CS271994B1

CS271994B1 - Fiberglass treatment

Info

Publication number: CS271994B1
Application number: CS892809A
Authority: CS
Inventors: Stanislav Ing Florovic; Juraj Ing Forro
Original assignee: Florovic Stanislav; Forro Juraj
Priority date: 1989-05-10
Filing date: 1989-05-10
Publication date: 1990-12-13
Also published as: CS280989A1

Abstract

Apretúra sa skládá z 0,4 až 5 % hmotnosti sušiny emulzie na báze polyesterových, epoxyesterových, alkydových a/alebo epoxidových živíc, 0,05 až 0,8 % hmotnosti maleinsilanov, 0,01 až l· % hmotnosti kationického mazadla a zbytku do 100 % hmotnosti vody. Upravené vlákna sú vhodné pre výstuž plastov.The finish consists of 0.4 to 5% by weight of dry matter emulsion based on polyester, epoxyester, alkyd and/or epoxy resins, 0.05 to 0.8% by weight of maleic silanes, 0.01 to 1% by weight of cationic lubricant and the remainder up to 100% by weight of water. The treated fibres are suitable for reinforcing plastics.

Description

CS 271 994 Θ1EN 271 994 Θ1

Vynález sa týká apretúry na úpravu skleněných vlákien, pre výstuž plastov.BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention relates to a glass fiber finish for reinforcing plastics.

Skleněná vlákna používaná ako výstuž polyesterových a epoxidových živíc sa naj-častejšie použivajú vo formě nekonečných pramencov, tzv. rovingov, a pramencových tka-nin. K ich úpravě našli Široké uplatnaníe apretúry na báze polyesterových, alkydových,epoxyesterových a epoxidových živic vo forma emulzii až koloidných roztokov (ča. aut.osv. č. 176 378, 220 282, 222 882, 242 337, NSR pat. č. 24 49 922, 25 57 073, USA pat.č. 3715 233 e 4 067 835). V případe aplikácii skleněných vlákien do laminačných živics následným vytvrdnutím živice je potřebné, aby povrchový film vytvořený na sklenenomvlékne sa dobré zmáčel a rozpúštal v laminačnej živici. Po tomto procese naetáva zmáča-nis ailanizovanáho povrchu vlákien v případe, ked apretura obsahuje organokremičité vaz-bové prostriedky. V případe metakrylsilanov a vinylsilanov, ktoré sa najčastejšie použi-vajú k úpravě vlákien pre výetuž polyesterov, tieto vytvárajú nepolárný, zle zmáčateínýpovrch laminačnou živicou.Glass fibers used as reinforcements of polyester and epoxy resins are most commonly used in the form of continuous rovings, so-called rovings, and strand fabrics. For their treatment, they have found wide application of finishes based on polyester, alkyd, epoxy and epoxy resins in the form of emulsion to colloidal solutions (No. of car models no. 176 378, 220 282, 222 882, 242 337, NSR Pat. No. 24). 49,922, 25,577,073, U.S. Pat. No. 3,715,233 e 4,067,835). In the case of the application of glass fibers to laminating resins by subsequent curing of the resin, it is necessary that the surface film formed on the glass thread is well wetted and dissolved in the laminating resin. After this process, the wetting of the ailanized fiber surface occurs when the dressing contains organosilicon binders. In the case of methacrylsilanes and vinylsilanes, which are most often used to treat fibers for the production of polyesters, they form a non-polar, poorly wettable surface with a laminating resin.

Zistili sme, že tieto problémy ea v podstatnej miere odstránia při použiti apretú-ry pódia vynálezu na úpravu skleněných vlákien.We have found that these problems and substantially eliminate the use of the size of the invention for the treatment of glass fibers.

Vynález popisuje apretúru na úpravu skleněných vlákien pre výetuž plaetov. Podstata Ivynálezu spočiva v tom, že apretúra sa skládá z 0,4 až 5 % hmotnosti sušiny emulzie nabáze polyesterových a/alebo epoxyesterových a/alebo alkydových a/alebo epoxidových ži-vic, 0,05 až 0,8 % hmotnosti maleinsilanov obecného vzorca HOOCCH - CHC0NH(C2H4NR2)^C3H6Sí(0R1)3x kde představuje metyl alebo etyl, R2 Je atom vodika alebo zbytok o štruktúre -COCH »._-CHCOOH, x je 0 alebo 1, 0,01 až 1 % hmotnosti katlonického mazadla a zbytku do 100 % hmotnosti vody. V pripade potřeby, hlavně od technologie výroby, spracovania a použitieskleněných vlákien može apretúra obsahovat 0,001 až 2,5 % hmotnosti aspoň Jednej přísa-dy zo skupiny regulátorov pH, zmáčadiel, vazbových prostriedkov, antistatik a mazadielako kyseliny, nelónové tenzidy, metakrylsilany, chlorid litny a polyetylénglykoly.The invention discloses a glass fiber treatment finish for plaster reinforcement. The invention is based on the fact that the size of the dressing consists of 0.4 to 5% by weight of the dry weight of the emulsion, from 0.05 to 0.8% by weight of maleinsilanes of the general formula of polyester and / or epoxy and / or alkyd and / or epoxy oxides. HOOCCH-CHCONH (C2H4NR2) ^ C3H6Si (OR1) 3x where it is methyl or ethyl, R2 is a hydrogen atom or a -COCH2-CHCOOH moiety, x is 0 or 1, 0.01 to 1% by weight of a catlonic lubricant and 100% by weight of water. In case of need, especially from the production, processing and use of glass fibers, the dressing can contain 0.001 to 2.5% by weight of at least one additive from the group of pH regulators, wetting agents, binding agents, antistatic agents and acid lubricants, non-ionic surfactants, methacrylsilanes, lithium chloride and polyethylene glycols.

Apretúra pódia vynálezu Je zvlášt vhodná k úpravě skleněných vlákien používanýchako výstuž nenasýtených polyesterových živic, epoxidových živic a polykondenzétov nabáze formaldehydu. Vyznačuje sa vysokou skladovacou stabilitou, bez negativného vplyvuna jej kvalitu. Skleněné vlákna upravené apretúrou pódia vynálezu je možné hned po ichvýrobě sušit v kontinuálných sušiarňach pri teplotách 110 až 140 °C bez nebezpečiasfarbenia skleněných cievok. Přítomnost maleinsilanov zlepšuje celý rad užitkovýchvlastnosti skleněných vlákien ako zvýšenie pevnosti v tahu, zvýšenie polarity povrchuvlákien a zniženie prašnosti při textilnom spracovani vlákien.DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION It is particularly suitable for the treatment of glass fibers used as a reinforcement of unsaturated polyester resins, epoxy resins and polycondensates. It is characterized by high storage stability, without affecting its quality. The glass fibers treated with the finish of the invention can be dried immediately after their production in continuous driers at temperatures of 110-140 ° C without the danger of coloration of the glass coils. The presence of maleinsilanes improves a number of utility properties of glass fibers, such as increasing tensile strength, increasing surface polarity, and reducing dust in textile fiber processing.

Maleinsilany pódia vynálezu je možné přidávat priamo do vody pri výrobě apretúryči už v koncentrovanej formě alebo vo formě roztokov. Okrem týchto možnosti je možnémaleinsilany připravovat pri výroba apretúry reakciou prislušných aminosilanov ako 3-aminopropyltrietoxysilan, 3-(2-aminoetyl)amlnopropyltrimetoxysilan a maleinanhydri-dom. Adiciu Je možné uskutečňovat v rSzných organických riedidlách, rozpustných vo vo-dě ako řízne alkoholy a glykoly. V případe okamžitého použitia k výrobě apretúry smezistili, že adiciu je možné uekutočňovat aj vo vodě. Ostatné suroviny sú známe a ko-merčně dostupné.The maleinsilanes of the invention may be added directly to the water in the manufacture of the finishers in concentrated form or in the form of solutions. In addition to these possibilities, it is possible to prepare in the preparation of the reaction by reacting the corresponding aminosilanes such as 3-aminopropyltriethoxysilane, 3- (2-aminoethyl) aminopropyltrimethoxysilane and maleic anhydride. The addition can be carried out in a variety of water-soluble organic solvents such as alcohols and glycols. In the case of immediate use to make the finish, they made sure that the addition can also be carried out in water. Other raw materials are known and commercially available.

Vynález je dalej objasněný formou prikladov, v ktorých zloženie je uvádzané v hmotnostnej koncentrácii. CS 271 994 B1 Příklad 1The invention is further illustrated by the following examples in which the composition is given by weight. Example 271

Do nádoby opatrenej miešadlom, teplomerom a vyhrievaním sa přeložilo 60 g epoxidovej ži-vice na báze dianu o priemernej molekulovej hmotnosti 375,90 g polyesterovej živice nabáze dianolu a maleinanhydridu o čísle kyselosti 15 mg KOH/g (sušina 60 %), 70 g polyety-lónglykolu o priemernej molekulovej hmotnosti 1 500 a 15 g oktadecylaminu oxyetylovaného20 molmi etylénoxidu. Násada sa zhomogenizovala při teplote 90 °C po dobu 20 mínút aemulgovala vodou za použitia mixere. V druhej nádobě sa připravil maleinsilan vzorceHOOCCH » CHC0NHC2H4NHC3HgSi(0CH3)3 zmiešania 14 g 3-(2-aminoetyl)aminopropyltrimetoxysilanu s 6 g maleinanhydridu v 150 mlvody. Roztok malainsilanu sa přidal do nádoby s 2 1 vody okyselenej 20 g kyseliny octo-vej, emulzia zmesi polyesterovej a epoxidovej živice, 5 g tenzidu na báze blokového ety-lenoxid-propylénoxidového kopolyméru o priemernej molekulovej hmotnosti 3 000, 10 g di-metylsulfátom kvartenizovaného oktadecylaminu oxyetylovaného 7 mólmi etylénoxidu. Při-pravená apretúra sa doplnila vodou na objem 10 1 a má pH « 3,7 a povrchové napatie 37,2mNm”^ pri 20 °C. Rozdeíovanle ani sedimentácia apretúry nebola pozorovaná ani po 2 dňochstánia. Apretúra sa použila na úpravu skleněného vlákna z E-skla, ktorého prameň sa sklá-dal z 400 elementárnych vlákien o priemernej hrúbke 13yum. Upravené vlékna vo formě ko-kónov sa vysušili pri teplote 125 °C. Týmto sposobom vyrobené skleněné pramene obsahova-li 0,41 % povlaku a sú vhodné pre výstuž nenasýtených polyesterových aj epoxidových ži-víc vo formě pramencových tkanin a rovingových cievok. Přiklad 260 g of dianium-based epoxy resin with an average molecular weight of 375.90 g of polyester resin, dianol and maleic anhydride having an acid value of 15 mg KOH / g (60% dry matter), 70 g of polyethylene were transferred into a vessel equipped with a stirrer, thermometer and heating. -longylcol of an average molecular weight of 1500 and 15 g of octadecylamine, oxyethylated with 20 moles of ethylene oxide. The batch was homogenized at 90 ° C for 20 minutes and emulsified with water using a mixer. In a second vessel, a maleinsilane of the formula HOOCCH2CHCNHC2H4NHC3HgSi (OCH3) 3 was prepared by mixing 14 g of 3- (2-aminoethyl) aminopropyltrimethoxysilane with 6 g of maleic anhydride in 150 ml of water. The malainsilane solution was added to a vessel of 2 l of water acidified with 20 g of acetic acid, an emulsion of a mixture of polyester and epoxy resin, 5 g of a surfactant based on block ethylene oxide-propylene oxide copolymer having an average molecular weight of 10,000 g dimethyl sulfate quaternized octadecylamine oxyethylated with 7 moles of ethylene oxide. The prepared size was made up to 10 L with water and had a pH of 3.7 and a surface tension of 37.2mNm @ 20 at 20 ° C. Even after 2 days, the size of the dressing was not observed. The aperture was used to treat E-glass glass fiber whose strand was folded from 400 elementary fibers with an average thickness of 13 µm. The treated coats were dried at 125 ° C. The glass strands thus produced contain 0.41% of the coating and are suitable for the reinforcement of unsaturated polyester and epoxide in the form of roving fabrics and rovings. Example 2

Apretúra sa připrav! postupom ako v přiklade 1, s tým rozdielom, že obsahuje len lOg ma-leinsilanu a 10 g 3-mstakryloxypropyltrimetoxysilanu. Připravená apretura má pH 3,9 apovrchové napatie 36,8 mN.m“^ pri 20 °C. Připravené skleněné pramene obsahovali 0,43 %povlaku a sú vhodné ako výstuž nenasýtených polyesterových živic. Přiklad 3Get ready! by the procedure of Example 1, except that it contains only 10g of malinsilane and 10g of 3-methacryloxypropyltrimethoxysilane. The prepared dressing has a pH of 3.9 and a surface tension of 36.8 mN.m -1 at 20 ° C. The prepared glass strands contained 0.43% of the coating and are useful as a reinforcement of unsaturated polyester resins. Example 3

Do nádoby opatrenej miešadlom sa přidalo 2 1 vody, 60 g kationického mazadla (sušina 25 %)na báze acetátu kyseliny stearovej, trietanolaminu a ftalanhydridu stabilizovaného oxy-etylovaným nonylfenolom a 20 g maleinsilanu vzorce hoocch=chconhc2h4(hoocch=chco)nc3h6sí(och3)3. V osobitnej nádobě sa rozpustí 20 g chloridu litneho a přidá sa k silanu. Po tomto sa při-dá 500 g polyesterovej emulzie (sušina 40 %) na báze maleinanhydridu, propylénglykolu,polyetylénglykolu, 2,2-bis(4-hydroxypropoxyfenyl)propanu a doplní vodou na objem 10 1.Připravená apretúra má pH = 4,7 a povrchové napatie 40,9 mN.m”^ pri 20 °C. Skleněné pra-mene upravené touto apretúrou sú vhodné k výrobě rovingov používaných k výrobě polyeste-rových sklolaminátov. Pri ich textilnom spracovani sa výrazné znižuje prašnost a zvyšujepevnost v tahu skleněných vlákien. Přiklad 42 L of water, 60 g of cationic lubricant (25% solids) based on stearic acid, triethanolamine and phthalic anhydride stabilized with oxy-ethylated nonylphenol and 20 g of maleinsilane of the formula hoocch = chconhc2h4 (hoocch = chco) nc3h6 (och3) 3. In a separate vessel, 20 g of lithium chloride is dissolved and added to the silane. After this, 500 g of polyester emulsion (40% dry matter) based on maleic anhydride, propylene glycol, polyethylene glycol, 2,2-bis (4-hydroxypropoxyphenyl) propane are added and made up to 10 with water. and a surface tension of 40.9 mN.m < - > Glass primers treated with this finish are suitable for the production of rovings used for the production of polyester fiberglass. In their textile processing the dustiness is significantly reduced and the tensile strength of the glass fibers is increased. Example 4

Apretúra sa pripravi postupom v přiklade 3, s tým rozdielom, že ako vazbový prostriedok namiesto maleinsilanu obsahuje 5 g 3-metakryloxypropyltrimetoxysilanu a 15 g maleinsila- nu vzorca HOOCCH » CHCONHC3H6Si(OC2H5)3.The pretreatment is prepared as described in Example 3, except that it contains 5 g of 3-methacryloxypropyltrimethoxysilane and 15 g of maleinsilane of the formula HOOCCH2CHCONHC3H6Si (OC2H5) 3 as the coupling agent instead of maleinsilane.

Claims

OBJECT OF THE INVENTION

1. Finished fibers treatment for plastics reinforcement, characterized in that it consists of 0.4 to 5% by weight of a supine emulsion based on polyester and / or epoxy ester and / or alkyd and / or epoxy resins, 0.05 to 0 .8% by weight of maleinsilanes of the general formula

HOOCCH CHCONH (C_H.NR ₉ ) CH-SiJOR.

wherein R 1 represents methyl or ethyl, R ₂ Jo represents a hydrogen atom or a residue of the structure -COCH CHCOOH, x is 0 or 1, 0.01 to 1% by weight of a cationic lubricant and the residue up to 100% by weight of water.

2. Finishing for glass fibers according to item 1, characterized in that it contains 0.001 to 2.5% by weight of at least one additive from the group of pH regulators, wetting agents, binders, antistatics and lubricants such as acids, nonionic surfactants, methacrylsilanes, lithium chloride and polyethylene glycols,