DE1024919B - Verfahren zur AEnderung der Oberflaecheneigenschaften von Glasfasern, duennen, biegsamen Glasfilmen od. dgl. - Google Patents

Description

• Verfahren zur Änderung der Oberflächeneigenschaften von Glasfasern, dünnen, biegsamen Glasfilmen od. dgl. Die Erfindung bezieht sich auf die Ausrüstung von Glasgegenständen, insbesondere Glasfasern oder dünnen biegsamen Filmen aus Glas od. dgl., um durch eine Änderung der Oberflächeneigenschaften dieser Glaskörper eine Bindung zwischen der Glasoberfläche und Harzstoffen, insbesondere Epoxyharzen, zu ermöglichen.
• Da Glasfasern eine glatte, nicht poröse Oberfläche aufweisen, ist eine physikalische Bindung zwischen Harzstoffen und Glas praktisch nicht möglich, so daß man zur Ausbildung ausreichender Bindungskräfte auf die Entwicklung chemischer oder physikochemischer Kräfte auf der Basis der molekularen oder ionischen Anziehung u. dgl. zurückgreifen muß. Läßt sich eine starke Bindung zwischen Glasfasern und Harzstoffen nicht erzielen, dann können die Festigkeitseigenschaften der Glasfasern in den Endprodukten nicht zur Geltung kommen. Selbst wenn eine einigermaßen gute Bindung zwischen Glas und Harz unter trockenen Umständen möglich ist, verlieren die mit Kunststoffen überzogenen Glasfasern oder Glasfasergewebe bei Feuchtigkeit wesentlich an Festigkeit.
• Bekannte Verankerungsmittel enthalten solche Gruppen, die das Verankerungsmittel mit den Glasfaseroberflächen vereinigen oder fest verbinden, während andere Gruppen des Verankerungsmittels eine Bindung mit den Harzstoffen eingehen, so daß der Harzstoff mit den Glasfaseroberflächen mittelbar eine feste Bindung eingeht.
• So ist beispielsweise die Verwendung von Werner-Komplexverbindungen zur Ausrüstung von Glasfasern bekannt, die eine ungesättigte Äthylengruppe zwischen Kohlenstoffatomen der Carboxylatgruppe enthalten und die Adhäsion zwischen den Glasfaseroberflächen und durch Additionspolymerisation gebildeten Harzen verbessern. Diese ungesättigten Verbindungen sind jedoch zur Verbesserung der Bindungseigenschaften gegenüber Epoxyharzen nicht voll wirksam.
• Es wurde gefunden, daß sich eine besonders starke Bindung zwischen Epoxyharzen und Glasoberflächen dann erreichen läßt, wenn als Verankerungsmittel eine solche Werner-Komplexverbindung Verwendung findet, bei der die dem dreiwertigen Chromkernatom der Komplexverbindung zugeordneten Gruppen wenigstens ein freies Amin oder eine Epoxygruppe enthalten.
• Zur Verstärkung der Bindung verwendet man vorzugsweise Verankerungsmittel, bei denen die Amine oder Epoxygruppen weniger als sieben Kohlenstoffatome im aliphatischen Rest aufweisen.
• Vermutlich lagert sich die Chromkomplexverbindung an den auf den Glasoberflächen vorhandenen Gruppen an, und die in den organischen Gruppen am Chromatom gebundene Amingruppe oder Epoxygruppe bindet sich entweder durch Reaktion oder Koordination mit in den Epoxyharzen vorhandenen Gruppen, so daß die Epoxyharze mit der Glasoberfläche eine feste Bindung eingehen. Geeignet ist z. B. eine Glycylat-Chromchlorid-Verbindung der Formel NH2, i CH, C O O C12 Cr Cr C12 O H Als eine die Epoxygruppe H,C `O HC enthaltende Verbindung ist z. B. zu nennen Glyzidylchromchlorid der Formel Diese Epoxygruppen aufweisenden Verankerungsmittel verbinden sich fest mit den Epoxyharzen, und ihre anderen -Molekülgruppen verbinden sich, wie vorher bereits erwähnt, mit den Glasfaseroberflächen.
• Die Verankerungsmittel können als Endappretur für Glasfaser- oder Glasfilmoberflächen usw. oder auch in Schlichtezusammensetzungen zusammen mit anderen in solchen Schlichten üblichen filmbildenden Stoffen Verwendung finden. Werden sie in Schlichtezusammensetzungen eingebaut, dann bringt man 0,5 bis 501,) Verankerungsmittel auf die Glasfasern auf. Finden sie allein als Endappretur Verwendung, dann beträgt die aufzubringende Menge des Verankerungsmittels 0,25 bis 8,0 Gewichtsprozent. Eine besonders gute Verankerung der Epoxyharze ergibt sich, wenn auf die Glasfaseroberflächen nur 0,005 Gewichtsprozent des Verankerungsmittel.s aufgebracht werden. Eine Aufbringung des Verankerungsmittels von über 8 Gewichtsprozent ergibt keine Verbesserung, die dem höheren Kostenaufwand gerecht werden würde. Der Ausdruck z,Gewichtsprozentc"" bedeutet hier und im folgenden immer die in der Schlichte enthaltene Menge Verankerungsmittel.
• Das Verankerungsmittel läßt sich auch in Behandlungszusammensetzungen einbauen, die die gewünschte Konzentration in einem Lösungsmittelsystem enthalten. Vorzugsweise verwendet man jedoch im Hinblick auf die Kosten, die leichte Anwendbarkeit und nicht zuletzt die Sicherheit beim Bearbeitungsprozeß sowie im Hinblick auf die Verbesserung der Trockengeschwindigkeit, insbesondere wenn die Behandlungszusammensetzung im Zuge der Herstellung der Glasfasern aufgebracht wird, ein wäßriges Medium für die Lösung. Beispiel 1 Schlichtezusammensetzung 8,0 Gewichtsprozent dextrinierte Stärke (15 Gewichtsprozent Festteile), 1,8 Gewichtsprozent gehärtetesPflanzenöl, 0,4 Gewichtsprozent kationisches Netzmittel, 0,2 Gewichtsprozent nichtionisches Emulgierungsmittel, 0,1 Gewichtsprozent Glycylatchromchlorid, Rest Wasser. Beispiel 2 Endappreturen 3,0 Gewichtsprozent Glycidylchromchlorid, Rest Wasser, oder 3,0 Gewichtsprozent Glycylatchromchlorid, Rest Wasser.
• Die Schlichten und Endappreturen werden zweckmäßig auf einen p11-Wert zwischen 4 und 6 eingestellt, z. B. mit Ammoniak oder einem anderen äquivalenten Amin, falls der p.-Wert höhergestellt werden muß, oder mit Essigsäure oder einem äquivalenten sauren Medium, falls der pn-Wert gesenkt werden muß.
• Das Aufbringen der Schlichte auf die Glasfasern im Zuge ihrer Herstellung oder nach dem Entfernen einer ursprünglichen Schlichte erfolgt durch übliche Mittel, z. B. Auftragwalzen, Flanellpolster oder Sammelschuhe.
• Die Schlichte oder Appretur läßt man entweder an der Luft trocknen oder bringt sie noch besser kurzzeitig, z. B: für 3 bis 15 Minuten, auf eine Temperatur von 90 bis 125°: Neben der Verbesserung der Bindung zwischen den Epoxyharzen und den Glasoberflächen zeigt sich, daß die genannten Verankerungsmittel auch die Bindung zwischen Glasoberflächen und anderen Harzstoffen, beispielsweise Phenolformaldehydharzen, Harnstoffformaldehydharzen, Melaminformaldehydharzen und ähnlichen Aminoaldehydharzen und Polyesterharzen, verbessern.

Claims (5)

1. PATEN TANSPRÜCI1G: 1. Verfahren zur Änderung der Oberflächeneigenschaften von Glasfasern, dünnen biegsamen Glasfilmen od. dgl. zur Verbesserung ihrer Verarbeitbarkeit und ihres Aussehens sowie insbesondere ihrer Bindungseigenschaften gegenüber Epoxyharzen durch Aufbringen einer Werner-Komplexverbindung als Schlichte, dadurch gekennzeichnet, daß auf die Glasoberflächen ein 0,005 bis 8, vorzugsweise 0,05 bis 5 Gewichtsprozent betragender Überzug eines Verankerungsmittels aufgebracht wird, das aus einer solchen Werner-Komplexverbindung besteht, bei der die am Chromatom sitzende Säuregruppe ein freies Amin oder eine Epoxygruppe enthält, worauf die Glaskörper, gegebenenfalls unter Wärmeeinwirkung, getrocknet werden.
2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch die Verwendung einer Schlichte, die 0,5 bis 5 Gewichtsprozent einer Werner-Komplexverbindung enthält, in der die am dreiwertigen Chromkernatom sitzende Säuregruppe ein Amin oder eine Epoxygruppe mit weniger als 7 Kohlenstoffatomen im aliphatischen Ring aufweist.
3. 3. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch Glyceridchromchlorid als Verankerungsmittel.
4. 4. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch Glycidylchromchlorid als Verankerungsmittel.
5. 5. Verfahren nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die überzogenen Glaskörper auf 90 bis 125° erwärmt werden. In Betracht gezogene Druckschriften: Chem. Eng. News, 28 (1950), S. 59.