增強型浸潤劑,貫穿了玻璃纖維生產(chǎn)、加工及FRP復(fù)合材料生產(chǎn)、加工的全過程,因此,對它的性能有多方面的要求。
一、浸潤劑將數(shù)百根乃至數(shù)千根單絲集束為一股原絲,因此有如下要求:
1、浸潤劑必須穩(wěn)定,經(jīng)較長時間放置或多次循環(huán)使用后,仍不分層沉淀。
2、浸潤劑在高速拉絲作用下,應(yīng)具有耐受高速剪切力的能力。
3、粘結(jié)成膜劑乳液的微粒能均勻地分布于單絲表面及單絲之間。
4、浸潤劑在干燥之后必須對原絲起到粘結(jié)保護的作用。
5、在拉絲作業(yè)過程中,浸潤劑必須有效地降低原絲在拉絲機各接觸點上的摩擦。
6、增強型浸潤劑還必須能滿足如短切氈紗、噴射紗、SMC紗等分槽集束的要求,浸潤劑粘結(jié)性過強或不足,都會影響分束性。
二、浸潤劑必須賦予原絲下列性能
?。?、浸潤劑必須提供原絲必要的潤滑性,使原絲能夠經(jīng)受無捻粗紗絡(luò)紗機、方格布織機上導(dǎo)紗器及張力器的磨損。
2、成帶性能好。纏繞、拉擠用無捻粗紗或制無紡布用的無捻粗紗要求原絲平行,呈帶狀,這樣有利于纏繞、拉擠SMC成型機組的作業(yè)及紗線在液體樹脂中的浸漬。成帶性適中的無捻
粗紗,織成的無紡布呈扁平“席狀”,利于侵漬。
3、原絲的抱合性。除了某些特殊情況外,原絲在浸漬液體樹脂之前均不應(yīng)該完全分散,保持一定的集束性,甚至在某些情況下,要求原絲在聚合物中時仍保持其抱合性。原絲的抱合性應(yīng)滿足加工及應(yīng)用的要求。過高的抱合性勢必要提高原絲的含油率,但紗線浸透能力將下降。
4、短切性好。短切氈、噴射、SMC、石膏等用無捻粗紗,及短切氈、BMC、熱塑性樹脂(PA、PP、Pc、ABS等)用玻纖原絲,均需要具有較好的短切性,短切時短切紗流動性好,靜電少,切成的原絲切口整齊、兩端不開纖,無較多的毛絲和散絲。
5、硬挺性。凡短切后才能使用的玻纖紗,必須具有不同程度的硬挺度才利于切割。噴射、SMC,尤其是SMC紗硬挺度較高。
6、容易浸漬樹脂。無論用機器還是手工制造FRP復(fù)合材料,都要求浸潤劑膜容易被基體樹脂所潤濕。形成良好的玻纖與樹脂的界面結(jié)合,否則FRP復(fù)合材料制品內(nèi)部呈現(xiàn)大量未浸透樹脂的白絲,或者表面凹凸不平,玻纖束裸露,使產(chǎn)品強度及耐老化性能下降。
7、浸透速度。在FRP成型工藝中,樹脂在高溫下快速固化(如在拉擠成型工藝中),則要求玻璃纖維在樹脂固化前有限的時間內(nèi)迅速浸透。從經(jīng)濟效益方面考慮,也要求縮短成型周期,減少模具數(shù)量和縮小操作空間,所以浸透速度在生產(chǎn)中是個重要因素。
對方格布、短切紗、縫編氈及噴射紗等都為一個重要的性能指標。
三、要滿足復(fù)合材料下列性能的要求
?。薄姸?,包括短期強度、長期強度以及在實際使用條件下的強度(如高溫、高濕、受強負荷力等條件)。這和玻璃纖維拉絲工藝及浸潤劑、基體樹脂的質(zhì)量和純度、以及制造FRP復(fù)合材料工藝有關(guān)。不同的復(fù)合材料有不同的強度特征,如玻纖增強PA、PET、PBT、ABS、PP等制品往往用于對質(zhì)量要求很高的汽車工業(yè)。玻纖增強PA(尼龍)用于汽車進氣管、發(fā)動機罩等,玻纖增強PP(聚丙烯)用于汽車保險杠、面板等,這些制品都要有較高的抗沖擊強度。
2、透明性,這對制造透明板材,采光罩或要求外觀透明的制品尤其重要。這要求浸潤劑膜浸透快,溶解好,膜的折光率與基體樹脂(一般用丙烯酸酯改性的不飽和聚酯樹脂)相近。
?。?、電性能。對于BMC、SMC等經(jīng)常用于電絕緣材料的()%制品,其電性能是一個重要的指標。主要有體積與表面電阻率,耐擊穿電壓、介電常數(shù)、耐弧性等指標。為此浸潤劑中各組分極性不能太大,抗靜電劑用量亦不可太多。
總之,增強型浸潤劑必須賦予原絲以如下特性。
1、玻璃纖維與聚合物之間有良好的粘結(jié)性,這主要通過偶聯(lián)劑來實現(xiàn)。
2、玻璃纖維具有良好的集束性和浸透性,這主要通過成膜劑來實現(xiàn)。
3、在各道工序中保護原絲,降低摩擦,這通過加入特定的潤滑劑來實現(xiàn)。
4、抗靜電性,通過加入抗靜電劑來實現(xiàn)。
5、仔細選擇浸潤劑的組分及用量,使玻璃纖維具有良好的加工性能,如硬挺性,柔軟性,成帶性,切割性等。