一种玻璃棉制品用矿油及其制备方法与流程

1.本发明属于玻璃棉生产过程中矿油技术领域，具体涉及一种玻璃棉制品用矿油及其制备方法。


背景技术：

2.玻璃棉因其良好的保温性、吸音性能，被广泛用于航空航天领域和建筑外墙。玻璃纤维也被国内外公认为是继碳纤维、芳纶、超高相对分子质量聚乙烯纤维之后的第四大高技术纤维，并被誉为“21世纪绿色环保的新材料”。
3.由于构成玻璃棉制品的玻璃纤维是高温熔融状态的玻璃液经过高速气流吹制或高速拉丝而成，因此其表面产生很多裂纹，不仅成纤过程中是这样，机械加工、存放、热处理等过程中由于物理、化学，以及机械损伤也会产生裂纹，或使原有裂纹加深，从而降低了玻璃纤维的强度。为了把玻璃纤维强度的降低减少到最小程度，在粘接剂中就必须加入专用矿油。
4.但由于矿物油中基团的多样性以及交联后物质的复杂性，给分析带来巨大困难，导致生产出的玻璃棉强度小，韧性差，保温吸音性能差。
5.针对现有产品缺陷，本专利通过调整矿油配方和应用，特提出本技术。


技术实现要素：

6.本发明的第一目的在于提供一种玻璃棉制品用矿油，矿油可以加入粘接剂水溶液，也可以不加入粘结剂中单独使用，喷洒覆盖在玻璃纤维表面，使每根单纤维隔开，防止它们互相擦伤，并把纤维束集，从而提高了纤维强度，抗磨性和柔软性，还可大大减少碎棉粉尘飞扬，改善操作环境。
7.本发明的第二目的在于提供一种玻璃棉制品用矿油的制备方法，该制备方法简单易行，易于工业生产。
8.本发明通过以下技术方案实现：
9.第一方面，本发明提供一种玻璃棉制品用矿油，玻璃棉制品用矿油主要由以下质量份数的原料制备得到：
10.基础油50％-55％，复合乳化剂2.5％-4％，稳定剂2％-3％，抗静电剂 0.8％-1.2％，ph调节剂0.5％-1％，偶联剂2％-4％，消泡剂0-0.5％和去离子水 30％-50％。
11.本发明的矿油使用量一般为玻璃棉基质的0.3-0.5％，既可以单独使用，也可以加入到粘结剂中混合使用，粘结剂的选择可以为酚醛树脂体系、丙烯酸树脂体系，通常的粘结剂都可以适用本技术的矿油，从而进一步增加玻璃纤维间的粘结强度。使用时喷洒覆盖在玻璃纤维表面，使每根单纤维隔开，防止它们互相擦伤，并把纤维束集，从而提高了纤维强度，抗磨性和柔软性，还可大大减少碎棉粉尘飞扬，改善操作环境。
12.进一步地，在本发明较佳的实施例中，上述基础油包括双酚a环氧树脂溶液和润滑油，润滑油占基础油质量份数的40％-45％。
13.通过实验表明，当润滑油占据基础油的40％-45％之间，纤维呈现良好的耐磨性，较少的毛羽量以及优秀的集束性能。
14.进一步地，在本发明较佳的实施例中，润滑油占基础油质量份数的40％。
15.通过实验表明，当润滑油占据基础油的40％，纤维呈现更好的耐磨性，较少的毛羽量以及集束性能，综合性能较佳。
16.进一步地，在本发明较佳的实施例中，上述润滑油包括润滑油nbr-1140 和/或润滑油nbr-1240。
17.不同的润滑油可以带给纤维不同的柔软性，通过实验证明，润滑油 nbr-1140和/或润滑油nbr-1240润滑剂涂覆于玻璃纤维上，可带给纤维较好的柔软性，因此耐磨及集束能力较好。
18.进一步地，在本发明较佳的实施例中，上述润滑油为nbr-1140。上述润滑油可以增加纤维更好的磨断次数，因此耐磨性能更优。
19.进一步地，在本发明较佳的实施例中，上述稳定剂包括聚甲基丙烯酸甲酯预聚物和/或十六醇。不同的稳定剂用量比例对转化率和凝结率有较大的影响，其中聚甲基丙烯酸甲酯预聚物和十六醇对转化率和凝结率的影响较为明显。
20.进一步地，在本发明较佳的实施例中，上述稳定剂包括聚甲基丙烯酸甲酯预聚物和十六醇。聚甲基丙烯酸甲酯预聚物和十六醇的质量比为1：(1-5)。其中二者复合使用的时候比单独使用时的凝结率有了明显降低。
21.进一步地，在本发明较佳的实施例中，上述聚甲基丙烯酸甲酯预聚物和十六醇的质量比为1：4。其中综合比例为1：4组成的复合稳定剂，聚合转化率和凝结率都较理想。
22.进一步地，在本发明较佳的实施例中，上述复合乳化剂采用十二烷基苯硫酸钠和/或琥珀酸二异辛脂；
23.进一步地，在本发明较佳的实施例中，上述抗静电剂采用季铵盐类抗静电剂；
24.进一步地，在本发明较佳的实施例中，上述ph调节剂采用碱性调节剂；
25.进一步地，在本发明较佳的实施例中，上述偶联剂采用kh-560和/或kh
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570。
26.其中复合乳化剂的加入可以减少碎棉粉尘飞扬，改善环境；抗静电剂的加入对纱线的毛羽状况以及集束性能有一定的改善，但幅度并不明显，综合考虑，可适当添加少量抗静电剂用以减少纤维因摩擦而产生的静电，增加集束力，抗静电剂用量在0.8％-1.2％左右较为适宜。
27.进一步地，在本发明较佳的实施例中，上述ph调节剂包括氨水或碳酸钠。
28.第二方面，本发明提供一种玻璃棉制品用矿油的制备方法，该方法包括以下步骤：
29.(1)按比例取基础油加入容器，加热；
30.(2)按比例继续加入复合乳化剂和稳定剂后缓慢加入去离子水，搅拌均匀；
31.(3)转相后停止加水，待容器中由乳液状液体完全转相至水相后按比例加入抗静电剂和ph调节剂；
32.(4)按比例继续加入偶联剂后调整产品粘度，搅拌均匀后得到玻璃棉制品用矿油；
33.或，
34.(1)按比例取基础油加入容器，加热；
35.(2)按比例继续加入复合乳化剂和稳定剂后缓慢加入去离子水，搅拌均匀；
36.(3)按比例加入消泡剂消除泡沫；
37.(4)转相后停止加水，待容器中由乳液状液体完全转相至水相后按比例加入抗静电剂和ph调节剂；
38.(5)按比例继续加入偶联剂后调整产品粘度，搅拌均匀后得到玻璃棉制品用矿油。
39.进一步地，在本发明较佳的实施例中，上述加热温度为60-65℃。
40.进一步地，在本发明较佳的实施例中，上述加入ph值调节剂调整ph值为 8-10；
41.进一步地，在本发明较佳的实施例中，上述加入偶联剂后调整产品黏度为 1500-2000cps。
42.进一步地，在本发明较佳的实施例中，加入去离子水后搅拌速度为3000 rpm。
43.上述制备方法简单易行，易于工业生产。
具体实施方式
44.下面将结合实施例对本发明的实施方案进行详细描述，但是本领域技术人员将会理解，下列实施例仅用于说明本发明，而不应视为限制本发明的范围，实施例中未注明的具体条件，按照常规条件或者制造商建议的条件进行，所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。
45.以下对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。
46.实施例1
47.本实施例提供一种玻璃棉制品用矿油，原料及用量为双酚a环氧树脂溶液 30g，润滑油nbr-1140 20g，十二烷基苯硫酸钠3g，聚甲基丙烯酸甲酯预聚物0.5g，十六醇2g，季铵盐抗静电剂1g，氨水0.5g，kh-560 3g，去离子水40g。
48.本实施例还公开了一种玻璃棉制品用矿油的制备方法，包括如下步骤：
49.(1)按上述比例取基础油加入容器，加热到60℃。
50.(2)按比例继续加入复合乳化剂和稳定剂后缓慢加入去离子水，逐渐提高搅拌速度直到3000rpm，搅拌均匀；
51.(3)转相后停止加水，待容器中液体完全转相至水相后按比例加入抗静电剂后加入ph调节剂，调整ph为8；
52.(4)按比例继续加入偶联剂后调整产品粘度为1500cps，搅拌均匀后得到玻璃棉制品用矿油。
53.实施例2
54.本实施例提供一种玻璃棉制品用矿油，原料及用量为双酚a环氧树脂溶液 30.25g，润滑油nbr-1140 24.75g，十二烷基苯硫酸钠4g，聚甲基丙烯酸甲酯预聚物1.5g，十六醇1.5g，季铵盐抗静电剂1.2g，氨水1g，kh-570 4g，消泡剂 0.5g，去离子水31.3g。
55.本实施例还公开了一种玻璃棉制品用矿油的制备方法，包括如下步骤：
56.(1)按上述比例取基础油加入容器，加热到65℃。
57.(2)按比例继续加入复合乳化剂和稳定剂后缓慢加入去离子水，逐渐提高搅拌速度直到3000rpm，搅拌均匀；
58.(3)按比例加入消泡剂消除泡沫；
59.(4)转相后停止加水，待容器中液体完全转相至水相后按比例加入抗静电剂后加入ph调节剂，调整ph为10；
60.(5)按比例继续加入偶联剂后调整产品粘度为2000cps，搅拌均匀后得到玻璃棉制品用矿油；
61.实施例3
62.本实施例提供一种玻璃棉制品用矿油，原料及用量为双酚a环氧树脂溶液 29.64g，润滑油nbr-1140 15g，润滑油nbr-1240 7.36g，琥珀酸二异辛脂2.5g，聚甲基丙烯酸甲酯预聚物0.4g，十六醇2g，季铵盐抗静电剂0.8g，碳酸钠0.8g，偶联剂为kh-560 2g，消泡剂0.2g，去离子水39.3g。
63.本实施例还公开了一种玻璃棉制品用矿油的制备方法，包括如下步骤：
64.(1)按上述比例取基础油加入容器，加热到63℃。
65.(2)按比例继续加入复合乳化剂和稳定剂后缓慢加入去离子水，逐渐提高搅拌速度直到3000rpm，搅拌均匀；
66.(3)按比例加入消泡剂消除泡沫；
67.(4)转相后停止加水，待容器中液体完全转相至水相后按比例加入抗静电剂后加入ph调节剂，调整ph为9；
68.(5)按比例继续加入偶联剂后调整产品粘度为1900cps，搅拌均匀后得到玻璃棉制品用矿油；
69.实施例4
70.本实施例提供一种玻璃棉制品用矿油，原料及用量为酚a环氧树脂溶液 30g，润滑油nbr-1140 20g，润滑油nbr-1240 2g，十二烷基苯硫酸钠2.5g，聚甲基丙烯酸甲酯预聚物0.6g，十六醇1.4g，季铵盐抗静电剂0.9g，碳酸钠0.5g，偶联剂为kh-560 2g，去离子水40.1g。
71.本实施例还公开了一种玻璃棉制品用矿油的制备方法，包括如下步骤：
72.(1)按上述比例取基础油加入容器，加热到62℃。
73.(2)按比例继续加入复合乳化剂和稳定剂后缓慢加入去离子水，逐渐提高搅拌速度直到3000rpm，搅拌均匀；
74.(3)转相后停止加水，待容器中液体完全转相至水相后按比例加入抗静电剂后加入ph调节剂，调整ph为9；
75.(4)按比例继续加入偶联剂后调整产品粘度为1800cps，搅拌均匀后得到玻璃棉制品用矿油。
76.实施例5
77.本实施例提供一种玻璃棉制品用矿油，原料及用量为双酚a环氧树脂溶液 32g，润滑油nbr-1140 21g，润滑油nbr-1240 2g，十二烷基苯硫酸钠3.5g，聚甲基丙烯酸甲酯预聚物0.6g，十六醇1.8g，季铵盐抗静电剂1.1g，碳酸钠0.7g，偶联剂为kh-560 2.5g，消泡剂0.3g，去离子水33.5g。
78.本实施例还公开了一种玻璃棉制品用矿油的制备方法，包括如下步骤：
79.(1)按上述比例取基础油加入容器，加热到62℃。
80.(2)按比例继续加入复合乳化剂和稳定剂后缓慢加入去离子水，逐渐提高搅拌速
度直到3000rpm，搅拌均匀；
81.(3)按比例加入消泡剂消除泡沫；
82.(4)转相后停止加水，待容器中液体完全转相至水相后按比例加入抗静电剂后加入ph调节剂，调整ph为8；
83.(5)按比例继续加入偶联剂后调整产品粘度为1800cps，搅拌均匀后得到玻璃棉制品用矿油；
84.实施例6
85.本实施例提供一种玻璃棉制品用矿油，原料及用量为双酚a环氧树脂溶液 32g，润滑油nbr-1140 20g，润滑油nbr-1240 2g，十二烷基苯硫酸钠3g，聚甲基丙烯酸甲酯预聚物0.5g，十六醇2g，季铵盐抗静电剂0.9g，氨水0.7g，偶联剂为kh-560 3.5g，消泡剂0.4g，去离子水35g。
86.本实施例还公开了一种玻璃棉制品用矿油的制备方法，包括如下步骤：
87.(1)按上述比例取基础油加入容器，加热到63℃。
88.(2)按比例继续加入复合乳化剂和稳定剂后缓慢加入去离子水，逐渐提高搅拌速度直到3000rpm，搅拌均匀；
89.(3)按比例加入消泡剂消除泡沫；
90.(4)转相后停止加水，待容器中液体完全转相至水相后按比例加入抗静电剂后加入ph调节剂，调整ph为10；
91.(5)按比例继续加入偶联剂后调整产品粘度为1900cps，搅拌均匀后得到玻璃棉制品用矿油；
92.实验例1
93.对润滑剂nbr-1140，nbr-1240和nbr-1090的各项性能检测结果如表1 不同种类润滑剂性能表1
[0094][0095]
从表中数据可以得出，nbr-1140和nbr-1240润滑剂涂覆于玻璃纤维上，可带给纤维较好的柔韧性，因此耐磨及集束能力较好，nbr-1140的性能更优。
[0096]
实验例2
[0097]
选取实施例1的玻璃棉制品用矿油的配方，调整基础油中润滑油nbr-1140 的用量，其中nbr-1140占据基础油的35％-50％，并且测量玻璃棉制品用矿油的性能。
[0098]
不同含量的润滑剂性能表2
[0099][0100]
观察表中数据，40％nbr-1140润滑剂占比最为优良，在40％-45％用量区间，纤维呈现良好的耐磨性，较少的毛羽量以及优秀的集束性能。
[0101]
实验例3
[0102]
选取实施例1的玻璃棉制品用矿油的配方，其中仅仅变更抗静电剂和去离子水的用量，得到的实验数据见下表
[0103]
不同含量抗静电剂纱线性能表3
[0104][0105]
从上述表格中数据可以得出，抗静电剂的加入对纱线的毛羽状况以及集束性能有一定的改善，但幅度并不明显。综合考虑，可适当添加少量抗静电剂用以减少纤维因摩擦而产生的静电，增加集束力，抗静电剂用量在0.8％-1.2％左右较为适宜。
[0106]
实验例4
[0107]
选取实施例1的玻璃棉制品用矿油的配方，其中改变稳定剂用量中聚甲基丙烯酸甲酯预聚物和十六醇配比，并确定稳定剂对矿油的性能的影响，实验数据见下表
[0108]
不同稳定剂用量比例对矿油的性能影响表4
[0109][0110]
从上述表格中可以看出，在稳定剂采用复合乳液时，凝结率有了明显的降低，且综合比例为1：4组成的复合稳定剂，聚合转化率和凝结率都较理想。
[0111]
其中表1、表2、表3中
[0112]
tex为线密度，即1000米长纤维的重量，密度越高，则纤维越粗；
[0113]
自然悬挂高度为水平放置于间距10m的支架上，不施加张力时的悬垂高度。悬垂高度越小，则韧性越高，越益于压缩成型；
[0114]
强力为纤维强重比，强力越高，纤维强度越高；
[0115]
磨断次数为纤维在测试设备上，多角度摩擦直至断裂所需次数，毛羽量是指磨断后收集到的毛羽量。磨断次数越多，毛羽量越少，耐磨性及集束能力越好。
[0116]
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明的保护范围。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。