[发明专利]玻璃浆料组合物和用其涂布的玻璃纤维

说明书

本发明涉及一种浆料组合物，并涉及至少部分地用其涂布的、对增强塑料有用的玻璃纤维。众多增强物中的一种，就是用于缠丝管材的粗纱。

粗纱的关键性能是其成丝或分离的程度。人们把一些粗纱制作得能合在一起，而把另一些粗纱制作得能彼此分离或散开。在缠丝管材和牵引挤压成形（pultrusi  on）方面，工业界要这种粗纱分离，以便树脂更好地浸湿。

本发明是一种环氧兼容的缠丝浆料。这种浆料使用结晶的季戊四醇，即2，2-二（羟甲基）-1，3-丙二醇，化学结构为C（CH₂OH）₄。在成形作业期间，季戊四醇是不溶的，并在玻璃纤维表面形成晶体。这些晶体在张力下使用时有助于一组线的丝化。

本发明的玻璃浆料组合物适用于技术行家们众所周知的丝状玻璃。各种类型的玻璃丝，如“E”玻璃和其它已知类型的玻璃，都能用本发明的浆料上浆。本发明的浆料可用在具有宽范围直径的玻璃丝上，而且不管玻璃丝是否聚集成纤维、绳索、粗纱、纱线等，都能在它们上面使用。

这种浆料包括使用一种在室温下微溶于水的季戊四醇。在成形工艺期间，这种季戊四醇从溶液中析出，在纤维表面上形成晶体。这些晶体在浸湿期间起到使纤维分离的作用，并使树脂能渗透到玻璃纤维束中。这种浆料含有一种成膜剂，和一种能和季戊四醇协同作用而改善丝的浸湿的偶合剂。我们已经发现，少量季戊四醇（0.5%重量或更少，大于痕重）能大大改善缠丝管材浆料的漏液周期性能。

较好的是，本发明的浆料按重量百分率计包含：

重量%

成膜剂  1～10

偶合剂  0.2～1.5

结晶季戊四醇  0.05～0.5

聚亚烷基二醇  0.05～2.0

润滑剂  0.05～1.5

酸  使达到pH小于5

水  余额

这种含水浆料组合物的成膜聚合物成分可以是任何一种适用的聚合物，能分散或溶解于水介质中，并能在涂布到玻璃纤维上的浆料组合物干燥时结合形成一种膜。为了达到最满意的增强效果，这种成膜聚合物成分还应再进行选择，使之能与要把上浆的玻璃纤维作为增强要素嵌入其中的基体树脂相容。因此，对于要作为环氧树脂或环氧树脂乙烯酯的增强物使用的玻璃纤维的浆料来说，环氧树脂特别适合作为本发明的含水浆料组合物的成膜聚合物成分。环氧树脂也适合于在用于增强其它可固化基体树脂例如不饱和聚酯树脂的玻璃纤维的浆料组合物中作为成膜聚合物，但适用的不饱和聚酯等其它成膜聚合物，尤其对于用来增强不饱和聚酯基体树脂的玻璃纤维来说，也可以用作浆料组合物的成膜聚合物。

在采用环氧树脂作为本发明含水浆料组合物中的成膜聚合物的情况下，基本上线型的表氯醇一双酚A缩合物的二环氧甘油醚是特别适用的，在上浆的玻璃纤维要作为增强物嵌入其中的基体树脂含有环氧树脂乙烯酯的情况下尤其如此。这样的环氧树脂较好能与少量溶剂如双丙酮醇和/或二甲苯混合，这种混合物能用一种非离子型表面活性剂如聚亚烷基二醇分散于浆料组合物的水介质中。

本发明含水浆料组合物的润滑剂成分可以是任何一种适用于此目的的、通常为液体或固体的润滑材料。这样的材料包括植物油和矿物油，各种类型的蜡，和某些也具有表面活性剂功效的材料，如聚亚烷基二醇的脂肪酸单酯。在本发明范围内，已发现较好采用一种通常为液体的润滑材料作为浆料组合物的润滑剂成分的至少一部分。已经发现尤其好的是采用聚乙二醇的异硬脂肪酸单酯作为润滑剂的通常液体部分，而如果通常为固体的润滑剂材料要与之一起使用，则采用通常为固体的聚乙二醇硬脂酸单酯。