一种增强聚丙烯用玻璃纤维浸润剂及其制备方法和应用技术

本发明专利技术公开了一种增强聚丙烯用玻璃纤维浸润剂及其制备方法和应用，属于浸润剂技术领域。上述增强聚丙烯用玻璃纤维浸润剂由以下组分组成：硅烷偶联剂、双酚A型环氧树脂乳液、水性环氧树脂乳液、表面活性剂、pH调节剂、去离子水；所述硅烷偶联剂为质量比为1

【技术实现步骤摘要】
一种增强聚丙烯用玻璃纤维浸润剂及其制备方法和应用


[0001]本专利技术涉及浸润剂
，特别是指一种增强聚丙烯用玻璃纤维浸润剂及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]工信部要求2020年达到油耗5L/100km的目标，而2015年约有1/4企业未能达到当年目标，工信部将通过不受理新产品申报以及不受理不达标企业投资项目等多个方式予以处罚。目前汽车厂商节能降耗压力大，汽车轻量化是实现节能降耗重要途径。
[0003]汽车轻量化是消费者和车企都关注的问题，要实现轻量化目标，除了优化结构和工艺设计之外，材料的选取也非常关键。为了给汽车减重，车企大量采用工程塑料，尤其是玻璃纤维增强塑料，以玻璃纤维增强塑料替代传统的高强度钢、镁铝合金等，能够在较大程度上降低汽车重量，节能降耗，同时也节约了制造成本。但是针对不同的树脂基体，需要利用不同的纤维材料，才能够达到较好的效果。
[0004]聚丙烯是一种广泛应用于各种
的材料，尤其是增强聚丙烯材料。增强聚丙烯的一个特别的例子是玻璃纤维增强聚丙烯。通过选择聚丙烯的类型、玻璃纤维的量和所使用的偶联剂的类型，所述材料能够调整组合物的性能。
[0005]当前常规的玻璃纤维原料组成和制备工艺都已相当成熟，且变更较为困难。但是单纯的玻璃纤维与树脂基体的相容性较差，为此可以利用浸润剂改变玻璃纤维的表面性能，增强其与树脂基体的相容性，在一定程度上提高复合材料的性能。例如专利CN107540244A、CN108640535A、CN108996923A等均是通过浸润剂提高改善玻璃纤维的表面性能，进一步提高增强塑料的性能。
[0006]在玻璃纤维生产过程中，需要在玻璃纤维表面涂覆浸润剂，浸润剂的性能很大程度上决定玻璃纤维的质量品质，浸润剂不仅能够增强纤维束的粘合性、耐起绒性、涂覆性，使纤维表面平滑，增加耐磨性、柔韧性，并易于卷绕且缠绕时损伤减少；还能够提高玻璃纤维与树脂基体的相容性，使得制备的复合材料的机械性能得以提高。但是，现有浸润剂在玻璃纤维表面的浸透较慢，成膜性差，导致制备的复合材料的力学性能较差，不便于应用。

技术实现思路

[0007]为解决现有技术中存在的问题，本专利技术提供一种增强聚丙烯用玻璃纤维浸润剂及其制备方法和应用；本专利技术浸润剂与树脂相容性好，并通过特定组成和配比的硅烷偶联剂，使得玻璃纤维与聚丙烯树脂基体之间具有较好的粘结性，且利用本专利技术浸润剂制备的玻璃纤维增强树脂复合材料具有良好的机械性能和较高的热变形温度。
[0008]为解决上述技术问题，本专利技术提供技术方案如下：
[0009]一方面，本专利技术提供一种增强聚丙烯用玻璃纤维浸润剂，由以下重量份组分组成：
[0010][0011]所述硅烷偶联剂为质量比为1
‑
1.2:1:0.4的乙烯基三乙氧基硅烷、γ
‑
缩水甘油醚丙基三甲氧基硅烷和乙烯基三(β
‑
甲氧乙氧基)硅烷的混合物；
[0012]所述表面活性剂为质量比1:1.1
‑
1.5的脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠和壬基酚聚氧乙烯醚的混合物。
[0013]优选的，上述增强聚丙烯用玻璃纤维浸润剂由以下重量份组分组成：
[0014][0015]进一步的，所述双酚A型环氧树脂乳液为聚乙二醇改性的双酚A型环氧树脂乳液，分子量为600
‑
2000；所述水性环氧树脂乳液分子量为300
‑
500。
[0016]优选的，所述pH调节剂为柠檬酸和/或醋酸。
[0017]另一方面，本专利技术还提供一种上述增强聚丙烯用玻璃纤维浸润剂的制备方法，包括：
[0018]步骤1：将表面活性剂溶解在一部分去离子水中，然后加入硅烷偶联剂混合均匀；
[0019]步骤2：将双酚A型环氧树脂乳液和水性环氧树脂乳液分别用剩余的去离子水稀释后，加入到步骤1的混合溶液中，混合均匀；
[0020]步骤3：向步骤2溶液中加入pH调节剂，混合均匀即可得到浸润剂。
[0021]再一方面，本专利技术还提供一种上述增强聚丙烯用玻璃纤维浸润剂的应用，将上述浸润剂稀释后形成5
‑
10wt％的水溶液，对玻璃纤维进行涂覆即可。
[0022]与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：
[0023]本专利技术中，硅烷偶联剂为特定配比的乙烯基三乙氧基硅烷、γ
‑
缩水甘油醚丙基三甲氧基硅烷和乙烯基三(β
‑
甲氧乙氧基)硅烷，水解后产生的反应基团与玻璃纤维中的二氧化硅能够反应，另一端的基团能够与聚丙烯树脂基体结合，使得玻璃纤维与聚丙烯树脂基体之间具有较好的相容性。
[0024]同时，本专利技术通过表面活性剂使得硅烷偶联剂与树脂乳液能够较好的分散，并使
得树脂乳液与玻璃纤维接触时，较快的浸透，并在玻璃纤维表面形成均匀的树脂乳液薄膜，提高玻璃纤维和树脂基体的相容性，使得制备的增强材料具有较好的力学性能和机械性能。
具体实施方式
[0025]为使本专利技术要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合具体实施例进行详细描述。
[0026]本专利技术中，所使用的材料及试剂未有特殊说明的，均可从商业途径得到。
[0027]本专利技术提供一种增强聚丙烯用玻璃纤维浸润剂及其制备方法和应用，具体实施例如下。
[0028]实施例1
[0029]一种增强聚丙烯用玻璃纤维浸润剂的制备方法，各物质用量见表1实施例1的数据，包括：
[0030]步骤1：将表面活性剂溶解在1/2的去离子水中，然后加入硅烷偶联剂混合均匀；
[0031]步骤2：将双酚A型环氧树脂乳液和水性环氧树脂乳液分别用剩余的去离子水稀释后，加入到步骤1的混合溶液中，混合均匀；
[0032]步骤3：向步骤2溶液中加入pH调节剂，混合均匀即可得到浸润剂。
[0033]进一步的，所述双酚A型环氧树脂乳液为聚乙二醇改性的双酚A型环氧树脂乳液，分子量为600
‑
2000；所述水性环氧树脂乳液分子量为300
‑
500。
[0034]优选的，所述pH调节剂为柠檬酸和/或醋酸。
[0035]所述硅烷偶联剂为乙烯基三乙氧基硅烷、γ
‑
缩水甘油醚丙基三甲氧基硅烷和乙烯基三(β
‑
甲氧乙氧基)硅烷的混合物；
[0036]所述表面活性剂为脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠和壬基酚聚氧乙烯醚的混合物。
[0037]实施例2
‑6[0038]各物质含量分别见为表1中实施例2
‑
6中的数据，其余条件与实施例1相同。
[0039]为进一步说明本申请的有益效果，因篇幅有限，仅以实施例3为例构建对比例如下。
[0040]对比例1
[0041]将乙烯基三乙氧基硅烷替换为等量的γ
‑
缩水甘油醚丙基三甲氧基硅烷，其余条件与实施例3相同。
[0042]对比例2...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种增强聚丙烯用玻璃纤维浸润剂，其特征在于，由以下重量份组分组成：所述硅烷偶联剂为质量比为1
‑
1.2:1:0.4的乙烯基三乙氧基硅烷、γ
‑
缩水甘油醚丙基三甲氧基硅烷和乙烯基三(β
‑
甲氧乙氧基)硅烷的混合物；所述表面活性剂为质量比1:1.1
‑
1.5的脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠和壬基酚聚氧乙烯醚的混合物。2.根据权利要求1所述的增强聚丙烯用玻璃纤维浸润剂，其特征在于，由以下重量份组分组成：3.根据权利要求1或2所述的增强聚丙烯用玻璃纤维浸润剂，其特征在于，所述双酚A型环氧树脂乳液为聚乙二醇改性的双酚A型环氧树脂乳液，分子量为600
‑
2000；...

【专利技术属性】
技术研发人员：李金保，刘兴月，王立丽，
申请(专利权)人：山东玻纤集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：