一种高韧性玻璃纤维布及其制备方法与流程

1.本发明涉及玻璃纤维布制备领域，尤其涉及一种高韧性玻璃纤维布及其制备方法。


背景技术：

2.玻璃纤维是一种性能优异的无机非金属材料，其成分为二氧化硅、氧化铝、氧化钙、氧化硼、氧化镁和氧化钠等，它是以玻璃球或废旧玻璃为原料经高温熔制、拉丝、络纱、织布等工艺，最后形成各类产品；玻璃纤维种类繁多，优点是绝缘性好、耐热性强、抗腐蚀性好，机械强度高，但缺点是性脆，耐磨性较差，玻璃纤维通常用作复合材料中的增强材料，电绝缘材料和绝热保温材料，电路基板等各个领域。
3.玻璃纤维是非常好的金属替代材料，在建筑、船舶、化工管道、汽车、航空、风力发电等领域有着广阔的应用前景，并且其应用领域仍在不断拓展，全球市场空间巨大。玻璃纤维具有绝缘性好、耐热性强、抗腐蚀性好和机械强度高等诸多优点。但是，玻璃纤维制品同玻璃一样，性脆，容易断裂；而且，耐磨性差，长时间使用容易导致其损坏，一旦有尖锐物品在其表面刮划，会造成无法修复的磨损。


技术实现要素：

4.本发明的目的就在于提供一种高韧性玻璃纤维布及其制备方法，制备出玻璃纤维布具有韧性高、耐磨的优点。
5.为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种高韧性玻璃纤维布的制备方法，包括以下步骤：s1、将玻璃原料粉碎后，熔融，得到玻璃液；
6.s2、将步骤s1中的玻璃液在1350-1400℃下进行拉丝并在覆涂浸润剂，得到玻璃原丝；
7.s3、将步骤s2中的玻璃原丝置于浆料中浸渍2～3小时增加玻璃原丝的韧性和耐磨性；
8.s4、将步骤s3中浸渍的玻璃原丝经捻线机得到纱线，纱线经织布机平织成玻璃纤维布；
9.s5、将步骤s4中的玻璃纤维布进行烘干和紫外固化。
10.进一步的，所述浸润剂包括以下组分，环氧树脂乳液15-20份、酚醛树脂乳液6-8份、水性聚氨酯树脂15-20份、偶联剂1-3份、表面活性剂15-20份、抗静电剂0.2-1份、ph调节剂5-10份、亚麻油10-20份、消泡剂5-10份、羟丙基化改性淀粉15-20份、聚乙烯吡咯烷酮2-5份、水300-400份。
11.进一步的，所述浆料包括以下组分，乳化剂1-5份、阳离子软化剂0.5-1份、聚乙二醇5-10份、甲醛0.1-0.5份、超细云母粉0.5-2份、空心玻璃微珠10-15份、水200-300份。
12.进一步的，所述的偶联剂为锆类偶联剂。
13.进一步的，所述消泡剂为磷酸酯消泡剂。
14.进一步的，所述的抗静电剂为硝酸锂、氯化铵的混合物，其中两者的质量比为2:1。
15.进一步的，所述空心玻璃微珠的粒径为15-50微米。
16.进一步的，所述超细云母粉为白云母和金云母的混合物，其中两者的质量比为2:1。
17.进一步的，步骤s5中玻璃纤维布的平织密度为60-70目/厘米。
18.利用上述的制备方法得到的一种高韧性玻璃纤维布。
19.与现有技术相比，本发明的优点在于：本发明通过在玻璃纤维原丝表面涂覆浸润剂，能够使玻璃纤维快速浸透，从而提高了玻璃纤维的纺织性能，有效避免了玻璃纤维在纺织过程中的强度损失，提高玻璃纤维与树脂的结合性能，进而提高了平织出的玻璃纤维布的强度；通过将玻璃纤维布浸渍在涂料中，能进一步的提高玻璃纤维布的韧性和耐磨性，通过浆料中的超细云母粉空心玻璃微珠可以提高孔隙率，有助于提高玻璃纤维布的层间剪切性能、抗冲击性能、抗龟裂性能和疲劳寿命等。
具体实施方式
20.下面将对本发明作进一步说明。
21.实施例1：一种高韧性玻璃纤维布的制备方法，包括以下步骤：s1、将玻璃原料粉碎后，熔融，得到玻璃液；
22.s2、将步骤s1中的玻璃液在1350-1400℃下进行拉丝并在覆涂浸润剂，得到玻璃原丝，所述浸润剂包括：环氧树脂乳液15kg、酚醛树脂乳液6kg、水性聚氨酯树脂15kg、偶联剂1kg、表面活性剂15kg、抗静电剂0.2kg、ph调节剂5kg、亚麻油10kg、消泡剂5kg、羟丙基化改性淀粉15kg、聚乙烯吡咯烷酮2kg、水300kg；
23.s3、将步骤s2中的玻璃原丝置于浆料中浸渍2～3小时增加玻璃原丝的韧性和耐磨性，所述浆料包括以下组分，乳化剂1kg、阳离子软化剂0.5kg、聚乙二醇5kg、甲醛0.1kg、超细云母粉0.5kg、空心玻璃微珠10kg、水200kg；
24.s4、将步骤s3中浸渍的玻璃原丝经捻线机得到纱线，纱线经织布机平织成玻璃纤维布，玻璃纤维布的平织密度为60目/厘米；
25.s5、将步骤s4中的玻璃纤维布进行烘干和紫外固化。
26.优选的，所述的偶联剂为锆类偶联剂。
27.优选的，所述消泡剂为磷酸酯消泡剂。
28.优选的，所述的抗静电剂为硝酸锂、氯化铵的混合物，其中两者的质量比为2:1。
29.优选的，所述空心玻璃微珠的粒径为15微米。
30.优选的，所述超细云母粉为白云母和金云母的混合物，其中两者的质量比为2:1。
31.实施例2：一种高韧性玻璃纤维布的制备方法，包括以下步骤：s1、将玻璃原料粉碎后，熔融，得到玻璃液；
32.s2、将步骤s1中的玻璃液在1350-1400℃下进行拉丝并在覆涂浸润剂，得到玻璃原丝，所述浸润剂包括以下组分，环氧树脂乳液20kg、酚醛树脂乳液8kg、水性聚氨酯树脂20kg、偶联剂3kg、表面活性剂20kg、抗静电剂1kg、ph调节剂10kg、亚麻油20kg、消泡剂10kg、羟丙基化改性淀粉20kg、聚乙烯吡咯烷酮5kg、水400kg；
33.s3、将步骤s2中的玻璃原丝置于浆料中浸渍3小时增加玻璃原丝的韧性和耐磨性，
所述浆料包括以下组分，乳化剂5kg、阳离子软化剂1kg、聚乙二醇10kg、甲醛0.5kg、超细云母粉2kg、空心玻璃微珠15kg、水300kg；
34.s4、将步骤s3中浸渍的玻璃原丝经捻线机得到纱线，纱线经织布机平织成玻璃纤维布，玻璃纤维布的平织密度为60目/厘米；
35.s5、将步骤s4中的玻璃纤维布进行烘干和紫外固化。
36.优选的，所述的偶联剂为锆类偶联剂。
37.优选的，所述消泡剂为磷酸酯消泡剂。
38.优选的，所述的抗静电剂为硝酸锂、氯化铵的混合物，其中两者的质量比为2:1。
39.优选的，所述空心玻璃微珠的粒径为50微米。
40.优选的，所述超细云母粉为白云母和金云母的混合物，其中两者的质量比为2:1。
41.实施例3：一种高韧性玻璃纤维布的制备方法，包括以下步骤：s1、将玻璃原料粉碎后，熔融，得到玻璃液；
42.s2、将步骤s1中的玻璃液在1350-1400℃下进行拉丝并在覆涂浸润剂，得到玻璃原丝，所述浸润剂包括以下组分，环氧树脂乳液18kg、酚醛树脂乳液7kg、水性聚氨酯树脂18kg、偶联剂2kg、表面活性剂16kg、抗静电剂0.6kg、ph调节剂7kg、亚麻油15kg、消泡剂8kg、羟丙基化改性淀粉18kg、聚乙烯吡咯烷酮3kg、水350kg；
43.s3、将步骤s2中的玻璃原丝置于浆料中浸渍3小时增加玻璃原丝的韧性和耐磨性，所述浆料包括以下组分，乳化剂3kg、阳离子软化剂0.6kg、聚乙二醇8kg、甲醛0.3kg、超细云母粉1kg、空心玻璃微珠12kg、水250kg；
44.s4、将步骤s3中浸渍的玻璃原丝经捻线机得到纱线，纱线经织布机平织成玻璃纤维布，玻璃纤维布的平织密度为65目/厘米；
45.s5、将步骤s4中的玻璃纤维布进行烘干和紫外固化。
46.优选的，所述的偶联剂为锆类偶联剂。
47.优选的，所述消泡剂为磷酸酯消泡剂。
48.优选的，所述的抗静电剂为硝酸锂、氯化铵的混合物，其中两者的质量比为2:1。
49.优选的，所述空心玻璃微珠的粒径为30微米。
50.优选的，所述超细云母粉为白云母和金云母的混合物，其中两者的质量比为2:1。
51.实施例4：一种高韧性玻璃纤维布的制备方法，包括以下步骤：s1、将玻璃原料粉碎后，熔融，得到玻璃液；
52.s2、将步骤s1中的玻璃液在1350-1400℃下进行拉丝并在覆涂浸润剂，得到玻璃原丝，所述浸润剂包括以下组分，环氧树脂乳液16kg、酚醛树脂乳液7kg、水性聚氨酯树脂16kg、偶联剂2kg、表面活性剂18kg、抗静电剂0.8kg、ph调节剂8kg、亚麻油10kg、消泡剂6kg、羟丙基化改性淀粉16kg、聚乙烯吡咯烷酮5kg、水350kg；
53.s3、将步骤s2中的玻璃原丝置于浆料中浸渍3小时增加玻璃原丝的韧性和耐磨性，所述浆料包括以下组分，乳化剂4kg、阳离子软化剂1kg、聚乙二醇10kg、甲醛0.5kg、超细云母粉2kg、空心玻璃微珠10kg、水250kg；
54.s4、将步骤s3中浸渍的玻璃原丝经捻线机得到纱线，纱线经织布机平织成玻璃纤维布，玻璃纤维布的平织密度为70目/厘米；
55.s5、将步骤s4中的玻璃纤维布进行烘干和紫外固化。
56.优选的，所述的偶联剂为锆类偶联剂。
57.优选的，所述消泡剂为磷酸酯消泡剂。
58.优选的，所述的抗静电剂为硝酸锂、氯化铵的混合物，其中两者的质量比为2:1。
59.优选的，所述空心玻璃微珠的粒径为45微米。
60.优选的，所述超细云母粉为白云母和金云母的混合物，其中两者的质量比为2:1.
61.分别根据gb/t 8805-1988、gb 1697-82、jis l1092-2009和iso-527-2试验标准中的方法对实施例1～4高耐磨玻璃纤维布进行弯曲度、抗冲击强度、拒水性能和断裂伸长率进行测试，结果见表1
62.表1.高耐磨玻璃纤维布的机械性能、耐磨性和防水性测试
[0063][0064]
由表1可以看出，本发明的高耐磨玻璃纤维布具有较高的韧性，反映了其韧性好且耐磨性高。实施例1～4的弯曲度和抗冲击强度理想，具有较好的机械强度；拒水性能分值高，说明具有良好的防水性。
[0065]
本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，对本发明的变更和改进将是可能的，而不会超出附加权利要求所规定的构思和范围，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。