[发明专利]一种用于玻璃纤维浸润剂的淀粉型成膜剂的制备方法

说明书

技术领域

本发明属于用于玻璃纤维表面处理剂的化学改性淀粉的制备方法，涉及一种用于玻璃纤维浸润剂的淀粉型成膜剂的制备方法。制得的产品特别适用于玻璃纤维拉丝过程中的表面处理剂——玻璃纤维浸润剂(拉丝浸润剂)中作成膜剂。

背景技术

在玻璃纤维拉丝过程中，需要在玻璃纤维表面涂覆一种以有机物乳状液或溶液为主体的多相结构的专用表面处理剂。这种涂覆物既能有效地润滑保护玻璃纤维表面，又能将数百根乃至数千根玻纤单丝集成一束，还能改变玻璃纤维的表面状态。这样不仅满足了在后续加工工序中对玻纤原丝性能的要求，而且在复合材料中还能促进玻璃纤维与被增强的高分子聚合物的结合。这些有机涂覆物统称为玻璃纤维浸润剂(简称拉丝浸润剂)。

对各种不同的玻璃纤维材料的成型工艺，同样必须有专用的浸润剂与之配套，以赋予玻璃纤维制品所必需的各项性能，如穿透性、浸透性、硬挺性、切割性、分散性、成带性以及短切纱的流动性等等。可以说，浸润剂技术的发展是玻璃纤维工业发展的先决条件之一。

通常情况下，浸润剂是由成膜剂、偶联剂、润滑剂、抗静电剂等多物质组成。从生产成本与安全考虑，一般配成5～10%的水溶液。成膜剂是浸润剂的关键组分，也是决定浸润剂性能、分类的依据。它在浸润剂中用量最大，不仅对原丝起集束、粘结作用，还决定玻纤在玻璃纤维增强塑料成型时的工艺性能。现有技术中，成膜剂的质量及稳定性能都较不理想，尤其是浸透和防静电性能较差。

在我国玻璃纤维工业创始之初，就要求纺织型浸润剂必须保证纺织加工性能，确保成品质量。所以浸润剂应该在纤维上形成强度高、柔软、耐磨的膜，浸润剂的组分必须与玻璃纤维表面有亲和力，与玻璃纤维表面融为一体。随着纺织纱单丝根数的增多以及高效能纺织设备的应用，工业上对纺织型浸润剂的保护性能要求越来越高。早期使用的石蜡型纺织浸润剂因其配方中的固色剂热清洗困难，使得布面发黄或产生明显的褐色条纹，其用量也大幅度减少，逐渐被淀粉-油类浸润剂代替。

淀粉-油类纺织型浸润剂多为国外研究使用，其原料无毒，对人体无刺激性。国内对于纺织型浸润剂的研究工作尚处于起步阶段。在实际生产中，如果将普通的淀粉直接用作浸润剂组分中的成膜剂，性能方面远远达不到生产要求。其最大的缺点是直链含量不够高，制成的浸润剂不能很好的在玻璃丝表面形成致密的膜来起到对玻璃纤维的保护、集束等作用，因而必须对其进行改性。

发明内容

本发明的目的旨在克服上述现有技术中的不足，利用普通的国内低成本豌豆淀粉、通过异淀粉酶处理和羟丙基醚化等化学改性手段，提供一种用于玻璃纤维浸润剂的淀粉型成膜剂的制备方法。本发明通过改变豌豆淀粉的分子结构、分子量大小、主导官能团的种类和数量，提高普通豌豆淀粉的成膜性、粘度等，使其在浸润剂领域得以良好应用，并且生产工艺简便、成本低、环境效益突出。

本发明针对当前国内玻纤浸润剂的成膜剂生产成本高，国内淀粉性能达不到成膜剂性能要求的缺点，先用异淀粉酶在低温、酸性条件下对豌豆淀粉进行预处理，然后在中性条件下，通过膨胀抑制剂、催化剂、醚化剂等，使得豌豆淀粉发生醚化作用，制得一种性能优异的用于玻璃纤维浸润剂的淀粉型成膜剂。

本发明的内容是：一种用于玻璃纤维浸润剂的淀粉型成膜剂的制备方法，其特征是包括下列步骤：

a、取40质量份的豌豆淀粉投入到反应容器中，加入300～500质量份蒸馏水或去离子水（也可以将淀粉与部分水混合配成5～15%的水溶液后、再与余下部分的水混合），搅拌下，升温至75～90℃，糊化反应0.5～2h后，再降温冷却至35～50℃，制得淀粉液；

b、用pH调节剂调节淀粉液的pH值至4～6.5，加入异淀粉酶1～4质量份，反应6～30h后，升温至75～90℃灭酶5～30min，制得反应液；

c、将反应液冷却到30～55℃，加入3～6质量份膨胀抑制剂，保温10～20min；再加入0.3～0.5质量份催化剂，然后（迅速）加入4～10质量份醚化剂，再反应10～24h，用pH调节剂调节pH值至6～8，反应完毕，降至室温后，抽滤，固体物经（冷冻或其它现有技术方式）干燥，即制得（灰白色改性淀粉）成膜剂产品；

所述的膨胀抑制剂为硫酸钠或/和氯化钠；

所述的催化剂为氢氧化钠、硫酸钠、或氯化钠中的一种或两种以上的混合物；

所述的醚化剂为环氧乙烷、环氧丙烷、或氯乙醇中的一种或两种以上的混合物。