專利名稱：用于玻璃纖維編織制品的水性涂料組合物的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種水性涂料組合物，特別適用于玻璃纖維編織制品。
背景技術(shù)：
玻璃纖維是通過讓熔化的玻璃在重力的作用下流過一個帶有很多噴絲頭的模具中制造的，通過機械拉伸形成連續(xù)單纖維的形式，隨后單纖維集束成一根或多根原纖維。一般而言，在單纖維被集束成纖維束之前，需要用一定的材料對其進行涂敷，這些材料可稱其為施膠劑或上漿料。上漿料一般起潤滑劑的作用，以避免纖維的磨耗；對于生產(chǎn)復(fù)合材料部件而言，經(jīng)過配方設(shè)計的上漿料還可以起到增強材料的潤濕，有利于纖維與材料之間產(chǎn)生粘合的作用。有關(guān)施膠劑或上漿料的研制已經(jīng)存在了大量的專利，如專利CN1657463A提出一種以淀粉為主要材料的用于玻璃纖維的施膠組合物；專利CN 1159247C提出制備一種具有低非離子和陽離子潤滑劑含量的用于玻璃纖維的漿料，以減少玻璃纖維起毛，增加潤濕性；專利CN 1386714A提出玻璃纖維表面處理劑，包括成膜劑、偶聯(lián)劑、乳化劑和溶劑，用來使玻璃纖維和非極性樹脂基體達到良好結(jié)合；專利CN 1134691A，專利CN 1143943A，專利CN 1182409A，專利CN 1212672A，專利CN 1671633A，專利CN 1668546A也各自介紹了性能不同的玻璃纖維上漿組合物。
專利CN 1537820A介紹了一種高強度玻璃纖維浸漬膠，是一種酚醛樹脂；專利CN 1644642A提出了制備一種玻璃纖維非織造物的粘合劑。
有些工作是采用一些特殊的手段對玻璃纖維進行處理，來獲得特殊的應(yīng)用，如著色、耐高溫等。專利CN 1295542A介紹了采用無機潤滑顆粒和聚合物材料處理玻璃纖維，用于補強復(fù)合材料層壓電子載體；專利CN 1631829A提出了一種在原位涂敷納米材料(粉狀納米二氧化硅或氧化鋁或氧化鈣或氧化鎂)制備超高強度玻璃纖維復(fù)合絲的技術(shù)；專利CN 86104059A采用氣相沉積的方法在實心和空心玻璃纖維外表面涂上金屬合金或介電材料的涂層，涂層可耐300℃的高溫；專利CN 1660710A提出了將碳微粒結(jié)合在玻璃體內(nèi)形成預(yù)制件再拉伸成玻璃纖維的技術(shù)。
在實際的生活中，會遇到許多的玻璃纖維制品，其大部分已經(jīng)在玻璃纖維制造的過程中就進行了化學(xué)處理，如表面涂覆有浸漬劑，或是直接制備成復(fù)合材料，不需要再進行涂料的涂敷。但在一些特殊的應(yīng)用場合，如在需要耐高溫、要求無毒的烘箱等炊具中所使用的玻璃纖維編織制品，需要用涂料對普通的白色玻璃纖維編織制品進行粘合和著色，以便符合裝飾性要求。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的就是提供一種水性涂料組合物，能夠?qū)⒉ＡЮw維編織制品進行粘合和著色，同時仍然能保持玻璃纖維編織制品的彈性和柔韌性，并且涂層耐高溫，不退色，在高溫下不產(chǎn)生有毒有害的物質(zhì)。
本發(fā)明的目的通過以下的技術(shù)方案來實現(xiàn)一種用于玻璃纖維編織制品的水性涂料組合物，其特征在于由以下重量百分數(shù)的各組分組成(a)成膜劑 5～85％(wt)；(b)耐熱顏料 0.1～20％(wt)；(c)助劑 0.01～3％(wt)；(d)去離子水 5～90％(wt)。
在上述水性涂料組合物中，所述成膜劑包括聚氧乙烯烷基酚縮合物、聚氧乙烯脂肪醇縮合物、山梨糖醇的脂肪酸酯、聚氧乙烯多元醇醚脂肪酸酯、纖維素、硅溶膠的一種或幾種的混合物。上述成膜劑的選擇主要考慮其不僅要與耐熱顏料具有較好的相溶性，同時與玻璃纖維編織制品的表面也要具有較強的親合力。
所述聚氧乙烯烷基酚縮合物可采用的工業(yè)品的牌號有OP8、OP9、OP10、NP7、NP8、NP9、NP10或TX10。
所述聚氧乙烯脂肪醇縮合物可采用的工業(yè)品的牌號有平平加A-20、平平加O-10、平平加O-20或平平加O-25。
所述山梨糖醇的脂肪酸酯可采用的工業(yè)品的牌號有Span20、Span40、Span60或Span65。
所述聚氧乙烯多元醇醚脂肪酸酯可采用的工業(yè)品的牌號有Tween20、Tween21、Tween40或Tween60。
所述纖維素可以采用羧甲基纖維素或羥乙基纖維素。
所述硅溶膠可采用含鈉溶膠或含鉀溶膠。工業(yè)上也把硅溶膠稱其為水玻璃，含鈉溶膠稱其為鈉玻璃，含鉀溶膠稱其為鉀玻璃。
所述耐熱顏料，可以承受100～1000℃的高溫，其粒徑為1～50μm，所述顏料可以是一種黑色的耐熱顏料，可選用二硫化鉬、炭黑、石墨、氧化鐵黑、鉻鐵黑、銅鉻黑、鐵鈦黑、錳鐵黑的一種或幾種的混合物。根據(jù)裝飾要求的不同，也可以選擇其他色彩的顏料，如黃色、藍色或綠色等。
所述助劑由消泡劑和螯合型鈦酸酯偶聯(lián)劑組成。
所述消泡劑的工業(yè)品牌號有BYK-019、BYK-020、BYK-022、BYK-024、BYK-025、BYK-026、BYK-034、BYK-035、EFKA-2526或EFKA-2527。
所述螯合型鈦酸酯偶聯(lián)劑的工業(yè)品牌號有KR-138S或JN-115A，用于促進顏料的分散，本發(fā)明采用的偶聯(lián)劑JN-115A由常州市吉耐助劑有限公司生產(chǎn)。
涂料采用的稀釋劑為去離子水。
所述玻璃纖維編織制品是采用機械編織的方法制備的空心的玻璃纖維編織套管，該制品具有很好的彈性和形變恢復(fù)能力；在涂敷上述水性涂料組合物后，由于成膜厚度很薄，因而該玻璃纖維編織制品仍然能保持較好的彈性和柔韌性。
涂敷上述水性涂料組合物的施工方法為浸涂，浸過涂料的玻璃纖維編織制品，需要先在50～200℃的溫度下進行干燥，再在300～400℃溫度下進行烘烤。經(jīng)過高溫處理過的涂層可以經(jīng)受454℃下較長時間的熱作用，涂層不退色，不再有揮發(fā)性物質(zhì)，并且不影響玻璃纖維編織制品的彈性和柔軟性。
一種本發(fā)明的水性涂料組合物的制備方法，包括以下步驟1)將成膜劑、助劑和部分去離子水加入到容器中分散得到透明的溶液；2)在攪拌的條件下，將顏料加入到容器中，分散均勻；3)逐步加入剩余的水量；4)待配方中全部物料都加入后，過濾裝桶。
本發(fā)明的水性涂料組合物的涂裝方法是浸涂，包括以下步驟1)根據(jù)用戶的要求，將上述涂料與適量的去離子水加入到帶有攪拌裝置的容器中，分散形成均勻的液體；2)在攪拌的條件下，將已編制好的空心的玻璃纖維編織制品緩慢地浸入到上述的涂料槽液中，均勻上色。
涂層的干燥方法是1)上色后的玻璃纖維編織制品在50～200℃的溫度下進行干燥，時間為10～180秒；2)再在300～400℃溫度下進行烘烤，時間為1～30分鐘。
經(jīng)本發(fā)明的水性涂料組合物處理后的玻璃纖維編織制品可作為一般性的裝飾用品，特別適合于需要耐高溫、安全無毒的特殊場合應(yīng)用，尤其適合在烘箱等炊具中使用。
當(dāng)玻璃纖維編織制品在烘箱等炊具中實際使用時，該玻璃纖維編織制品是采用機械編織的方法制備的空心的玻璃纖維編織套管，其內(nèi)部還貫穿著一根具有較好彈性和柔韌性的空心的金屬編織管。
本發(fā)明的技術(shù)效果該水性涂料組合物由于所選用的成膜劑不僅與顏料具有較好的相溶性，而且與玻璃纖維編織制品表面也具有較強的親合力，因而不僅可以使顏料在玻璃纖維編織制品表面均勻分布，同時使得顏料與玻璃纖維編織制品的結(jié)合力也大為增強，不易掉色。因而本發(fā)明可以對玻璃纖維編織制品進行著色，賦予原先白色的玻璃纖維制品以不同顏色，以滿足裝飾性的要求；同時由于成膜厚度很薄，因而仍能保持玻璃纖維編織制品的彈性和柔韌性。且由于所用顏料為耐熱顏料，因而涂層可以耐高溫，不退色，并且上述水性涂料組合物的涂層經(jīng)過干燥和高溫烘烤后，殘留下的涂層就具有很好的耐熱能力，并且不會再釋放出有害物質(zhì)；此外，本發(fā)明本身又是一種水性涂料，因而還具有環(huán)保性。
另外，由于本發(fā)明可以對玻璃纖維編織制品的編制結(jié)構(gòu)加以粘合，從而賦予玻璃纖維編織制品一定的粘結(jié)力，因而還能減輕上述制品有可能出現(xiàn)的結(jié)構(gòu)松動和散口現(xiàn)象。
下面結(jié)合實施例，對本發(fā)明作進一步的說明實施例1～4(一)本發(fā)明的水性涂料組合物A～D的制備按表1中給出的量進行配制，先將成膜劑、助劑和部分去離子水加入到容器中分散得到透明的溶液；然后在攪拌的條件下，將顏料加入到容器中，分散均勻；最后逐步加入剩余的水量；待配方中全部物料都加入后，過濾裝桶。
表1

(二)本發(fā)明的水性涂料組合物A～D的涂裝本發(fā)明的水性涂料組合物的涂裝方法采用浸涂，包括以下步驟根據(jù)用戶的要求，將上述制得的水性涂料組合物與適量的去離子水加入到帶有攪拌裝置的容器中，分散形成均勻的液體；然后在攪拌的條件下，將已編制好的空心的玻璃纖維編織套管緩慢地浸入到上述的涂料槽液中，均勻上色。
(三)本發(fā)明的水性涂料組合物A～D的涂裝后的涂層的干燥涂層的干燥方法如下上色后的玻璃纖維編織套管在50～200℃的溫度下進行干燥，時間為10～180秒；再在300～400℃溫度下進行烘烤，時間為1～30分鐘。
上述實施例1～4最后所形成的涂層具有金屬般光澤，涂料的比重為1.026～1.029。
實施例5～8實施例5～8各自對應(yīng)的水性涂料組合物E～H的制備方法、涂裝方法和涂層的干燥方法均與實施例1～4相同，所不同的是水性組合物E～H中的各組分按表2中給出的量進行配制。
表2

上述實施例5～8各自對應(yīng)的水性涂料組合物E～H最后所形成的涂層具有稍高的黑度，涂料的比重為1.028～1.031。
實施例1～8中介紹的水性涂料組合物賦予原先白色的玻璃纖維編織套管以顏色和一定的粘結(jié)力，并且不會影響套管的伸長和柔韌性；涂層在經(jīng)過高溫處理后，不會再釋放出有害物質(zhì)。涂料又是一種水性涂料，因而還有利于環(huán)保。
本發(fā)明并不局限于所公開的具體實施方案，相反，本發(fā)明意欲涵蓋所附權(quán)利要求書所界定的本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)的各種改變。
權(quán)利要求
1.一種用于玻璃纖維編織制品的水性涂料組合物，其特征在于由以下重量百分數(shù)的各組分組成(a)成膜劑5～85％(wt)；(b)耐熱顏料 0.1～20％(wt)；(c)助劑 0.01～3％(wt)；(d)去離子水 5～90％(wt)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于玻璃纖維編織制品的水性涂料鈕合物，其特征在于所述成膜劑包括聚氧乙烯烷基酚縮合物、聚氧乙烯脂肪醇縮合物、山梨糖醇的脂肪酸酯、聚氧乙烯多元醇醚脂肪酸酯、纖維素或硅溶膠的一種或幾種的混合物。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的用于玻璃纖維編織制品的水性涂料組合物，其特征在于所述聚氧乙烯烷基酚縮合物的工業(yè)品的牌號有OP8、OP9、OP10、NP7、NP8、NP9、NP10或TX10。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的用于玻璃纖維編織制品的水性涂料鈕合物，其特征在于所述聚氧乙烯脂肪醇縮合物的工業(yè)品的牌號有平平加A-20、平平加O-10、平平加O-20或平平加O-25。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的用于玻璃纖維編織制品的水性涂料組合物，其特征在于所述山梨糖醇的脂肪酸酯的工業(yè)品的牌號有Span 20、Span 40、Span60或Span 65。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的用于玻璃纖維編織制品的水性涂料組合物，其特征在于所述聚氧乙烯多元醇醚脂肪酸酯的工業(yè)品的牌號有Tween 20、Tween 21、Tween 40或Tween60。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的用于玻璃纖維編織制品的水性涂料組合物，其特征在于所述纖維素為羧甲基纖維素或羥乙基纖維素。
8.根據(jù)權(quán)利要求2所述的用于玻璃纖維編織制品的水性涂料組合物，其特征在于所述硅溶膠為含鈉溶膠或含鉀溶膠。
9.根據(jù)權(quán)利要求1或8所述的用于玻璃纖維編織制品的水性涂料組合物，其特征在于所述耐熱顏料的粒徑為1～50μm。
10.根據(jù)權(quán)利要求1或8所述的用于玻璃纖維編織制品的水性涂料組合物，其特征在于所述耐熱顏料是一種黑色的顏料，其粒徑為1～50μm。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的用于玻璃纖維編織制品的水性涂料組合物，其特征在于所述耐熱顏料可選用二硫化鉬、炭黑、石墨、氧化鐵黑、鉻鐵黑、銅鉻黑、鐵鈦黑、錳鐵黑的一種或幾種的混合物。
12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于玻璃纖維編織制品的水性涂料組合物，其特征在于所述助劑由消泡劑和螯合型鈦酸酯偶聯(lián)劑組成。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的用于玻璃纖維編織制品的水性涂料組合物，其特征在于所述消泡劑的工業(yè)品牌號有BYK-019、BYK-020、BYK-022、BYK-024、BYK-025、BYK-026、BYK-034BYK-035、EFKA-2526或EFKA-2527。
14.根據(jù)權(quán)利要求12所述的用于玻璃纖維編織制品的水性涂料組合物，其特征在于所述螯合型鈦酸酯偶聯(lián)劑的工業(yè)品牌號有KR-138S或JN-115A。
15.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于玻璃纖維編織制品的水性涂料組合物，其特征在于所述玻璃纖維編織制品是采用機械編織的方法制備的空心的玻璃纖維套管。
16.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于玻璃纖維編織制品的水性涂料細合物，其特征在于所述水性涂料組合物的施工方法為浸涂。
17.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于玻璃纖維編織制品的水性涂料組合物，其特征在于所述水性涂料組合物的涂層先在50～200℃的溫度下進行干燥，再在300～400℃溫度下進行烘烤。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種用于玻璃纖維編織制品的水性涂料組合物，該水性涂料組合物包括成膜劑、耐熱顏料、助劑和去離子水。該組合物可以對玻璃纖維編織制品進行著色，以滿足裝飾性的要求，同時所獲得的涂層耐高溫，安全無毒，特別適用于烘箱等要求耐高溫且無毒的特殊場合，同時，該水性涂料組合物還能對編織結(jié)構(gòu)加以粘合、固定，從而可減輕上述制品有可能出現(xiàn)的結(jié)構(gòu)松動和散口現(xiàn)象。
文檔編號C03C25/42GK1807325SQ20061003761
公開日2006年7月26日 申請日期2006年1月1日 優(yōu)先權(quán)日2006年1月1日
發(fā)明者王李軍, 張榮偉, 陸文明, 陸夢南 申請人:中國化工建設(shè)總公司常州涂料化工研究院