CS217125B1 - Způsob povrchové úpravy skleněných a minerálních vláken - Google Patents

Abstract

Vynález se tyká oboru přípravy laminátů a kompozitů. Je resen technický problém povlékáni vláken filmem epoxidového kaučuku z vodné disperze, cimz se dosahuje jednak zlep šeni pracovního prostředí a vyloučeni nebezpečí výbuchu požáru, jednak se snižuji náklady nutné jinak k zachycováni a regeneraci rozpouštědel, úprava povrchu skleněných a minerálních vláken je nezbytná pro dosazeni dostatečného spojeni mezi vláknem a epoxidovým či polyesterovým pojivém laminátu nebo kompozitu.

Description

Při výrobě epoxidových Cl polyesterových laminátů nebo kompozltů je nutné provádět předběžné úpravy Vláken pro dosazeni dostatečné pevnosti vazby mezi povrchem vlákna a pojivá· Jedním ze způsobů úpravy vláken je povlékánl tenkým filmem vulkanlzovanóho kaučuku, zejména polyuretanového a epoxidového»

Známé způsoby povrchové úpravy vláken vulkanlzovanýml kaučuky spočívají v tom, že na vlákno se působí roztokem směsi elastoméru a vulkanlsátoru v těkavýoh rozpouštědlech, přebytek roztoku činidla se oddělí a po odpaření tekavých sloZek se nechá proběhnout vulkanizace při pokojové nebo zvýšená teplotě· Používání roztoků elastoméru a vulkanlzátoru v těkavých rozpouštědlech je provázeno řadou nevýhod* Je to zejména obtěžování, pracujíoíoh obvykle toxickými parami rozpouštědel, nebezpečí výbuchu nasycené směsi par a značné ztráty rozpouštědel, která se jen obtížně regenerují·

Nyní jsme ‘nalezli, že lze skelná a minerální vlákna povrohove upravovat způsobem podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že na vlákno se působí vodnou disperzí o hmotnostním složení 0,ol až 5,0 % epoxidového elastoméru o středili molekulové hmotnosti 4o0 až 4000 a obsahu epoxidových skupin 0,050 az 0,500 mol/ίου g a 0,005 až 5*00 > aminického vulkanizátoru o střední molekulové hmotnosti 60 až 1000, který obsahuje v molekule nejméně dva atomy dusíku a nejméně tři aktivní vodíky, načež se dle potřeby vlákno zbaví přebytečné disperze a při teplotě 10 až 14u °C se nechá odpařit voda a proběhnout vulkanlzaoe·

V

Při způsobu podle vynálezu se používají známe epoxidové elastoméry, připravené z telechelických předpolymerů na bázi epoxidových pryskyřio a dikarboxylovýoh polymerních kyselin, diglyoidylesterů polymemioh dikarboxylovýoh kyselin, diglycidyluretánů, směsí těchto látek s glycidetery polyolů nebo esterů kyseliny akrylové. K vulanlzaci uvedených elastomérů se používají zejména známé vulkanizátoxy epoxidových elastomérů jako je izoforondlamin, mentandiarain, cyklohexandiamin, hexametylendiamin, trimetylhexametylendiamin, diaminodlcyklohexylmetan, diaminodioyklohexylpropan, xylylendiamiriy a další,, nebo adukty uvedených látek s epoxidy, nebo polyaminoamidy na bázi uvedených polyamlnů a dimerních mastných nebo dikarboxylo* vych polymerních kyselin·» Závisle na požadovaných chemických a mechanických parametrech kaučuku se používá vulkanizator nebo jejich směsi v množství odpovídajícím 90 až 200 % teorie· Vulkanlzaoe se uskutečňuje při teplotách 10 až 140 °C po dobu 60 minut až 7 dnů· Lze však pracovat i při nižších teplotách, pokud se použije urychlovače vulkanlzaoe, jako jsou fenolické látky, kyselina fluoroboritá, komplexy kyseliny borlté a podobně·

Disperze se připravuje známými způsoby s použitím mechanických nebo vibračních dispergátorů, přičemž se mohou používat známé neionogenní a ionogení emulgátory, zejména sodné soli alkylováných sulfokyselin, adukty alkylfenolú nebo mastných alkoholů s etylenoxidem a podobně. Mnohdy je vhodné použít i přídavku dalších látek, jako jsou stabilizátory suspenze (polyvinylalkohol, karboxymetylceluloza, tragant, škrob atd·), látky regulující povrchové napětí, antistatika ( např. chlorid litný, laurylamidoetylpyridlniumohlorid), ztužovadla (např, styren, alkylestery kyseliny akrylové či jejich.kopolymery) a podobně. Zlepšení adheze kaučukového filmu k povrchu vláken je možné zejména měnit přidáním sloučenin ohromu, titanu či křemíku.

Způsob podle vynálezu je vhodný pro úpravu povrchu vláken z různých druhů skla, taveného křemene, čediče, asbestu atd. Mezi výhody způsobu podle vynálezu náleží zejména vyloučení nebezpečí požáru vznícením těkavých par, zlepšení pracovního prostředí a vyloučení nutnosti obtížného zachycování rozpouštědel a jejich regenerace. V případě úpravy skleněných vláken, které se nej častěji používají při výrobě vyztužených hmot, se použitím vynálezu sníží jejich mechanické poškození při různých textilních operacích· Pramenec vláken je dokonale spojený, což umožňuje zpracování sekáním aniž se tvoří vata, která snižuje sypnou hmotnost. To pomáhá řešit problény s dávkováním při výrobě vyztužených plastů kontinuálním postupem.

Způsobem podle vynálezu je možné ovlivňovat i eůektrioké a mechanická vlastnosti laminátů. · Příklad 1

Reakcí 2 molů ( 760 g ) nízkomolekuláraí epoxidové pryskyřice obsahující 0,525 mol/100 g epoxidových skupin ( stř.mol .hmotnost 380 ) s 1 molem dimexnlch mastných kyselin (595 g) se

217 125 připraví epoxidový telechelioký předpolymer o střední molekulové hmotnosti 1 355· Smísením 80 g tohoto předpolymeru s 20 g alifatické epoxidové pryskyřice na bázi butandiolu (obsah 0,710 mol Λ 00 g epoxidových skupin ), se připraví kapalný epoxidový elastomér,

V dlspergátoru se připraví disperze o složení,

10,0 g epoxidového elastoméru

8,0 g polyaminoamidové pryskyřice o aminovém čísle

170 mg KOH/g a střední molekulové hmotnosti 720

0,05 g sodné soli karbexymetyleelulozy

0,01 g sodné soli kyseliny C₁₈-alkylnaftelensulfonovó

0,02 g kondenzátu nonylfenolu s 20 moly etylenoxidu 820 g destilované vody.

Skleněná vlákna zbavená mazacích a apretačních látek, se ponoří do připravené disperzní lázně a nechají se 10 minut nasáknout. Po vyjmutí se přebytečná disperze oddilí odstředěním· Takto upravené vlákno se vloží do sušící pece, kde při teplotě 60 C se odpaří tekavé látky a béhem 3 až 4 hodin proběhne vulkanizace.

Příklad 2 ▼ dlspergátoru se připraví disperze ze směsi sestávající z 5,00 g diglycidylesteru dikarboaylových polymerních kyselin na bázi polybutadienu o střední molekulové hmotnosti 3980

5,00 g aduktu připraveného ze dvou molů Izoforondlamm a 1 molu diglycidylesteru dimerníeh mastných kyselin o střední molekulové hmotnosti 720

0,11 g polyvinylalkoholu

0,05 g sodné soli kyseliny ^^5-18 alkylsulíonové 90 g destilované vody.

Rozvlákněný azbest se napojí připravenou disperzí nastříkáním a přebytečná disperze se odstraní odmačkáním. Takto upravený azbest se suší 50 hodin volně na vzduchu při pokojové teplotě, nebo 1,5 hodiny pri teplotě 80° C, přičemž souběžné proběhne vulkanizace.

Příklad 3

Připraví se telechelioký pře.dpolyraer A reakcí 2 molů novolakového epoxidu o střední molekulové hmotnosti 370 s 1 molem dimerních mastných kyselin o střední molekulové hmotnosti 594. Dále se připraví telechelioký předpolymer B reakci 1 molu kyseliny akrylové s 1 molem nízkomolekulární epoxidové pryskyřice o střední molekulové hmotnosti 550. Elastomér připravíme smísením 1 hmotnostního dílu predpolymeru A, 1 hmotnostního dílu předpolymeru B a 0,5 hmotnostního dílu etylenglykoldiakxylátu, V dlspergátoru se připraví disperze o složení

0,10 g připraveného elastoméru

0,35 g polyaminoamidové pryskyřice z trietylentetraminu a dikarboxylových polymernich kyselin, na bázi butadien-akrylonitrylového kopolymeru, o střední molekulové hmotnosti 2 500

0,008 g tragantu

0,005 g kondenzátu lzooktylfenolu s etylenoxldem,

V připravené disperzi se máčí čedičová vlákna a dále se zpracovávají postupem popsaném v příkladu 1.

Příklad 4

Jednoltivá skláněná vlákna se před spojením do pramenů hned po výstupu z platinové ploky upraví vodnou disperzí obsahující 1,2 % hmotností epoxidového elastoméru z příkladu 1, 0,3 % hmotnosti aminoamldu na bázi dietylentriamLnu a kyseliny plejové při molámim poměru 1 » 1, 0,2 % hmotnosti kopolymeru etylenoxidu a propylenoxidu, 0,2 % hmotnosti

ΆΊ 125

3-(2-aminoetyl) aminopropyltrimetoxysilanu, 0,05 $ hmotnosti laurylamidoetylpyridlniumohlorldu a 0,05% hmotnosti kyseliny octové, za použiti-zařízeni popsaného v čs.patentu 6· 145 899· řeetttpuje se takto t V duplikátoru se zhomogenizuje epoxidový elastomér, amlnoaraid a emulgátor· Tavenina o teplotě 35 až 45 °C se emulguje vodou v koloidnim mlýně· V jiné nádobě se rozpustí silan a kyselina octové v 15 ti násobném přebytku vody· Takto připravené složky se přidají do vody obsahující antistatikům a celé kompozice se doplní vodou na požadovaně množství· Připravená vodné disperze má pH 4,5 a povrchové napětí 36·10“^ H.

”1<> Upravované vlákno se nechá volně předsuélt 24 hodin při laboratorní teplotě a pak ee ponechá 3 hodiny při teplotě 120° C· Takto vyrobený pramenec ve formě kokonů je vhodný k výrobě skleněných tkanin, zejména pro výztuž epoxidových pryskyžio·

Příklad 5

Postupem podle příkladu 4 se upraví skleněné vlákno s tím rozdílem, že mleto aminosilanů se použije 3-metakryloxypropyltrlmetaxylan® Takto upravená vlákna jsou vhodná pro výztuž nenasycených polyesterovýoh pryskyřie·

Claims (1)

1. PŘEDMĚT VYNALEZU

   Způsob povrchová úpravy skleněných a minerálních vláken filmem kaučuku vyznačený tím, že na vlákno se působí vodnou disperzí obsahující 0,01 až 5 % hmotnosti epoxidového elastoméru o střední molekulové hmotnosti 400 až 4 000 a obsahu epoxidových skupin 0,05 až 0,500 mol/100 g a 0,005 až 5,00 % hmotnosti amlnlckého vulkanizátoru o střední molekulové hmotnosti 60 až 1 000, obsahujícího v molekule nejméně dva atomy dusíku a nejméně tři aktivní vodíky, načež se dle potřeby vlákno zbaví přebytečně disperze a při teplotě 10 až 140 °C se nechá odpařit voda a potom proběhnout vulkanizace filmu·