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浸润剂个成分作用

放大字体  缩小字体 发布日期:2014-10-29  来源:复材应用技术网  浏览次数:126

由于纺织型浸润剂功能比较单一,所以纺织型浸润剂的配方数量少于增强型浸润剂。按照国内玻纤行业的习惯分法,可将纺织型浸润剂分为石蜡型浸润剂、淀粉型浸润剂和增强纺织型浸润剂三大类,现对每种浸润剂介绍如下。

纺织型浸润剂中,石蜡型浸润剂是我国玻璃纤维当前生产中使用的主要配方。这种浸润剂主要原料来源丰富、价格较低、同时拉丝、纺织性能较好。从我国玻璃纤维工业创始之初起,一直使用至今。

石蜡型浸润剂主要由两种不同功能的组分构成:一种是粘接、集束单丝,被称为成膜剂;另一种是柔软润滑纤维,通常被称作润滑剂。这两种相互矛盾又互相制约的性能和作用,支配着纺织型浸润剂的全部性能。因此对这两种组分材料的选择及正确用量是十分重要的。

1、石蜡型浸润剂的组成及原料

A、石蜡。石蜡的主要成分为含碳原子数在16个以上的饱和烃类。其主要作用是在玻纤表面成膜,从而起到润滑并且保护纤维的作用。同时还有一定的粘结集束作用。用于浸润剂的石蜡应选用熔点55-60℃的,实际选用规格,可以根据与其配合使用的同系物如凡士林、机油等的规格和用量决定。石蜡熔点过高,会造成乳化困难和乳液粒子过大、乳液粗糙不细腻,放置一段时间后会浮在浸润剂表面;石蜡熔点过低会使浸润剂成膜性变劣,退纱时在导纱勾等处浸润剂膜会被刮下,造成污垢堆积,毛丝增多。若要进一步提高膜的性能,可以使用微晶石蜡。

   B、凡士林。凡士林的主要成分为碳原子数从8到20的混合烃类。凡士林成分复杂,性能差异较大,选用时应加以注意。一般选用滴点在45℃以上的产品。一般不使用医用白凡士林,因为其价格是工业凡士林的2倍,很不经济。凡士林主要作用是润滑纤维。

C、矿物油类。机油、变压器油、锭子油统称为矿物油,主要成分为9-16个碳原子的混合烃类。变压器油比其它矿物油品种掺入了更多的添加剂,成本较高,故近年来在浸润剂配方中很少使用。一般选用5号、7号、10&号高速机油, 25号、45号机油或锭子油应用也较广,闪点以大于1209为佳。机油在浸润剂配方中起到润滑和增塑作用。

D、硬脂酸,化学名称为十八烷酸,其分子式为C17H35COOH。其乳状液有相当的润滑性。在乳化时与石蜡等油组分一起使用,主要起调节混合油乳化所需的HLB 值的作用,故有助乳化剂之称。只有使用至少占石蜡总量25%的硬脂酸,才能使石蜡乳化成粒子均匀的稳定乳液。

硬脂酸制法有以下几个步骤:首先是在镍催化下将植物油脂或动物油脂高压加氢制成硬化油,然后在硬化油中加入分解剂水解得到粗脂肪酸,再经水洗、蒸馏、脱色即得成品。硬脂酸成品为带有光泽的白色柔软小片,熔点71-72℃,在90-100℃下会慢慢挥发,微溶于冷水。工业品因含有少量的软脂酸和油酸一般呈白色或微黄色颗粒或块。

硬脂酸以合成时反应程度不同分为一压、二压、三压产品,其中三压产品纯度最高,价格也最高,配制浸润剂时大多使用二压产品,亦有使用一压产品的,但配制工艺较难控制,稍不注意即会影响浸润剂质量。

E、油酸。油酸为不饱和脂肪酸,化学名称为顺式十八碳-9- 烯酸,分子式为C17H33,性能与作用和硬脂酸相同,可以替代硬脂酸使用。但一般厂家在配制石蜡型浸润剂时均使用硬脂酸。

上几种原料主要起润滑作用。

  F、固色剂及其脱水产品固色粉。固色剂是一种水溶性线性树脂,是由甲醛与双氰双胺在CaCl2作催化剂反应制得。其化学成分为双氰胺甲醛树脂。石蜡型浸润剂使用的固色剂为这种树脂的初聚体的稀醋酸溶液,其分子在水中呈离子状态。

G、辅助粘结组分。除固色剂外,有时加入少量明胶作为辅助粘结成膜剂,用以增加原丝抱合性和硬挺性,防止退解时,特别是1.7Tex 纱内退时原丝脱圈。因明胶易变质发臭,使用时需加入少量防腐剂或杀菌剂,如乙苯酚等。此外,水溶性环氧、聚乙酸乙烯酯乳液也可以作为辅助成膜剂,以改善原丝的集束性,提高强力,并使原丝适合于强制退绕。

H、表面活化剂 其化学名称为:C12-18脂肪醇聚氧乙醚。该产品外观为白色蜡状固体,浊点>95℃,HLB值15左右,商品牌号有平平加OOC20C20X102A20、匀染剂102,匀染剂O等。这类产品易溶于水,因其为非离子型的表面活性剂,所以对硬水、酸性或碱性溶液都较稳定。同时由于聚氧乙烯链段能与水通过氢键缔合,故易吸水,具有较好的抗静电性能,在石蜡型浸润剂中主要起乳化和润湿作用。由于玻璃纤维要求憎水性好,所以它的用量是在满足油相乳化时所需用的最少量。

2、石蜡型浸润剂配方

石蜡型浸润剂配方的设计主要依据是在拉丝、退解、并捻和织造过程中达到有效地保护玻璃纤维的目的。

浸润剂基本要求:

A、对玻璃纤维表面有良好的粘附性能;

B、有足够的润滑性能;

C、粘度适中;

D、良好的稳定性;

E、价廉、易得、无毒、无刺激性。

石蜡型浸润剂在各厂使用时,由于工艺条件、气候情况不尽相同,配方中各组分比例有所变动。有些厂家在配方中还添加少量纺织工业中常用的高效润滑剂。如咪唑啉、季铵盐、脂肪酰胺等,这些润滑剂可方便地溶于水,润滑效果好,可显著减少退解,织造时的毛丝。 一般来讲,控制单丝直径较细的玻纤纱、如1.7Tex12.5Tex ,石蜡型浸润剂的固含量可以适当降低一点,使浸润剂整体粘度下降。

   配制连续玻璃纤维用的石蜡乳剂时,需要用平平加、硬脂酸、固色剂、石蜡、凡士林、机油做为原料。其中平平加是非离子型乳化剂,硬脂酸是辅助乳化剂。两者盥须互相配合得 当。才能乳化由石蜡、凡士林、机油等组成的混合油。在调整平平加和硬脂酸用量时必须注意以下几点:

平平加和硬脂酸的总量不要经常改变,总量少则乳化不充分,仍然会造成分层,总置多则造成材料浪费,成本提高.用普通电动搅拌机配制石蜡乳剂时,根括实践经验证明,平平加和硬脂酸的合量为1%时能乳化约25%的上述混合油。 

2。平平加和硬脂 酸的用量是 由平平加的浊点来决定的。使用前首先要测定平平加的浊点,方法是秤取 1克平平加样品。放在用蒸馏水配成 的 10%氯化钙 (分析纯)水溶液 100毫米内 (用烧杯做容器),直接加热熔化。并用校正过的水银温度计不断搅拌。至平平加全溶后。继续加热并搅拌至溶液由透明变成混浊,然后将烧杯移离火源,并继续搅拌使溶液降温,至溶液由混浊状突然再次变成透明状时,立即记下温度,此时的温度即为平平加的浊点。平平加的浊点测得之后,当其浊点越高时,平平加的用量要越少。硬脂酸的用量要越多。但是无论怎样调整。硬脂酸的用量绝不能超过平平加的用量。至多和平平加的用量持平。为了准确起见 。最好是多做几次小样试验。把平平加和硬脂酸的最佳用量配比摸清楚 。列成对照表备查。同时每购进一批平平加,要先测其浊点,然后查表。找出平平加,硬脂酸的最佳用量应是多少。配制很方便。 

3。生产玻纤石蜡乳剂用的平平加。其分子中聚氧化乙烯基聚合度一般为 22--30,浊点温度平均为 8595℃,经验证明加成数为30,浊点为 95℃的平平加较好。用量少且经济,而且对硬水的适应能力比浊点低的平平加来得大。防静电效果也更好。(平平加也有防静电作用)。 

4。使用浊点在85℃以上的平平加时,只能使用剂在油中法的正操作程序来配制石蜡乳剂 (剂指乳化剂及辅助乳化剂,即平平加和硬脂酸),其方法是将平平加和硬脂酸放人混合油中和油一起加热熔化。配制石蜡乳剂时首先将混合油搅动。然后将用水浴加热熔化的固色剂倒人混合油中一同搅拌,然后边搅边少量分批加热水至混合油中,至转相后再大量加热水,最后用冷水加以稀释。使用浊点不足 80℃的平平加时。必需使用剂在油中法的反操作程序来配制石蜡乳剂。其方法是将平平加和硬脂酸仍然放在混合油中和油一起加热熔化,然后在搅拌过程中将此混合油慢慢地连续加入到大量的热水中,热水的体积至少为混合油总体积的一倍半,而且混合油在未加到热水中之前需将混合油搅均匀才能加 。热水也要搅动。等全溶后用与固色剂体积相等的热水将圄色剂加以稀释并搅至溶匀 ,再将此溶液倒人冷水中搅匀。最后将浓乳液倒人并搅匀。这样做的原因是因为浊点不足 80℃的平平加分子中的亲水基太短 (当然还是比亲油基长一些)。抵抗不了固色剂在水中的离子与其争水的作用 。会脱水而失去乳化能力。造成乳剂分层 ,如果事先将固色剂用大量水稀释。使其离子深度降低。并在最后加入,使其离子浓度进一步降低,就可避免上述现象产生。 

5。不论用正操作还是反操作程序,混合油、固色剂和水的温度均必需低于平平加的浊点温度,否则平平加也会脱水而失去乳化能力。此外由于用反操作程序时平平加的用量大,不太经济,所以最好还是用浊点高的平平加,用正操作程序来配制 石蜡乳剂。玻纤专用的固色剂牌号为玻纤润滑剂G (系用氯化钙做为催化剂)。对其质量要求是30℃时 50%的蒸馏水溶液 200毫米粘度为80±5秒 (恩氏粘度计测)

使用固色剂时必需注意以下几点: 

1。粘度<75秒的不能使用 ,因粘性太小会造成用正操作程序配制石蜡乳剂时,其助乳化能力差如不变更其它条件时,就易造成乳化不良。此外这种固色剂不易干燥 ,造成上到丝表面的保护膜不易干燥,纱层之问互粘、给退绕和纺织带来困难,在退绕时出现毛散丝。使纱线抗拉强力下降,加之此膜本身抗拉强力就低,所以纱线抗拉强力就更低。

2。粘度>90秒的固色剂也不能用,因聚合度高水溶性变差,会出现沉淀,用显微镜观察其水溶液有大量块状不溶物,上到丝上就不均匀。造成散丝或纱与纱互粘。

3.固色剂粘度在合格范围内时,其用量由固色剂的粘度及纤维单丝直径决定。固色剂粘度低时用量要多,反之要少。单丝直径越小,固色剂量也要相对减少,是因为纱越细,越容易粘住。固色剂用多了。单纱干后仍会造成纱层之间相粘。

4.固色剂受水质的影响很大,水的硬度越大,圈色剂越容易沉淀。所以尽可能用软水来配制石蜡乳剂,如果非用硬水不可时,就必需加大固色剂的用量以弥补损失,但很不经济。

既使粘度合格的固色剂,也必须干后才能形成表面粘性很小的固态膜,所以拉下的丝必须阴干才能防止纱层互粘。才利于退绕,但同时也要注意丝不可过干,否则平平加及固色剂的防静电效果会差,引起毛散丝现象。 

配制石蜡乳剂最适宜的温度是70℃,物料在混合搅拌前所有物料温度均应设法降至70℃为宜。因温度太高时,乳化形成的油珠动能过大,会互相撞破乳化膜面造成乳剂分层 ,温度太低时,混合油会凝固起来,不能乳化。此外,配成的石蜡乳剂含有凡士林的。冬季要保温20℃以上,否则会受冻而变稠,渗透性变差而造成散丝。给石蜡乳剂保温,如采用直接烘烤的办法,易造成乳剂分层,所以一般采用给车间上空调或增开炉位的办法来解决。

 
关键词: 浸润剂 玻璃纤维
 
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