CS271996B1

CS271996B1 - Lubrication for the treatment of glass fibers

Info

Publication number: CS271996B1
Application number: CS892811A
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: CS281189A1

Abstract

Lubrikácia sa skládá z 1 až 7 % hmotnosti sušiny dlsperzle na báze vinylacetátu a Jeho kopolymárov, 0,05 až 0,5 % hmotnosti maleinsilanov, 0,01 až 1 % hmotw nosti antistatických Sinidiela zbytku do 100 % hmotnosti vody. Upravené vlákna sú vhodná pre výstuž plastov, hlavně polyesterových živic.The lubricant consists of 1 to 7% by weight of dry matter of a dispersion based on vinyl acetate and its copolymers, 0.05 to 0.5% by weight of maleic silanes, 0.01 to 1% by weight of antistatic agents, the remainder up to 100% by weight of water. The modified fibers are suitable for reinforcing plastics, mainly polyester resins.

Description

1 CS 271 996 Bl1 CS 271 996 Bl

Vynález sa týká lubrikácie na úpravu skleněných vlákien, zvlóšt vhodných ako výstužkompozici! na báze nenaeýtených polyesterových živic.BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention relates to lubrication for the treatment of glass fibers, in particular as reinforcement compositions. based on unsaturated polyester resins.

Pri výrobě polyesterových sklolaminátov hrá veíkú úlohu rozpustnost a zmóčavostpovrchovej úpravy skleněných vlákien v laroinačnej živici» presnejSie v jej monomérnomrozpúštadle, najčastejšie v styréne. Táto vplýva nielen na rýchloet a kvalitu prelami-novania eklenenej výatuže, ale aj na výslednú transparenciu polyesterového eklolaminá-tu. Vodné lubrikačné kompozicie použivané pre tento účel sa spravidla skladajú z filmo-tvorných látok, vazbových proetriedkov, zmáčadiel, mazadiel a antistatik. Použitie homo-polymérov a/alebo kopolymórov vinylacetátu vo formě disperzi! ako filmotvorných látok dolubrikácii je neustále aktuálně, hlavně z dovodov ekonomických, ekologických a zdravot-ných. Emulzná polymerizácia sa spravidla uekutočňuje v přítomnosti Specifických emulgá-torov či ochranných koloidov (Se. aut. οβν, č. 162 472, 189 240, 197 045 a 218 085), abyskleněné vlákna mohli byt použité aj k výrobě transparentných polyesterových sklolaminá-tov (čs. aut. osv. č. 160 598 a 173 131).In the production of polyester fiberglass, the solubility and wetting of the glass fiber surface in the laroinating resin plays a major role in its monomeric solvent, most often in styrene. This not only affects the rapidity and quality of reclassification of the bridged output, but also the resulting transparency of the polyester eclolaminate. Typically, the aqueous lubricant compositions used for this purpose consist of film-forming agents, binding agents, wetting agents, lubricants and antistatic agents. The use of homo-polymers and / or vinyl acetate copolymers in the form of a dispersion! as a film-forming agent, dolubrication is constantly up to date, mainly from economic, environmental and health. Typically, emulsion polymerization is carried out in the presence of specific emulsifiers or protective colloids (Se. Aut. Ββ, No. 162 472, 189 240, 197 045 and 218 085), so that the glass fibers can also be used to produce transparent polyester glass laminates ( Czechoslovak Car Nets No. 160 598 and 173 131).

Pri aplikačnom výskume sme zistili, že celý rad aplikačných vlastnosti Je možné , regulovat použitím eilanov, ktoré plnia aj funkciu vazbového prostriedku s kladnýmdopadom na zmáčavost.In application research, we have found that a variety of application properties can be controlled by using eilanes that also function as a binding agent with a positive impact on wettability.

Vynález popisuje lubrikáciu na úpravu skleněných vlákien, zvláět vhodných ako vý-stuž kompozícii na báze nenaeýtených polyesterových živic. Podstata vynálezu spočíváv tom, že lubrikácia ee skládá z 1 až 7 % hmotnosti suSiny disperzie na báze homopoly-mérov a/alebo kopolymórov vinylacetátu, 0,05 až 0,6 % hmotnosti maleinsilanov obecnéhovzorca HOOCCH = CHC0NH(C2H4NR2)xC3H6Si(0R1)3,The invention discloses the lubrication for the treatment of glass fibers, in particular as an advantage of a composition based on unsaturated polyester resins. The essence of the invention is that the ee lubrication consists of 1 to 7% by weight of a dispersion based on homopolymers and / or copolymers of vinyl acetate, 0.05 to 0.6% by weight of maleinsilane of the general formula HOOCCH = CHCNH (C2H4NR2) xC3H6Si (OR1) 3 ,

kde představuje R^metyl alebo etyl, R2je atom vodika alebo zbytok o ětruktúre -COCH CHCOOH, x je 0 alebo 1, 0,01 až 1 % hmotnosti antistatických činidiéL ako chlorid lit- ny, chlorid amonný a/alebo kationickó dusikaté deriváty a zbytku do 100 % hmotnosti vody. V případe potřeby, hlavně od technologie výroby a spracovania slenených vlákien,može lubrikácia obsahovat 0,001 až 1 % hmotnoetifcspoň jednej prisady zo skupiny regu-látorov pH, vazbových proetriedkov, mazadiel a zmáčadiel ako kyseliny, metakryleilany,aminosilsny, benzidy, estery a polyetylónglykoly. Reguláciu textilných a aplikačnýchvlákien Je možné regulovat pridavkom 0,5 až 4 % hmotnosti suSiny polyesterovej disper-zie.wherein R 1 is methyl or ethyl, R 2 is hydrogen or -COCH CHCOOH, x is 0 or 1, 0.01 to 1% by weight of antistatic agents such as lithium chloride, ammonium chloride and / or cationic nitrate derivatives and the remainder up to 100% by weight of water. If desired, especially from the production and processing of composite fibers, the lubrication may comprise from 0.001 to 1% by weight of one additive from the group of pH regulators, bonding agents, lubricants and wetting agents such as acid, methacryleilane, aminosilines, benzides, esters and polyethylglycols. The control of textile and application fibers can be controlled by the addition of 0.5 to 4% by weight of the polyester dispersion.

Lubrikácia pódia vynálezu Je zvláět vhodná k úpravě skleněných vlákien, používa-ných ako výstuž nenaeýtených polyesterových živíc. Vyznačuje sa vysokou skladovacoustabilitou, čo umožňuje připravovat vačěie množstvá lubrikácie bez negativného vply-vu na jej kvalitu. Oproti známým lubrikáciam pritomnosř maleinsilanov zlepšuje celýrad úžitkových vlastnosti skleněných vlákien ako zvýěenie pevnosti v tahu, zvýšeniepolarity povrchu vlákien s významným vplyvom na zniženie migrácie lubrikácie a zniže-nie prašnosti pri textilnom spracovani vlákien.Lubrication of the Invention It is particularly suitable for treating glass fibers used as reinforcement of unsaturated polyester resins. It has a high storage stability, which makes it possible to prepare larger amounts of lubrication without negatively affecting its quality. In contrast to the known lubrications, the presence of maleinsilane improves the utility of the glass fibers as an increase in tensile strength, increasing the surface fiber polarity with a significant effect on reducing the migration of lubrication and reducing dust in textile fiber processing.

Maleineilany podle vynálezu Je možné přidával priamo do vody pri priprave lubri-kácii či už v koncentrovanej formě alebo vo formě roztokov. Okrem týchto možnosti jeich možné připravovat pri priprave lubrikácii reakciou příslušných aminosilanov ako3-aminopropyltrietoxysilan, 3-(2-aminoetyl)aminopropyltrimetoxysilan s malsinanhydri-dom. Adiciu je možné uskutečňovat v rSznych organických riedidlách, rozpustných vo vo-dě ako rožne alkoholy a glykoly. V případe okamžitého použitla k výrobě lubrikácie smezistili, že adiciu je možné uekutečňovať aj vo vodě. Ostatnó suroviny podlá vynálezu súznáme a komerčně dostupné. 2 polymérnych disperzi! má najvatší význam samotný polyvinyl-acetát a kopolyméry vinylacetátu s butylakrylátom, 2-etyÍhexylakrylátom a dibutylmalei-nátom. V případe aplikácie skleněných' vlákien k výrobě vysokotransparentných polyeete- CS 271 995 B1 2 rových sklolamlnátov je potřebné disperzie polymérov vybrat tak, aby prl leh výrobě ne-bol použitý ako ochranný koloid polyvinylalkohol, ktorý je separátorom nenasýtenýchpolyesterových živic.The maleineilanes of the invention may be added directly to water in the preparation of lubrication either in concentrated form or as solutions. In addition to these possibilities, they can be prepared by preparing the corresponding aminosilanes, such as 3-aminopropyltriethoxysilane, 3- (2-aminoethyl) aminopropyltrimethoxysilane with malsinhydrochloride, when preparing the lubricating reaction. Additions can be made in a variety of organic water-soluble diluents such as spirits and glycols. In the case of immediate use for the production of lubrication, they have ensured that the addition can also be carried out in water. Other raw materials of the invention are commercially available and commercially available. 2 polymer dispersions! polyvinyl acetate itself and vinyl acetate copolymers with butyl acrylate, 2-ethylhexyl acrylate and dibutyl maleate are of major importance. In the case of the application of glass fibers for the production of high-viscosity poly-ethylene glass fibers, it is necessary to select the polymer dispersions so that polyvinyl alcohol, which is a separator of unsaturated polyester resins, is not used as a protective colloid for production.

Vynález Je 3alej objasněný formou prlkladov, v ktorých zloženie je uvádzanáv hmotnostnej koncentrácii. Přiklad 1The invention is further clarified by way of examples in which the composition is given by weight concentration. Example 1

Do nádoby opatrenójmiešadlom sa přidalo 2 1 vody a 5 g tenzidu na báze blokového ety-lónoxid - propylénoxidového kopolyméru o priemernej molekulovej hmotnosti 3 000 s obsa-hom viazaného etylénoxidu 40 %. V druhej nádobě sa připravil maleinsilan vzorcaHOOCCH » CHCONHC3H6Si(OC2H5)3 zmieěanim 7 g 3-aminopropyltrietoxysilanu s 3 g maleinanhydridu v 70 ml vody po dobu25 minút. Roztok maleinsilanu sa přidal k roztoku tenzidu spolu s 5 g 3-metakryloxy-propyltrimetoxysllanu. Po 15 minútach sa přidalo 5 g laurylamidoetylpyridiniumchloridu,20 g chloridu litneho, 300 g polyvinylacetátovej disperzie (sušina 55 %) a lubrikáciasa doplnila vodou na objem 10 1, Připravená lubrikácia má pH * 6,24 a povrchové napátie 29,5 mN.m“l pri 20 °C. Rozdeíovanle ani sedimentácia lubrikácle nebola pozorovaná ani po2 dňoch stánia. Skleněné vlákna touto lubrikáciou sú vhodné k výrobě pramencových rohožívhodných ako výstuž nenasýtených polyesterových živic. Přiklad 2Two liters of water and 5 g of surfactant based on block ethylene oxide-propylene oxide copolymer with an average molecular weight of 3,000 with a content of bound ethylene oxide of 40% were added to the vessel with agitator. In a second vessel, a maleinsilane of the formula HOOCCH2CHCONHC3H6Si (OC2H5) 3 was prepared by mixing 7 g of 3-aminopropyltriethoxysilane with 3 g of maleic anhydride in 70 ml of water for 25 minutes. The maleinsilane solution was added to the surfactant solution together with 5 g of 3-methacryloxy-propyltrimethoxyslan. After 15 minutes, 5 g of laurylamidoethylpyridinium chloride, 20 g of lithium chloride, 300 g of polyvinyl acetate dispersion (dry matter 55%) were added and the lubricant was filled with water to a volume of 10 L, the prepared lubrication had a pH of 6.24 and a surface tension of 29.5 mN.m. l at 20 ° C. Neither sedimentation nor lubrication was observed after 2 days of standing. Glass fibers with this lubrication are suitable for making strand mats as reinforcement of unsaturated polyester resins. Example 2

Lubrikácia sa pripravi postupom ako v přiklade 1, s tým rozdielom, že namiesto polyvi-nylacetátove j disperzie sa použije ekvivalentné množstvo kopolymérnej disperzie na bá-ze vinylacetátu s dibutylmaleinátom (sušina 52½). Připravená lubrikácia má pH = 6,10a povrchové napatie 31,2 mN.m“^ pri 20 °C. Skleněné vlákna s povlakom lubrikácle 0,34 %sú vhodné k výrobě transparentných polyesterových laminátov. Přiklad 3 l< 2 1 vody sa za mlešania přidalo 30 g mazadla na báze aminoamidu kyseliny olejovej s dietyléntriamínom solubilizovaného kyselinou octovou vo formě 12,5 % emulzie, 80 % malein-silanu vzorca HOOCCH π CHC0NHC2H4NHC3HgSi(0CH3)3 vo formě roztoku v izopropylalkohole (sušina 50 %), 15 g dimetylsulfátom kvartenlzované-ho sterylaminu oxyetyloveného 7 mólmi etylénoxidu a 900 g kopolymérnej disperzie akov přiklade 2. Připravená lubrikácia má pH = 5,8 a povrchové napatie 29,8 mN.m-''· pri20 °C. Skleněné vlákna 8 povlakom 0,84 % sú vhodné k výrobě rovingových cievok použí-vaných k výrobě rohoží pri ich spracovani na strešnú krytinu. Přiklad 4Lubrication was prepared as in Example 1, except that an equivalent amount of a vinyl acetate copolymer dispersion with dibutyl maleate (dry matter 52½) was used instead of the polyvinyl acetate dispersion. The prepared lubrication has a pH of 6.10 and a surface tension of 31.2 mN.m -1 at 20 ° C. 0.34% lubricated glass fibers are suitable for the production of transparent polyester laminates. Example 3 30 g of an oleic acid amide amide lubricant with acetic acid diethylenetriamine solubilized as a 12.5% emulsion, 80% maleic silane of the formula HOOCCH CH CHCONHC2H4NHC3HgSi (OCH3) 3 as a solution in isopropyl alcohol were added with stirring. (dry matter 50%), 15 g dimethyl sulphate quaternized sterylamine oxyethylated with 7 moles ethylene oxide and 900 g copolymer dispersion of the example 2. The prepared lubrication has a pH of 5.8 and a surface tension of 29.8 mN.m - '' · at 20 ° C . 0.84% glass fibers 8 are suitable for producing roving coils used to produce mats when processed into roofing. Example 4

Lubrikácia sa pripravi postupom ako v přiklade 3, s tým rozdielom, že sa přidá 300 gpolyesterovéJ emulzie (sušina 40 %). Připravená lubrikácia má pH = 5,2 a povrchové na-patie 30,1 mN.m“l pri 20 °C. Skleněné vlákna s povlakom 1,16 % sú vhodné k výrobě ro-vlngov pre výrobu sklolamlnátov technológiou striekania.Lubrication was prepared as described in Example 3, except that 300 g polyester emulsion (40% dry matter) was added. The prepared lubrication has a pH of 5.2 and a surface of 30.1 mN.m -1 at 20 ° C. 1.16% glass fibers are suitable for the production of glass wool for the production of fiberglass spray technology.

Claims

OBJECT OF THE INVENTION

1. Lubricants for the treatment of glass fibers, especially suitable as a reinforcement composition! based on unsaturated polyester resins, characterized in that it consists of 1 to 7% by weight of dry matter of a dispersion based on homopolymers of s / slsbo copolymers of vinyl acetate, 0.05 to 0.6% by weight of maleinsilanes of the general formula

HOOCCH - CHCONH (C ₂ H ₄ NR ₂ ) _x C ₃ H ₆ Si (OR ₁ ) ₃ , where represents methyl or ethyl, R ₂ is a hydrogen atom or a residue having the structure -COCHyCHCOOH, x is 0 or 1, 0.01 up to 1% by weight of antistatic agents. such as lithium chloride, ammonium chloride and / or cationic nitrogen derivatives with a residue up to 100% by weight of water.

2. Lubricants for treating the glass fibers of stage 1, characterized in that they contain 0.001 to 1% by weight of at least one additive from the group of pH regulators, binders, lubricants and wetting agents such as acids, methacrylsilanes, aminosilanes, surfactants, esters, polyethylene glycols. . .

3. Lubricating treatment of the glass fibers of the stage of points 1 and 2, characterized in that it contains 0.5 to 4% by weight of dry matter of the polyester dispersion.