DE1298683B

DE1298683B - Verwendung eines Schlichtemittels fuer Glasfasern

Info

Publication number: DE1298683B
Application number: DEO6892A
Authority: DE
Inventors: Marzocchi Alfred; Janetos Nicholas S
Original assignee: Owens Corning Fiberglas Corp
Current assignee: Owens Corning
Priority date: 1958-07-22
Filing date: 1959-07-22
Publication date: 1969-07-03
Also published as: FR1231963A; BE739801A; GB916117A; SE305070B; SE357370B; US3387990A

Description

1 2

Die Erfindung bezieht sich auf die Verwendung lung von synthetischen Gummiarten bekannten Sub-

eines Schlichtemittels für Glasfasern und erstrebt stanzen und insbesondere die vulkanisierten und

insbesondere die Verbesserung der Bindefähigkeit aushärtbaren Modifikationen der im vorhergehenden

von Glasfasern mit Polymeren oder natürlichem genannten Stoffe.

Kautschuk. 5 Unter Glasfaserkomponente sind Stapelglasfasern Es ist bereits bekannt, Glasoberflächen und auch und -garne sowie gewebte oder nicht gewebte Stoffe die Oberflächen von Glasfasern vor der Verbindung aus solchen Glasfasern zu verstehen. Man kann mit ungesättigten linearen Polyesterharzen zur Er- auch kontinuierliche Fasern oder Stränge und Garne höhung ihrer Bindefähigkeit mit diesen Harzen da- und Gewebe aus diesen kontinuierlichen Fasern verdurch vorzubehandeln, daß man die Glasoberflächen io wenden. Vorzugsweise verwendet man die Glasfasermit einer Kombination eines Vinylsilans mit einer komponente in Form von Fasern, Strängen oder Base überzieht. Garnen, die auf Längen über 30 mm und unter Derart vorbehandelte Glasfasern führen jedoch 130 mm, vorzugsweise auf Längen zwischen 6 und bei Verbindung mit Polymeren oder natürlichem 50 mm geschnitten sind. Werden Glasfasern in die Kautschuk nicht zu Produkten, welche die erstreb- 15 Polymeren oder den Kautschuk eingebaut, wenn ten Eigenschaften aufweisen. sich letztere noch in einem fließfähigen oder pla-So hat sich z. B. die jüngste Entwicklung auf dem stischen Zustand befinden, dann kann man eine Gebiet der Herstellung von Reifen für Kraftfahr- gleichmäßige und im wesentlichen vollständige Verzeuge oder von Keilantriebsriemen auch auf den teilung der Glasfasern erzielen, wenn diese in AnEinbau von Glasfasern erstreckt, die sich an sich 20 teilen von 15 Gewichtsprozent des Polymeren oder wegen ihrer hohen Zugfestigkeit als Verstärkungs- Kautschuks verwendet wird. Vorzugsweise sind die material für diese Zwecke besonders eignen. Die Glasfasern immer in Mengen über 1 Gewichtsprozent bei der Verwendung von insbesondere Glasfaden- vorhanden, wobei die besten Ergebnisse mit einem oder Glasfasersträngen als Verstärkungsmaterial auf- Glasfaseranteil von 3 bis 10 Gewichtsprozent des tretenden Probleme sind ebenfalls an sich bekannt. 25 Polymeren oder Kautschuks erzielt werden. Zu diesen Problemen gehört die Erscheinung, daß Das erfindungsgemäß verwendete Schlichtemittel sich die Glasfasern im Strang gegenseitig selbst ab- ist einer starken Verankerung auf den Glasfaseroberreiben und zerstören und damit ihre Eigenschaften flächen fähig und enthält Komponenten oder Grupals Verstärkungsmaterial verlieren. pen, welche eine Querverkettung mit Schwefel wäh-AHe bisher zur Lösung dieser Probleme unter- 30 rend der Vulkanisation zur Verbindung der Glasnommenen Versuche blieben weitgehendst erfolglos, faseroberfläche mit dem Polymeren bzw. Kautschuk nicht zuletzt auch deshalb, weil ein geeignetes ermöglichen.

Schlichtemittel auch mit dem zu verstärkenden Im folgenden sind einige Beispiele für gemäß der

Material eine gute Bindung eingehen muß. Erfindung verwendete Schlichtemittel angegeben:

Gemäß der Erfindung hat sich als besonders vor- 35 Das Schlichtemittel wird auf die Glasfasern im

teilhaft herausgestellt die Verwendung von Silanen Zuge ihrer Herstellung durch Aufsprühen, durch

der Formel R„SJX₄__B, in der η 1, 2 oder 3, X einen Eintauchen oder mit Hilfe von Kontakt- oder Uber-

stark hydrolysierbaren Rest, R beliebige organische zugswalzen oder Wischpolstern aufgebracht. Man

Reste bedeutet, von denen wenigstens einer eine kann die Fasern oder die daraus hergestellten Stränge

Amino-, Imino-, Amido- oder Imidogruppe ist, als 40 auch anschließend an die Faserherstellung mit dem

Schlichtemittel für Glasfasern zur Verbesserung von Schlichtemittel behandeln. Dann muß jedoch vorher

deren Bindefähigkeit mit Polymeren oder natür- die ursprünglich aufgebrachte Schlichte von den

lichem Kautschuk. Oberflächen der Fasern beispielsweise durch Wärme-

Vorzugsweise verwendet man y-Aminopropyltri- behandlung oder Waschen entfernt werden, äthoxysilan. 45 In der Praxis bringt man eine Menge an Schlichtein weiterer Ausbildung der Erfindung enthalten mittel auf, die eine monomolekulare Schicht auf den die Schlichtemittel noch Tetraäthylthiuramdisulfid, Glasfaseroberflächen bildet. Es kann zwar mehr auf-Tetramethylthiuramdisulfid, Dipentamethylthiuram- gebracht werden, jedoch ist es unerwünscht, die disulfid oder Tetramethylthiuramtetrasulfid als VuI- Glasfasefoberflächen mit einem dicken überzug aus kanisationsbeschleuniger, und zwar zweckmäßig in 50 dem Behandlungsmaterial zu versehen. Anteilen von 2 bis 20 Gewichtsprozent der Silane. Zweckmäßig enthält das Schlichtemittel noch einen Mit solchen Schlichtemitteln vorbehandelte Glas- Vulkanisationsbeschleuniger, wie Tetraäthylthiuramfäden oder -fasern führen bei Vereinigung mit Poly- dioxyd, Tetramethylthiuramdisulfid, Dipentamethylmeren oder natürlichem Kautschuk zu überraschen- thiuramtetrasulfid, Tetramethylthiuramtetrasulfid. den Ergebnissen. Die Endprodukte weisen sowohl 55 . . bei Zimmer- als auch bei erhöhten Temperaturen · beispiell Gewichtsprozent

eine verbesserte Dimensionsstabilität, höhere Zug- y-Aminopropylvinyldiäthoxysilan. 1,0

und Biegefestigkeiten, eine Verringerung der Riß- Tetramethylthiuramdisulfid 0,3

bildung und eine bessere Verschleißfestigkeit auf. Toluol 1,0

Solche Eigenschaften machen sie besonders brauch- 60 Rest Wasser bar als Verstärkungsmaterial für aus natürlichem

oder künstlichem Kautschuk hergestellte Reifen, B e i s ρ i e 1 2 Treibriemen, Schläuche u. dgl.

Als zu verstärkendes Material eignet sich natür- y-(Triäthoxysilanpropyloxy)- Gewichtsprozent

licher Kautschuk oder Kautschuk, der synthetisch ⁶5 propylamin 0,5

aus Butadien, Chloropren, Isopren u. dgl. hergestellt Tetramethylthiuramtefrasulfid 0,25

ist, oder aber Mischpolymerisate von Butadien, Toluol 1,0

Chloropren, Isopren mit anderen, bei der Herstel- Rest Wasser

Das Aufbringen auf die Glasfasern erfolgt in der vorstehend beschriebenen Weise.

Diese Schlichtemittel werden im allgemeinen in solchen Mengen aufgebracht, daß ein monomolekularer Film auf den Glasfaseroberfiächen entsteht. Vorzugsweise verwendet man jedoch eine größere Menge, allerdings zweckmäßig immer weniger als 2 Gewichtsprozent der Glasfasern. Den Vulkanisationsbeschleuniger verwendet man vorteilhaft in Mengen von 2 bis 20 Gewichtsprozent der Silane. Die besten Resultate erzielt man mit einem Aminosilan, beispielsweise ein y-Aminopropyltriäthoxysilan. Man kann jedoch auch andere Amino- oder Diaminosilane verwenden, wie beispielsweise y-Aminopropylvinyldiäthoxysilan, γ- (Triäthoxysylylpropylamido)-propylamin, N - (y - Triäthoxysilanpropyl)" - propylamin, y-(Triäthoxysilanpropyloxy)^II-propylamin, die Diaminderivate von Allyltriäthoxsilan,

NH₂ — CH₂ — CH₂NH — CH₂ — CH = CH — Si — (OEtIi)₃

und dergleichen.

Für diesen Zweck kann man auch Carboxylderivate von Silanen, beispielsweise Λ-Carboxypropyltriäthoxysilan oder ihre Homologen verwenden, man kann aber auch von Carboxylestern der Silane, wie beispielsweise der Verbindung

(EIhO)₃ — SiCH₂

CH₂
CH₂

O O

Il Il

C — O — Si — CH₂CH₂ — CH₂ — G — O

Gebrauch machen, die sich in Wasser zu der entsprechenden Carboxylgruppe hydrolisieren lassen. Das Aminosilan kann man in dem Schlichtemittel in Mengen von 0,1 bis 5,0 Gewichtsprozent verwenden. Man kann es allein verwenden, verwendet es jedoch vorzugsweise in Kombination mit anderen Substanzen, wie die oben beschriebenen Beschleuniger oder in Kombination mit einem mehrwertigen Alkohol und dessen Polymeren.

_ Gewichts-

Bei spiel 3 _prOzent

y-Aminopropyltriäthoxysilan 0,3

bis 0,6

Glycerin 0,3

bis 0,6

Rest Wasser

Beispiel 4 Gewichts

prozent

y-Aminopropyltriäthoxysilan . 0,3

Vinylpyridin-Resorcin-Formaldehyd-

Latex 0,5

bis 2,5

Netzmittel 0,1

Rest Wasser

Das Schlichtemittel läßt sich auf die Glasfasern im Zuge ihrer Herstellung oder anschließend sowie auf die daraus hergestellten Stränge oder Garne nach Entfernen der ursprünglichen Schlichte von den Glasfaseroberflächen aufsprühen, aufwalzen oder aufpinseln.

Man kann die Glasfasern auch mit einem geeigneten Verankerungsmittel behandeln und darauf zur Verteilung der oberflächenmodifizierten Glasfasern in dem Polymeren oder Kautschuk mahlen, um die dispergierten Glasfasern in Polymeren oder Kautschuk zu verankern.

Die genannten kationischen oberflächenaktiven Mittel werden außerordentlich gut auf den Glasoberflächen unter Bildung eines Filmes absorbiert. Sie wirken auf den Glasoberflächen als Netzmittel und Schmiermittel und verbessern die Dispersion der gemahlenen Fasern im Kautschuk od. dgl. Ähnliche Wirkungen erhält man mit den Aminosilanen und dem Ammoniumresinolat.

Claims

Patentansprüche:

1. Verwendung von Silanen der Formel R„SiX₄_„, in der η 1, 2 oder 3, X einen stark hydrolysierbaren Rest, R beliebige organische Reste bedeutet, von denen wenigstens einer eine Amino-, Imino-, Amido- oder Imidogruppe ist, als Schlichtemittel für Glasfasern.

2. Verwendung von y-Aminopropyltriäthoxysilan nach Anspruch 1.

3. Verwendung der Schlichtemittel nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß sie noch Tetraäthylthiuramdisulfid, Tetramethylthiuramdisulfid, Dipentamethylthiuramdisulfid oder Tetramethylthiuramtetrasulfid als Vulkanisationsbeschleuniger in Anteilen von 2 bis 20 Gewichtsprozent der Silane enthalten.