DD147771A3 - Verfahren zur verbesserung der grenzflaechenhaftung von anorganischen faserstoffen - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Verbesserung der Grenzflaecheneigenschaften von anorganischen Faserstoffen, insbesondere von Flaechengebilden aus Glasfaserstoffen durch Behandlung mit Silanen und Epoxidharzdispersionen, wobei das Epoxidharz in einer Menge von 1,4 % einer 15 %igen Epoxidharzdispersion verwendet wird. Durch Verbesserung der Benetzbarkeit wird die Grenzflaechenhaftung von anorganischen Faserstoffen gegenueber Harzen verbessert und damit eine universellere Anwendbarkeit der so behandelten Glasfaserstoffe fuer die verschiedensten Harze zur Herstellung von Verbundmaterialien erreicht.

Description

263/2880/111

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Verfahren zur Verbesserung der Grenzflächenhaftung von anorganischen Faserstoffen

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Verbesserung der Grenzflächenhaftung von anorganischen Faserstoffen, insbesondere von Flächengebilden aus Glasfaserstoffen mit dem Ziel einer universellen Anwendbarkeit der damit behandelten Glasfaserstoffe für die verschiedensten Harze zur Herstellung von Verbundmaterialien.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Es sind Haftmittel bekannt, mit denen Flächengebilde aus anorganischen Faserstoffen mit dem Ziel behandelt werden, einen Faserstoff-Plast-Verbund mit hohen mechanischen Kennwerten zu erhalten. Dies sind vorzugsweise Verbindungen auf der Basis organofunktioneller Silane, wie Vinylsilane, Methacrylatsilane, Aminosilane, Epoxysilane, Mercaptosilane sowie kationaktive organofunktionelle Chromkomplexverbindungen, wie Chromchlorid-Methacrylat (Hagen: Glasfaserverstärkte Kunststoffe, Springer-Verlag, 1-961, S. 205-208).

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Diese Silane bzw. Chromkomplexverbindungen werden beispielsweise auch zusammen mit geeigneten Filmbildnern, wie PoIyvinylacetatdispersionen, Polyvinylpyrrolidonlösungen, Epoxidharzdispersionen, gesättigten Polyesterharzen sowie Weichmachern und Emulgatoren zürn Behandeln von Strangmaterial aus anorganischen Faserstoffen in den sogenannten Haftmittelschlichten verwendet.

Die zur Behandlung von textlien Flächengebilden verwendeten Haftmittel haben aber den Nachteil, daß sie einmal nur für bestimmte Harze spezifisch sind, so unter anderem Vinyl- und Methacrylatsilane für ungesättigte Polyesterharze und Amino- und Epoxysilane für Epoxid- und Phenolharze und zum anderen werden mit den Methacrylsäure-Chromkomplexen keine maximalen Haftfestigkeiten zwischen dem Harz und den Glasfaserstoffen erreicht. ...

Ein weiterer Nachteil der bekannten Haftmittelbehandlungen für Flächengebilde aus anorganischen Faserstoffen ist die nur mäßige Benetzbarkeit des- anorganischen Faserstoffes durch das Harz, wodurch gleichfalls keine maximalen Haftfestigkeiten erreicht werden und die Transparenz der Verbundmaterialien keine optimalen Werte aufweist.

Auch die genannten Haftmittelschlichten sind zur Behandlung entschlichteter Flächengebilde aus Glasfaserstoffen ungeeignet, da die Verbundmaterialien auf dieser Basis außerordentlich niedrige Festigkeiten aufweisen, da die in großer Menge vorhandenen polymeren Filmbildner sowie die Weichmacher und Emulgatoren die Haftmittelwirkung blockieren.

Zur Behandlung von Flächengebilden aus anorganischen Faserstoffen sind auch Haftmittelmischungen bekannt, die beispielsweise aus Gemischen von Methacrylsäurechromchlorid und Methacrylatsilan oder Aminosilan und Vinylsilan bestehen und die auch einen gewissen universellen Einsatzcharakter mit erhöhten mechanischen Festigkeiten der Verbundmaterialien aufweisen. . · .

Die mit diesen Haftmittelmischungen behandelten Flächengebilde aus Glasfaserstoffen zeigen aber ebenfalls nur sehr mäßige Benetzungseigenschaften·

Ziel der Erfindung

Das Ziel der Erfindung besteht darin, ein Verfahren zu schaffen, mit dem die Grenzflächenhaftung von anorganischen Paserstoffen, insbesondere Flächengebilden aus Glasfaserstoffen, gegenüber Harzen durch Verbesserung der Benetzbarkeit verbessert wird und die sich für eine universelle Anwendbarkeit der damit behandelten Glasfaserstoffe für die verschiedensten Harze zur Herstellung von Verbundmaterialien eignen.

Darlegung des Wesens der Erfindung Technische Aufgabe

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Silanen weitere geeignete Substanzen zuzufügen·

Merkmale der Erfindung

Erfindungsgemäß werden zur Verbesserung der Benetzbarkeit durch das Harz die anorganischen Faserstoffe, insbesondere die Flächengebilde aus Glasfaserstoffen, mit Silanen und Epoxidharzdispersionen behandelt, wobei das Epoxidharz in einer Menge von 1,4 % einer 15%igen Epoxidharzdispersion verwendet wird·

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Als Harze werden hierbei vorzugsweise Duroplaste, Thermoplaste, Silikonharze oder Elastomere verwendet.

Ausführungsbeispiele . .

Die Erfindung soll nachstehend an einigen Ausführungsbeispielen näher erläutert werden:

Verfahrenstechnisch wird das Fl.ächengebilde aus anorganischem Paserstoff zunächst nach bekannten Verfahren, vorzugsweise thermisch entschlichtet und danach mit den erfindungsgemäßen Mischungen von Silanen und Epoxidharzdispersionen imprägniert, hiernach getrocknet und bei erhöhten Temperaturen fixiert. Die Mischungen von Silanen und Epoxidharzdispersionen werden nach bekannten Verfahren auf den Faserstoff aufgetragen.

Beispiel; · '

Das thermisch entschlichtete Glasseidengewebe mit einer Flächenmasse von 270 g/m wird mit 1,2 % Methacrylatsilan behandelt, dem 1,4 % einer 15 %igen Epoxidharzdispersion als benetzungsverbesserndes Mittel zugesetzt ist (siehe Tabellen 1 und 2). Nach dem Imprägnieren wird abgequetscht, getrocknet und 5 min bei 110 ⁰C fixiert. In den Tabellen 1 und 2 werden für Laminate aus ungesättigtem Polyesterharz die Transparenz, Biegefestigkeit und Druckfestigkeit angegeben. Die Herstellung der Laminate erfolgte wie nachstehend angegeben:

Das Laminat enthält 12 Lagen Glasseidengewebe von 270 g/m^ Flächenmasse mit einem Masseverteilungsverhältnis Kette : Schuß =1:1

Glasgehalt des Laminats: 68 %

Die Härtung des Polyesterharzes erfolgt mit Benzolperoxidpaste.

Preßtemperatur: 80 ⁰C Preßzeit: 30 min Preßdruck: 8 kp/cm

? h bei 90 ⁰C, ' " ' '

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Aus den Werten der Tabelle 1 und 2 geht hervor, daß der Epoxidharzdispersions-Zusatz die Transparenz der Laminate wesentlich erhöhen sowie die Festigkeitswerte gegenüber Silanen ohne Epoxidharzdispersion als Benetzungsverbesserer sowohl im Ausgangszustand als auch nach Kochbehandlung deutlich verbessern.

Der besondere Vorteil der erfindungsgemäß behandelten anorganischen Faserstoffe, insbesondere der Flächengebilde aus Glasfaserstoffen, besteht darin, daß damit die Benetzbarkeit der Textilglasverstärkung durch das polymere Bindemittel optimal erhöht und eine gesteigerte Laminattransparenz sowie verbesserte Grenzflächeneigenschaften mit einer sehr festen Glasfaser-Harz-Bindung mit hieraus resultierenden erhöhten Festigkeitseigenochaften der Verbundmaterialien erreicht werden·

Tabelle 1:

Gewebebehandlung

Laminattrans parenz %

Polyesterharzlaminat ₂ Biegefestigkeit /kp/mm ] trocken

2 h

8 h

thermisch entschlichtet (1)

22,5

15,0

13,5

(1) + 1,2 % Methacrylatsilan

41,6

40,1

37,3

(1) + 1,2 % Methacrylate

. silan/

1,4 % Epoxidharzdispersion 15%ig

42,8

40,5

39,1

In H₂O bei 100

'C

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Tabelle 2:

Gewebebehan ellung

trocken

Polyesterharzlaminat _? Druckfestigkeit JTc ρ/mm 7

8 h

thermisch entschlichtet (D

13,6

5,4

(1) + 1,2 % Methacrylat-

silan 22,5

16,0

(1) + 1,2 % Methacrylat-

silan/

1,4 % Epoxidharzdispersion 15 %ig 24,2

19,1

ν ¹^ In H₂O bei 100 ⁰C

.Von den bekannten anorganischen Faserstoffen werden vorzugsweise entschlichtete Glasfaserstoffe und hierbei besonders" Flächengebilde aus Glasfaserstoffen mit den beschriebenen Mischungen von Silanen und Epoxidharzdispersionen behandelt. Es können jedoch auch andere anorganische Faserstoffe, wie Schlacken- und Gesteinsfaserstoffe, Graphit- und Metall-' faserstoffe, Asbest- und Keramikfaserstoffe sowie Mischgewebe aus verschiedenen anorganischen Faserstoffen auf dieselbe Weise behandelt werden.

Die behandelten anorganischen Faserstoffe können nicht nur zur Verstärkung von Duroplasten, wie ungesättigten Polyesterharzen, Epoxidharzen, Melaminharζen, Phenolharzen und Kohlenwasserstoff harzen, sondern auch für Thermoplaste, wie Polyvinylchlorid und Polyvinylbutyral, Silikonharze sowie Elastomere, wie Kautschuke und Silikongummi, verwendet werden.

- 7 - 2Θ4021·

Der besondere Vorteil der verfahrensgemäß behandelten anorganischen Faserstoffe, insbesondere der Flächengebilde aus Glasfaserstoffen, besteht darin, daß damit die Benetzbarkeit der Textilglasverstärkung durch das polymere Bindemittel optimal erhöht und eine gesteigerte Laminattransparenz sowie verbesserte Grenzflächeneigenschaften mit einer sehr festen Glasfaser-Harz-Bindung mit hieraus resultierenden erhöhten Festigkeitseigenschaften der Verbundmaterialien erreicht werden·

Claims (1)

1. -s -. 204 02 i

   Erfindungsans pruch ·

   Verfahren zur Verbesserung der Grenzflächeneigenschaften von anorganischen Faserstoffen, insbesondere von Flächengebilden aus Glasfaserstoffen durch Behandlung mit Silanen und Epoxidharzdispersionen, dadurch gekennzeichnet, daß 1 ,4 % einer
   15 %igen Epoxidharzdispersion verwendet werden.