玻璃纤维用上浆组合物,其使用方法及所得产品技术

本发明专利技术涉及一种玻璃纤维用上浆组合物，这种组合物包括粘度小于或等于４００ｃＰ，含有少于５％重量的溶剂和至少一种的能在紫外光辐照或电子束的作用下聚合和／或交联的基本物系的溶液，所说的基本物系含有至少一种分子量小于７５０、具有至少一个活性环氧基的组分，含有至少６０％重量的一种或多种分子量小于７５０、具有至少一个选自环氧、羟基、乙烯基醚、丙烯酸基团或甲基丙烯酸基团的反应性基团组分。本发明专利技术还涉及使用这种组合物的方法以及用这种组合物涂敷的玻璃纤维。（*该技术在2015年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及玻璃纤维用上浆组合物，这种组合物在紫外线辐照或电子束的作用下发生反应，本专利技术还涉及使用这种组合物生产增强用玻璃纤维的方法、所得到的玻璃纤维以及由这种玻璃纤维生产的复合材料。在本文中，“可聚合的”、“聚合”、以及“聚合(作用)”分别可以理解为“可聚合的和/或可交联的”、“聚合和/或交联”、以及“聚合(作用)和/或交联(作用)”。同样，“在U.V.或E.B.下”和“U.V.辐照或E.B.照射”分别可以理解为“在紫外线或电子束的作用下”和“通过紫外线辐照或通过电子束的照射”。增强材料玻璃纤维的制造是以已知方法由从喷丝头模孔中流出的熔融玻璃流束开始进行的。这些玻璃流束以连续的单丝形式被牵引，然后单丝被集合成原纤束随后被收集。在以原纤束的形式收集单丝之前，通过穿过上浆装置对其涂施浆料。浆料的涂覆对制得玻璃纤维和使玻璃纤维在生产复合材料时与其他有机和/或无机材料相结合是必不可少的。所说的浆料主要起润滑剂的作用，以保护玻璃纤维不被在上述过程中由于在各种机件上的高速磨擦而擦伤。浆料，特别是聚合后的浆料还能确保上述原纤束的整体性，即，原纤束中各单丝的互连。在纺织应用中纱受到大的机械应力，这种整体性是基本要求。如果单丝互相间不成为一体的话，它们就更容易断裂并影响织机的运行。此外，整体性差的原纤束被认为是难于使用的。浆料还能促进被增强的材料对玻璃纤维的润湿和/或浸渍作用，并且有助于在所说的玻璃纤维与材料之间产生连结作用。特别是，由所说的材料和玻璃纤维制得的复合材料之机械性能取决于材料与玻璃纤维的粘合质量以及被增强材料对玻璃纤维的润湿和/或浸渍能力。所用的上浆组合物应该具有足够的稳定性，特别是在模板下，并且与应从其中穿过的单丝之牵引速度(高达每秒几十米)相适应。特别是，上浆组合物应该可以承受在单丝行进过程中产生的剪切力，并且能在高速度下润湿单丝表面。这些组合物最好还在聚合后显示最大程度的转化率(这里的转化率指的是聚合后浆料中已反应的功能团数目与聚合前浆料中能反应的功能团数目之比)以便确保，特别是，得到具有质量稳定的玻璃纤维(显示比预期的理论转化率低得多的浆料是会随时间的推移而发生变化的)。现在使用的多数浆料是含水浆料，它们易于使用，但是为了发挥效能，沉积在单丝上的量必须大。水一般构成这些浆料的90％重量(特别是考虑到粘度)，这使得在原纤束被当作增强材材料使用前必须先对其进行干燥，因为水可能会损害玻璃纤维与被增强材料之间的粘合。这些干燥操作是耗时和费用昂贵的，并且必须与原纤束的制造条件相适应。含水浆料的效果也并不总是最好的。此外，当在线辊上进行干燥时，必然会引起浆料各组分在线辊中的不均匀和/或选择性流动(含水浆料由于其本身性质所限，总是具有以不均匀方式分布在纤维上的趋向)，并且，在某些情况中，还会出现原纤束逐渐变色或卷变形现象。在没有干燥的情况中，用含水浆料涂敷的“细”线的直边锥形卷(粗纱)上也会观察到卷变形。为数不多的几个专利介绍了不含水的浆料，但是这些浆料通常都使用对操作不利的有机溶剂，而且可能由于其毒性有损在附近的人的健康，这些浆并且/或者还会有粘度方面的问题，粘度问题只有通过对浆料进行加热或通过添加合适的介质才能解决。专利EP-B1243275介绍一种包含至少一种单-或多-不饱和低聚物和一种(游离基型)光引发剂的浆料，这种浆料能在紫外线下发生反应并以特定的方法使用。根据此方法，在单丝被集合成原纤束之前将浆料沉积在单丝上，然后在被卷绕之前使原纤束受到紫外线辐照以使浆料发生聚合反应，并防止在转动时每一圈原纤束间发生粘合，因为这种粘合会使解卷造成困难。这样的方法可使玻璃纤维显示出整体性并能被直接使用。然而，聚合过的浆料妨碍单丝相互之间的滑动，这种活动性欠佳引起玻璃纤维在被切割时由于浆料的机械性能下降而发生的破裂，同时在纺织应用中也会发生问题，因为在纺织应用中所用的玻璃纤维必须具有整体性和柔韧性(玻璃纤维的柔韧性是与浆料的柔韧性和沉积的浆料量相关的)。此外，所得玻璃纤维的灼烧损失量相当高，而且聚合后的转化率难于超过75％。另一种能在紫外线作用下发生反应的浆料(基于丙烯酸酯，N-乙烯基吡咯烷酮和游离基光引发剂)被提及在专利EP570283中，在该专利所述的方法中对原纤束的辐照是在卷绕操作期间的卷辊上进行的。所得到的玻璃纤维显示良好的机械性能，由于较长辐照时间而导致的令人满意的转化率和低的烧灼损失，但是其整体性并不是完全令人满意的。然而，若为了提高整体性而增加沉积的浆料量(因此烧灼损失量也提高)不仅在经济上有所损失，并且还会造成上浆的玻璃纤维的刚度太高。本专利技术涉及一种改进的玻璃纤维用的上浆组合物，该组合物使玻璃纤维易于使用，并且使玻璃纤维具有在后来处理时所需要的柔韧性，该组合物在聚合后赋予玻璃纤维以良好的整体性和低的灼烧损失，并显示令人满意的转化率，该组合物还保护玻璃纤维以充分地防止擦伤，并能使其与各种被增强的材料相结合，从生产具有良好机械性能的复合材料件的观点看，该组合物是特别稳定的，尤其在模板下，并且可与单丝的牵引速度相适应。本专利技术还涉及一种改进的制造增强用玻璃纤维的方法，并且还涉及改进的玻璃纤维，所说的玻璃纤维使用方便，并且能够有效地增强制造复合材料用的有机和/或无机材料。本专利技术的上浆组合物包括一种粘度小于或等于400cP(0.4Pa·S)、含有少于5％重量的溶剂和至少一种的能在U.V.或E.B.下聚合的基本物系的溶液，所说的基本物系含有至少一种分子量小于750、具有至少一个活性环氧基的组分，还含有至少为60％重量的一种或多种其分子量，小于750、具有至少一种的选自环氧、羟基、乙烯基醚、丙烯酸基团和甲基丙烯酸基团的反应性功能团的组分。本专利技术还涉及生产上浆玻璃纤维的方法，其中对从排列在一个或多个喷丝头底部的多个模孔中流出的多股熔融玻璃流束以一层或多层的连续单丝形式进行拉伸，然后将单丝集合成一股或多股原纤束而被收集在活动支架上，所说的方法是将以上定义的上浆组合物在牵引操作过程中和单丝被集合成原纤束之前沉积在单丝的表面上。本专利技术还涉及用具有以上定义的组分的浆料涂敷的和/或按照上述方法制得的玻璃纤维，并还涉及由所说的玻璃纤维制得的复合材料。在下文中，“环氧(或羟基或乙烯基醚或丙烯酸基团或甲基丙烯酸基团)组分”应理解为“具有至少一个环氧基(或羟基或乙烯基醚或丙烯酸基团或甲基丙烯酸基团)的组分”。在本专利技术的组合物中，可用的溶剂基本上为能溶解某些可聚合的化合物的有机溶剂。除去这些以有限量存在的溶剂不需要特殊的处理；然而，在大多数情况下，本专利技术的浆料完全没有溶剂，即，完全没有在溶液中只起溶剂作用的化合物。由于粘度低(小于或等于400cP，优选小于或等于200cP)，本专利技术的组合物能与直接法所要求的制备玻璃纤维的条件相适应，组合物的粘度要根据牵引速度(一般从每秒约十米到几十米)和牵引而成的单丝直径(约3～24微米)来选择。本专利技术的组合物还具有与牵引速度相适应的对玻璃纤维的润湿速度。根据本专利技术的“在U.V.或E.B.下能被聚合的基本物系”应被理解为意指对浆料是不可缺少的、其主要作用是参与构成聚合浆料结构的、并且在U.V.或E.B.下能聚合的化合物。基本物系一般占本专利技术上浆组合物重量的60％～100％，并且，优选本文档来自技高网...

【技术保护点】
用上浆组合物涂敷的玻璃纤维，该上浆组合物包括粘度小于或等于４００ｃＰ的，含有小于５％重量的溶剂和至少一种能在紫外光辐照或电子束的作用下聚合和／或交联的基本物系的溶液，所说的基本物系包括至少一种分子量小于７５０、具有至少一个活性环氧基的组分，还包括至少６０％重量的一种或多种分子量小于７５０、具有至少一个选自环氧、羟基、乙烯基醚、丙烯酸基团或甲基丙烯酸基团的反应性基团组分。２．权利要求１的玻璃纤维，其特征在于它的灼烧损失量低于３％重量。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：P莫罗，
申请(专利权)人：法国韦特罗特克斯有限公司，
类型：发明
国别省市：FR[法国]