绿色环保的玻璃纤维专用浸润剂功能介绍

发布日期：2022-09-09

                                                                     玻璃纤维用浸润剂，安排上了！

在物理学上，对“浸润”这一名词定义如下：“当液体与固体接触时，液相可以沿着固相表面不扩展而相互融合，此现象称为浸润；反之，液相表面不断收缩，则称之为不浸润。”

在玻璃纤维工业中，浸润剂这一名称就是从物理学上“浸润”这一定义衍生而来的。

浸润剂是一种以水或有机溶剂为介质，以粘结剂、偶联剂、表面活性剂、抗静电剂等为溶质所组成的一种多组分的水溶液或水乳液。

浸润剂在玻璃纤维的生产和应用中，发挥着至关重要的作用。可以说，浸润剂技术的发展是玻璃纤维工业发展的先决条件之一。

                                                                                  浸润剂的功能

在玻璃纤维生产和应用中，浸润剂的作用主要表现在这5个方面：

1、能有效地将纤维单丝粘合成为原丝并在退绕过程中避免纱股间粘结；

2、在纤维的各种制造阶段中（如络纱、纺织等），保护纱股不受磨损；

3、依据成型产品的不同工艺需要，赋予纤维某些特殊性，如集束性、短切性、分散性等；

4、增进纤维与树脂基材间的相溶性与粘结性；

5、消除或削弱纤维表面的静电。

这些作用的最终结果是使玻璃纤维能顺利生产和进一步加工，并使FRP制品具有理想的物理、力学、化学、电学以及耐老化等应用性能。

浸润剂可谓是玻璃纤维生产过程中的“能力担当”！

对浸润剂的技术要求

能够最终有机会在玻璃纤维生产中一展身手的浸润剂，必然是经过层层筛选，满足以下几个的要求才能担此重任。

1、浸润剂必须是无臭、无毒或低毒，对操作人员无严重刺激的物质；

2、浸润剂必须能在有效的使用期中，不分层、不沉淀，而保持稳定；

3、浸润剂在拉丝作业中应能提高生产效率；

4、浸润剂对玻璃纤维必须具有良好的浸润性，使它一接触到玻璃纤维即可迅速地分布到单丝表面，形成连续的保护膜；

5、浸润剂必须能赋予纤维良好的润滑性和集束性，具备适当的粘结性和快干性，既能使数根单丝很好地粘合在一起，又能防止丝与绕丝筒或原丝与原丝之间的粘结，从而满足各道 加工工序的需要；

6、浸润剂必须能使玻璃纤维满足加工性能，如使纤维具有良好的成带性、硬挺性、短切性、分散性等。

7、某些特殊用途的产品，如透明玻璃钢，要求浸润剂能完全溶解在树脂中，而且溶解后 不会在纤维附近产生折光率不均的区域；

8、浸润剂还需具有改善复合材料湿态强度或老化性能的特点。

浸润剂的分类

浸润剂的类型有很多种，按照不同的标准可划分不同的类别。一般分为三种类型：增强型、纺织型、增强纺织型浸润剂。

1、 增强型浸润剂

增强型浸润剂指在体系里加有偶联剂，是国内外使用最普遍、 发展最快的一类浸润剂。

其特点是可有效地促进树脂和纤维的界面粘结，可提高复合材料的电学、力学及耐老化性能。

该种浸润剂应具有良好的拉丝、络纱工艺，同时还赋予玻璃纤维应具有的二次加工性能，如短切分散性、成带性、浸透性等等。

增强型浸润剂的品种较多，不同的玻璃纤维增强树脂（FRP）成型工艺，要求浸润剂的性能亦各不相同。也就说必须系列化、专用化，每一种玻璃纤维产品有专用的浸润剂与之配套。

2、 纺织型浸润剂

纺织型浸润剂系指用于玻璃纤维的纺织加工而使用的一类浸润剂，该浸润剂具有良好的拉丝、加捻、合股、织造等纺织加工性能。目前淀粉性浸润剂是世界玻璃纤维工业普遍采用的一种纺织型浸润剂。

淀粉性浸润剂对玻璃纤维集束保护作用好，退解织造时毛丝极少。其原料无毒，对人体无刺激性。主要优点为热清洗容易，分解温度低，经后处理布面洁白、平整、无黑褐色条纹，残碳量不高。产品广泛用于电绝缘材料等应用领域。随着国内玻璃纤维工业技术不断进步，淀粉浸润剂应成为纺织纱浸润剂中的主流技术。

3、 增强纺织型浸润剂

针对以往增强型浸润剂纺织性能不适用于加工细纱薄布，而一般的纺织型浸润剂又必须经热清洗处理后方能使用的矛盾，国外又研制出增强纺织型浸润剂，其特点为动工可满足细纱薄布拉丝、加捻、合股、织造等技术要求，又不需要经后处理工序可直接使用，与各种基材树脂具有良好的浸透性和结合力。

增强纺织型浸润剂的优点是节约了昂贵的后处理工序的费用，同时避免了高温清洗对玻璃纤维的强度损失。

浸润剂的组分

浸润剂是一种混合物体系，因其作用和性能的多种多样，故其组分亦相当复杂。其主要成分是偶联剂、粘结剂、润滑剂、抗静电剂及其他辅助成分，它们在浸润剂中发挥着不同的作用。

1、 偶联剂

偶联剂是玻璃纤维浸润剂的重要组分，虽然在浸润剂中含量很少，但对于玻璃纤维与各类基材的复合材料，尤其是聚合物复合材料的性能起着重要作用。

树脂材料多位非极性或弱极性材料，而大多数填料如玻璃纤维为无机材料，具有较强的极性，两者之间的记性差异较大，界面相容性差，这些问题会影响复合材料多方面的性能。

而偶联剂是一种能改善非极性和极性物质之间界面相容性的助剂，在填料和树脂间通过物理和化学作用，使其紧密相容，以达到改善材料某些性能的目的。

偶联剂按其化学结构可以分为硅烷类、钛酸酯、含磷化合物等，其中硅烷偶联剂是玻璃纤维等含硅无机填料及增强材料的最主要的表面处理剂。

2、粘结剂

粘结剂（亦称作成膜剂或集束剂）是浸润剂中最关键的组分，在浸润剂配方中用量最大，它的性能直接决定了浸润剂的效果，对产品的性能、品质都产生重要影响。            

粘结剂能够在纤维表面形成连续保护膜，在浸润剂配方中的主要作用是实现原丝集束赋予原丝硬挺性或柔软性、浸透性、耐机械性，以满足不同品种玻璃纤维制品的加工工艺要求，以及制品的性能、用途的要求。

当前浸润剂配方中使用粘结剂类型主要为聚醋酸乙烯、聚丙烯酸酯、环氧树脂、聚氨酯等。

3、润滑剂

润滑剂指能够降低纤维间摩擦力的一类物质。在玻璃纤维制造过程中，可分为湿润滑剂及干润滑剂二种。湿润滑是指在拉丝过程中，可降低玻璃纤维原丝在潮湿含水情况下与单丝涂油器，集束槽与钢丝排线器的磨损，保持原丝筒上玻璃纤维的完整性；干润滑指原丝烘干后，在退屏或玻璃钢成型机组上，可有效降低动摩擦系数，保持滑爽，减少毛丝。

润滑剂之所以有润滑作用，是由近乎直链的脂肪族碳氢结构部分决定的，如十八烷基、十六烷基的结构。

因玻璃纤维表面为阴离子型（存在大量-OH基），所以阳离子型润滑剂能很好地附着于玻璃纤维表面，而起到润滑作用。阳离子表面活性剂对降低玻璃纤维的表面摩擦系数特别有效，它可以提高玻璃纤维短切纱的流动性、分散性和堆积密度。

玻璃纤维润滑剂大致有矿物油类（石蜡、机油等）、氢化植物油类、高级醇类、聚乙二醇型非离子表面活性剂等。

4、 辅助成分

浸润剂配方中还有一些其他的辅助成分，比如润湿剂、pH调节剂、增塑剂、交联剂、消泡剂、防腐剂等等。

来源于，玻纤情报网