的间隔大小及软段硬段比例、合成性能差异很大的聚氨酯乳液。水性聚氨酯(WPU)是以水作为分散介质的聚氨酯，它可制成水溶性的胶乳型的、乳液型的，它具有聚氨酯固有的高强度、耐磨性、高弹性等优异性能。由于其具有高极性及高化学性能的氨酯基团，对相对化学惰性大的热塑性材料具有很强的粘结力及界面结合能力，所以广泛应用于增强热塑性塑料用玻纤短切纱浸润剂。同时实践证明，在浸润剂配方中只要添加少量的聚氨酯乳液，即可有效提高玻纤纱的集束性、短切性和耐磨性。国内目前还无法大量生产浸润剂专用高质量的聚氨酯乳液，基本上依靠进口，价格昂贵。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一类玻纤专用的高质量水性聚氨酯成膜剂及其制备方法，以满足玻纤产品的高端需求。为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案:本专利技术的玻纤用水性聚氨酯成膜剂，具有下述通式(I) (IV)的结构:权利要求1.一类玻纤用水性聚氨酯成膜剂，其特征在于，具有下述通式(I) (IV)的结构:2.根据权利要求1所述的玻纤用水性聚氨酯成膜剂，其特征在于:所述的A为3.根据权利要求1所述的玻纤用水性聚氨酯成膜剂，其特征在于:所述的D为4.根据权利要求1所述的玻纤用水性聚氨酯成膜剂，其特征在于:所述的Q为5.一种制备权利要求1所述的玻纤用水性聚氨酯成膜剂的方法，其特征在于，包括下述步骤:6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于:步骤(2)和(3)中所述的催化剂为辛酸亚锡或者二月桂酸二丁基锡，其添加质量为万分之五到万分之十相对于大分子多元醇。7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于:所述的大分子多元醇为分子量在1000 2000之间的蓖麻油、聚己二酸丁二醇酯、聚己内酯、聚丙二醇或聚四氢呋喃。8.根据权利要求5所述的方法，其特征在于:所述的二异氰酸酯为六亚甲基二异氰酸酯、4，4-氢化二苯基甲烷二异氰酸酯或异氟尔酮二异氰酸酯。9.根据权利要求5所述的方法，其特征在于:所述的扩链剂I为二羟甲基丙酸、二羟甲基丁酸或N-甲基二乙醇胺。10.根据权利要求5所述的 方法，其特征在于:所述的扩链剂2为1，4-丁二醇、丙二醇、丙三醇或三羟甲基丙烷。全文摘要本专利技术公开了，以大分子多元醇和脂肪族二异氰酸酯为原料进行催化聚合，并经两次的扩链，制得预聚体，中和后，再分散于水中制得水性聚氨酯成膜剂乳液。本专利技术的水性聚氨酯成膜剂力学性能优异，乳液的储存稳定性佳，至少可以在室温下稳定保存6个月以上，乳液的粘度适中，非常适合作为玻纤浸润剂配方的成膜剂使用，本专利技术将制得的水性聚氨酯成膜剂在玄武岩纤维中加以应用，玄武岩纤维的力学性能异常突出，具有广阔的发展前景。文档编号C03C25/32GK103224602SQ20131014171公开日2013年7月31日 申请日期2013年4月22日 优先权日2013年4月22日专利技术者董擎之, 仲建峰, 戴泽亮, 刘常峰, 张志刚 申请人:常熟江南玻璃纤维有限公司, 华东理工大学本文档来自技高网...

【技术保护点】
一类玻纤用水性聚氨酯成膜剂，其特征在于，具有下述通式（I）～（IV）的结构：其中，所述的E为FDA00003085918300011.jpg,FDA00003085918300012.jpg

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：董擎之，仲建峰，戴泽亮，刘常峰，张志刚，
申请(专利权)人：常熟江南玻璃纤维有限公司，华东理工大学，
类型：发明
国别省市：