本發(fā)明涉及玻璃纖維的技術(shù)領(lǐng)域，特別是指一種非織造布用的柔性抗酸耐溫改性玻璃限位的制備方法。
背景技術(shù)：
玻璃纖維是一種性能優(yōu)異的無(wú)機(jī)非金屬材料，價(jià)格相對(duì)低廉，密度為2.5g/cm3左右，斷裂強(qiáng)度為3-4.5GPa，比同樣細(xì)度的鋼絲還大，能耐300℃以上的高溫，具有不燃、耐高溫、拉伸強(qiáng)度高、化學(xué)穩(wěn)定性好等優(yōu)良性能，在建筑、交通、電子、電氣、化工、冶金、國(guó)防等領(lǐng)域成為備受青睞的原材料。但玻璃纖維耐磨性差、難以彎折相互纏結(jié)、脆性大、可塑性極差，通常是纖維增強(qiáng)復(fù)合材料中的增強(qiáng)體或者作為有機(jī)高聚物的增強(qiáng)材料，在非織造布領(lǐng)域未借助粘合劑情況下難以有效成氈，而粘合劑的使用，一方面堵塞纖維網(wǎng)影響玻璃纖維氈的應(yīng)用，另一方面熱穩(wěn)定性及熱膨脹系數(shù)的差異，嚴(yán)重限制玻璃纖維在高溫領(lǐng)域的應(yīng)用。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的在于提供一種耐高溫、抗酸、柔韌性好，具有良好的生產(chǎn)加工性能和紡織性能的柔性抗酸耐溫改性玻璃限位的制備方法。
為了達(dá)成上述目的，本發(fā)明的解決方案是：
一種用柔性抗酸耐溫改性玻璃纖維制備方法，其特征在于，包括以下步驟：
步驟1：對(duì)玻璃纖維進(jìn)行分散及預(yù)處理；
步驟2：將預(yù)處理后的玻璃纖維置于含水量低于5%的二甲基甲酰胺中，加熱升溫至50-70℃，添加玻璃纖維含量5%wt.-20%wt.的（3,3,3-三氟丙基）三甲氧基硅烷，添加玻璃纖維含量8%wt.-12%wt.的（3-氯丙基）三甲氧基硅烷，超聲振蕩，頻率為50-80KHz，時(shí)間40-60min，之后清水洗滌，120℃下真空干燥1.5h-3h，得到非柔性抗酸耐溫改性玻璃纖維。
進(jìn)一步，步驟1中，所述玻璃纖維的分散及預(yù)處理是將玻璃纖維加入混酸溶液中，超聲振蕩分散，頻率為30-50KHz，時(shí)間20-40min，之后逐滴加入玻璃纖維含量0.2%wt.-1.5%wt.的偶聯(lián)劑，加大超聲振蕩頻率至80-100KHz，處理時(shí)間15-30min。
進(jìn)一步，所述混酸溶液為雙氧水、質(zhì)量濃度30%的硫酸、乙酸、月桂酸、棕櫚樹中的兩種，或兩種以上的混合物。
進(jìn)一步，所述偶聯(lián)劑為γ-縮水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷、甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、甲基丙烯酸甲氧基丙基三甲氧基硅烷、γ-氨基丙基三乙氧基硅烷、正硅酸乙酯、γ-氨丙基甲基二甲氧基硅烷中的一種，或兩種，或兩種以上的混合物。
本發(fā)明玻璃纖維分散及預(yù)處理是充分考慮到玻璃纖維在非織造布應(yīng)用環(huán)境中的使用，玻璃纖維的分散能有效增強(qiáng)其所制得的非織造布比表面積及孔隙率，從而極大程度發(fā)揮其過(guò)濾除塵的作用。而目前常見(jiàn)將玻璃纖維用于增強(qiáng)復(fù)合材料而對(duì)其采取的預(yù)處理，是為了增強(qiáng)玻璃纖維與復(fù)合材料的粘結(jié)性，從而使基體承受不了的負(fù)荷或能量轉(zhuǎn)移到玻璃纖維上，在預(yù)處理過(guò)程中一般不考慮玻璃纖維的分散，甚至刻意避免玻璃纖維分散，從而使負(fù)荷由局部傳遞到較大范圍，玻璃纖維在復(fù)合材料中通過(guò)纖維間的粘合起到骨架結(jié)構(gòu)式的增強(qiáng)作用，與本發(fā)明有本質(zhì)不同。
本發(fā)明玻璃纖維分散及預(yù)處理是將玻璃纖維加入由雙氧水、質(zhì)量濃度30%的硫酸、乙酸、月桂酸、棕櫚樹中的兩種，或兩種以上的混合物組成的混酸溶液中，超聲振蕩分散，頻率為30-50KHz，時(shí)間20-40min，之后逐滴加入玻璃纖維含量0.2%wt.-1.5%wt.的偶聯(lián)劑，加大超聲振蕩頻率至80-100KHz，處理時(shí)間15-30min，玻璃纖維在上述混酸溶液中經(jīng)過(guò)超聲振蕩較易分散，在添加偶聯(lián)劑后纖維間易形成氫鍵而粘連，而超聲振蕩時(shí)間過(guò)久又容易將纖維振碎或造成過(guò)多缺陷，僅在本發(fā)明超聲振蕩頻率、時(shí)間及偶聯(lián)劑添加量范圍內(nèi)，混酸溶液對(duì)玻璃纖維的侵蝕加大玻璃纖維比表面積及表面活化點(diǎn)，所得預(yù)處理玻璃纖維才能達(dá)到效果。
本發(fā)明將預(yù)處理玻璃纖維置于含水量低于5%的二甲基甲酰胺中，加熱升溫至50-70℃，預(yù)處理玻璃纖維與偶聯(lián)劑形成氫鍵，在一定程度上改善玻璃纖維韌性，提高玻璃纖維耐折性，但同時(shí)提升了玻璃纖維界面粘合性，集束性，易使纖維間抱合，在上一步混酸溶液處理中玻璃纖維表面存在一定濃度的Na，K離子會(huì)降低玻璃纖維間的粘結(jié)作用，同時(shí)伴隨著低含水率二甲基甲酰胺，溫度50-70℃處理，纖維間粘合明顯下降，且此條件利于后續(xù)步驟進(jìn)行。
本發(fā)明二次改性玻璃纖維采用（3,3,3-三氟丙基）三甲氧基硅烷和（3-氯丙基）三甲氧基硅烷，可在玻璃纖維表面形成均勻的具有梯度特征的膜狀結(jié)構(gòu)，在一定程度上改變玻璃纖維的物理及化學(xué)特性，不改變?cè)心秃蛐曰A(chǔ)上，使其抗酸、柔韌性好，具有良好的生產(chǎn)加工性能和紡織性能，且在面對(duì)外界載荷和惡劣環(huán)境條件下不易返原而出現(xiàn)大面積裂痕；其中添加量是經(jīng)過(guò)反復(fù)試驗(yàn)所得，過(guò)多添加易在玻璃纖維表面形成過(guò)多須狀結(jié)構(gòu)，從而玻璃纖維間快速形成橋梁作用，不易分離，僅在本發(fā)明添加量范圍內(nèi)，所得玻璃纖維才能達(dá)到效果。
具體實(shí)施方式
為了進(jìn)一步解釋本發(fā)明的技術(shù)方案，下面通過(guò)具體實(shí)施例來(lái)對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)闡述。
實(shí)施例1：
玻璃纖維分散及預(yù)處理：將玻璃纖維加入由雙氧水、乙酸、月桂酸組成的酸溶液中，超聲振蕩分散，頻率為30KHz，時(shí)間40min，之后逐滴加入玻璃纖維含量0.2%wt.的甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷，加大超聲振蕩頻率至80KHz，處理時(shí)間15min。
將預(yù)處理玻璃纖維置于含水量低于5%的二甲基甲酰胺中，加熱升溫至50℃，添加玻璃纖維含量5%wt.的（3,3,3-三氟丙基）三甲氧基硅烷，添加玻璃纖維含量8%wt.的（3-氯丙基）三甲氧基硅烷，超聲振蕩，頻率為50KHz，時(shí)間60min，之后清水洗滌，120℃下真空干燥1.5h，得到非織造布用柔性抗酸耐溫改性玻璃纖維。
實(shí)施例2：
玻璃纖維分散及預(yù)處理：將玻璃纖維加入由質(zhì)量濃度30%的硫酸、乙酸組成的混酸溶液中，超聲振蕩分散，頻率為50KHz，時(shí)間20min，之后逐滴加入玻璃纖維含量1.5%wt.的正硅酸乙酯，加大超聲振蕩頻率至100KHz，處理時(shí)間30min。
將預(yù)處理玻璃纖維置于含水量低于5%的二甲基甲酰胺中，加熱升溫至70℃，添加玻璃纖維含量20%wt.的（3,3,3-三氟丙基）三甲氧基硅烷，添加玻璃纖維含量12%wt.的（3-氯丙基）三甲氧基硅烷，超聲振蕩，頻率為80KHz，時(shí)間40min，之后清水洗滌，120℃下真空干燥3h，得到非織造布用柔性抗酸耐溫改性玻璃纖維。
實(shí)施例3：
玻璃纖維分散及預(yù)處理：將玻璃纖維加入由月桂酸、棕櫚樹組成的混酸溶液中，超聲振蕩分散，頻率為40KHz，時(shí)間30min，之后逐滴加入玻璃纖維含量1.0%wt.的γ-縮水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷、甲基丙烯酸甲氧基丙基三甲氧基硅烷、γ-氨基丙基三乙氧基硅烷、γ-氨丙基甲基二甲氧基硅烷（組成比為3:3:3：1），加大超聲振蕩頻率至90KHz，處理時(shí)間20min。
將預(yù)處理玻璃纖維置于含水量低于5%的二甲基甲酰胺中，加熱升溫至60℃，添加玻璃纖維含量10%wt.的（3,3,3-三氟丙基）三甲氧基硅烷，添加玻璃纖維含量10%wt.的（3-氯丙基）三甲氧基硅烷，超聲振蕩，頻率為70KHz，時(shí)間50min，之后清水洗滌，120℃下真空干燥2h，得到非織造布用柔性抗酸耐溫改性玻璃纖維。
比較例1：
未經(jīng)過(guò)處理玻璃纖維。
比較例2：
將玻璃纖維加入由質(zhì)量濃度30%的硫酸、乙酸組成的混酸溶液中，超聲振蕩分散，頻率為50KHz，時(shí)間30min，之后逐滴加入玻璃纖維含量1.0%wt.的γ-縮水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷，之后清水洗滌，120℃下真空干燥1.5h。
比較例3：
將玻璃纖維加入由質(zhì)量濃度30%的硫酸、乙酸組成的混酸溶液中，超聲振蕩分散，頻率為50KHz，時(shí)間30min，之后逐滴加入玻璃纖維含量1.0%wt.的γ-縮水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷，加大超聲振蕩頻率至100KHz，處理時(shí)間30min，之后清水洗滌，120℃下真空干燥1.5h。
性能測(cè)試：
將實(shí)施例及對(duì)比例樣品經(jīng)過(guò)開(kāi)松、梳理、鋪網(wǎng)、預(yù)刺、復(fù)刺制成非織造布，克重800g/m2，測(cè)試其斷裂強(qiáng)力、耐化學(xué)性能、耐候性。
斷裂強(qiáng)度依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)GB/T 3923.1-2013進(jìn)行測(cè)定。
耐酸性：將制得非織造布置于30%wt. H2SO4溶液中95℃水浴24h，清洗晾干后測(cè)試其斷裂強(qiáng)度，強(qiáng)度保持率=處理后樣品強(qiáng)度/未處理樣品樣品*100%。
耐候性：將制得非織造布置于260℃烘箱中烘烤90min，之后測(cè)試其斷裂強(qiáng)度。
表1 為性能對(duì)比
上述實(shí)施例并非限定本發(fā)明的產(chǎn)品形態(tài)和式樣，任何所屬技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員對(duì)其所做的適當(dāng)變化或修飾，皆應(yīng)視為不脫離本發(fā)明的專利范疇。