一种在线涂覆制备彩色玻璃纤维的方法[0002]玻璃纤维具有原料易得、强度高、模量高、耐腐蚀等一系列的优点，是一种常用的性能优良的增强材料。近年来，玻璃纤维增强复合材料得到了飞速的发展和广泛的应用。大量的玻璃纤维增强塑料应用于电子产品中，人们对产品外观视觉要求越来越高，因此彩色玻璃纤维的开发可以扩展玻璃纤维的使用范围，增加其经济价值。[0003]玻璃纤维的表面致密光滑且含有较少的活性基团，不利于染料分子的吸收和扩散，严重影响纤维的着色性能。目前在玻璃纤维染色方面还没有成熟的工艺，主要是染色不均匀，染色附着力不佳易脱落等问题，国内对彩色玻璃纤维的研究和开发较少。[0004]玻璃纤维在原丝拉制过程中通常在纤维的表面涂覆一层浸润剂，它可以防止玻璃纤维表面微裂纹的产生和扩散、减少纤维间的摩擦损伤，提高纤维的强度；同时浸润剂还可以提高纤维与树脂基体之间的粘结强度。当在浸润剂中加入着色物质时，着色物质可以通过浸润剂涂覆在玻璃纤维的表面，结合在纤维表面的浸润剂膜层之中，从而实现玻璃纤维的染色。
[0005]本发明所要解决的技术问题是提供一种线涂覆制备彩色玻璃纤维的方法，该方法工艺简单，操作方便，节省成本，适用于工业化生产，通过带有着色物质的浸润剂在线涂覆的方法可制备多种不同颜色的玻璃纤维，制得的彩色样品具有较好的耐晒和高温色牢度，与树脂结合制备复合材料时颜色不扩散，色彩明亮不模糊。[0006]本发明的一种在线涂覆制备彩色玻璃纤维的方法，包括以下步骤:[0007](I)在室温下，将冰醋酸、硅烷偶联剂、固色剂和水溶性环氧分别用去离子水稀释，然后依次混合并搅拌均匀，再加入无机着色物质，最后加入余量的水，得到含有着色物质的浸润剂；
[0008](2)将上述含有着色物质的浸润剂添加到玻璃纤维生产线上的设备中，通过在线拉丝制备玻璃纤维原丝，最后烘干即得彩色玻璃纤维。
[0009]所述步骤(1)含有着色物质的浸润剂中冰醋酸的质量浓度为0.05~0.1%。
[0010]所述步骤(1)含有着色物质的浸润剂中硅烷偶联剂的质量浓度为0.4~1%。
[0011] 所述步骤(1)中的固色剂为双氰胺甲醛树脂，其在含有着色物质的浸润剂中的质量浓度为0.5~1%。
[0012]所述步骤(1)中的水溶性环氧为双酚A型环氧树脂，其在含有着色物质的浸润剂中的质量浓度为5~10%。
[0013]所述步骤(1)中的无机着色物质为无机颜色离子或纳米级无机颜料，其占含有着色物质的浸润剂的质量分数为0.5~3%。
[0014]所述步骤(1)中硅烷偶联剂使用20倍量的去离子水稀释至无油花，所述的固色剂使用3倍量的水中稀释，所述的水溶性环氧使用2倍量的水稀释，均为体积比。
[0015]所述步骤(2)中的玻璃纤维生产线为代钼坩埚拉丝生产线。
[0016]所述步骤(2)中含有着色物质的浸润剂是添加到玻璃纤维生产线中的涂油器中。
[0017]所述步骤(2)中烘干的温度为100~120°C，烘干时间为10~12h。
[0018]本发明首先向玻璃纤维浸润剂中加入着色物质，然后在拉丝过程中通过浸润剂的涂覆实现玻璃纤维的着色。该方法工艺简单，操作方便，节省成本，适用于工业化生产。这种方法可制备多种不同颜色的玻璃纤维，制得的彩色样品具有较好的耐晒和高温色牢度，与树脂结合制备复合材料时颜色不扩散，色彩明亮不模糊。
[0019]有益效果:
[0020](I)本发明方法可直接通过玻璃纤维生产线实施，不需要其他设备，工艺简单、实用，适用于工业化生产；
[0021](2)本发明方法可制备多种不同颜色的玻璃纤维，且具有较好日晒和耐温色牢度，彩色玻璃纤维与树脂结合制备复合材料时颜色不扩散，色彩明亮不模糊。



[0022]图1为3%FeCl3染色后的玻璃纤维表面形貌；
[0023]图2为3%FeCl3染色后的玻璃纤维在树脂中的扩散性能；
[0024]图3为1%炭粉染色的玻璃纤维样品。

[0025]下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。
[0026]实施例1
[0027](I)先将硅烷偶联剂KH570用20倍的水稀释，边加边搅拌，加入后搅拌半小时，直至变清没有油花；将固色剂用3倍水稀释，将水溶性环氧用2倍水稀释；然后在冰醋酸的水溶液中依次加入稀释后的硅烷偶联剂KH570、固色剂和水溶性环氧，搅拌均匀，最后加入氯化铁溶液，补足余量的水，即得含有着色物质的浸润剂，其中冰醋酸、KH-570、固色剂、水溶性环氧和氯化铁的质量浓度依次为0.08%,0.4%、0.5%、5.5%、3%。
[0028](2)将配置好的含有着色物质的浸润剂添加到玻璃纤维生产线上的涂油器设备中，通过在线拉丝制备玻璃纤维原丝，将制备好的原丝在120°C烘干12小时。
[0029]实施例2
[0030](I)先将硅烷偶联剂KH550用20倍的水稀释，边加边搅拌，加入后搅拌半小时，直至变清没有油花；将固色剂用3倍水稀释，将水溶性环氧用2倍水稀释；然后在冰醋酸的水溶液中依次加入稀释后的硅烷偶联剂KH550、固色剂和水溶性环氧，搅拌均匀，最后加入水溶性炭粉，补足余量的水，即得含有着色物质的浸润剂，其中冰醋酸、KH-550、固色剂、水溶性环氧和水溶性炭粉的质量浓度依次为0.07%,0.6%、1%、10%、1%。
[0031](2)将配置好的含有着色物质的浸润剂添加到玻璃纤维生产线上的涂油器设备中，通过在线拉丝制备玻璃纤维原丝，将制备好的原丝在100°`c烘干10小时。