玻璃纤维表面涂层材料
玻璃纤维具有强度高,电绝缘性好,拉伸强度高,且相对伸长率小等优点,同时存在耐磨性及耐挠曲性差、温度超过400℃后强度损失大、化学稳定性的局限性大等缺点。表2一55为常用玻璃纤维的耐热性能及化学稳定性。

可以看出,玻璃纤维的耐热性及耐化学稳定性具有一定的局限性,在对耐热及耐腐蚀要求比较高的场合,以及需改善耐磨、耐挠曲性能等场合,均须经过涂层处理才可以应用。
玻璃纤维涂层主要是针对原有玻璃纤维纺织制品的不足之处进行弥补和改善,从而达到优化其耐高温、耐腐蚀、耐磨损和产生新的性能的目的,因而倍受关注。
玻璃纤维表面涂层是我国玻璃纤维工业亟待开发的技术。随着我国大型玻璃纤维池窑的不断兴建,许多增埚法拉丝的中小型玻璃纤维厂由于其能耗高,效率低而经营难度加大。而从事玻璃纤维的深加工,即涂层制品的生产,为这些厂开辟了一个广阔的市场。
我国玻璃纤维涂层制品近年有了相当发展,但与先进水平相比仍有差距。目前主要产品是一些电绝缘布、工业用过滤布及民用窗纱等制品,品种不多、档次不高、质量较差,不能适于高温、腐蚀等恶劣环境,在高新技术领域的应用也受到极大的限制。如玻璃纤维窗纱在我国的开发时间比较早,但品种单一,至今推广应用并不广泛。
国外各种玻璃纤维织物品种有数千种,其中大多数品种均用于涂层制品,而我国玻璃纤维涂层制品,品种少,远远不能满足国民经济的需要。如目前国外已广泛应用的内墙装饰墙布及加固建筑用涂层织物国内基本处于空白状态。近几年,国际上又进一步扩大玻璃纤维涂层织物在耐热、防腐,以及建筑装饰及加固等领域的应用,用量日趋增加。在欧洲,1997年用于建筑装饰及加固的玻璃纤维涂层织物用量达20万吨,用于耐热及防腐的年需量1万吨。仅美国波音公司每年购进玻璃纤维涂层织物制品价值约1200万美元。德国克来弗尔公司近年致力开发玻璃纤维耐热纺织品,经涂层处理可使普通E玻璃纤维织物耐温超过7000C,该公司玻璃纤维涂层织物高耐温超过1000℃,年销售额达0.27亿马克。
随着我国经济及技术的发展,玻璃纤维涂层制品在各个行业,如耐热、能源、化工、建材、钢铁等行业的保温工程,各种管道的冷热补偿接头,金属加工过程中的个人防护用避火护毯、管及阀门的防腐、隔热绝缘护套,汽车及钢铁等行业的通风及冷却的增强材料,防
水、防烟尘、航天、航空飞行器的绝缘与保温,以及各种交通工具的内装饰的应用日益扩大。例如“空中客车”对所需的耐热、防火玻璃纤维织物有很高的要求,耐水性要达到“防喷淋”级的标准,油脂和润滑脂也不被此类物质吸收,表面易清洗,抗蒸汽,可耐长时间的蒸汽处理,应用范围达一20~550℃及不燃的级别要求。随着我国对外经济技术交流的扩大,随同进口装备引进的耐热、防腐玻璃纤维涂层织物的量也不断增多,如化工厂管道、阀门的保护套,高低温管道的补偿器,飞机、汽车用保温、防腐材料都采用玻璃纤维涂层织物,其维修更新仍依赖进口,迫切需要早日提供国产制品,并加速玻璃纤维涂层制品在国内同类自建工程中的应用。
随着人们对环保工作的重视,各种新材料发展很快。玻璃纤维通过涂层改性处理,使其具有无毒、无污染、易清洗、成本低、寿命长的特点,在烟尘过滤、建筑装修等领域都具有很强的竞争性。国外生产的玻璃纤维墙布和建筑膜材很受欢迎,在国内一部分高标准建筑和工程设计中已经开始使用,为众多用户接受、青睐,视为选材料。近年来,我国对建筑系列及耐热、防腐、过滤系列玻璃纤维涂层及浸渍织物的应用量逐年上升。据不完全统计,以上各种涂层玻璃纤维织物的年引进约达到800m2左右,而目前国内低档次制品的年生产能力仅40万吨,大多数制品国内尚无厂家生产,远不能满足现有市场的需求。
玻璃纤维涂层制品大致可分为以下几类:
(1)轻涂层 即玻璃纤维织物经热清洗后,涂覆上偶联剂,为进一步浸涂高分子材料作准备,如制成电子级覆铜箔板玻璃纤维基布;
(2)预浸渍玻璃纤维涂层制品 玻璃纤维织物或纱浸渍环氧、酚醛、聚酯、树脂后,再经烘干制成B阶段的预浸布或预浸胶带(无纬带),也可挂涂上其他高分子材料,如PE、PP,PEEK等;
(3)自涂层材料 如玻璃纤维涂覆PVC的窗纱、涂覆四氟乙烯等材料的过滤袋等;
(4)覆膜材料 玻璃纤维织物和高分子膜复合,如建筑用氟塑料玻璃纤维膜材等。
涂层材料
玻璃纤维视不同的应用场合应采用不同的涂层材料。常用的涂层材料主要是天然树脂、合成树脂、橡胶、塑料等有机高分子材料以及无机胶粘剂类材料。这些材料的耐温性能见表2一56及表2一57。


以上为常用涂层料的耐温性能表,还可以通过适当的改性进一步提高以上涂层料的耐温指标,使玻璃纤维同以上涂料复合后,可达到更高的耐热要求。例如,以硅树脂为基料,添加其他耐热涂料可制成具有不同耐热性能指标的涂层料。
玻璃纤维涂层材料种类繁多,大致有以下几大类:
(1)硅烷偶联剂;
(2)热固性树脂 环氧酚醛、聚酯树脂等;
(3)热塑性塑料 如聚氯乙烯(PVC)、聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)尼龙(PA)、以及热塑性聚酯 (PET. PBT)、聚酰亚胺(PI)、聚碳酸酯(PC)、聚醚酮(PEEK)聚苯醚(PPO)、聚苯硫醚(PPS);
(4)氟树脂 聚四氟乙烯(PTFE)、聚三氟氯乙烯(PCTFE)、聚偏氟乙烯(PVDF)等十几个品种;
(5)有机硅树脂及硅油;
(6)水乳性高聚物 包括聚醋酸乙烯酯(PVAC),纯丙烯酸酯乳液、苯一丙乳液、乙丙乳液、含硅乳液等;
(7)橡胶及橡胶胶乳;
(8)沥青及改性沥青;
(9)甲基丙烯酸酯类涂料(上文已有介绍);
(10)各种无机材料 包括石墨、硅酸、磷酸、二氧化硅、蛭石、石棉、金属等。
玻璃纤维织物的防腐性能可以通过涂覆不同的涂层材料来提高。例如,可以涂覆抗碱的聚烯酸酯类,从而使玻璃纤维织物在建筑装饰及建筑补强加固上应用。目前通过涂料层达到防腐目的较通过改变玻璃纤维成分达到防腐目的工艺具有成本低、灵活性及适应性高等特点,同时可赋予玻璃纤维涂层织物更好的手感及耐磨性,应用范围呈上升趋势。

表2一58为常用涂层材料的主要化学性能表,不同的涂层料其化学性能不同。例如,玻璃纤维可以涂覆聚丙烯酸改善其耐磨性差的弱点,同时保护玻璃纤维不受水及碱的侵蚀,提高耐候性及耐碱性,现已广泛应用于建筑装演及加固上。又如,玻璃纤维可以涂覆聚四氟乙烯提高其防腐性能及耐老化性,提高表面的自清洁性,现已广泛应用于膜结构建筑、化工防腐、高温输送等领域。
综上所述,通过涂覆防腐、耐热及耐磨性能优异的涂层材料,可大大弥补玻璃纤维的性能不足,从而提高和扩大玻璃纤维织物的应用范围。








































