什么是浸润剂?组成和作用

什么是浸润剂?组成和作用

浸润剂是多种有机物和无机物混合而成的体系,从外观看,可以是溶液、乳状液、触变型胶体或膏体。因其作用和性能多样,故其组分亦相当复杂,为了全面理解浸润剂的组分,这里介绍一下配方所包括的组分及其作用。

浸润剂中主要组成为粘结成膜剂、润滑剂、抗静电剂及偶联剂。在某些浸润剂配方中还可能使用下列辅助组分,如润湿剂、PH调节剂、防腐剂、增塑剂、交联剂、消泡剂、颜料等。

(一)粘结剂

亦称成膜剂或集束剂。它是实现单丝集束,并保持原丝完整性的主要组分,它决定了原丝硬挺性或柔软性,以满足不同品种玻璃纤维制品的工艺要求。此组分在浸润剂配方中用量大,占2-15%,对浸润剂的性能和作用有重要影响,是浸润剂中关键的组分。配方不同,使用原料的种类也不同,有时往往使用二种以上的粘结成膜剂,以达到浸润剂配方所设定的效果。

(二)润滑剂

亦称平滑剂。这里只指在湿态(拉丝过程中)和干态(原丝退并、纺织加工时)起润滑玻璃纤维表面,减少磨损作用的物质,在浸润剂组成中其用量一般为0-5%,不同用途的浸润剂其润滑剂的类型和用量有较大的差别。

(三)抗静电剂

可以有效地降低玻纤在加工及使用过程中的静电作用,特别在需短切加工的玻璃纤维浸润剂中使用。

(四)偶联剂

亦称表面处理剂。偶联剂是通过其本身的两种不同反应性质,把玻璃纤维与树脂等高分子聚合物结合起来,起到一个桥梁作用,实现无机物和有机物之间良好的界面结合。使玻纤增强材料获得满意的应用效果。在浸润剂组成中,用量为0.2-1.2%,使用偶联剂是增强型浸润剂的特征之一,在以后的章节中,将对偶联剂作详细介绍。

(五)辅助成分

1、润湿剂

亦可称为渗透剂,这是一种具有表面活性的物质,可以降低浸润剂体系的表面张力至30*107N・m以下,使浸润剂更易润湿玻璃纤维表面而达到均匀浸透原丝的效果,润湿剂的另一作用是改善树脂对被覆有浸润剂的玻璃纤维表面的浸润和向原丝内部即单丝间的浸透性,对增强型浸润剂而言,此组分亦是重要的,但并非所有的配方中都需要加入此组分。

2、PH值调节剂

浸润剂体系一般呈中性或偏酸性,常用有机酸,如甲酸、乙酸、柠檬酸、草酸等调节,要使浸润剂呈碱性,可使用氨水、有机胺等。PH值调节剂多数是用于调节浸润剂体系的稳定性和保证偶联剂的佳使用效果。考虑到浸润剂的使用环境(与人和机械直接接触),一般配方中PH值在4-7的范围内,个别浸润剂,其粘结成膜剂乳液在碱性情况下方能稳定,或方能达到要求的粘度,亦有控制PH值8-11的,但较少见。

3、增塑剂

为提高成膜剂的柔韧性能而加入浸润剂体系中的物质。在配制浸润剂时,有时可直接加至成膜剂中,常用的增塑剂为磷苯二甲酸二丁酯、磷苯二甲酸二辛酯、磷酸三丁酯等。特别要指出的是,此类增塑剂有时会影响纱线的浸透性,只有在成膜剂或浸润剂体系提供的性能不满足需要时才使用。

4、交联剂

交联剂加入浸润剂体系后,在原丝烘干过程中,会与浸润剂中某种成膜剂产生交联反应,从原先的线性分子结构转化为三维网状结构,从而提高了膜的硬挺性,这对SMC石膏纱等硬度纱的性能提高是非常有利的。但同时也会带来纱线浸透困难及浸润剂稳定性变差的弊病。

5、防腐剂或杀菌剂

只有在浸润剂中某些组分会产生腐败、发霉等变质时才使用。如配方中有淀粉,明胶、氢化植物油、硬脂酸或油酸类润滑剂等时使用。淀粉型浸润剂一般均使用防腐剂,但用量极微,一般用苯酚或β-苯酚,国外一般使用有机锡类化合物。有机锡类防腐剂毒性较大,施加时注意卫生防护。

6、消泡剂

浸润剂中成膜剂乳液及润滑剂均含有一定的表面活性物质,在搅拌及使用过程中易产生泡沫而带来不便,有时需施加消泡剂消除泡沫,消泡剂一般为有机硅类化合物,商品牌号很多,

通常在浸润剂配制完毕在表面喷洒,其用量极微。

7、颜料

国内仅在某些玻纤厂纺织型浸润剂中使用,以区别各种不同支数品种的纱线,便于生产管理。对石蜡型浸润剂只使用特定的颜料,如水溶性苏丹红、靛兰等,否则将带来乳液粗糙,颜色不均等弊病,对淀粉型浸润剂也应根据不破坏浸润剂的均一性,合理选用颜料类型。因玻璃纤维有一个光滑的表面,它很难附上有机及无机染料,或保持较久时间不脱色,因此使用含有金属化偶氮胍类染料较为合适,适合的金属有三价铬、三价铜等。

浸润剂配方中往往只用上述列出的主要组分,而辅助组分则根据需要选用。

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