[发明专利]一种玻璃纤维浸润剂及其制备方法和用途

说明书

本发明提供了一种玻璃纤维浸润剂，该浸润剂包括偶联剂、润滑剂、成膜剂A、成膜剂B、消泡剂、抗氧剂、pH值调节剂和去离子水，其中，浸润剂的固体质量占浸润剂总质量的2～6％，本发明使用不同类型的成膜剂进行复配，并与合适的偶联剂、润滑剂、消泡剂、抗氧剂及pH值调节剂相配合以制备得到使玻璃纤维分散性佳，毛羽量少且相容效果好的浸润剂。本发明还提供该浸润剂的制备方法以及该浸润剂在玻璃纤维增强聚丙烯树脂的CFRT工艺中的用途。

技术领域

本发明涉及浸润剂领域，尤其涉及一种玻璃纤维浸润剂及其制备方法和用途。

背景技术

CFRT是Continue Fiber Reinforced Thermoplastic的简称，中文译为连续纤维增强热塑性塑料。在过去的半个世纪中，航空航天和其他高技术领域应用的先进结构材料一直被高性能热固性复合材料所占据，直到20世纪70年代初，连续纤维增强热塑性复合材料作为一种新的先进材料开始在上述领域得以运用。近年来，连续纤维增强热塑性塑料(CFRT)越来越受到世界各国重视，研究和应用均十分活跃。其应用领域主要集中在航天、航空、汽车、建材、化工、电子/电器等领域。

我国从20世纪80年代中后期开始着手对CFRT工艺进行研究，相比热固性材料，连续纤维增强热塑性材料具有以下几方面的突出优点：(1)预浸料可长期保存；(2)综合性能优良，特别是在高温、高湿度下仍然能保证良好的力学性能；(3)成型适应性广、生产效率高；(4)制品可重复加工、再生利用以及一定的可修补性。因此，近10年来，CFRT材料的发展速度比热固性复合材料高数倍，其产量每年以25％的速度增长，其中连续纤维增强聚丙烯热塑性塑料(约占总量的80％)的需求仍持续增长。

连续纤维增强热塑性塑料工艺(CFRT工艺)一般是先使用控制量的树脂浸渍纤维或织物后形成单向预浸料，该预浸料具有稳定一致的纤维/树脂复合效果，能使纤维完全浸透，从而保证优越的力学强度，然后再通过其他成型方法，如模压、拉挤或缠绕工艺制得复合材料结构件。在该工艺使用的连续纤维包括玻璃纤维、碳纤维、芳纶纤维等，其中玻璃纤维应用最为广泛。

用作CFRT工艺的玻璃纤维会进行浸润剂涂覆处理，浸润剂的使用和选择对玻璃纤维的性能至关重要，不仅影响玻璃纤维在形成单向预浸料工艺中的分散性，而且还影响后续玻璃纤维与基体树脂的相容性以及制品的机械性能。随着CFRT材料的迅速发展，高端客户对玻璃纤维性能的要求更加严格，以连续纤维增强聚丙烯树脂材料为例：首先，纱线与与聚丙烯树脂结合前具有良好的分散性(指标：在1kg的张力下，纱线全部散开，纱片宽度≥8mm)；其次，要求毛羽少、出纱张力低；再次，结合过程中与聚丙烯树脂具有良好的相容性，且最终制品具有优异的机械性能(关键指标为60％玻纤含量的片材，拉伸强度≥900MPa，测试标准ISO527-5)；最后，对玻璃纤维及制品的颜色也有特定的要求。

因此，为了解决上述技术问题，研制一种专用的玻璃纤维浸润剂，特别是针对增强聚丙烯树脂的玻璃纤维浸润剂已迫在眉睫，并且对连续增强热塑性塑料的生产工艺意义重大。

发明内容

本发明旨在解决上面描述的问题。本发明的目的是提供一种玻璃纤维浸润剂，该浸润剂通过改变玻璃纤维表面的物理和化学性质，使玻璃纤维具有良好的分散性，并且毛羽少出纱张力低，同时具有良好的树脂相容性，大大提高复合制品的机械性能。

本发明提供一种玻璃纤维浸润剂，所述浸润剂包括偶联剂、润滑剂、成膜剂A、成膜剂B、消泡剂、抗氧剂、pH值调节剂和去离子水，其中，所述浸润剂的固体质量占浸润剂总质量的2～6％；并且，各组分的固体质量占所述浸润剂固体总质量的百分比例如下：

各组分的固体质量占所述浸润剂固体总质量的百分比例如下：

并且，所述成膜剂A的固体质量与所述成膜剂B的固体质量之比为1:0.5～3。