一种用于电子级玻璃纤维纱的粘着剂及其制备方法
阅读说明：本技术 一种用于电子级玻璃纤维纱的粘着剂及其制备方法 (Adhesive for electronic grade glass fiber yarns and preparation method thereof ) 是由 王登宝 李宝明 崔淑利 郑木松 鹿贵滨 王玉东 于 2020-06-05 设计创作，主要内容包括：一种用于电子级玻璃纤维纱的粘着剂及其制备方法,属于电子级玻璃纤维技术领域。包括以下重量份的原料：乙基纤维素1~2份、乙醇水溶液6~8份、羧甲基纤维素钠2~3份、邻苯二甲酸二丁酯0.5~1.0份。制备方法,包括如下步骤：1)将乙醇和乙基纤维素混合搅拌,获得乙基纤维素溶液；2)将乙醇和羧甲基纤维素钠混合搅拌,获得羧甲基纤维素钠溶液；3)将羧甲基纤维素钠溶液倒入乙基纤维素溶液中,搅拌2~3小时获得混合液；4)按重量份向混合液中加入邻苯二甲酸二丁酯,搅拌均匀即得粘着剂。本发明的用于电子级玻璃纤维纱的粘着剂,其粘接力强、耐高温,粘接后接头不易发硬、不易变色残留。(An adhesive for electronic grade glass fiber yarns and a preparation method thereof belong to the technical field of electronic grade glass fibers. The feed comprises the following raw materials in parts by weight: 1-2 parts of ethyl cellulose, 6-8 parts of ethanol aqueous solution, 2-3 parts of sodium carboxymethyl cellulose and 0.5-1.0 part of dibutyl phthalate. The preparation method comprises the following steps: 1) mixing and stirring ethanol and ethyl cellulose to obtain an ethyl cellulose solution; 2) mixing and stirring ethanol and sodium carboxymethyl cellulose to obtain sodium carboxymethyl cellulose solution; 3) pouring the sodium carboxymethyl cellulose solution into the ethyl cellulose solution, and stirring for 2-3 hours to obtain a mixed solution; 4) adding dibutyl phthalate into the mixed solution according to the weight parts, and uniformly stirring to obtain the adhesive. The adhesive for the electronic grade glass fiber yarns has strong adhesive force and high temperature resistance, and joints are not easy to harden and color change residue after adhesion.)
技术领域
一种用于电子级玻璃纤维纱的粘着剂及其制备方法，属于电子级玻璃纤维技术领域。
背景技术
电子级玻璃纤维，是电子信息、航空航天等行业的重要基础源材料，几乎出现在每种电子元器件中，遍布在国民经济和国防军工的各个领域。电子级玻璃纤维织造成的电子玻璃纤维布，简称电子布，是覆铜板及印制电路板工业必不可少的基础材料，其性能在很大程度上决定了覆铜板及印制电路板的电性能、力学性能、尺寸稳定性等重要性能。
现有电子级玻璃纤维纱在并捻、整浆、织布过程中很容易出现毛丝、断头现象；毛丝、断头现象，会影响大型计算机这类高精密度电路板的绝缘性能。实际生产中，常使用粘着剤对断头的玻璃纤维纱进行粘接。现有的粘着剂，其主要的胶粘剂成分是模塑粉，加入丙酮后，经过蒸汽高温稀释，然后加入酒精搅拌至透明状；将断头的纱线两头搭接，使用粘结剂粘接形成接头，晾干粘结剂，继续织造。申请人通过研究发现，现有粘着剂存在以下问题：
首先，现有的粘结剂粘接力较低，导致接头处易出现翘头的问题，不但会导致织造的布面不平整，而且出现翘头的接头易再次断裂（简称破丝），需停车处理。反复粘接断裂的接头不但使生产效率降低，还影响产品的外观质量。现有技术中，为了提高接头的牢固度，常采用增大接头的搭接长度的方式，现有的接头搭接长度为10~12cm，虽然粘接力有所提升，但是接头变得长而明显，在布面上形成明显的瑕疵，降低了布料的品质、影响售价。
其次，现有粘着剂干燥后柔韧性不佳，导致接头过硬、难屈伸，在织造的过程中纱线不容易通过控制经纱密度的钢筘的缝隙，过硬的接头难以弯曲，纱线很容易再次断裂。最后，现有的粘着剂不耐高温、且焖烧后残留较多。当电子布进行300℃以上的高温焖烧时，现有的粘着剂残留量较高，焖烧后在布面上形成明显的、浅黄色污渍，影响电子布的外观和售价。同时现有的粘着剂粘结的纱线在蒸汽温度140℃表面处理时，接头处经过偶联剂后，仍呈现浅黄色痕迹，在电子布的布面上极为明显，如同标注了，接头的位置。影响了产品的外观质量。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供一种用于电子级玻璃纤维纱的粘着剂及其制备方法，该用于电子级玻璃纤维纱的粘着剂粘接力强、耐高温，粘接后接头不易发硬、不易变色残留。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：该用于电子级玻璃纤维纱的粘着剂，包括以下重量份的原料：乙基纤维素1~2份、乙醇水溶液6~8份、羧甲基纤维素钠2~3份、邻苯二甲酸二丁酯0.5~1.0份。
该用于电子级玻璃纤维纱的粘着剂，包括以下重量份的原料：乙基纤维素1.3~1.8份、乙醇水溶液6.3~7份、羧甲基纤维素钠2.3~2.8份、邻苯二甲酸二丁酯0.6~0.8份。
该用于电子级玻璃纤维纱的粘着剂，包括以下重量份的原料：乙基纤维素1.5份、乙醇水溶液6.5份、羧甲基纤维素钠2.7份、邻苯二甲酸二丁酯0.7份。
所述的乙醇水溶液中乙醇所占的体积百分比为30~60%。
所述的乙醇水溶液中乙醇所占的体积百分比为40%。
该用于电子级玻璃纤维纱的粘着剂的制备方法，包括以下步骤：
1）将乙醇水溶液放入搅拌器中，开启搅拌器，按重量份将乙基纤维素倒入，搅拌1~2小时，获得乙基纤维素溶液；
2）将乙醇水溶液放入搅拌器中，开启搅拌器，按重量份将羧甲基纤维素钠倒入，搅拌1~2小时，获得羧甲基纤维素钠溶液；
3）将羧甲基纤维素钠溶液倒入乙基纤维素溶液中，搅拌2~3小时获得混合液；
4）按重量份向混合液中加入邻苯二甲酸二丁酯，搅拌均匀即得粘着剂。
步骤1）和2）所述搅拌转速为转速80~120转/分。
对本发明的说明如下：
步骤1）~4）均在常温下进行，常温为5~35℃，优选的常温为21~30℃。
本发明的制备方法中，将配方中重量份的乙醇分为两部分，一部分乙醇在步骤1）中与乙基纤维素混合，剩余另一部分乙醇在步骤2）中与羧甲基纤维素，以便于乙基纤维素、羧甲基纤维素分别在乙醇水溶液中均匀分散。优选的，步骤1）中所述的乙醇水溶液与乙基纤维素按重量比1~2：1混合。
与现有技术相比，本发明的一种用于电子级玻璃纤维纱的粘着剂及其制备方法所具有的有益效果是：
1、本发明的用于电子级玻璃纤维纱的粘着剂，其粘接力强、粘度高，粘接后的纱线在织造时不易出现翘头和破丝问题，同时缩短了接头的长度。本发明配方能够获得较高的粘接力，使的接头不易破丝；采用本发明的配方能够获得高粘度的粘着剂，纱线断头粘结后避免了翘头问题。随着粘度和粘接力的提高，使用本发明粘着剂，可以使接头处的搭接长度明显缩短，搭接长度在1.5~2cm，就能保证较低的破丝率和翘头率，避免了因接头而影响布面外观。
2、本发明的用于电子级玻璃纤维纱的粘着剂，所粘接的接头柔韧，易于弯折，使纱线织造方便，避免了在织造过程中接头反复断裂。
3、本发明的用于电子级玻璃纤维纱的粘着剂，其耐高温效果好、焖烧后残留量低，在后续140℃表面处理中不易变黄。
4、本发明的用于电子级玻璃纤维纱的粘着剂，挥发较快，能够速干，减少停车时间，提高生产效率。当织造过程中出现破丝断纱的问题，需要将织机停车，使用粘着剂接头，等待接头晾干，才能再次开启织机。现有的粘着剂需要30~40秒（简写s）才能充分晾干，严重影响了生产进度。使用本发明的粘着剂接头，在相同温度的条件下，粘着剂7~10秒内即可干透，缩短了停车时间，提高了生产效率。申请人在本发明配方中添加了乙醇水溶液，从而加快了粘着剂挥发、干燥的速度；乙醇水溶液中乙醇所占的体积百分比为30~60%，如乙醇含量过高则会导致挥发过快接头无法涂抹均匀、易出现翘头，如乙醇含量过低，则粘着剂干燥较慢；体积百分比30~60%的乙醇水溶液6~8份，能够控制粘着剂的挥发时间在7~10秒内即可干透，节省了等待接头晾干的时间，又不至于影响接头的质量。
具体实施方式
实施例1~5是本发明的一种用于电子级玻璃纤维纱的粘着剂及其制备方法的具体实施例，其中实施例1为最佳实施方式。
乙基纤维素，生产厂家：国药集团化学试剂； CAS号: 9004-57-3，密度1.07克/立方厘米；
羧甲基纤维素钠，生产厂家：国药集团化学试剂；
邻苯二甲酸二丁酯，生产厂家：天津市致远化学试剂有限公司，CAS号:84-74-2。
实施例1
本实施例粘着剂，包括以下重量份的原料：乙基纤维素1.5份、40v/v%乙醇水溶液6.5份、羧甲基纤维素钠2.7份、邻苯二甲酸二丁酯0.7份；
本实施例粘着剂的制备方法，包括以下步骤：
1）将1.5份乙醇水溶液放入搅拌器中，开启搅拌器，按重量份将乙基纤维素倒入，转速100转/分，搅拌1小时，获得乙基纤维素溶液；
2）将5份乙醇水溶液放入搅拌器中，开启搅拌器，按重量份将羧甲基纤维素钠倒入，转速100转/分，搅拌1小时，获得羧甲基纤维素钠溶液；
3）将羧甲基纤维素钠溶液倒入乙基纤维素溶液中，转速100转/分，搅拌3小时，获得混合液；
4）按重量份向混合液中加入邻苯二甲酸二丁酯，转速100转/分，搅拌2小时，即得粘着剂。
实施例2
本实施例粘着剂，包括以下重量份的原料：乙基纤维素1.3份、50v/v%乙醇水溶液6.3份、羧甲基纤维素钠2.8份、邻苯二甲酸二丁酯0.6份；
本实施例粘着剂的制备方法，包括以下步骤：
1）将2.6份乙醇水溶液放入搅拌器中，开启搅拌器，按重量份将乙基纤维素倒入，转速80转/分，搅拌2小时，获得乙基纤维素溶液；
2）将3.7份乙醇水溶液放入搅拌器中，开启搅拌器，按重量份将羧甲基纤维素钠倒入，转速80转/分，搅拌2小时，获得羧甲基纤维素钠溶液；
3）将羧甲基纤维素钠溶液倒入乙基纤维素溶液中，转速120转/分，搅拌2小时，获得混合液；
4）按重量份向混合液中加入邻苯二甲酸二丁酯，转速120转/分，搅拌2小时，即得粘着剂。
实施例3
本实施例粘着剂，包括以下重量份的原料：乙基纤维素1.8份、45v/v%乙醇水溶液7份、羧甲基纤维素钠2.3份、邻苯二甲酸二丁酯0.8份；
本实施例粘着剂的制备方法，包括以下步骤：
1）将2.7份乙醇水溶液放入搅拌器中，开启搅拌器，按重量份将乙基纤维素倒入，转速120转/分，搅拌1.5小时，获得乙基纤维素溶液；
2）将4.3份乙醇水溶液放入搅拌器中，开启搅拌器，按重量份将羧甲基纤维素钠倒入，转速120转/分，搅拌1.5小时，获得羧甲基纤维素钠溶液；
3）将羧甲基纤维素钠溶液倒入乙基纤维素溶液中，转速80转/分，搅拌3小时，获得混合液；
4）按重量份向混合液中加入邻苯二甲酸二丁酯，转速100转/分，搅拌1小时，即得粘着剂。
实施例4
本实施例粘着剂，包括以下重量份的原料：乙基纤维素1份、30v/v%乙醇水溶液6份、羧甲基纤维素钠3份、邻苯二甲酸二丁酯0.5份；
本实施例粘着剂的制备方法，包括以下步骤：
1）将2份乙醇水溶液放入搅拌器中，开启搅拌器，按重量份将乙基纤维素倒入，转速100转/分，搅拌1小时，获得乙基纤维素溶液；
2）将4份乙醇水溶液放入搅拌器中，开启搅拌器，按重量份将羧甲基纤维素钠倒入，转速100转/分，搅拌1小时，获得羧甲基纤维素钠溶液；
3）将羧甲基纤维素钠溶液倒入乙基纤维素溶液中，转速100转/分，搅拌2.5小时，获得混合液；
4）按重量份向混合液中加入邻苯二甲酸二丁酯，转速120转/分，搅拌1.5小时，即得粘着剂。
实施例5
本实施例粘着剂，包括以下重量份的原料：乙基纤维素2份、60v/v%乙醇水溶液8份、羧甲基纤维素钠2份、邻苯二甲酸二丁酯1.0份；
本实施例粘着剂的制备方法，包括以下步骤：
1）将4份乙醇水溶液放入搅拌器中，开启搅拌器，按重量份将乙基纤维素倒入，转速120转/分，搅拌1小时，获得乙基纤维素溶液；
2）将4份乙醇水溶液放入搅拌器中，开启搅拌器，按重量份将羧甲基纤维素钠倒入，转速120转/分，搅拌1小时，获得羧甲基纤维素钠溶液；
3）将羧甲基纤维素钠溶液倒入乙基纤维素溶液中，转速120转/分，搅拌3小时，获得混合液；
4）按重量份向混合液中加入邻苯二甲酸二丁酯，转速80转/分，搅拌1小时，即得粘着剂。
对比例1
本对比例为现有的粘着剂，包括以下成分：丙酮5.5份、613模塑粉2.6份、甲醇6.5份、邻苯二酸二丁酯 0.1份
丙酮，生产厂家：烟台远东精细化工；
613模塑粉，分子式：C5H8O2，CAS：80-62-6，生产厂家，南京东德化工有限公司；
邻苯二甲酸二丁酯，生产厂家：天津市致远化学试剂有限公司；
甲醇为市售99.5%的无水甲醇；
配制方法：按重量份称取丙酮，放入容器中，加热丙酮至40℃；开启搅拌机，转速80转/分，按重量份依次边搅拌边加入613模塑粉、邻苯二甲酸二丁酯、甲醇，继续搅拌至全部溶解。
性能测试
将各例所得粘着剂进行性能测试，测试数据录入表1。
试验用电子布生产及测试流程：织造（过程中记录、测接头破丝率，环境21~30℃、湿度65±5%）——第一次退浆400℃车速85米/分钟——第二次退浆410℃恒温2小时焖烧（第二次退浆结束后测残留量）——表面处理——140℃烘干（烘干后，目测电子布上接头痕迹和颜色变化，即表1所指‘140℃表面处理后接头变化’）；
纱线指标：D450电子纱，纤维直径5Um，号数11.2TEX，强度77.2G/TEX，捻度36捻/米；
电子布指标：1080布经密60根/in、纬密46根/in，幅宽1270mm；
织造设备：日本丰田JAT810，车速700转/分；
马弗炉生产厂家龙口市电炉总厂，马弗炉型号BKS-C40；
表面处理的工艺参数：将电子布浸渍处理液，处理液pH3.5、温度24~26℃，浸渍车速65米/分；处理液包括溶剂水、偶联剂KH550（南京能德新材料科技有限公司产）0.25g /L、醋酸（为市售冰醋酸，调pH用）；
烘干步骤的设备：竖立烘箱式热风干燥机，长2060mm宽350mm，高230mm。
一、车间内实验测试：
每个实施例取100根纱线，剪断后，在21~30℃、湿度65±5%的环境内接头，测试1~5的接头粘度、挥发性、接头长度、接头变硬个数、翘头率；接头操作由熟练的操作工完成；
1、粘着剂粘度：对配置好的粘着剂测试粘度，粘度计为上海方瑞仪器有限公司旋转粘度计NDJ-001；粘度越高，效果越好；
2、粘着剂挥发性测试：涂覆粘着剂后计时，直至接头干透，使用秒表记录时间，记录10次取平均值；挥发时间越短，对生产效率的影响越小，效果越好；
3、接头长度：使用尺子测量，记录接头长度；接头长度越短，对布面效果的影响越小，证明效果越好；
4、接头变硬个数：接头粘接后，静置1个小时；用手触摸、弯折接头，查看硬度。变硬标准：接头无法弯折成45°，或者，弯折成45°后出现断裂、翘头现象；如果接头变硬，织造时纱线不容易通过钢筘，很容易造成起毛、断线问题；接头变硬个数越少，证明效果越好。
5、翘头率：接头粘接后，用目测、手感的方法检测接头处是否粘合好、是否存在翘头；翘头标准：通过目测、手触接头处，接头处纱线端头裸露在外、没有完全包埋在粘着剂中。
二、生产中测试：每个实施例粘着剂累计粘结接头400个：
6、破丝率：累计粘结接头400个，接头长度同实验室测试长度，织造过程中记录接头再次断裂的次数。纱线破丝率=接头再次断裂的次数/接头个数400；破丝率越低，证明效果越好；
7、残留量测定：在检测室内进行，将凝固好的接头，数量50个，用天平称取重量为A，放在准备好的坩埚内，开启马弗炉，待温度升到100℃时，将坩埚内的接头纱放到马弗炉中，410℃恒温2小时后取出，放在干燥箱内1小时，取出后再用天平称其重量B，然后计算出残留量=（1-(A-B)/A）×100%，其数值越小，对后处理的偶联剂的影响越小；
8、140℃表面处理后接头变化：目测观察烘干后的面料，查找接头，观察接头是否变色；变色标准：接头位置能很容易的被观察到，接头颜色与电子布有明显不同；接头颜色无变化，越不易观察到，对电子布外观影响越小，效果越好。
表1 实施例及对比例的性能测试结果
通过表格可以看出：本发明的粘着剂粘度高、粘接效果好，粘接后接头翘头率和接头破丝率明显降低，在生产中停车接头的次数明显减少，能有效提高织造效率；并且本发明粘着剂明显缩短了接头长度，在较短的接头长度下，既能达到较好效果；接头越短，在成品电子布上接头就越不易观察到，提升了电子布的外观和售价。
本发明的粘着剂高温焖烧后，其残留量极低，在进行后续140℃表面处理后接头也不易变色；最终烘干后，使用实施例1~5粘着剂的电子布上，接头很难观察到，在室内散射光、0.5米距离下难以分辨；验货员需使用验布机，在强光照射下、近距离仔细辨认才能分辨出接头位置；使用对比例1粘着剂的电子布上，室内散射光、1米距离便能清楚的分别接头位置。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非是对本发明作其它形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为等同变化的等效实施例。但是凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与改型，仍属于本发明技术方案的保护范围。