[19]
中华人民共和国国家知识产权局
[12]发明专利申请公开说明书
[11]公开号CN 1325369A [43]公开日2001年12月5日
[21]申请号99812970.4[21]申请号99812970.4[22]申请日99.9.27[30]优先权
[32]1998.10.30 [33]US [31]09/182,462
[86]国际申请PCT/US99/22289 1999.09.27
[87]国际公布WO00/26155 EN 2000.05.11
[85]进入国家阶段日期2001.04.30
[71]申请人欧文斯科尔宁格公司
地址美国俄亥俄
[72]发明人D·B·小塞奇
[74]专利代理机构中国国际贸易促进委员会专利商标
事务所
代理人李勇[51]Int.CI 7C03C 25/26
权利要求书 2 页 说明书 9 页
[54]发明名称
维的浆料
[57]摘要
润滑剂、成膜聚合物、和优选的偶联剂和水解剂。
高粗纱包装的稳定性。
99812970.4权 利 要 求 书第1/2页
1．一种用于涂布纤维的上浆组合物，包含约0.01-0.1％重量的阳离子润滑剂和约0.15-1.5％重量的非离子润滑剂。
2．根据权利要求1的组合物，其中所述非离子润滑剂是聚氧烷基化的聚亚烷基二醇脂肪酸酯。
3．根据权利要求2的组合物，其中所述非离子润滑剂是乙氧基化聚乙二醇单油酸酯。
4．根据权利要求1的组合物，其中所述阳离子润滑剂是部分酰胺化的聚亚烷基亚胺化合物。
5．根据权利要求4的组合物，其中所述酰胺化聚亚烷基亚胺阳离子化合物是聚亚乙基亚胺与选自壬酸和辛酸的脂肪酸的缩合产物。 6．根据权利要求1的组合物，它还包含偶联剂。 7．根据权利要求6
的组合物，其中所述偶联剂包括一种或多种选自乙烯基系硅烷、氨基硅烷及其混合物的化合物。
8．根据权利要求7的组合物，其中所述乙烯基系硅烷偶联剂选自丙烯酸酯-和甲基丙烯酸酯-取代的硅烷。
9．根据权利要求8的组合物，其中所述乙烯基系硅烷偶联剂是γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷。
10．根据权利要求7的组合物，其中所述氨基硅烷偶联剂是γ-氨基丙基三乙氧基硅烷。
11．根据权利要求10的组合物，其中所述偶联剂是γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷与γ-氨基丙基三乙氧基硅烷的混合物。 12．根据权利要求1的组合物，它还包含润湿剂。 13．根据权利要求12的组合物，其中所述润湿剂是单。 14．根据权利要求1的组合物，它还包含用于水解该偶联剂的水解剂。
15．根据权利要求14的组合物，其中所述水解剂是乙酸。 16．一种用于涂布纤维的上浆组合物，包含：
99812970.4权 利 要 求 书 第2/2页
a)约0.64-0.81％重量的非离子润滑剂，它是乙氧基化的聚乙二醇单油酸酯；
b)约0.050-0.063％重量的阳离子润滑剂，它是部分酰胺化的聚亚烷基亚胺化合物；
c)约0.65-0.83％重量的基于甲基丙烯酸酯的有机硅烷偶联剂；和
d)约3.9-4.1％重量的成膜环氧聚合物乳液。
17．一种将玻璃或碳纤维上浆的方法，包括：
a)配制出包含约0.01-0.1％重量阳离子润滑剂和约0.15-1.5％重量非离子润滑剂的上浆组合物；然后
b)将一种或多种选自增强玻璃纤维或碳纤维的纤维与所述上浆组合物接触。
18．根据权利要求17的方法，其中所述非离子润滑剂是聚氧烷基化的聚亚烷基二醇脂肪酸酯。
19．根据权利要求17的方法，其中所述阳离子润滑剂是部分酰胺化的聚亚烷基亚胺化合物。
20．根据权利要求19的方法，其中所述部分酰胺化聚亚烷基亚胺阳离子化合物是聚亚乙基亚胺与选自壬酸和辛酸的脂肪酸的缩合产物。
21．根据权利要求17的方法，它还包含偶联剂。 22．根据权利要求21的方法，其中所述偶联剂选自乙烯基系硅烷、氨基硅烷及其混合物。
99812970.4说 明 书第1/9页
具有低非离子和阳离子润滑剂含量
的用于玻璃纤维的浆料
本发明的技术领域和工业实用性
本发明涉及一种用于涂布衍生自无定形材料的玻璃纤维或其它纤维的上浆组合物。这些纤维可用于，例如拉挤或长丝缠绕操作以增强聚合物材料，或用于针织或织造工艺以生产增强织物。更具体地说，本发明是一种可有效地用于涂布玻璃、碳或芳酰胺纤维的具有低含量非离子和阳离子润滑剂添加剂的组合物。这种涂料赋予纤维以增强的性能，如下降的起毛现象和改进的粗纱包装稳定性。
本发明的背景
历史上，增强塑料工业使用连续或切割纤维、束和粗纱形式的玻璃纤维以增强用于制造各种产品的聚合物基质。尤其是，已将玻璃纤维、以及纺织和无纺织物、网状物和纱布加入热固性聚合物基质中，用于拉挤、长丝缠绕、喷雾、片材模塑和本体模塑操作。
例如在拉挤工艺中，如果将热固性聚合物或热的热塑性聚合物在拉伸经过一个涂布装置、型材模头和
对准模头时在玻璃粗纱的纤维之间挤过，形成了一种增强复合体。这样，纤维浸渍有聚合物树脂，且树脂和纤维成型为复合体的形式。然后，这些浸渍复合体通过连续加热而固化。用于拉挤操作的玻璃纤维、束和粗纱由引入口模套或类似设备的熔融的可纤维化材料制成。该口模套配有小孔，用于通过熔融材料的细物流。随着熔融材料由口模套孔挤出，每股物流变细并向下拉伸，形成长的连续纤维。这种连续形成的纤维可通过卷绕而聚集成束。卷绕通过将纤维束连接到卷绕机或引出轮之类的装置上，然后将纤维卷绕到线轴或卷轴上而实现。卷绕机拉伸纤维的速率决定了其宽度，其中变细越快，得到直径越小的更细纤维，而较慢的速率产生较厚的纤维。变细速率也影响长丝在纤维形成工艺中的移动，因此也影响沉 99812970.4说 明 书 第2/9页
积到移动纤维的表面上的所有涂布材料的量。通过上述卷绕操作形成的成型包装或落纱随后备用于复合体制造操作，如拉挤或长丝缠绕。 使用连续纤维和由这些纤维制成的粗纱伴随几个难题。使用卷绕粗纱的一个主要问题是，单个纤维在卷绕、解绕或处理纤维束的过程中断裂。纤维的长丝间磨损造成它们断裂，结果从纤维束中分离出松头。这些松弛的断裂的纤维头在纤维表面上形成糙化层或细毛。如果纤维在机织过程中断裂，也会出现细毛。这种细毛是不理想的，因为它影响纺织产品的外观。纤维断裂还导致细毛在加工机器的接触点和其它表面上的聚集。这种细毛聚集又因为静电而加剧。此外，细毛往往变成气载性的，因此成为处理纤维束的某些工作人员的皮肤和呼吸刺激来源。细
毛还聚集形成断裂纤维的簇或球，然后堵塞处理设备或落入用于浸渍纤维束的树脂浴中。
人们长期认为，为了减少细毛，在玻璃或碳纤维已由口模套变细之后，有利地在其表面上提供一种称作浆料或浆料涂层的薄涂层。如果纤维要用作树脂制品的增强元件，那么这种浆料涂层非常理想。浆料涂层减少了细毛并提高了纤维的加工性能，如纤维束粘结、分纱性、纤维光滑度和柔软度、耐磨性和纤维束的易解绕性。该组合物进一步用于制备可与聚合物基质相容的玻璃纤维，其中将它们作为增强组分加入该聚合物基质中。
浆料可在纤维刚好形成之后在线操作中立刻施用到纤维上，或者可在解绕预先形成并包装的纤维束后脱线施用浆料。优选的是，纤维在由口模套形成之后立即用上浆组合物润湿。如此早期施用该组合物有助于防止纤维在处理过程中受损。该浆料可通过常规方法施用，然后干燥到纤维的表面上。可以利用热干燥和/或固化该涂层。 一般来说，上浆剂可分成两种，溶剂型和乳液型。非水溶剂型上浆组合物包括低沸点有机溶剂，它与各种成分结合形成一种可施用到纤维上的溶液。在乳液上浆剂中，树脂和其它成分分散在水中以形成乳液，然后施用到长丝上。将长丝干燥，得到上浆剂的均匀涂层。化学上浆组合物传统上是包含成膜聚合物、偶联或增粘剂、和润滑剂的水
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