阅读说明：本技术 一种新型玻璃纤维用成膜剂的制备方法 (Preparation method of novel film-forming agent for glass fiber ) 是由 宣维栋 赵建新 柴雪虹 金湘玉 安宝民 于 2019-11-18 设计创作，主要内容包括：一种新型玻璃纤维用成膜剂的制备方法,本发明涉及成膜剂技术领域,将30%～70%的双酚A型环氧树脂加热至70～80℃；在路易斯酸催化下,使双酚A型环氧树脂与聚氧化乙烯进行接枝反应制得双酚A型环氧树脂-聚氧化乙烯接枝共聚物；将0.1%～10%的环氧乙烷-环氧丙烷嵌段共聚物、6%～10%的双酚A型环氧树脂-聚氧化乙烯接枝共聚物以及上述加热后的双酚A型环氧树脂按照配比加入到乳化釜内,在60～70℃的温度下搅拌均匀；打开搅拌电机,在1000～1500转/分钟的搅拌速度下缓慢加入去离子水,至物料转变为水性后,继续加水稀释至乳液固含量为50±1.0%,即得粒径为0.47-0.72微米的成膜剂。(The invention discloses a preparation method of a novel film-forming agent for glass fibers, which relates to the technical field of film-forming agents, and is characterized in that 30-70% of bisphenol A epoxy resin is heated to 70-80 ℃; under the catalysis of Lewis acid, bisphenol A epoxy resin and polyoxyethylene are subjected to grafting reaction to prepare a bisphenol A epoxy resin-polyoxyethylene graft copolymer; adding 0.1-10% of ethylene oxide-propylene oxide block copolymer, 6-10% of bisphenol A type epoxy resin-polyethylene oxide graft copolymer and the heated bisphenol A type epoxy resin into an emulsifying kettle according to the proportion, and uniformly stirring at the temperature of 60-70 ℃; and (3) starting a stirring motor, slowly adding deionized water at a stirring speed of 1000-1500 rpm until the materials are changed into water, and continuously adding water to dilute until the solid content of the emulsion is 50 +/-1.0%, so as to obtain the film-forming agent with the particle size of 0.47-0.72 microns.)

一种新型玻璃纤维用成膜剂的制备方法

技术领域

本发明涉及成膜剂技术领域，具体涉及一种新型玻璃纤维用成膜剂的制备方法。

背景技术

CNG 即压缩天然气(Compressed Natural Gas,简称CNG)是天然气加压并以气态储存在容器中。压缩天然气除了可以用油田及天然气田里的天然气外，还可以人工制造生物沼气(主要成分是甲烷)。压缩天然气与管道天然气的组成成分相同,主要成分为甲烷(CH4)。CNG可作为车辆燃料使用。CNG可以用来制作LNG(Liquefied Natural Gas,即液化天然气)。以CNG为燃料的车辆叫做NGV(NaturalGasVehicle)。液化石油气(LiquefiedPetroleum Gas,简称LPG)经常容易与LNG混淆，其实它们有明显区别。LPG的主要组分是丙烷(超过95%)，还有少量的丁烷，LPG在适当的压力下以液态储存在储罐容器中，被用作民用燃料和车辆燃料。与燃用汽油相比，压缩天然气具有安全性更高、燃料抗暴性能更好、节约燃料费用、降低运输成本、延长维修周期以及更为环保等优点。

随着燃气车技术的发展及玻璃钢技术的发展，车用天然气瓶由钢瓶过渡到玻璃钢气瓶，其性能也得到了大幅的提升。与传统的钢瓶相比，玻璃钢气瓶具有比强度高、减震性好、破损安全性好等优点。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的缺陷和不足，提供一种设计合理的新型玻璃纤维用成膜剂的制备方法，采用6%～10%的双酚A型环氧树脂-聚氧化乙烯接枝共聚物，其中间为聚醚链段，两端为环氧基，不仅与双酚A型环氧树脂具有较好的相溶性，而且作为成膜剂应用于玻璃纤维时，在后道工序加工过程中，两端的环氧基还可以参与固化反应，从而提高了材料的力学性能，采用该成膜剂制成的玻璃纤维浸透速度快、力学性能好，制成的玻璃钢气瓶能够满足车用气瓶各项指标要求。

为达到上述目的，本发明中所述的新型玻璃纤维用成膜剂的制备方法，其制备步骤如下：

1、将30%～70%的双酚A型环氧树脂加热至70～80℃；

2、在路易斯酸催化下，使双酚A型环氧树脂与聚氧化乙烯进行接枝反应制得双酚A型环氧树脂-聚氧化乙烯接枝共聚物；

3、将0.1%～10%的环氧乙烷-环氧丙烷嵌段共聚物、6%～10%的双酚A型环氧树脂-聚氧化乙烯接枝共聚物以及上述加热后的双酚A型环氧树脂按照配比加入到乳化釜内，在60～70℃的温度下搅拌均匀；

4、打开搅拌电机，在1000～1500转/分钟的搅拌速度下缓慢加入去离子水，至物料转变为水性后，继续加水稀释至乳液固含量为50±1.0%，即得粒径为0.47-0.72微米的成膜剂。

进一步地，所述的双酚A型环氧树脂的环氧当量为185～206。

进一步地，所述的聚氧化乙烯的分子量为100000～1000000。

进一步地，所述的路易斯酸为氯化铝、氯化铁、三氟化硼或者三氟甲磺酸盐。

本发明中所述的新型玻璃纤维用成膜剂的制备方法的应用如下：

将该成膜剂与硅烷偶联剂、非离子型润滑剂、柔软剂混合制成浸润剂，所述的其中，成膜剂的使用量为5～8wt%，即其占有效成份的65%以上；将该成膜剂应用与玻璃纤维纱线拉制工艺中，用于增强纱线的剪切强度，降低变异性，同时降低纤维含量；将该成膜剂应用于玻璃纤维制品中，用于提升玻璃纤维制品的线密度、强力和浸透速度，同时用于降低玻璃纤维制品的含水率、可燃物含量；将该成膜剂应用于玻璃钢气瓶的制备中，用于降低玻璃钢气瓶的损伤程度，从而用来改善玻璃钢气瓶的龟裂情况。

本发明中双酚A型环氧树脂-聚氧化乙烯接枝共聚物的用量低于6%时，所制得的成膜剂颗粒较大，制成的玻璃纤维浸透速度较慢，力学性能较差，从而不能制作合格的车用气瓶；而当其用量高于10%时，不仅增加了生产成本，而且同样会影响玻璃纤维相关性能，因此本发明选用6%～10%的双酚A型环氧树脂-聚氧化乙烯接枝共聚物，其不仅能够降低成膜剂的利用，同时还能够提高利用该成膜剂制成的玻璃纤维的浸透速度，改善其力学性能，且还能够降低生产成本。

本发明的有益效果是：本发明提供了一种设计合理的新型玻璃纤维用成膜剂的制备方法，采用6%～10%的双酚A型环氧树脂-聚氧化乙烯接枝共聚物，其中间为聚醚链段，两端为环氧基，不仅与双酚A型环氧树脂具有较好的相溶性，而且作为成膜剂应用于玻璃纤维时，在后道工序加工过程中，两端的环氧基还可以参与固化反应，从而提高了材料的力学性能，采用该成膜剂制成的玻璃纤维浸透速度快、力学性能好，制成的玻璃钢气瓶能够满足车用气瓶各项指标要求。

附图说明：

图1是实施例一与现有技术中汉森成膜剂用于玻璃纤维纱线拉制工艺中的性能测试表。

图2是实施例一与汉森成膜剂用于玻璃纤维制品中的性能测试表。

图3是实施例一与汉森成膜剂用于玻璃钢气瓶的制备中的性能测试表。

具体实施方式

：

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本具体实施方式（实施例一）中所述的新型玻璃纤维用成膜剂的制备方法，其制备步骤如下：

1、将53%的双酚A型环氧树脂（牌号为E51，其环氧当量为196）加热至75℃；

2、在路易斯酸（氯化铝）催化下，使双酚A型环氧树脂与聚氧化乙烯（分子量为500000～550000）进行接枝反应制得双酚A型环氧树脂-聚氧化乙烯接枝共聚物；

3、将3%的环氧乙烷-环氧丙烷嵌段共聚物、7%的双酚A型环氧树脂-聚氧化乙烯接枝共聚物以及上述加热后的双酚A型环氧树脂按照配比加入到乳化釜内，在65℃的温度下搅拌均匀；

4、打开搅拌电机，在1200转/分钟的搅拌速度下缓慢加入去离子水，至物料转变为水性后，继续加水稀释至乳液固含量为50%，即得粒径为0.47微米的成膜剂，其稀释稳定性如下：5%上层4.94，5%下层5.13，差值0.19；离心稳定性如下：上层0.5mL清水。

本具体实施方式的有益效果是：本具体实施方式提供了一种设计合理的新型玻璃纤维用成膜剂的制备方法，采用6%～10%的双酚A型环氧树脂-聚氧化乙烯接枝共聚物，其中间为聚醚链段，两端为环氧基，不仅与双酚A型环氧树脂具有较好的相溶性，而且作为成膜剂应用于玻璃纤维时，在后道工序加工过程中，两端的环氧基还可以参与固化反应，从而提高了材料的力学性能，采用该成膜剂制成的玻璃纤维浸透速度快、力学性能好，制成的玻璃钢气瓶能够满足车用气瓶各项指标要求。

实施例二：

本实施例中所述的新型玻璃纤维用成膜剂的制备方法，其制备步骤如下：

1、将50%的双酚A型环氧树脂（牌号为E51，其环氧当量为196）加热至75℃；

2、在路易斯酸（氯化铁）催化下，使双酚A型环氧树脂与聚氧化乙烯（分子量为500000～550000）进行接枝反应制得双酚A型环氧树脂-聚氧化乙烯接枝共聚物；

3、将2%的环氧乙烷-环氧丙烷嵌段共聚物、7.3%的双酚A型环氧树脂-聚氧化乙烯接枝共聚物以及上述加热后的双酚A型环氧树脂按照配比加入到乳化釜内，在70℃的温度下搅拌均匀；

4、打开搅拌电机，在1300转/分钟的搅拌速度下缓慢加入去离子水，至物料转变为水性后，继续加水稀释至乳液固含量为50%，即得粒径为0.49微米的成膜剂，其稀释稳定性如下：5%上层4.77，5%下层4.95，差值0.18；离心稳定性如下：上层0.5mL清水。

实施例三：

本实施例中所述的新型玻璃纤维用成膜剂的制备方法，其制备步骤如下：

1、将60%的双酚A型环氧树脂（牌号为E51，其环氧当量为196）加热至75℃；

2、在路易斯酸（三氟化硼）催化下，使双酚A型环氧树脂与聚氧化乙烯（分子量为500000～550000）进行接枝反应制得双酚A型环氧树脂-聚氧化乙烯接枝共聚物；

3、将4%的环氧乙烷-环氧丙烷嵌段共聚物、8%的双酚A型环氧树脂-聚氧化乙烯接枝共聚物以及上述加热后的双酚A型环氧树脂按照配比加入到乳化釜内，在70℃的温度下搅拌均匀；

4、打开搅拌电机，在1500转/分钟的搅拌速度下缓慢加入去离子水，至物料转变为水性后，继续加水稀释至乳液固含量为50%，即得粒径为0.38微米的成膜剂，其稀释稳定性如下：5%上层4.85，5%下层5.07，差值0.22；离心稳定性如下：上层0.5mL清水。

本上述实施例一中所制成的成膜剂以及汉森成膜剂分别进行如下应用：

1、将该成膜剂与硅烷偶联剂、非离子型润滑剂、柔软剂混合制成浸润剂，所述的其中，成膜剂的使用量为5～8wt%，即其占有效成份的65%以上；

2、将该成膜剂以及汉森成膜剂分别应用与玻璃纤维纱线拉制工艺中，性能测试参见图1，由图1可知，由实施例一中的成膜剂制成的玻璃纤维纱线的剪切强度得到了提升，同时变异系数以及纤维含量均降低；

3、将该成膜剂以及汉森成膜剂分别应用于玻璃纤维制品中，详细参数参看图2，由图2可知使用本实施例中的成膜剂所制成的玻璃纤维制品的线密度、强力和浸透速度均得到改善，同时还降低玻璃纤维制品的含水率、可燃物含量；

4、将该成膜剂以及汉森成膜剂分别应用于玻璃钢气瓶的制备中，性能参数详见图3，由图3可知，使用本实施例中的成膜剂制成的玻璃钢气瓶的抗损伤能力大大提升，且玻璃钢气瓶的龟裂数为0。

上述各个实施例中双酚A型环氧树脂-聚氧化乙烯接枝共聚物的用量低于6%时，所制得的成膜剂颗粒较大，制成的玻璃纤维浸透速度较慢，力学性能较差，从而不能制作合格的车用气瓶；而当其用量高于10%时，不仅增加了生产成本，而且同样会影响玻璃纤维相关性能，因此本发明选用6%～10%的双酚A型环氧树脂-聚氧化乙烯接枝共聚物，其不仅能够降低成膜剂的利用，同时还能够提高利用该成膜剂制成的玻璃纤维的浸透速度，改善其力学性能，且还能够降低生产成本。

尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换,凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。