<Desc/Clms Page number 1>
Haftmitte1schlichte für Glasseidenfasem, Glasfasermatten und Glasgewebe
Die Erfindung bezieht sich auf Haftmittelschlichten, die für die Oberflächenbehandlung von Glasseidenfasern gehackter Glasfasermatten und Glasgewebe bestimmt sind, die bei der Herstellung von glasfaserverstärkten Plasten Verwendung finden.
Es sind Haftmittelschlichten für die genannten Glasfüllstoffe auf der Grundlage von Klebemittel,
EMI1.1
Patentschrift Nr. 1102092 ; franz. Patentschrift Nr. 1. 203. 782 ; brit. Patentschrift Nr. 796, 574j USAPatentschrift Nr. 2,910, 378 und Nr. 2,938, 812), bekannt.
Auf der Grundlage von Glasseidenfasern, Glasfasermatten und Glasgewebe, die mit den genannten Haftmittelschlichten behandelt wurden, können lichtdurchlässige glasfaserverstärkte Plaste nicht herge- stellt werden. Ausserdem erfordern die bekannten Haftmittelschlichten erhöhte Temperatur (IOOOC und höher) zur Befestigung der genannten Glasfüllstoffe auf ihrer Oberfläche, wodurch der Prozess der Bearbeitung der letzteren verlängert und teurer wird. Die genannten Haftmittelschlichten gewährleisten keine ausreichende Adhäsion von Glasseidenfasern, Glasfasermatten und Glasgeweben an Polyester- und Epoxydharzen und machen es nicht möglich, Glasseidenfasern mit erhöhter Zugfestigkeit herzustellen.
Das Ziel der Erfindung besteht in der Beseitigung der genannten Nachteile.
Der Erfindung wurde die Aufgabe zugrundegelegt, eine Haftmittelschlichte zu entwickeln, die es möglich macht, lichtdurchlässige glasfaserverstärkte Plaste auf der Grundlage der mit dieser behandelten Glasseidenfasern, Glasfasermatten und Glasgewebe herzustellen, und die sich bei niedrigeren Temperaturen (22 bis 250C) an der Oberfläche der genannten Glasfüllstoffe befestigt, die Adhäsion der genannten Glasfüllstoffe an den Polyester- und Epoxydharzen erhöht sowie die Festigkeit der Glasseidenfasern steigert.
Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, dass die Haftmittelschlichte für Glasseidenfasern, Glasfasermatten und Glasgewebe, die für die Herstellung von glasfaserverstärkten Plasten bestimmt sind, auf der Grundlage von Klebemittel, Hydrophobierungsmittel, Emulgiermittel-Antistatikum und Wasser erfindungsgemäss als Klebemittel verseiftes Polyakrylnitril mit einer Verseifungszahl von 0, 1 bis 0,8 enthält.
Die erfindungsgemässe Haftmittelschiichte, die das genannte Klebemittel enthält, erhöht die Zugfestigkeit der Glasseidenfasern um 20 bis 35%, sie enthält auch aktive funktionelle Gruppen - COOH,
<Desc/Clms Page number 2>
EMI2.1
EMI2.2
Man verwendet zweckmässig eine Haftmittelschlichte, die 20 bis 60 g/l verseiftes Polyakrylnitril mit einer Verseifungszahl von 0, 1 bis 0,8, 5 bis 50 g/l Hydrophobierungsmittel, 3 bis 10 g/l Emulgier- mittel-Antistatikum und 0,972 bis 0, 880 l Wasser enthält.
Zur Herstellung von Glasseidensträngen (Rovings), die beim Hacken im Herstellungsprozess von glasfaserverstärkten Plasten zerfallen, verwendet man zweckmässig eine Haftmittelschlichte, die als Klebemittel neben dem verseiften Polyakrylnitril auch Polyvinylalkohol mit einer Viskosität von 50 bis
60 cP enthält.
Man verwendet zweckmässig eineHaftmittelschlichte, die 20 bis 60 g/l verseiftes Polyakrylnitril mit einer Verseifüngszahl von 0, lbis0, 8, 5bis30 g/lPolyvinylalkohol mit einer Viskosität von 50 bis 60 cP,
5 bis 50 g/l Hydrophobierungsmittel, 3 bis 10 g/l Emulgiermittel-Antistatikum und 0,967 bis 0,850 l Wasser enthält.
Die erfindungsgemässe Haftmittelschlichte wird wie folgt hergestellt
In einen Reaktor mit Rührwerk bringt man Wasser, Emulgiermittel-Antistatikum, z. B. Sulfoderivate der Fettsäuren und Glykole, Kokosöl und verseiftes Polyakrylnitril mit einer Verseifungszahl von 0, 1 bis 0,8 ein. Das Gemisch erwärmt man innerhalb 50 bis 60 min auf eine Temperatur von 40 bis 900C. Nachdem die Lösung homogen geworden ist, gibt man das Hydrophobierungsmittel z. B. Vinyltri- äthoxysilan, y-Aminopropyltriäthoxysilan, Werner-Komplex-Verbindung und Chrom-Stearat-Komplexsalz, Aluminium-Stearat-Komplexsalz, Gemisch der genannten Salze zu. Es wird noch 1 bis 2 h bei der obengenannten Temperatur gerührt, wonach die Haftmittelschlichte aus dem Reaktor abgezogen wird (der pH-Wert der Lösung beträgt 5,5 bis 6,5).
Zur Herstellung von Glasfasersträngen (Rovings), die beim Hacken im Herstellungsprozess der glasfaserverstärkten Plaste zerfallen, bringt man nach dem Emulgiermittel-Antistatikum in den Reaktor den Polyvinylalkohol mit einer Viskosität von 50 bis 60 cP ein. Die Lösung erwärmt man auf eine Temperatur von 85 bis 900C. Nach der vollständigen Auflösung des Polyvinylalkohols bringt man in den Reaktor verseiftes Polyakrylnitril ein. Das Gemisch wird bei der genannten Temperatur 80 bis 90 min gerührt und dann das Hydrophobierungsmittel hinzugefügt. Es wird 1 bis 2 h bei derselben Temperatur weitergerührt, wonach das Fertigprodukt aus dem Reaktor abgezogen wird.
Zum besseren Verstehen der Erfindung werden nachstehend folgende Beispiele für die Herstellung von Haftmittelschlichte für Glasseidenfasem, Glasfasermatten und Glasgewebe angeführt.
Beispiel l : In einen Reaktor mit Rührwerk bringt man 0, 926 l Wasser, 8 g/lMethyltris (oxy- äthyl) und 50 g/l wässerige Lösung (10%iger Konzentration, bezogen auf das Ausgangspolymere) des mit Ätznatron verseiften Polyakrylnitrils mit einer Verseifungszahl von 0, 4 ein. Das Gemisch erwärmt man 60 min auf 650C. Dann fügt man zur Lösung 16 g/l Aluminium-Stearat-Komplexsalz und ChromStearat-Komplexsalz hinzu (die Herstellung der Lösungen der Komplexsalze sowie des Gemisches dieser Lösungen wird nachstehend beschrieben).
EMI2.3
Die wässerige Lösung des mit dem Ätznatron verseiften Polyakrylnitrils erhält man wie folgt.
Eine wässerige Suspension des Polyakrylnitrils bringt man in einen Reaktor mit Rührwerk ein und behandelt im wässerigen Medium mit einem pH-Wert von 13 bei einer Temperatur von 98 bis 1010C innerhalb 5 h.
Das Produkt der alkalischen Behandlung mit einer Verseifungszahl von 0,4 verdünnt man mit Wasser bis zu 10%iger Konzentration, bezogen auf das Ausgangspolymere.
Das Gemisch der Lösungen von Aluminium-Stearat-bzw. Chrom-Stearat-Komplexsalzen (Hydrophobierungsmittel) erhält man wie folgt.
Zur Herstellung der Lösung von Aluminium-Stearat-Komplexsalz löst man 62 kg trockenes Alu-
EMI2.4
<Desc/Clms Page number 3>
zu und lässt die Lösung bei 700C 2 h stehen. Dann kühlt man die Lösung auf eine Temperatur von 18 bis 200C ab, und filtriert die erhaltene Lösung von Aluminium-Stearat-Komplexsalz von dem N atriumchlorid ab.
Die Lösung des Chrom-Stearat-Komplexsalzes wird wie folgt hergestellt.
In einen emaillierten 150 1-Apparat, der mit einem Rührwerk und einem Mantel versehen ist, bringt man 20 kg fein zerkleinertes Natriumdichromat ein, wonach bei arbeitendem Rührwerk unter
EMI3.1
reich von 35 bis 40 C.
Nach der beendeten Reduktion des N atriumdichromats destilliert man aus dem Apparat unter Vakuum (600 Torr) die überschüssige Salzsäure und das Wasser ab und löst den Rückstand in 20 l 80% igem Isopropylalkohol auf. Die erhaltene Lösung behandelt man mit 3,2 kg Ätznatron in 70 l 80% gem Isopropylalkohol. Zu dem entstandenen basischen Chromchlorid gibt man 14 kg Stearinsäure zu, wonach die Reaktionsmasse bei einer Temperatur von 80 bis 850C 2 h stehengelassen und dann auf eine Temperatur von 18 bis 200C abgekühlt wird. Die Lösung des Chrom-Stearat-Komplexsalzes filtriert man von dem Natriumchlorid ab.
Die erhaltene Lösung des Aluminium-Stearat-Komplexsalzes vermischt man mit der des ChromStearat-Komplexsalzes bei einem Volumverhältnis von 1 : 2.
Das Emulgiermittel-Antistatikum, das Methyltris (oxyäthyl) erhält man wie folgt.
In einen Reaktor, der einen emailierten 600 l-Stahlapparat darstellt und mit einem Rührwerk, einem Kühlmantel und einem Thermometer versehen ist, bringt man 337 kg Triäthanolamin und 259 kg Dimethylsulfat ein. Das Verfahren wird unter Vakuum bei einer Temperatur von 40 bis 450C unter Rühren durchgeführt. Dann entnimmt man eine Probe zur Ermittlung des Gehaltes an freiem Triäthanolamin, dessen Menge in einem Bereich von 4 bis 6% liegen soll. Bei einem Gehalt an Triäthanolamin unter 4% wird dieses in den Reaktor eingeführt. Bei dessen Gehalt von mehr als 6% wird das Dimethylsulfat hinzugefügt.
Nach der Einstellung der genannten Bedingungen im Reaktor wird das Vakuum weggenommen und das Fertigprodukt durch den Filter in Fässer oder Flaschen abgefüllt.
Die physikalisch-mechanischen Kennwerte der mit der erhaltenen Haftmittelschlichte behandelten Glasseidenfasern sowie der glasfaserverstärkten Plaste auf der Grundlage dieser Fasern sind wie folgt :
Zugfestigkeit der Glasseidenfaser, 270 kp/mm2,
Biegefestigkeitsverlust der glasfaserverstärkten Polyesterplaste nach 2stündigem Kochen in Wasser, 5%,
EMI3.2
60 g/l wässerige Lösung (10%figer Konzentration, bezogen auf das Ausgangspolymere) des mit Ätzkali verseiften Polyakrylnitrils mit einer Verseifungszahl von 0,8 ein.
Das Gemisch rührt man 90 min bei 85 C, wonach man 15 g/l Gemisch der Lösung von Aluminium-Stearat-Komplexsalz und der Lösung von Chrom-Stearat-Komplexsalz (in einem Volumverhältnis der Lösungen bzw. von 1 : 2) hinzufügt ; die Herstellung der jeweiligen Lösungen und deren Gemischen ist in Beispiel 1 beschrieben.
Die Lösung wird 2 h bei der genannten Temperatur weitergerührt, wonach die Haftmittelschlichte aus dem Reaktor abgezogen wird (der PH-Wert der Lösung beträgt 6, 0).
Die physikalisch-mechanischen Kennwerte der mit der erhaltenen Haftmittelschlichte behandel-
EMI3.3
Biegefestigkeitsverlust der glasfaserverstärkten Polyesterplaste nach 2stündigem Kochen in Wasser, 1, 50/0, Lichtdurchlässigkeit der glasfaserverstärkten Polyesterplaste, 85% Biegefestigkeitsverlust der glasfaserverstärkten Epoxydplaste nach 2stündigem Kochen in Wasser,
EMI3.4
Beispiel 3 : In einen Reaktor mit Rührwerk bringt man 0, 938 1 Wasser, 6 g/ ! Methyltris (oxy- äthyl) und 40 g/l wässerige Lösung (8%iger Konzentration, bezogen auf das Ausgangspolymere) des mit
<Desc/Clms Page number 4>
Ätznatron verseiften Polyakrylnitrils mit einer Verseifungszahl von 35 ein. Das Gemisch erwärmt man im Laufe von 60 min auf 65 C, wonach 16 g/l Lösung von Chrom-Stearat-Komplexsalz hinzugefügt werden, die der in Beispiel 1 beschriebenen entspricht.
Die Lösung wird 2 h bei 650C weitergerührt, wonach die fertige Haftmittelschlichte aus dem Reaktor abgezogen wird (der pH-Wert der Lösung beträgt 6, 0).
Beispiel 4 : In einen Reaktor mit Rührwerk bringt man 0, 938 1 Wasser, 6 g/lMefhyltris (bxy- äthyl) und 40 g/l wässerige Lösung (81piger Konzentration, bezogen auf das Ausgangspolymere) des mit dem Ätznatron verseiften Polyakrylnitrils mit einer Verseifungszahl von 35 ein. Das Gemisch erwärmt man im Laufe von 60 min auf 65 C, wonach 16 g/l Lösung von Aluminium-Stearat-Komplexsalz hinzugefügt werden, die der in Beispiel 1 beschriebenen entspricht.
Die Lösung wird 2 h bei 650C weitergerührt, wonach die fertige Haftmittelschlichte aus dem Reaktor abgezogen wird (der pH-Wert der Lösung beträgt 6,0).
Beispiel 5 : In einen Reaktor mit Rührwerk bringt man 0,906 1 Wasser, 4 g/1 der Verbindung
EMI4.1
erhaltene Gemisch erwärmt man im Laufe von 60 min auf 85 C. Dann bringt man in den Reaktor 60 g/l wässerige Lösung (10%figer Konzentration, bezogen auf das Ausgangspolymere) des mit Ätznatron verseiften Polyakrylnitrils mit einer Verseifungszahl von 0, 35 ein. Das Gemisch wird bei 850 innerhalb
EMI4.2
Die Lösung wird 2 h bei der genannten Temperatur weitergerührt, wonach die Haftmittelschlichte aus dem Reaktor abgezogen wird (der pH-Wert der Lösung beträgt 6, 5).
Die physikalisch-mechanischen Kennwerte der mit der erhaltenen Haftmittelschlichte behandelten Glasseidenfasern sowie der glasfaserverstärkten Plaste auf der Grundlage dieser Fasern sind wie folgt :
Zugfestigkeit der Glasseidenfaser, 250 kp/mm2,
Biegefestigkeitsverlust der glasfaserverstärkten Polyesterplaste nach 2stündigem Kochen in Wasser, 70/0,
Lichtdurchlässigkeit der glasfaserverstärkten Polyesterplaste, 700/0,
EMI4.3
Beispiel 6 : In einen Reaktor mit Rührwerk bringt man 0, 890 1 Wasser, 5 g/lMethyltris (oxy- äthyl) und 30 g/l Polyvinylalkohol mit einer Viskosität von 60 cP ein. Das erhaltene Gemisch erwärmt man im Laufe von 60 min auf 850C. Dann bringt man 60 g/l wässerige Lösung (1O0iger Konzentration, bezogen auf das Ausgangspolymere) des mit Ätzkali verseiften Polyakrylnitrils mit einer Verseifungszahl von 0, 35 ein. Das Gemisch rührt man 90 min bei 85 C, wonach man 10 g/l Lösung von ChromStearat-Komplexsalz, die wie im Beispiel 1 beschrieben hergestellt wird, und 5 g/l y-Aminopropyltriäthoxysilan hinzufügt.
Die Lösung wird 2 h bei 850C weitergerührt, wonach die Haftmittelschlichte aus dem Reaktor abgezogen wird (der pH-Wert der Lösung beträgt 6, 5).
Beispiel 7 : In einen Reaktor mit Rührwerk bringt man 0, 895 1 Wasser, 5 g/lMethyltris (oxy- äthyl) und 30 g/l Polyvinylalkohol mit einer Viskosität von 60 cP ein. Das Gemisch erwärmt man im Laufe von 60 min auf 850C.
Dann bringt man 60 g/l wässerige Lösung (100/0iger Konzentration, bezogen auf das Ausgangspolymere) des mit Ätznatron verseiften Polyakrylnitrils mit einer Verseifungszahl von 0, 4 ein. Das Gemisch rührt man 80 min bei einer Temperatur von 85 C, wonach man 10 g/l Vinyltriäthoxysilan hinzufügt.
Die Lösung wird 2 h bei der genannten Temperatur weitergerührt, wonach die Haftmittelschlichte aus dem Reaktor abgezogen wird (der pH-Wert der Lösung beträgt 6,5).
**WARNUNG** Ende DESC Feld kannt Anfang CLMS uberlappen**.