专利名称：：玻璃浸润组合物及涂有该组合物的玻璃纤维的制作方法
技术领域：
：本发明涉及浸润组合物(asizecomposition)及至少部分涂有该组合物的玻璃纤维，这种玻璃纤维用于掺入模塑组合物中以改进强度。片状和块状的模塑组合物的用途是共知的。通常，这种模塑组合物包含热塑性聚酯树脂，各种填料及与交联剂结合的增强材料。可是，由于各种热塑性聚酯树脂模塑成厚块时的脆性，如聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚对苯二甲酸1，4-丁二醇酯(PBT)、聚对苯二甲酸1，4-环己烷二甲醇酯(PCT)(poly(1，4-chclohexanedimethanolterephthalate)它们的混合物等等，以前未发现它们特别适于用作模塑树脂。得到的模塑组合物常缺少需要的物理强度特性。通常向模塑组合物中掺入各种填料和能增加体积和强度的增强材料。这种增强材料主要有玻璃纤维，其直径通常约为0.00635厘米至0.01905厘米(0.0025至0.0075英寸)，长度约为0.330厘米至约5.08厘米(0.13至约2.00英寸)。为了易于处理，通常是当玻璃纤维一形成就立即将它们浸润(besized)。如果浸润组合物不仅有利于处理玻璃纤维而且可在玻璃纤维与树脂之间形成键以使模塑树脂的强度特性得到改进，则浸润将是有益的。本发明的玻璃浸润组合物具有这样的特性。本发明提供了玻璃浸润组合物，其中包括可水分散的苯氧树脂、二或三官能度的氰尿酯或异氰尿酯和有机硅烷偶联剂。浸润剂还可任意选择含有交联剂和非离子润滑剂。可水分散的苯氧树脂以由羧基改性的多羟基醚组成为宜。较好的二或三官能度的氰尿酯或异氰尿酯是三缩水甘油异氰尿酯(triglycidylisocyanurate)。本发明还提供含有用本发明的浸润剂浸润过的玻璃纤维的模塑组合物。本发明还提供玻璃纤维，至少该玻璃纤维的部分表面被本发明的浸润剂浸润。本发明的玻璃浸润组合物可用于本
技术领域：
人员熟知的丝状玻璃。各种玻璃长丝如“E”玻璃及其它已知的玻璃，都可用本发明的浸润剂浸润。本发明的浸润剂可用于具有很宽范围直径的玻璃长丝，并且无论玻璃长丝是否聚集成纤维束、绳、粗纱、线等等都可以用。本发明的水溶性浸润组合物中，任何合适的已用酸改性的(例如用羧酸)可水分散的苯氧树脂都可使用。例如，可水分散的苯氧树脂可包括羧基改性的多羟基醚。酸改性的苯氧树脂(用羧酸改性较好)公开在Salensky的美国专利第4，711，924号中。特别合适的可水分散的苯氧树脂是可从UnionCarbide公司买到的PKHW-35。用于浸润剂中可水分散的苯氧树脂的用量为水溶性浸润剂的约1%(重量)至约10%(重量)范围内。在本发明的浸润组合物中，可用任何合适的二官能度或三官能度的氰尿酯或异氰尿酯，如称为TEPIC的氰尿酯或异氰尿酯，它可从NipponChemical公司买到。另一合适的三缩水甘油异氰尿酯是AralditePT810，它可从CibaGeigy公司买到。浸润剂中氰尿酯或异氰尿酯的用量为水溶性浸润剂的约1%(重量)至约10%(重量)范围内。任何合适的含有有机硅烷或它们的混合物的偶联剂都可以使用。较好的是用有机硅烷如嘎吗-环氧丙烷氧丙基三甲氧基硅烷。一种适用的这种偶联剂是可从UnionCarbide公司买到的A-187。其它适用的偶联剂包括，例如，可从UnionCarbide公司买到的称作A-174的嘎玛-甲基丙烯酰氧丙基三甲氧基硅烷、二氨基丙基三甲氧基硅烷和可从UnionCarbide公司买到的称作A-1100的嘎玛-氨基丙基三乙氧基硅烷。浸润剂中偶联剂的用量在约0.01%(重量)至约2.0%(重量)范围内。本发明的玻璃浸润组合物还可包括高达0.06%(重量)的酸，这个量适于调整浸润组合物的pH值使硅烷能够在加入硅烷偶联剂之前水解。合适的酸是冰醋酸。本发明的玻璃浸润组合物以还包括至少一种非离子润滑剂和至少一种交联剂为宜。任何一种合适的交联剂都可使用。特别合适的交联剂包括醚合的二酚，如可从Ethox公司买到的乙氧基化双酚A。浸润剂中所用的交联剂的量在约0.05%(重量)至约5%(重量)范围内。任何一种合适的非离子润滑剂都可使用。较好的润滑剂是可从Emery工业公司买到的分子量约为400的聚乙二醇。其它适用的非离子润滑剂是乙氧基化的脂肪酸或二酸、乙氧基化的壬基酚和乙氧基化的辛基酚。浸润剂中润滑剂的用量在约0.02%(重量)至约2.0%(重量)范围内。以重量百分计，本发明浸润剂的较好的实施方案约含可水分散的苯氧树脂3.0%(重量)三缩水甘油异氰尿酯3.0%(重量)硅烷偶联剂1.0%(重量)交联剂0.5%(重量)非离子润滑剂0.2%(重量)乙酸0.02%(重量)软化水余量本发明的浸润剂可用下述方法制备。可使用任何通常用作模塑化合物增强材料的玻璃纤维，在成型过程中所用浸润剂的量使得干燥后纤维中的固体含量在约0.5%(重量)至约2.0%(重量)范围内。实现本发明最好的方案用下列实施例来说明。实施例1本实施例说明约378.5升(100美制加仑)本发明浸润剂的制备方法。在约23.8℃±2.7℃(75°F±5°F)，将约56.775升(15美制加仑)软化水加入到主混合罐中并搅拌。将约75.7升(20美制加仑)软化水加入到第一预混釜中并搅拌。将第一预混釜中的水加热至约76.7℃(170°F)，然后缓慢加入约10.71公斤(23.57磅)三缩水甘油异氰尿酯。混合该复合物至溶液变成透明，然后将其加入主混合罐中。将约94.625升(25美制加仑)软化水加入到第二预混釜中并搅拌，加入约0.077公斤(0.17磅)冰醋酸。以约0.454公斤/分(1磅/分)的速率加入约3.58公斤(7.88磅)嘎玛-环氧丙烷氧丙基三甲氧基硅烷(UnionCarbide公司的A-187)，然后搅拌15分钟。再将复合物加入到主混合罐中。将约56.775升(15美制加仑)软化水加入到第三预混釜中并搅拌。再加入约28.59公斤(62.9磅)可水分散的苯氧树脂(UnionCarbide公司的PKHW-35)。再加入约0.605公斤(1.33磅)聚乙二醇(Emery公司的PEG400MO)。再加入约1.77公斤(3.9磅)Ethox公司的多氧乙烷(6)双酚A(polyoxyethane(6)bisphenolA)。将复合物混合15分钟，然后加到主混合罐中。至少15分钟完全混合并加入足够量的水使浸润剂的体积达到约378.5升(100美制加仑)后，主混合罐的固体含量在约7%(重量)至约8%(重量)范围内，pH在4至6范围内。将用上述方法制得的浸润剂冷却至约贮存温度即约21℃至32.2℃(70°F-90°F)，并不断地慢慢搅拌，该浸润剂可以在制备完成后约72小时内施用于玻璃纤维。用上述方法制得的浸润剂以传统方式应用于单独的玻璃纤维，其比率为经干燥线状固体的量共达到约2%(重量)。为浸润器提供的浸润剂温度为约10℃至31.7℃(50°F-60°F)较好。实施例2在成形过程中，将含有平均长度为约0.0492厘米(0.125英寸)、纤维直径为约0.0001377厘米至0.0001535厘米(0.00035英寸至0.00039英寸)的按标准长度切断的玻璃纤维的玻璃纤维用表Ⅰ中所列的浸润剂浸润。从上述数据可以看出，浸润过本发明的浸润剂的玻璃比市场上买到的样品好，其机械强度比先有技术样品的强度大。从前面所述可明显看出对本发明可作各种改进。然而这种改进被认为是在本发明的范围内。表Ⅰ玻璃纤维浸润剂配方</tables>表中实例1、2、3和4列出的各种浸润剂配方所用的玻璃纤维的平均长度为0.0492厘米(0.125英寸)，评估浸润过的纤维的模塑机械性能并将其与市售样品相比较。每一试验的结果列于下面的表Ⅱ。权利要求1.含有用酸改性的可水分散的苯氧树脂、二或三官能度的氰尿酯或异氰尿酯和有机硅烷偶联剂的水溶性玻璃浸润组合物。2.根据权利要求1的组合物，其中可水分散的苯氧树脂基本上由羧基改性的多羟基醚组成。3.根据权利要求1的组合物，其中二或三官能度的氰尿酯或异氰尿酯基本上由三缩水甘油异氰尿酯组成。4.根据权利要求1的组合物，其中有机硅烷偶联剂基本上选自嘎玛-环氧丙烷氧丙基三甲氧基硅烷、嘎玛-甲基丙烯酰基氧丙基三甲氧基硅烷、嘎玛-氨基丙基三乙氧基硅烷或它们的任一混合物。5.根据权利要求1的组合物，其中有机硅烷偶联剂基本上由嘎玛-环氧丙烷氧丙基三甲氧基硅烷组成。6.根据权利要求1的组合物，其中以水溶性浸润组合物的总重计，含可水分散的苯氧树脂约1%(重量)至约10%(重量);含二或三官能度的氰尿酯或异氰尿酯约1%(重量)至约10%(重量);含有机硅烷偶联剂约0.01%(重量)至约20%(重量)。7.根据权利要求1的组合物还可含有交联剂。8.根据权利要求7的组合物，其中交联剂包括醚合的二酚。9.根据权利要求7的组合物，其中醚合的二酚交联剂基本上由多氧乙烷(6)双酚A组成。10.根据权利要求7的组合物，其中以水溶性浸润组合物的总重计，含醚合的二酚交联剂约0.05%(重量)至约5%(重量)。11.根据权利要求1的组合物还可含有非离子润滑剂。12.根据权利要求11的组合物，其中非离子润滑剂基本上由分子量为约400的聚乙二醇组成。13.根据权利要求11的组合物，其中以水溶性浸润组合物的总重计，含非离子润滑剂约0.02%(重量)至约2%(重量)。14.用水溶性浸润组合物的干燥残留物浸润的玻璃纤维，该浸润组合物含有酸改性的可水分散的苯氧树脂、二或三官能度的氰尿酯或异氰尿酯及有机硅烷偶联剂。15.根据权利要求14的玻璃纤维，其中含浸润组合物约为玻璃重量的0.5%(重量)至约2.0%(重量)。全文摘要本发明涉及含有酸改性的可水分散的苯氧树脂、氰尿酯或异氰尿酯和有机硅烷偶联剂的水溶性玻璃浸润组合物。涂有水溶性浸润组合物的玻璃纤维用于掺入模塑组合物以改进强度。文档编号C08J5/08GK1058223SQ9110470公开日1992年1月29日申请日期1991年7月12日优先权日1990年7月13日发明者D·W·格林特,R·A·谢维泽申请人:欧文斯-科尔宁格费伯格拉斯公司