浅谈石蜡型浸润剂存在的问题和解决办法论文

浅谈石蜡型浸润剂系统存在的问题和解决办法张少茹（天津天材建业投资有限公司）摘要：介绍玻璃纤维石蜡型浸润剂形成历史、地位、作用，调研玻璃纤维坩埚生产企业石蜡型浸润剂系统存在的问题和难题，详述了解决问题的办法。

关键词；玻璃纤维；坩埚法；石蜡型；浸润剂；系统；问题；办法1关于石蜡型浸润剂20世纪30年代，玻璃纤维率先在美国诞生。

我国的玻璃纤维工业起步于1958年，开始以仿制原苏联坩埚法生产玻璃纤维，浸润剂主要采用石蜡型。

到1969年我国代铂炉坩埚法技术诞生，单台坩锅用铂金量大幅下降，克服了铂金短缺困难为我国玻纤工业快速发展闯出一条新的道路。

到1978年以代铂炉坩埚法为主体，以石蜡型浸润剂为代表、以我国特有中碱耐化学侵蚀型产品为主体的多种玻纤制品工业形成体系。

进入90年代，由于先进池窑的飞速发展坩锅法生产比重不断下降，但总量仍保持高速增长。

按2007年当时我国玻纤总量160万吨，坩埚法约占30%为48万吨。

生产厂家几百家，总产量占世界总产的11.4%，是日本总产量的1.5倍。

目前坩埚法生产纺织型纱主要用石蜡型浸润剂，包括一些无碱产品，脱蜡工艺也比较完善。

在池窑拉丝飞速发展的今天，当行业过多关注池窑的发展（池窑使用树脂型或淀粉型浸润剂），却将古老适用的石蜡型浸润剂抛到遗忘角落。

中国现仍然是发展中国家，考虑到小玻纤发展方式的转变，对促进行业健康发展和技术进步意义重大，因此我们玻纤工作者要从改进、提高和环保问题上对石蜡型浸润剂予以关注。

2石蜡型浸润剂特点石蜡型浸润剂主要是以乳化石蜡作为保护玻纤的成膜剂、以乳化油作为润滑剂。

相比树脂型浸润剂，石蜡型乳剂的优点是非常适合于纺织加工（包括一些化纤、棉纺织造有涂蜡工艺），石蜡型浸润剂具有较好的成膜性和润滑性，抗切强度低，纤维不会因石蜡粘结造成纤维撕裂。

体系原料来源广泛，价格便宜，简单实用。

缺点主要是粘性大，在原丝表面结成一层硬膜，干后发硬，较易破裂，在加捻和织造过程中有部分单纤在表层破裂后，摩擦断裂造成毛丝。

纤维集束性差、散丝较严重，大量的浸润剂飞溅在丝筒表面也会使丝筒发粘，退解时层间撕裂。

配方中又用了较多绝缘组份抗静电性能差。

飞溅到空间的浸润剂随处挂，难于清理，影响环境，排出废水影响环保。

3石蜡型浸润剂系统存在问题和解决办法3.1配方存在的问题和解决办法目前配制连续玻璃纤维用的石蜡型浸润剂,需要用平平加、硬脂酸、固色剂、石蜡、凡士林、机油做为原料．其中平平加是非离子型乳化剂，硬脂酸是辅助乳化剂．两者互相配合乳化由石蜡、凡士林、机油等组成的混合油相，为提高原丝润滑性和乳液稳定性，加入固色剂形成浸润剂基本体系。

目前各玻纤生产企业石蜡型浸润剂配方可谓五花八门，使用配方感觉拉丝、纺纱过得去就一直使用着，不行看那家好一点就变一变，根本不懂使用原料作用和机理。

原料、配制浸润剂等反映浸润剂性能的检测几乎没有，广泛存在不同品种使用同一浸润剂配方问题。

现在许多厂也认识到石蜡型浸润剂存在问题，希望用添加一些组分有所改进，但要想根据生产实际解决配方问题，前提是我们应充分了解配方中各组分在浸润剂体系中所起作用和质量要求，逐步完善各种检测功能。

要根据石蜡型浸润剂使用过程存在的缺陷，在保证基础配制达到较高水平基础上加以改进，特别强调的是基础配制水平是基础，任何想靠加入几种新物质而使浸润剂体系质量发生根本性改变是不现实的。

笔者对浸润剂多年实践体会，在配置好的基础石蜡浸润剂中加入1—2种适合的高分子树脂代替石蜡明显改善石蜡浸润剂集束性能，加入的部分替代物进一步降低石蜡用量，减小了粘度增加了浸透性进一步增加了集束性。

加入少量Cation—X等类型的阳离子物，其分子在水中一端水解出带正电荷离子，其独特的阳离子基可以与玻璃纤维阴离子表面起反应性结合，另一端高分子和浸润剂体系油相有很好相容性，有利于浸润剂中非离子乳剂和油相在玻纤表面吸附。

同时起增加润湿渗透，有利于形成连续具有很好柔软、干润滑和抗静电性均匀膜，有利于纤维后加工减少毛纱。

阳离子物的加入具有增加浸润剂体系活性和改善纤维性能双重功效。

同时阳离子物质还是一种优良的防腐剂可防止浸润剂发霉，对排出的废水具有杀菌作用，有利于再利用。

针对广泛存在不同品种使用同一浸润剂配方问题，应根据原丝号数和单纤维直径，选择配方组分、合理确定配方、固含量，按照号数大、纤维粗，注重集束和反之注重润滑的原则调整。

使每个品种有相对独立的配方，以满足原丝对浸润剂性能要求。

综上根据传统6配方存在问题，吸收现代纺织精细化工予以改进。

加入适当类型树脂，利用树脂型浸润剂集束好特点改造石蜡乳剂提高集束性、利用Cation—X等阳离子增加柔软，提高抗静电性和干润滑性等，适当加入偶联剂提高玻纤原丝湿强。

浸润剂体系会得到极大改善，更加符合浸润剂体系具备成膜剂、干湿润滑剂、偶联剂基本特征。

3.2配置过程存在的问题和解决办法目前配制石蜡型浸润剂企业配制方法各式各样，表现在乳化剂和油相混合物加热最高温度值不同企业差距近一倍。

投入乳化剂和油混合相的固色剂温度从常温—80℃，乳化加水时乳化剂、油、固色剂混合相温度和用水温度也相差较大。

虽然安装了温度测量控制装置，由于不懂经常校对偏差和所取温度点没有代表性，控制温度与实际相差20—30℃。

但共同点是绝大多数企业浸润剂配制人员素质较低，根本不懂浸润剂配制机理、不懂不会看转相过程，甚至将未经过水解的偶联剂直接放入热水中，缺少基本常识。

配制设备、加热方式的落后使过程的控制更加困难。

我们知道化工操作如果不能根据机理很好地控制过程和温度点，特别对乳剂的配制是不可能达到预期效果。

浸润剂配制不好主要特征是油水分层快不能使用、油相颗粒大浸透不好，成膜困难等问题，直接造成化工原料浪费，加剧环保压力。

造成纺纱、制造困难影响质量，浪费巨大。

因此搞好基础乳液配制是企业最重要工作之一。

如何配制好石蜡型浸润剂？其实多年前我们许多玻纤前辈对石蜡型浸润剂有过很多成熟论述。

借此我在前辈基础上结合自己实践体会重新讨论此问题，希望以此为平台引起企业和玻纤工作者共同关注。

我认为要配置好石蜡型浸润剂，重要的是温度点要确定好。

（1）确定乳化剂和油等五种原料搅拌加热最高温度区间，区间最低温度不能低于所用平平加浊点，否则影响平平加和油的结合，进而影响乳化质量；最高温度一般比最低温度高5—10℃，太高造成局部部分油相碳化冒烟，影响配比和质量。

（2）搅拌降温时可加入熔化阳离子物起增效乳化能力，搅拌降温至80-85度时（具体看固色剂的温度）加入50--60度的固色剂，，以加入固色剂搅拌均匀变稠后稳定时，混合相温度不低于70度为准(倒入的固色剂温度低于混合相是防止固色剂亲水基与平平加争水使平平加失去乳化作用)。

（3）混合相搅拌均匀粘度变稠温度降到70℃时开始加热水。

这是一个最关键温度点，这是因为配制石蜡乳剂最适宜的温度是70℃，物料在加水混合乳化前所有物料温度均应设法降至70℃为宜．因温度太高时，乳化形成的油珠动能太大，会互相撞破乳化膜面造成乳剂分层，温度太低时，混合油会凝固起来，不能乳化。

（4）加热水温度略高于70℃（太高整体温度上升，太低整体温度下降道理同上），建议水分三次加入（加水温度和每次量根据气温和搅拌降温速度试验确定）这样配制的浸润剂乳液颗粒比连续加水均匀。

保持加热水增温和搅拌降温作用的平衡。

此外连续观察混合相系统粘度、颜色变化，变化过程是系统的黏度由稀变得不断粘稠颜色不断加深（油包水）,然后黏度很快下降变稀、颜色由深变浅变白后（水包油），迅速加入50--60℃的温热水（温度继续超过70℃乳化过程不能终止，温度过低由于转向后油相浓度高遇冷凝固）稀释至一定量。

然后加入增加集束性提前稀释好的树脂、水解好的偶联剂等，搅拌补齐水至配制量，配制好浸润剂夏季常温、春秋20度、冬季30度，继续搅拌20分钟即可使用。

注意水质的好坏与乳液关系很大，有条件使用去离子水或自来水，要注意使用醋酸或多元醇调节水的表面张力和PH值,增加浸润剂活性。

关于加热方式，降温速率对温度控制很重要，做好升降温的控制。

搅拌机的桨叶形式和搅拌速度对乳化也很重要。

其中桨叶形式决定了剪切方式，要不留死角上下翻滚。

搅拌速度应在500---1500转/分。

3.3浸润剂使用存在的问题和解决办法许多企业在浸润剂使用过程中一是不能根据外部气候变化，调整浸润剂最后的使用温度，使浸润剂保持稳定的粘度，对原丝浸透性波动大，影响集束性，造成纺纱毛丝。

应注意夏天配制温度略低一些，冬季配置温度略高一些。

二是配制好一定量的浸润剂连续反复使用，由于浸润剂每使用一次固含量有所降低，浸润剂浓度波动大，影响原丝浸润剂含量。

解决办法根据每天浸润剂新配制需要量和测定每天浸润剂回收量，将新配制和回收的浸润剂按比例混合搅拌均匀后使用，这样连续用浸润剂浓度稳定性会极大改善。

有利于原丝含浸润剂量的均匀一致，为减少毛纱创造前提。

3.4浸润剂膜对环境温湿度要求拉丝生产的原丝筒要在合理的温湿度条件下，存放一定时间使附在玻璃纤维表面的浸润剂水分减少固化成膜后，后加工过程对纤维的保护作用更好体现。

在后加工过程中玻璃纤维由于浸润剂的因素，具备边界膜的特性，因此对环境的温湿度特别敏感，在不适宜的温湿度情况下，强度和耐磨性都会下降。

由此会出现卷罗拉、毛纱等现象。

甚至造成生产无法进行。

产品质量大幅下降。

为稳定生产，在拉丝、存放、纺纱区必须严格控制温湿度。

3.4.1湿度与生产的关系1在相对湿度高的情况下(1）由于水分的过度侵蚀，纤维强度降低。

(2)耐磨性差，由于湿度太大，水分不易挥发，浸润剂在玻璃纤维表面结膜性不好，这样纤维在加工过程中膜就容易被磨损脱落，裸露的纤维失去保护发生断裂而产生大量毛纱。

(3)断头率增加，在高湿的环境下，纤维成膜不好，纱线发粘且在粘附力较大情况下，束纱与束纱之间由于粘结力强在退解时将下层丝部分带断形成毛纱。

同时卷罗拉现象增多，从而造成断纱现象增多。

2在相对湿度低的情况下（1）静电产生，在退绕过程中，纤维不断地受导纱机构摩擦、挤压、拉伸以及纤维之间的相互摩擦等，都会产生静电现象，这种静电现象的严重程度是随着湿度的减低而严重的。

当湿度过低时，静电现象大大增加，单纤维之间会因为静电（同电荷）而相斥，出现毛丝和散丝，影响纱线强力造成断头增加。

3.4.2温度与生产的关系1在温度较低的情况下（1）温度较低时，纱线发脆，耐折性能差，在经过各个导纱环节时折断，给加工带来困难，断头增加。

（2）温度高，纱线发软、表面发粘也会造成卷罗拉断头增加。

因此玻璃纤维的加工必须保持一定的温湿度。

比较适宜的温湿度是温度25--27度，相对湿度在50—60%。

考虑到人的因素，这样的温湿度可以使人保持在一个好的状态，体现以人为本。

3.5浸润剂飞溅问题和解决办法浸润剂的飞溅分为两部分，拉丝集束槽下浸润剂飞溅，主要是为防止亮丝对集束槽给浸润剂用量过大，随高速运动的原丝带入拉丝机护板空间。