DE1694008B2 - Verfahren zur Herstellung von verstärkten Kunststoff-Formkörpern - Google Patents

Verfahren zur Herstellung von verstärkten Kunststoff-Formkörpern

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DE1694008B2
DE1694008B2 DE19681694008 DE1694008A DE1694008B2 DE 1694008 B2 DE1694008 B2 DE 1694008B2 DE 19681694008 DE19681694008 DE 19681694008 DE 1694008 A DE1694008 A DE 1694008A DE 1694008 B2 DE1694008 B2 DE 1694008B2
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vinyl
resin
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aminosilane
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Joachim Dipl.-Chem. Dr. X 1199 Berlin Gaehde
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Akademie der Wissenschaften der DDR
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Akademie der Wissenschaften der DDR
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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C25/00—Surface treatment of fibres or filaments made from glass, minerals or slags
    • C03C25/10—Coating
    • C03C25/24—Coatings containing organic materials
    • C03C25/40—Organo-silicon compounds
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J5/00—Manufacture of articles or shaped materials containing macromolecular substances
    • C08J5/04—Reinforcing macromolecular compounds with loose or coherent fibrous material
    • C08J5/06—Reinforcing macromolecular compounds with loose or coherent fibrous material using pretreated fibrous materials
    • C08J5/08—Reinforcing macromolecular compounds with loose or coherent fibrous material using pretreated fibrous materials glass fibres

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Description

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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von verstärkten Kunststoff-Formkörpern mit erhöhter mechanischer Festigkeit.
Bekanntlich lassen sich durch Kombination von Fasermaterialien, insbesondere Glasfasern, mit durch Wärmeeinwirkung härtbaren Plasten, beispielsweise Fheno- und Aminoplasten, ungesättigten Polyestern, tpoxyd- und KohlenwasserstofTharzen, Verbundwerkitoffe herstellen, die sich unter anderem durch hohe mechanische Festigkeiten und ein geringes spezifisches Gewicht auszeichnen. Die Fe:>tigkeitswerle dieser Verbundwerkstoffe hängen nicht nur von den Eigenschaften der jeweiligen Faser- und Harzarten ab, sondern auch von den Verhältnissen an der Grenzfläche dieser beiden Komponenten. Die Kräfte können vom Harz nur dann auf das Fasermaterial Übertragen werden, wenn zwischen beiden eine gute Haftung besteht.
Die meisten Glasfaserprodukte enthalten aus texliltechnischen Gründen eine Schlichte, die mit den In Betracht kommenden Harzen wenig verträglich lind die Haftung demzufolge relativ gering ist. was durch geringe mechanische Festigkeiten zum Ausdruck kommt. Zur Verbesserung der Haftfestigkeil V/erden deshalb die Glasfasermaterialien durch eine Ihermische Behandlung von der Schlichte befreit und Anschließend mit Chromkomplcxen oder siliciuniorganischen Verbindungen behandelt, die wenigstens eine mit dem Harz reaktionsfähige Giruppe, insbesondere Amino-, Vinyl-, Epoxyd-, Methacrylatgrup- pen und ein bis drei Silanolgruppen pro Si-Atom enthalten.
Es ist bekannt« daß diese sogenannten Haftmittel am meisten zur Festigkeitssteigerung der Versuche beitragen, wenn sie auf die Glasoberflächen aufgi:- bracht werden. Weiterhin ist bekannt, die Haftmittel dem jeweiligen Harz zuzusetzen, doch werden auf diese Weise keine optimalen Festigkeitswerte erreicht.
Dies ist bedauerlich, da eine derartige Arbeitsweise technoiogiscbe Vorteile bringt.
Die Erfindung bezweckt die Herstellung von verstärkten Flasten mit erhöhter mechanischer Festigkeit
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung von verstärkten Plasten mit erhöhter mechanischer Festigkeit durch Verbesserung der Haftfestigkeit zwischen Harz und Verstärkungsmaterial, insbesondere Glasfasern, zu entwickeln.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß das Verstärkungsmaterial mit einer Mischung, bestehend aus einem Vinyl- und/oder einem Epoxyd- und/oder einem Methacrylatsilan und einem Aminosilan, behandelt wird und die Weiterverarbeitung in an sich bekannter Weise erfolgt.
Die Aufgabe wird auch erfindungsgemäß dadurch »eiösl. daß das Verstärkungsmateria! mit einem Vin> !- und/oder einem Hpox\d- und oder einem Methacnlatsilan behandelt und" dem Harz ein Aminosilan zugesetzt wird oder daß das Verstärkungsmateria! mit einem Aminosilan behandelt und dem Harz ein Vin\l- und oder Epoxyd- und oder Methacrylatsilan zugesetzt wird, wonach die Weiterverarbeitung in an sich bekannter Weise erfolgt.
Es ist überraschend, daß beim erfindungsgemäikn Einsatz von Gemischen aus siliciumorganischen Verbindungen mit unterschiedlichen harzreaktiven Gruppen verstärkte Plaste resultieren, die gegenüber einer üblichen solchen aus einer einfachen Haftmitieianwendung resultierenden eine Steigerung beispielsweise der Trocken- und Naßbiegefestigkeit um 20 bis 25"„ aufweisen.
Das nachfolgende Beispiel soll die Erfindung näher erläutern.
Beispiel
Zur Oberflächenimprägnierung eines handelsüblichen, thermisch entschlichteten Glasfasergewebes wurde eine l%ige wäßrige Lösung einer Mischung von Vinyl-tris (2-Methoxyäthoxysilan) und --Aminopropyltriälhoxysilan im Verhältnis 1:1 hergestellt. Nach Zugabe der Haftmittel zum Wasser, wobei die Reihenfolge keine Rolle spielt, wurde die Lösung 15 Minuten bei Zimmertemperatur geführt. Das Gewebe wurde dann zweimal ohne Zwischentrocknung mit Hilfe einer Tauchvorrichtung durch die Imprägnierlösung gezogen und nach Abquetschen der überschüssigen Tmprägnierlösung 1 Stunde bei 150 C getrocknet. Auf das so vorbehandeltc Glasgewebe wurde eine 50%ige toluolische Lösung eines partiell polymerisierten unkatalysierten Kohlcnwasserstoffharzes aufgetragen und die Gewebebahnen 2 Stunden bei 70 C getrocknet. Das auf diesem Wege hergestellte klebfreie Prepreg-Material wurde in Formate (16 x 26 cm) aufgeschnitten und 30 Minuten bei l20°C und 1 Stunde bei 15O0C unter einem Druck von 6 kp/cm2 zu 2 mm starken Platten verpreßt. An Kleinnormstäben wurde die Biegefestigkeit ermittelt. Aus der folgenden Tabelle I ist die Verbesserung der Festigkeit durch die erfindungsgemäße Verwendung von Haflmittelmischungen deutlich erkennbar.
Die Tabelle zeigt die Biegefestigkeit von Kohlenwaoserstoniiarz-Laminaten in kp/ctn2. Der Glasgehalt der Laminate beträgt 65%; als Verstärkungsmittel liegt Interglasgewebe Nr. 91 145 vor.
Tabelle
Anlie Nach Nach
Haftmittel ferung 2Sid. 20 Std.
zur Gewebebehandlung Kochen in Kochen in
Wasser Wasser
a) Vinyl-tris-(2-Meth- 3060
oxyäthoxysjlan) 2650 2517
b) Vinyl-tris-(2-Meth-
oxyäthoxysilan)
+ y-Aminopropyl- 404G
triäthoxysilan (1:1) 3660 3210
Haftmittel
/ur cicwebebehandlunt!
c) Wie b) aber Verhältnis 3:1
d) Wie b) aber Verhältnis 1:3
e) }'-Methacryloxypropyltrimethoxysilan
Anlieferung
3830
4020
3740
3740
3300
3580
Nach
20 Std.
Kochen in
Wasser
3300 2820
3110

Claims (2)

Patentansprüche:
1. Verwendung eines Verstärkungsmaterials, das mit einer wäßrigen Lösung einer Mischung, bestehend aus einem Vinyl- und/cder einem Epoxyd- und/oder einem Methacrylatsilan und einem Aminosilan, behandelt worden ist, zur Herstellung von verstärkten ausgehärteten wärmehärtbaren Harzen mit erhöhter mechanischer Festigkeit.
2. Verfahren zur Herstellung von verstärkten Plasten mit erhöhter mechanischer Festigkeit unter Verwendung von Haftmitteln, dadurch gekennzeichnet, daß das Verstärkungs material mit einer wäßrigen Lösung aus einem Vinyl- und/oder einem Epoxyd- und/oder einem Melliacrylatsilan behandelt und dem Harz ein Aminosilan zugesetzt wird oder daß das Verstärkungsmaterial mit einer wäßrigen Lösung aus einem Aminosilan behandelt und dem Harz ein Vinyl- und/oder Epoxyd- und, oder Methacrylatsilan zugesetzt wird und die Weiterverarbeitung in an sich bekannter Weise erfolgt.
25
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