玻璃纖維和礦物棉制品的表面處理技術及應用
對于使用鉑金漏板拉制的連續玻璃纖維制品,及其表面處理技術包含以下三個內容,即玻璃纖維浸潤劑技術、粘結劑技術及表面涂層技術。
1.玻璃纖維浸潤劑技術
玻璃纖維浸潤劑為一類多相多組分液體,在玻璃纖維拉絲過程中,施加于玻璃纖維表面,賦予玻璃纖維制品以各種特定的性能。對浸潤劑而言,作為中間結構層,要很好地起到連續無機物(玻璃)及有機物(基體樹脂)二相的界面結合,并起到傳遞應力的作用,應該具備以下性能:
?、俳檮┲信悸搫┍仨毰c玻璃表面發生化學反應,形成牢固的化學鍵。并與基體樹脂產生良好的粘結力,起到橋梁的作用;
②浸潤劑中粘結成膜組分必須對玻璃表面具有良好的粘結力,與FRP基體樹脂有良好的溶解性,同時產生固化反應;
?、劢檮┲械臐櫥瑒?、有機抗靜電劑也必須能溶解或擴散于基體樹脂之中,盡量減少潤滑劑或其他組分對界面粘結的干擾。
玻璃纖維表面浸潤劑經烘干后形成薄膜,其厚度極小,或連續狀或非連續狀。一般而言,偶聯劑組分率先吸附于玻璃表面。浸潤劑中的粘結成膜劑如環氧、聚酯、聚氨酯、聚醋酸乙烯酯(PVAc)等樹脂,因其內聚能大,在原絲烘干過程中聚結成相對較厚的樹脂層膜,對原絲起著集束和保護作用。潤滑劑由于其化學極性小,表面張力小,與成膜劑溶解度參數差異較大。因此,在成膜過程中易遷移到浸潤劑膜的表面,直接與氣相接觸。當然,這幾個組分在烘干溫度下會相互擴散,部分融合,形成一個有濃度梯度的復雜結構。
2.玻璃纖維粘結劑技術
對于各種玻璃纖維短切氈、連續原絲氈、連續單絲氈及復合氈,在成氈過程中需使用有機樹脂制成的粉末或乳液將纖維粘結或制成。這些粘結劑被涂覆在玻璃纖維表面,對玻璃纖維制品表面性能及復合纖維的界面結合起著至關重要的作用。
3.玻璃纖維表面涂層技術
對于玻璃纖維深加工的產品,在玻璃纖維表面涂覆上具有特定性能的涂層,使其玻璃纖維制品克服脆性、不耐折、手感差等缺陷,并具有耐高溫、高強度、耐堿蝕等工藝性能,擴大了玻璃纖維制品的應用范圍。玻璃纖維產品有數千種,這是與品種繁多的表面涂層相關的。
礦物棉是將各種礦物原料經融熔、成纖而制得的棉狀纖維,在生產過程中,根據不同用途的產品,需施加不同的無機、有機表面處理劑或粘結劑。例如:
(1)礦物棉保溫隔熱氈用粘結劑
礦物棉成型后,纖維互相交織形成棉氈,此時需施加水溶性粘結劑,使氈具有一定的強度和回彈性。此種粘結劑的主要品種為水溶性熱固性酚醛樹脂。
(2)濕法氈及表面氈生產中分散劑、粘結劑
玻璃纖維濕法氈的生產過程為將玻璃纖維(玻璃棉或玻璃纖維短切原絲)在網前箱分散在水中。此過程要加入表面活性劑,即分散劑,網抄成型脫水后施加粘結劑成氈。
(3)各種薄氈制品(濕法氈或表面氈)的表面涂層
如蓄電池隔板,防水防腐用薄氈,瀝青防水氈玻璃纖維薄氈基胎,地板及壁紙用薄氈等制品,為提高其性能,均需在其表面涂覆專門的涂層。
玻璃纖維的增強作用和玻璃纖維的改性,均離不開表面處理技術。表面處理劑所使用的化工原料品種繁多,技術要求高,有無機材料,但更多的是有機材料,屬精細化工范疇。玻璃纖維工業的技術進步,是以玻璃纖維表面處理技術為依托和突破口的。對于玻璃纖維制品生產廠家及其使用玻璃纖維制品的玻璃鋼生產廠家必須對其有一個基本的了解。
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1.玻璃纖維浸潤劑技術
玻璃纖維浸潤劑為一類多相多組分液體,在玻璃纖維拉絲過程中,施加于玻璃纖維表面,賦予玻璃纖維制品以各種特定的性能。對浸潤劑而言,作為中間結構層,要很好地起到連續無機物(玻璃)及有機物(基體樹脂)二相的界面結合,并起到傳遞應力的作用,應該具備以下性能:
?、俳檮┲信悸搫┍仨毰c玻璃表面發生化學反應,形成牢固的化學鍵。并與基體樹脂產生良好的粘結力,起到橋梁的作用;
②浸潤劑中粘結成膜組分必須對玻璃表面具有良好的粘結力,與FRP基體樹脂有良好的溶解性,同時產生固化反應;
?、劢檮┲械臐櫥瑒?、有機抗靜電劑也必須能溶解或擴散于基體樹脂之中,盡量減少潤滑劑或其他組分對界面粘結的干擾。
玻璃纖維表面浸潤劑經烘干后形成薄膜,其厚度極小,或連續狀或非連續狀。一般而言,偶聯劑組分率先吸附于玻璃表面。浸潤劑中的粘結成膜劑如環氧、聚酯、聚氨酯、聚醋酸乙烯酯(PVAc)等樹脂,因其內聚能大,在原絲烘干過程中聚結成相對較厚的樹脂層膜,對原絲起著集束和保護作用。潤滑劑由于其化學極性小,表面張力小,與成膜劑溶解度參數差異較大。因此,在成膜過程中易遷移到浸潤劑膜的表面,直接與氣相接觸。當然,這幾個組分在烘干溫度下會相互擴散,部分融合,形成一個有濃度梯度的復雜結構。
2.玻璃纖維粘結劑技術
對于各種玻璃纖維短切氈、連續原絲氈、連續單絲氈及復合氈,在成氈過程中需使用有機樹脂制成的粉末或乳液將纖維粘結或制成。這些粘結劑被涂覆在玻璃纖維表面,對玻璃纖維制品表面性能及復合纖維的界面結合起著至關重要的作用。
3.玻璃纖維表面涂層技術
對于玻璃纖維深加工的產品,在玻璃纖維表面涂覆上具有特定性能的涂層,使其玻璃纖維制品克服脆性、不耐折、手感差等缺陷,并具有耐高溫、高強度、耐堿蝕等工藝性能,擴大了玻璃纖維制品的應用范圍。玻璃纖維產品有數千種,這是與品種繁多的表面涂層相關的。
礦物棉是將各種礦物原料經融熔、成纖而制得的棉狀纖維,在生產過程中,根據不同用途的產品,需施加不同的無機、有機表面處理劑或粘結劑。例如:
(1)礦物棉保溫隔熱氈用粘結劑
礦物棉成型后,纖維互相交織形成棉氈,此時需施加水溶性粘結劑,使氈具有一定的強度和回彈性。此種粘結劑的主要品種為水溶性熱固性酚醛樹脂。
(2)濕法氈及表面氈生產中分散劑、粘結劑
玻璃纖維濕法氈的生產過程為將玻璃纖維(玻璃棉或玻璃纖維短切原絲)在網前箱分散在水中。此過程要加入表面活性劑,即分散劑,網抄成型脫水后施加粘結劑成氈。
(3)各種薄氈制品(濕法氈或表面氈)的表面涂層
如蓄電池隔板,防水防腐用薄氈,瀝青防水氈玻璃纖維薄氈基胎,地板及壁紙用薄氈等制品,為提高其性能,均需在其表面涂覆專門的涂層。
玻璃纖維的增強作用和玻璃纖維的改性,均離不開表面處理技術。表面處理劑所使用的化工原料品種繁多,技術要求高,有無機材料,但更多的是有機材料,屬精細化工范疇。玻璃纖維工業的技術進步,是以玻璃纖維表面處理技術為依托和突破口的。對于玻璃纖維制品生產廠家及其使用玻璃纖維制品的玻璃鋼生產廠家必須對其有一個基本的了解。
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