一種納米改性的玄武巖連續(xù)纖維專用浸潤(rùn)劑及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】：
[0001] 本發(fā)明屬于紡織材料技術(shù)領(lǐng)域，具體設(shè)及一種納米改性的玄武巖連續(xù)纖維專用浸 潤(rùn)劑及其制備方法。
【背景技術(shù)】：
[0002] 玄武巖纖維為一種新型的無(wú)機(jī)纖維，玄武巖礦石獨(dú)特的組成和纖維結(jié)構(gòu)的結(jié)合賦 予該纖維高強(qiáng)高模、耐高溫腐蝕的性能，而且該纖維可直接回歸自然，不會(huì)產(chǎn)生環(huán)境污染， 綠色環(huán)保，目前我國(guó)已掌握了玄武巖纖維的制備技術(shù)，但是對(duì)于玄武巖纖維用浸潤(rùn)劑的研 究和開(kāi)發(fā)尚少，多借用玻璃纖維的浸潤(rùn)劑應(yīng)用于玄武巖纖維。
[0003] 但是，眾所周知，浸潤(rùn)劑的配方應(yīng)該根據(jù)纖維的品種和用途進(jìn)行調(diào)整，不能一味的 將玻璃纖維的浸潤(rùn)劑用于玄武巖纖維中，既不有利于玄武巖纖維的作業(yè)性能，也不利于玄 武巖纖維復(fù)合材料力學(xué)性能的最優(yōu)化，因此需要依據(jù)玄武巖纖維的化學(xué)成分和結(jié)構(gòu)配置合 適的浸潤(rùn)劑，W優(yōu)化玄武巖纖維復(fù)合材料的力學(xué)性能。
[0004] 制作玄武巖纖維的玄武巖要求二氧化娃的含量大于50%，=氧化二侶的含量在 18%左右，氧化鐵和S氧化二鐵的含量高達(dá)9-14%，還含有一定量的氧化鐘、氧化儀和二氧 化鐵，賦予玄武巖烙體高粘度，透熱性差，耐水和耐腐蝕性能好。浸潤(rùn)劑主要成分為成膜劑， 根據(jù)成膜劑設(shè)計(jì)配方和配制技術(shù)。成膜劑是浸潤(rùn)劑中最重要的組分，對(duì)玄武巖纖維的加工 性能及制品性能起著決定性的作用。常用的成膜劑與環(huán)氧型粘結(jié)成膜劑、聚氨醋、有機(jī)娃改 性丙締酸醋、聚醋酸乙締醋、聚醋樹(shù)脂乳液等。 陽(yáng)0化]中國(guó)專利CN102515570B(公開(kāi)日2012. 6. 27)公開(kāi)的玄武巖纖維短切細(xì)紗用前處 理增強(qiáng)型浸潤(rùn)劑及制備方法，該前處理增強(qiáng)型浸潤(rùn)劑包括水性環(huán)氧樹(shù)脂、水溶性聚氨醋、有 機(jī)娃乳液、陽(yáng)離子表面活性劑、抗靜電劑、有機(jī)硅烷偶聯(lián)劑、PH調(diào)節(jié)劑和水，該浸潤(rùn)劑適用于 單纖維直徑為3. 5-7. 5微米的玄武巖纖維短切細(xì)紗的生產(chǎn)，生產(chǎn)出的短切紗強(qiáng)度高，柔初 性好。中國(guó)專利CN102898044B(公開(kāi)日2013. 1. 30)公開(kāi)的玄武巖纖維表面改性浸潤(rùn)劑及 其制備方法，該玄武巖纖維浸潤(rùn)劑中包括有機(jī)硅烷偶聯(lián)劑、PH調(diào)節(jié)劑、聚醋酸乙締醋乳液、 聚氨醋乳液、水性環(huán)氧樹(shù)脂成膜物、聚締控乳液、有機(jī)娃乳液、抗靜電劑和水，制備的玄武巖 纖維表面改性浸潤(rùn)劑直接涂覆于玄武巖纖維的表面，經(jīng)烘干后即完成表面改性，使用方便。
[0006] 有上述現(xiàn)有技術(shù)可知，目前已經(jīng)有玄武巖纖維專用的浸潤(rùn)劑的研究，浸潤(rùn)后的玄 武巖纖維的紡織性仍較差，無(wú)法滿足織造成纖維布的要求。

【發(fā)明內(nèi)容】
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[0007] 本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種納米改性的玄武巖連續(xù)纖維專用浸潤(rùn)劑及 其制備方法，將稀釋的成膜劑中加入納米粒子，與水解的偶聯(lián)劑、抗靜電劑、浸潤(rùn)劑、防腐劑 相混合，得到納米改性的玄武巖連續(xù)纖維專用浸潤(rùn)劑。本發(fā)明制備的納米改性的玄武巖連 續(xù)纖維專用浸潤(rùn)劑能賦予玄武巖連續(xù)纖維不同的力學(xué)性能，浸潤(rùn)后的玄武巖連續(xù)纖維的性 能優(yōu)于常規(guī)的使用玻璃纖維浸潤(rùn)劑浸潤(rùn)后纖維，實(shí)現(xiàn)了玄武巖連續(xù)纖維浸潤(rùn)劑專用化，可 根據(jù)需求調(diào)節(jié)浸潤(rùn)劑的配比得到適合的玄武巖連續(xù)纖維，可紡性好，能滿足織造成纖維布 的要求。
[0008] 為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明的技術(shù)方案是：
[0009] 一種納米改性的玄武巖連續(xù)纖維專用浸潤(rùn)劑，其特征在于，所述納米改性的玄武 巖連續(xù)纖維專用浸潤(rùn)劑的組分，按重量份計(jì)，包括：
[0010] 有機(jī)娃改性丙締酸醋和聚醋樹(shù)脂乳液25-35份；
[0011] 脂肪酸酷胺醋酸鹽和脂肪酸醋硫酸鹽15-20份；
[0012] 季錠鹽陽(yáng)離子抗靜電劑5-10份；
[0013] 納米二氧化娃和二氧化鐵粒子5-15份；
[0014] 硅烷偶聯(lián)劑15-25份；
[001引巧樣酸20-30份；
[0016] 乳酸鋼5-10份；
[0017] 去離子水50-100份。
[0018] 優(yōu)選地，所述納米改性的玄武巖連續(xù)纖維專用浸潤(rùn)劑的使用方法為直接涂覆于成 型后的玄武巖連續(xù)纖維無(wú)搶細(xì)絲，經(jīng)烘干后得到浸潤(rùn)的玄武巖連續(xù)纖維。
[0019] 本發(fā)明還提供一種納米改性的玄武巖連續(xù)纖維專用浸潤(rùn)劑的制備方法，其特征在 于：包括W下步驟：
[0020] (1)將巧樣酸加入去離子水溶液中，調(diào)節(jié)巧樣酸水溶液的PH值至3-4,高速攬拌， 緩慢滴加硅烷偶聯(lián)劑，繼續(xù)攬拌至水解完全，得到澄清透明的水解偶聯(lián)劑；
[OOW 似將有機(jī)娃改性丙締酸醋和聚醋樹(shù)脂乳液分別用去離子水稀釋10-20倍，將兩 者混合，攬拌均勻，得到稀釋后的成膜劑，然后加入單分散的納米二氧化娃和二氧化鐵粒 子，加熱攬拌，室溫冷卻后得到含納米粒子的成膜劑；
[0022] (3)將脂肪酸酷胺醋酸鹽和脂肪酸醋硫酸鹽、季錠鹽陽(yáng)離子抗靜電劑、乳酸鋼加入 去離子水中，用巧樣酸調(diào)節(jié)溶液的PH值至4-6,分別加入步驟（1)制備的澄清透明的水解偶 聯(lián)劑和步驟（2)制備的含納米粒子的成膜劑，攬拌均勻，靜置消泡得到納米改性的玄武巖 連續(xù)纖維專用浸潤(rùn)劑。
[0023] 作為上述技術(shù)方案的優(yōu)選，所述步驟（1)中，巧樣酸水溶液與硅烷偶聯(lián)劑的體積 比為 40-50 :1。
[0024] 作為上述技術(shù)方案的優(yōu)選，所述步驟（1)中，高速攬拌的轉(zhuǎn)速為2000rpm/min，時(shí) 間為2-化。 陽(yáng)0巧]作為上述技術(shù)方案的優(yōu)選，所述步驟（1)中，緩慢滴加的速度為15-20滴/min。 [00%] 作為上述技術(shù)方案的優(yōu)選，所述步驟（2)中，有機(jī)娃改性丙締酸醋和聚醋樹(shù)脂乳 液的重量比為2:0. 5-1。
[0027] 作為上述技術(shù)方案的優(yōu)選，所述步驟（2)中，納米二氧化娃和二氧化鐵粒子的粒 徑為200-500nm，納米二氧化娃粒子與納米二氧化鐵粒子的質(zhì)量比為1:1。
[0028] 作為上述技術(shù)方案的優(yōu)選，所述步驟（2)中，加熱攬拌的溫度為80-90°C，攬拌的 速率為500-1000巧m/min，時(shí)間為3-地。
[0029] 作為上述技術(shù)方案的優(yōu)選，所述步驟（3)中，脂肪酸酷胺醋酸鹽和脂肪酸醋硫酸 鹽的用量比為1:0. 5-0. 8。
[0030]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有W下有益效果：
[0031] (1)本發(fā)明制備的納米改性的玄武巖連續(xù)纖維專用浸潤(rùn)劑中選用有機(jī)娃改性丙締 酸醋和聚醋樹(shù)脂乳液作為成膜劑，有機(jī)娃改性丙締酸醋與不飽和的樹(shù)脂、熱塑性樹(shù)脂的親 和性優(yōu)異，成膜后力學(xué)性能和耐老化性能優(yōu)異，膜的強(qiáng)度高，堅(jiān)初有彈性，可W對(duì)玄武巖纖 維起到很好的保護(hù)作用，并用聚醋樹(shù)脂乳液作為輔助成膜劑，顯著提高玄武巖纖維的可紡 性能，滿足織造纖維布的要求，并且配合納米粒子的使用，使成膜劑兼具納米特性，提高玄 武巖纖維表面的浸潤(rùn)膜的性能，使之能更有效的與其他材料相復(fù)合，提高復(fù)合材料的力學(xué) 性能。
[0032] (2)本發(fā)明制備的納米改性的玄武巖連續(xù)纖維專用浸潤(rùn)劑中選用脂肪酸酷胺類表 面活性劑作為潤(rùn)濕劑，脂肪酸酷胺類表面活性劑具有陰離子特性的非離子型表面活性劑， 并優(yōu)選脂肪酸酷胺醋酸鹽和脂肪酸醋硫酸鹽，使玄武巖纖維的表面具有良好的潤(rùn)濕性。
[0033] (3)本發(fā)明制備的納米改性的玄武巖連續(xù)纖維專用浸潤(rùn)劑中選用硅烷偶聯(lián)劑作為 連接劑，通過(guò)生成化學(xué)鍵、氨鍵的作用將成膜劑、納米粒子與玄武巖纖維表面牢固的連接， 改變材料表面的潤(rùn)濕性，使膜不易脫落，使用性優(yōu)異。
[0034] (4)本發(fā)明通過(guò)調(diào)節(jié)納米改性的玄武巖連續(xù)纖維專用浸潤(rùn)劑的組分用量，能賦予 玄武巖連續(xù)纖維不同的力學(xué)性能，浸潤(rùn)后的玄武巖連續(xù)纖維的性能優(yōu)于常規(guī)的使用玻璃纖 維浸潤(rùn)劑浸潤(rùn)后纖維，實(shí)現(xiàn)了玄武巖連續(xù)纖維浸潤(rùn)劑專用化，可根據(jù)需求調(diào)節(jié)浸潤(rùn)劑的配 比得到適合的玄武巖連續(xù)纖維。
【具體實(shí)施方式】
[0035] 下面將結(jié)合具體實(shí)施例來(lái)詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明，在此本發(fā)明的示意性實(shí)施例W及說(shuō)明 用來(lái)解釋本發(fā)明，但并不作為對(duì)本發(fā)明的限定。 陽(yáng)036] 實(shí)施例1:
[0037] 一種納米改性的玄武巖連續(xù)纖維專用浸潤(rùn)劑的組分，按重量份計(jì)，包括： 陽(yáng)03引有機(jī)娃改性丙締酸醋和聚醋樹(shù)脂乳液25份；
[0039] 脂肪酸酷胺醋酸鹽和脂肪酸醋硫酸鹽15份； W40] 季錠鹽陽(yáng)離子抗靜電劑5份；
[0041] 納米二氧化娃和二氧化鐵粒子5份； 陽(yáng)0創(chuàng)硅烷偶聯(lián)劑15份； 陽(yáng)0創(chuàng)巧樣酸20份； W44] 乳酸鋼5份； W45] 去離子水50份。
[0046] 具體包括W下步驟：
[0047] (1)將巧樣酸加入去離子水溶液中，調(diào)節(jié)巧樣酸水溶液的PH值至3,W2000巧m/ min的速率高速攬拌5min，按體積比計(jì)，將40份的巧樣酸水溶液中W15滴/min速率緩慢 滴加1份硅烷偶聯(lián)劑，繼續(xù)攬拌化至水解完全，得到澄清透明的水解偶聯(lián)劑。 W48] 0)將重量比為2:0. 5的有機(jī)娃改性丙締酸醋和聚醋樹(shù)脂乳液分別用去離子水稀 釋10倍，將兩者混合，攬拌均勻，得到稀釋后的成膜劑，然后加入質(zhì)量比為1:1的單分散的 200-500nm的二氧化娃和二氧化鐵粒子，在80°C和50化pm/min條件下攬拌化，室溫冷卻后 得到含納米粒子的成膜劑。
[0049] (3)將用量比為1:0. 5的脂肪酸酷胺醋酸鹽和脂肪酸醋硫酸鹽、季錠鹽陽(yáng)離子抗 靜電劑、乳酸鋼加入去離子水中，用巧樣酸調(diào)節(jié)溶液的PH值至4,分別加入步驟（1)制備的 澄清透明的水解偶聯(lián)劑和步驟（2)制備的含納米粒子的成膜劑，攬拌均勻，靜置消泡得到 納米改性的玄武巖連續(xù)纖維專用浸潤(rùn)劑。
[0050] 實(shí)施例2:
[0051] 一種納米改性的玄武巖連續(xù)纖維專用浸潤(rùn)劑的組分，按重量份計(jì)，包括：
[0052] 有機(jī)娃改性丙締酸醋和聚醋樹(shù)脂乳液35份；
[0053] 脂肪酸酷胺醋酸鹽和脂肪酸醋硫酸鹽20份；
[0054] 季錠鹽陽(yáng)離子抗靜電劑10份； 陽(yáng)化日]納米二氧化娃和二氧化鐵粒子15份；
[0056] 硅烷偶聯(lián)劑25份；
[0057] 巧樣酸30份； 陽(yáng)〇5引乳酸鋼10份；
[0059] 去離子水100份。
[0060] 具體包括W下步驟：
[0061] (1)將巧樣酸加入去離子水溶液中，調(diào)節(jié)巧樣酸水溶液的PH值至4,W2000巧m/ min的速率高速攬拌lOmin，按體積比計(jì)，將50份的巧樣酸水溶液中W20滴/min速率緩慢 滴加1份硅烷偶聯(lián)劑，繼續(xù)攬拌化至水解完全，得到澄清透明的水解偶聯(lián)劑。
[0062] 似將重量比為2:1的有機(jī)娃改性丙締酸醋和聚醋樹(shù)脂乳液分別用去離子水稀 釋20倍，將兩者混合，攬拌均勻，得到稀釋后的成膜劑，然后加入質(zhì)量比為1:1的單分散的 SOOnm的二氧化娃和二氧化鐵粒子，在90°C和lOOOrpm/min條件下攬拌地，室溫冷卻后得到 含納米粒子的成膜劑。
[0063] (3)將用量比為1:0. 8的脂肪酸酷胺醋酸鹽和脂肪酸醋硫酸鹽、季錠鹽陽(yáng)離子抗 靜電劑、乳酸鋼加入去離子水中，用巧樣酸調(diào)節(jié)溶液的PH值至6,分別加入步驟（1)制備的 澄清透明的水解偶聯(lián)劑和步驟（2)制備的含納米粒子的成膜劑，攬拌均勻，靜置消泡得到 納米改性的玄武巖連續(xù)纖維專用浸潤(rùn)劑。
[0064] 實(shí)施例3 : 陽(yáng)0化]一種納米改性的玄武巖連續(xù)纖維專用浸潤(rùn)劑的組分，按重量份計(jì)，包括：