DE2024477B2 - Verfahren zur Herstellung beschichteter Glasfasermaterialien und wäßriges Schlichtemittel zur Durchführung des Verfahrens - Google Patents
Verfahren zur Herstellung beschichteter Glasfasermaterialien und wäßriges Schlichtemittel zur Durchführung des VerfahrensInfo
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Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung beschichteter Glasft.sermaterialien, die als
Verstärkungsmaterial für Harze oder Elastomere geeignet sind, durch Ziehen von Fäden aus geschmolzenem
Glas durch die Löcher einer Düse, Fortbewegung der Glasfaden bzw. Glasfasern van der Düse mit hoher
Geschwindigkeit und Zusammenfassung zu einem Glasfaserstrang, wobei auf die Glasfasern während
ihrer Bewegung ein wäßriges, ein Polyolefin enthaltendes Schüchtemittel aufgebracht, die beschichteten
Glasfasern getrocknet und sodann zur Verwendung als Verstärkungsmaterial vorbereitet werden, sowie ein
wäßriges Schlichtemittel zur Durchführung des Verfahrens.
Aus der US-PS 30 97 963 ist ein Verfahren zur
Aus der US-PS 30 97 963 ist ein Verfahren zur
ίο Herstellung beschichteter Glasfasermaterialien, die als
Verstärkungsmaterial für Harze oder Elastomere geeignet sein sollen, bekannt, bei dem auf die Glasfasern
während ihrer Fortbewegung von der Glasziehdüse mit hoher Geschwindigkeit ein wäßriges Schlichtemittel
aufgebracht wird, das ein Polyolefin, nämlich Polyäthylen, enthält. Kautschukgegenstände, die mit so beschichteten
Glasfasermaterialien verstärkt worden waren, zeigten jedoch beim Biegeversuch und auch hinsichtlich
der Haftfestigkeit des kalten Streifens noch keine idealen Ergebnisse.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, beschichtete Glasfasermaterialien, die als Verstärkungsmaterial
für Harze oder Elastomere geeignet sind, bereitzustellen, die den bisherigen Materialien überlegen sind.
r> Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß man auf die Glasfasern ein wäßriges Schüchtemittel
aufbringt, das im wesentlichen aus 2 bis 15 Gew.-% einer Polyolefinemulsion aus Polypropylen oder Gemischen
aus Polyäthylen und Polypropylen, die, bezogen auf das
jo Polyolefin, 25 bis 100% Polypropylen und 0 bis 75% Polyäthylen enthält, sowie einem Bindemittel und einem
Textilgleitmittel besteht und dessen Viskosität bei 200C
weniger als 0,1 Pas beträgt.
Das erfindungsgemäße wäßrige Schlichtemittel für
ij Glasfaserstränge besteht also im wesentlichen aus 2 bis
15 Gew.-% einer Polyolefinemulsion aus Polypropylen oder Gemischen aus Polyäthylen und Polypropylen, die,
bezogen auf das Polyolefin, 25 bis 100% Polypropylen und 0 bis 75% Polyäthylen enthält, sowie einem
Bindemittel und einem Textilgleitmittel, vorzugsweise 0,1 bis 2,0 Gew.-% Bindemittel und 0,2 bis 4 Gew.-%
Textilgleitmittel. Die Viskosität des wäßrigen Schlichtemittels entspricht derjenigen, die sich üblicherweise als
für die während der Herstellung der Glasfaserstränge
4ϊ verwendeten Schüchtemittel geeignet erwies und die
eine ausreichende Aufnahme an Schlichte durch den Strang gestattet, so daß unversehrte Stränge erhalten
werden und die Zerstörung des Stranges infolge von Abscheuerung der einzelnen Fasern gegeneinander
in vermieden wird.
Der Feststoffgehalt der Polyolefinemulsion setzt sich zu 25 bis 100 Gew.-% aus Polypropylen und zu 0 bis 75
Gew.-% aus Polyäthylen zusammen. Das Polyäthylen wird angewendet, um die Stabilisierung der Emulsion
3) des Polypropylens zu gewährleisten. Wird das Polyäthylen
in der Emulsion in größeren Prozentsätzen verwendet, dann sollte es vorzugsweise einen höheren
Erweichungspunkt aufweisen, um eine gute Haftung in glasfaserverstärkten Elastomeren zu erzielen.
w) Das in dem Schüchtemittel verwendete Polypropylen
hat ein mittleres Molekulargewicht von etwa 5300 bis 7300, einen mittels Kugel und Ring bestimmten
Erweichungspunkt von 150 bis 175'C, ein spezifisches
Gewicht von 0,85 bis 1 g/cm* und eine Durchdringungs-
tv) härte (100 g/5 sec/22,22°C) von höchstens 0,001mm.
Das für das Schlichtemittel \urgesehene Polyäthylen weist ein mittleres Molekulargewicht von etwa 2000 bis
10 000, einen mittels Kugel und Ring bestimmten
Erweichungspunkt von etwa 100 bis 175°C, ein spezifisches Gewicht von 0,85 bis 1 g/cm3 und eine
Durchdringungshärte (lOOg/5 sec/25°C) von 0,02 bis 0,25 mm auf. So kann in dem erfindungsgemäßen
Schlichtemittel z. B. ein Polypropylen mit einem Molekulargewicht von 6300, einem Erweichungspunkt
(Kugel und Ring) von 160°C, einem spezifischen Gewicht von 0,9 g/cm3 und einer Durchdringungshärte
(100g/5sec/22,22°C) von höchstens 0,001mm; ein
Polyäthylen mit einem Molekulargewicht von 2500, einem Erweichungspunkt (Kugel und Ring) von 1060C,
einem spezifischen Gewicht von 0,9 g/cm3 und einer Durchdringungshärte (100 g/5 sec/25°C) von 0,22 mm;
und/oder ein Polyäthylen mit einem Molekulargewicht von 6500 bis 8500, einem Erweichungspunkt (Kugel und
Ring) von 147°C, einem spezifischen Gewicht von 0,99 g/cm3 und einer Durchdringungshärte von
< 0,05 mm eingesetzt werden.
Zur Herstellung der Emulsion wird das Polypropylen (und das Polyäthylen, sofern verwendet) geschmolzen,
unter Rühren mit geeigneten Emulgiermitteln versetzt und anschließend mit Wasser versetzt, bis die
Wasser-in-öl-Emulsion in eine Öl-in-Wasser-Emulsion umgewandelt ist. Bezogen auf das Gewicht der
Emulsion, enthält die Emulsion etwa 20 bis 40 Gew.-% Feststoffe (nichtwäßrige Bestandteile). Geeignete Emulgiermittel
sind u. a. Alkylaryl-polyätheralkohol und Alkylphenoxypolyoxyäthylenäthanol. Erfindungsgemäß
verwendbare Polyolefinemulsionen sind im Handel erhältlich und können einfach der Polypropylenemulsion,
dem Wasser, Gleit- und Bindemittel in einem Mischbehälter zugemischt werden.
Bindemittel, die in dem erfindungsgemäß eingesetzten
wäßrigen Schlichtemittel enthalten sein können, sind u. a. Silane und Siloxane, z. B. hydrolysierbare Vinyl-,
Allyl-, /2-Chlorpropyl-, Phenyl-, Thioalkyl-, Thioalkaryl-,
Aminoalkyl-, Methacrylate Epoxy- und Mercaptosilane, deren Hydrolyseprodukte und Polymerisate der Hydrolyseprodukte
und Gemische dieser Verbindungen. Eine weitere Gruppe verwendbarer Bindemitei stellen die
basischen Metallsalze starker Mineralsäuren dar, d. h. Verbindungen, die Chrom, Kobalt, Nickel, Kupfer oder
Blei, mindestens eine Hydroxylgruppe sowie mindestens ein Anion einer starken Mineralsäure enthalten, sowie
Koordinationskomplexe dieser Verbindungen und Gemische davon. Eine andere Art verwendbarer Bindemittel
sind Komplexverbindungen vom Werner-Typ, bei denen ein dreiwertiges Kernatom mit einer organischen
Säure koordiniert ist, z. B. ein Methacrylsäurekomplex von Chrom(IH)-chlorid. Auch andere Bindemittel vorn
Werner-Typ mit Vinylalkylamino-, Epoxy-, Mercapto-, Thioalkyl·, Thioalkaryl- und Phenylgruppen können in
den erfindungsgemäßen Sehlichtemittel enthalten sein. Es können auch Gemische aus zwei oder mehreren
dieser Bindemittel enthalten sein.
Das Sehlichtemittel enthält ferner ein Textilgleitmittel,
das vorzugsweise kationisch oder nichtionisch ist. Es können verschiedene herkömmliche Glasfaser-Textilgleitmittel
eingesetzt werde:). Das Gleitmittel kann ein handelsübliches, mit Säure löslich gemachtes Fettsäureamid,
z. B. ein gesättigtes oder ungesättigtes Fettsäureamid mit 4 bis 24 C-Atomen oder ein wasserfreies, mit
Säure löslichgemachtes Polymer eines ungesättigten Fettsäureamids mit niederem Molekulargewicht, z. B.
das Pelargonsäureamid von Tetraäthylenpentamin, sein. Ein weiteres, in dem Sehlichtemittel verwendbares
Glasfasergleitmittel ist ein Alkylimidazolin-Derivat d. h. Alkyl-N-amidoalkyl-imidazoline, die durch Umsetzung
von Fettsäuren mit Polyalkylenpolyaminen unter Ringschluß, z. B. von Stearinsäure mit Tetraäthylenpentamin,
hergestellt werden können.
Die vorstehenden kationischen Gleitmittel können zusammen mit einer quaternären Pyridiniumverbindung
der Formel
ι R
ι -> verwendet oder durch diese Verbindung ersetzt werden,
in der X ein Anion, R eine organische Gruppe mit 1 bis 30 C-Atomen und jedes der Symbole R1, R2, R3, R4 und
R5 Wasserstoffatome, Alkyl-, Aryl-, Aralkyl- oder heterocyclische Reste, Halogenatome, Alkenyl- oder
_>o carbocyclische Rest, Alkoxy-, Keto-, Amido- oder
substituierte Amidogruppen bedeuten.
Das Sehlichtemittel kann ferner 0,01 bis 1 Gew.-% eines Netzmittels enthalten, das vorzugsweise kationisch
oder nichtionisch ist und das auch als zusätzliches
_>-; Gleitmittel dienen kann. Hierfür kann jede geeignete
Substanz verwendet werden, die die Oberflächenspannung des Schlichtemittels auf etwa 25 bis 35 dyn/cm2
herabsetzt.
Der (nicht wäßrige) Gesamtfeststoffgehalt des
ίο Schlichiemittels beträgt etwa 2 bis 20, vorzugsweise
etwa 3 bis 10Gew.-% des Schlichtemittels. In allen Fällen sollen die Mengen der verschiedenen Bestandteile
den Betrag nicht überschreiten, der die Viskosität der Lösung etwa 0,1 Pas bei 200C übersteigen läßt.
j) Lösungen mit einer Viskosität von über 0,1 Pas bei
200C lassen sich nur sehr schwer während der
Entstehung der Glasfaserstränge auf diese auftragen, ohne daß Stränge brechen. Zur Erzielung bester
Ergebnisse arbeitet man mit einem Sehlichtemittel,
in dessen Viskosität vorzugsweise zwischen 0,001 und 0,02
Pa s bei 200C liegt. Der pH-Wert der Lösung kann im allgemeinen von etwa 3 bis 8 schwanken.
Die Sehlichtemittel werden auf herkömmliche Weise während der Entstehung der Glasfasern auf die
ι ι einzelnen Glasfasern aufgetragen, und zwar unmittelbar
nach deren Austritt aus den Öffnungen einer Düse, die das erschmolzene Glas enthält. Die Auftragung des
Schlichtemittels auf die Fäden erfolgt mit Hilfe einer Walzenauftragsvorrichtung, die teilweise in das in
ίο einem Behälter befindliche Sehlichtemittel eingetaucht
ist, bevor die Fäden zu einem Strang zusammengelegt werden. Die Fasern werden zu einem Strang zusammengefaßt
und auf eine Spule aufgewickelt. Es können auch andere Verfahren zur Auftragung des Schlichte-
v> mittels auf den Glasfaserstrang angewendet werden. So kann z. B. eine mit einem Kissen ausgestattete
Auftragsvorrichtung eingesetzt werden und anstatt den Strang auf eine Spule aufzuwickeln kann dieser auch auf
andere Weise, z. B. mit Hilfe eines sich drehenden
W) Scheibenzugpaares, das den Strang in eine geeignete
Sammelvorrichtung führt, geformt werden.
Anschließend werden die auf die Spule gewickelten Glasfaserstränge getrocknet. Dies kann durch Erhitzen
bei einer Temperatur und einer Zeitdauer erfolgen, die
<v> ausreichend sind, um die Feuchtigkeit auf den für die
Weiterbehandlung richtigen Gehalt herabzusetzen, beispielsweise durch Anwendung einer Verweilzeit von
48 Stunden bei etwa Raumtemperatur für die Zwirnung
oder einer Zeit von 8 bis 12 Stunden bei 132° C für die
Herstellung des Rovings. Durch diese Trocknung werden die Bindemittel auf der Glasoberfläche fixiert,
so daß der Strang mit solcher Unversehrtheit und mit
solchem Feuchtigkeitsgehalt erhalten wird, wie sie für die Weiterverarbeitung desselben zu Roving, Garn,
Cord, Gewebe oder gewebtem Roving erforderlich sind. Auf den Strängen beträgt der Feststoffgehalt der
Schlichte durchschnittlich etwa 0,2 bis 2,0, vorzugsweise etwa 0,50 Gew.-°/o.
Glasstränge, die mit dem in Beispiel 1 beschriebenen Schlichtemittel behandelt werden, eignen sich insbesondere
für die Verstärkung von thermoplastischen und wärmehärtbhren Harzprodukten. Derart verstärkte
Produkte weisen eine gute Zug- und Biegefestigkeit auf. Erhöhte physikalische Festigkeit stellt einen der
Vorzüge dar, die durch die Verwendung der erfindungsgemäßen Schlichtemittel erzielt werden. Andere wünschenswerte
Aspekte stellen die d^mit gewonnenen vielseitigen Verwendungsmöglichkeiten und wirtschaftlichen
Vorteile dar. Ein wesentlicher Vorzug, der durch die Verv/endung der erfindungsgemäßen Schlichtemittel
erreicht wird, liegt darin, daß diese ein bisher erforderliches kostspieliges, unter Wärmeanwendung
erfolgendes Reinigungsverfahren und eine Bindemittelbehandlung der Faserglasgewebe aus mit einem
bekannten Schlichtemittel behandeltem Garn überflüssig machen. Man nimmt einfach das Gewebe, das aus
den mit erfindungsgemäßem Schlichtemittel behandelten Faserglasgarnen besteht, sättigt es mit dem
gewünschten Harz und formt oder verformt das gesättigte Gewebe unter Anwendung herkömmlicher
Preß- oder Schlichtungsverfahren zu der angestrebten Form. E:.s können auf diese Weise ohne ein unter
Wärmeanwendung erfolgendes Reinigungsverfahren oder eine Bindemittelbehandlung mit Hilfe von
Geweben aus mit erfindungsgemäßem Schlichtemittel behandeltem Faserglasgarn faserglasverstärkte Harzgegenstände
mit Polyester- oder Epoxyharzen hergestellt werden.
Um die mit Schlichte versehenen, zugerichteten Stränge als Verstärkung für Elastomere einzusetzen,
wird eine Vielzahl von Strang- oder Garnenden vereinigt und mit einem Kautschuk-Klebemittel beschichtet.
Die beschichteten Enden werden gezwirnt und dann mit anderen beschichteten Enden zu
beschichtetem Cord gefacht. Es können z. B. fünf oder
sieben Enden von Strängen mit einer halben Zwirndrehung vereinigt, beschichtet und mit einem Kautschuklatex-Klebemittel
imprägniert werden. Die beschichteten Enden werden erhitzt, um das Klebemittel zu trocknen
und auf den zusammengelegten Garnenden zu fixieren. Die beschichteten Enden werden anschließend gezwirnt.
Die gedrehten Enden werden dann mit anderen gedrehten Enden zu einem ausgeglichenen gefachten
Cord gefacht.
Typische Corde: 5/4 für Gurt verstärkung; V3 für
Reifenverstärkung. Die Corde werden als solche oder als lose gearbeitetes Gewebe verwendet. Das Gewebe
wird im Gürtelteil vin Diagonalgürtel- und Radiallagenreifen verarbeitet.
Es wurde ferner gefunden, daß zur Erzielung optimaler Eigenschaften bei verschiedenen Kautschukprodukten
unterschiedliche Klebemittel und unterschiedliehe Synthetikfasern verwendet werden müssen.
Als zufriedenstellendes Klebemittel Für Glasfasern und Kautschuk eignet sich z. B. ein Gemisch aus Resorcin,
Formaldehyd und einem Terpolymerisat aus Butadien, Styrol und Vinylpyridin, das gegebenenfalls Ammoniak
enthalten kann.
Die erfindungsgemäß mit Schlichtemittel versehenen Glasfaserstränge werden daher mit einem solchen
Klebstoffgemisch beschichtet, wenn sie als Verstärkungsmaterial für Kautschukprodukte eingesetzt werden
sollen. Es wird so viel Klebemittel aufgenommen, daß auf den Strängen eine Beschichtung von etwa 17 bis
19 Gew.-% Klebemittel, bezogen auf das Stranggewicht, entsteht. Für die meisten Zwecke erwiesen sich 18
Gew.-% Klebemittel als angemessen.
Anschließend werden die beschichteten Stränge getrocknet und gehärtet. Dazu werden sie z. B. vertikal
durch einen dielektrischen oder mit Mikrowellen arbeitenden Trockenofen geleitet, um Wasser und NH3
aus dem Klebemittel zu entfernen. Während dieser Entfernung scheinen die Stränge stark zu vibrieren,
wodurch eine weitere Imprägnierung der Stränge mit Klebemittel sowie zusätzliche Imprägnierung auf den
und um die einzelnen Fäden herum erreicht wird. Danach können die beschichteten Stränge nach oben
durch einen bei etwa 177 bis 26O0C gehaltenen Gasofen
geleitet werden, um das Resorcin-Formaldehyd auszuhärten. Diese zweite Erhitzung führt zu einem weiteren
Verfließen und Eindringen des Klebemittels. Durch die N H3-Entfernung ist für das Resorcin-Formaldehyd die
Möglichkeit einer Aushärtung oder Kondensierung gegeben. Die Kondensation ist von Zeit und Temperatur
abhängig. Beispielsweise ist ein Erhitzen der beschichteten Stränge auf 188° C während 30 Sekunden
oder auf 216° C während 20 Sekunden zufriedenstellend.
Das vorstehende zweistufige Trocknungs- und
Härtungsverfahren verbessert die Gleichmäßigkeit und die Imprägnierung der Beschichtung auf den Strängen.
J5 Dies zeigt sich durch eine Gleichmäßigkeit der Menge
und der Farbe des Belages auf dem Strang sowie an dem NichtVorhandensein von durch das Klebemittel gebildeten
Unregelmäßigkeiten oder Klumpen längs des beschichteten Stranges, wie sie bei herkömmlichen
Beschichtungsverfahren auftreten. Dies wiederum führt zu einer merklich verbesserten Dauerbiegefestigkeit
des durch die beschichteten Stränge verstärkten Kautschukproduktes. Das zweistufige Beschichtungsverfahren
ermöglicht darüber hinaus eine viel raschere Beschichtung mit dem Klebemittel als herkömmliche
Beschichtungsverfahren, die ohne die dielelektrische oder mit Mikrowellen vollzogene Trocknungsstufe
arbeiten.
Der optimale Cordaufbau und das günstige Klebemittel
für das jeweilige Kautschukprodukt müssen in der Regel durch Versuche ermittelt werden. Hierzu werden
verschiedene Klassifizierungstests durchgeführt, um die Eigenschaften des verstärkten Kautschuks zu ermitteln.
Der »H-Adhäsionstests« gilt als einer der Standardversuche der Kautschukindustrie.
Die vorliegend verwendete Bezeichnung »Elastomer« umfaßt elastische Substanzen wie Naturlatex des
Hevea-Baumes sowie synthetische Kautschuk und kautschukartige Stoffe. Sie umfaßt auch solche natürli-
bo chen und synthetischen Kautschukarten und kautschukartigen
Stoffe, die zur Verbesserung ihrer physikalischen Eigenschaften z. B. durch Chlorierung chemisch
modifiziert wurden. Synthetischer Kautschuk schließt kautschukartige Stoffe wie Chloropren, Butadien,
Isopren und davon abgeleitete Copolymerisate mit Acrylnitril, Styrol und Isobutylen ein. Die Bezeichnung
»Elastomer« umfaßt natürlichen und synthetischen Kautschuk im ungehärteten oder nichtvulkanisierten
Zustand wie auch im gehärteten oder vulkanisierten Zustand.
Die nachstehenden Beispiele erläutern die Erfindung.
Ein zur Verstärkung von Harzen geeignetes Schlichtemittel wurde aus folgenden Bestandteilen hergestellt:
Bestandteile | Gewichts |
teile, g | |
1. Polypropylenemulsion mit einem | |
Gehalt von 25 Gew.-% Polypropylen | |
(Molekulargewicht 6300) und von | |
6 Gew.-°/o Emulgiermittel | 5000 |
2. Polyvinylalkohol | 500 |
3. lmidazolamin | 200 |
4. Methacryloxypropyl-trimethoxysilan | 250 |
5. Essigsäure | 8 |
6. Silikon-Schaumbremsmittel | 3,8 |
7. Wasser, ausreichend zur Herstellung | |
von 37,85 1 Schlichtemittel | |
pH-Wert = 9,8 | |
Feststoffgehalt = 6,3% | |
Beispiel 2 |
Ein zur Verstärkung von Elastomeren geeignetes Shlichtemittel wurde aus folgenden Bestandteilen
hergestellt:
gelöst und ebenfalls dem Mischbehälter zugesetzt. Das y-Aminopropyl-triäthoxysilan, das Silikonschaumbremsmittel
und das Wasser wurden unter Rühren nacheinander dem Mischbehälter zugesetzt, wonach das
Schlichtemittel gebrauchsfertig war.
Mit dem vorstehenden Schlichtemittel wurden Glasfasern unmittelbar nach ihrem Austritt aus den
Löchern einer elektrisch beheizten, aus einer Platinlegierung bestehenden Glasziehdüse beschichtet. Die
κι Beschichtung erfolgt mit Hilfe einer Walzenauftragsvorrichtung,
die teilweise in das Schlichtemittel eingetaucht war.
Anschließend wurden die beschichteten Fasern mittels einer Graphitführung zu einem Strang zusamj
mengefaßt und auf eine Spule aufgewickelt, die mit etwa 7500 Umdrehungen pro Minute rotierte, so daß der
Strangdurchgang etwa 3657,6 bis 4572,0 m/Min, betrug. Darauf wurde der auf die Spule aufgewickelte
Glasfaserstrang 48 Stunden bei Raumtemperatur getrocknet.
Es wurde ein Schlichtemittel nach Beispiel 2, jedoch
2ϊ unter Verwendung von 12 Gew.-% Polyäthylen mit
einem mittleren Molekulargewicht von 6500 bis 8500 anstelle des im Beispiel 2 genannten Polyäthylens
hergestellt.
Bestandteile
Gewichtsteile, g j-,
1. Polypropylen/Polyäthylen-Emulsion
mit einem Gehalt von 12 Gew.-%
Polypropylen (Molekulargewicht
6300). von 12 Gew.-% Polyäthylen
(Molekulargewicht 2500)
mit einem Gehalt von 12 Gew.-%
Polypropylen (Molekulargewicht
6300). von 12 Gew.-% Polyäthylen
(Molekulargewicht 2500)
und von 6 Gew.-% Emulgiermitteln 6000
2. Kondensationsprodukt aus Aminof !hyläthanoiamin und einer hydrierten
Talgfettsäure (Gleitmittel) 120
3. Stearylamin 40
4. Essigsäure für (3) 10
5. Polyamidharz (Kondensationsprodukt
einer Polycarbonsäure mit
einer Polycarbonsäure mit
einem Polyamin) 400
6. Essigsäure für (5) 100
7. •/-Aminpropyl-triäthoxysilan 226
8. Silikon-Schaumbremsmiuel 3,8
9. Wasser, ausreichend zur Herstellung
von 37,85 I Schlichtemittel
von 37,85 I Schlichtemittel
pH-Wert = 8,5
Feststoffgehah = 6,65 Gew.-%
Feststoffgehah = 6,65 Gew.-%
Die Polyolefinemulsion wurde in einen für das Schlichtemittel vorgesehenen Mischbehälter gegossen.
Das Kondensationsprodukt aus Aminoäthyläthanolamin und einem Gleitmittel aus hydrierter Talgfettsäure
wurde in heißem Wasser (60 bis 66°C) gelöst und ebenfalls in den Mischbehälter gebracht. Das Stearyl-
;imin wurde mit Essigsäure in heißem Wasser gelöst und in den Mischbehälter gebracht. Das durch Kondensation
einer Polycarbonsäure mit einem Polyamin hergestellte Polyamidharz wurde mit Essigsäure in heißem Wasser
Es wurde ein Schlichtemittel nach Beispiel 2 hergestellt, wobei jedoch in der Emulsion anstelle der im
Beispiel 2 genannten Polypropylen- und Polyäthylenmenge jetzt 18 Gew.-% Polypropylen (Molekulargewicht
6300) und 7 Gew.-% Polyäthylen (Molekulargewicht 2500) eingesetzt wurden.
Um die nach Beispiel 2 mit Schlichte versehenen Glasfaserstränge zur Verstärkung von Kautschuk
einzusetzen, wurde ein Klebstoffgemisch aus folgenden Bestandteilen hergestellt:
Bestandteile
Gewichtsteile
Resorcin | 352 |
CH2(37%), wäßrige Lösung | 518 |
NaOH | 9,6 |
Terpolymerisatlatex aus | |
Butadien/Styrol/Vinylpyridin | |
(41% in H2Odispergierte Feststoffe) | 7800 |
NH4OH (28% NH3 in H2O) | 362 |
H2O | 9572 |
Diese Bestandteile wurden wie folgt vermischt:
Der Terpolymerlatcx aus Butadien/Styrol/Vinylpyridin wurde mit 1940 Gewichtsteile Wasser vermischt 7632 Gewichtsteile Wasser wurden in einen gesonderten Behälter gebracht. Anschließend wurde NaOH zugesetzt und in dem Wasser des letztgenannter Behälters gelöst. Anschließend wurde die wäßrige NaOH-Lösung mit Resorcin versetzt, das darin gelöst wurde. Nach Rcsorcinzusatz wurde Formaldehyd
Der Terpolymerlatcx aus Butadien/Styrol/Vinylpyridin wurde mit 1940 Gewichtsteile Wasser vermischt 7632 Gewichtsteile Wasser wurden in einen gesonderten Behälter gebracht. Anschließend wurde NaOH zugesetzt und in dem Wasser des letztgenannter Behälters gelöst. Anschließend wurde die wäßrige NaOH-Lösung mit Resorcin versetzt, das darin gelöst wurde. Nach Rcsorcinzusatz wurde Formaldehyd
zugesetzt, das Gemisch fünf Minuten gerührt und zwei bis sechs Stunden bei Raumtemperatur gealtert. Diese
Alterung läßt eine Kondensation von Resorcin und Formaldehyd in kleinem Ausmai zu und führt zu einer
besseren Haftung des anschließe nd beschichteten Garns auf dem Kautschukprodukt. Nach der Alterung wurde
das Gemisch dem Terpolymerisat-Latex zugesetzt und das erhaltene Gemisch 15 Minuten langsam gerührt.
Daraufhin wird mit Ammoniumhydroxid versetzt und das Gemisch 10 Minuten langsam gerührt. Durch das
Ammoniumhydroxid wird eine weitere Kondensation von Resorcin und Formaldehyd unterbunden.
Anschließend wurden die nach Beispiel 2 mit Schlichte versehenen Glasfaserstränge mit vorstehendem
Klebstoffgemisch beschichtet und imprägniert. Sieben Stränge mit einer halben Zwirndrehung auf
25,4 mm wurden parallel zusammengelegt und unter leichter Spannung durch Riffelungen in teilweise in dem
Klebemittel aufgehängte, rotierende Walzen geführt. Es wurde so viel Klebemittel aufgenommen, daß auf den
Strängen eine Beschichtung von 18 Gew.-% Klebemittel, bezogen auf das Stranggewiclit, entstand.
Anschließend wurden die beschichteten Stränge vertikal durch einen dielektrischen Trockenofen geleitet,
um Wasser und NH3 aus dem Klebemittel zu entfernen. Danach wurden die beschichteten Stränge
nach oben durch einen bei 188CC gehaltenen Gasofen geleitet, um das Resorcin-Formaldehyd auszuhärten.
Das nachstehende Kautschukgemisch wurde mit Glasfasercord verstärkt, dessen einzelne Fasern nach
Beispiel 2 mit Schlichte versehen, zu Strängen geformt und nach Beispiel 5 beschichtet wurden, und getestet.
Kautschukgemisch
Bestandteile
Gewichtsteile
Styrol-Butadien-Kautschuk | 75 |
Naturkautschuk | 25 |
Hochabriebfester Ofenruß | 50 |
ZnO | 5 |
Stearinsäure | 1 |
Aldolnaphthylamin (Antioxidations | |
mittel) | 1 |
Kohlenwasserstofföl (Weichmacher) | 10 |
Kondensationsprodukt von | |
Mercaptobenzolthiazol und | |
Cyclohexylamin (Beschleuniger) | 1 |
Diorthotolylguanidin | 0,2 |
Schwefel | 2,0 |
Der verstärkte Kautschuk hatte sodann bei der Prüfung die folgenden Eigenschaften:
H-Zughaftung
Abstreifhaftung
Abstreifhaftung
bei Raumtemperatur
bei 11O0C während
30 Minuten
Retention, %
Dauerbiegeermüdung
Bruchfestigkeit
Zugfestigkeit im Kautschuk
Dauerbiegeermüdung
Bruchfestigkeit
Zugfestigkeit im Kautschuk
7,03 bis 7,48 kg
44,45 bis 47,21 kg
44,45 bis 47,21 kg
20,41 bis 22,68 kg
43 bis 47%
etwa 610 000 Zyklen
36,28 bis 38.55 kg
43,99 bis 46,72 kg
43 bis 47%
etwa 610 000 Zyklen
36,28 bis 38.55 kg
43,99 bis 46,72 kg
to
Ein Klebstoff-Tauchgemisch, das besonders für Corde geeignet ist, die für die Verstärkung von Produkten aus
Naturkautschuk und Styrol-Butadienkautschuk bestimmt sind, hatte folgende Zusammensetzung:
Bestandteile | Gewichts |
teile | |
Butadien-Styrol-Latex | |
(70 Gew.-% Butadien, | |
30 Gew.-% Styrol) | 7800 |
Resorcin | 350 |
Formaldehyd | 518 |
NaOH | 9,6 |
Wasser | 9572 |
Die Herstellung dieses Tauchgemisches erfolgte wie die des Klebstoffs nach Beispiel 5, mit der Ausnahme,
daß man jetzt ohne das NH4OH arbeitete. Der Latex schien die Kondensation von Resorcin und Formaldehyd
ausreichend zu hemmen, so daß auf das NH4OH verzichtet werden konnte.
Ein Klebstoff-Tauchgemisch, das besonders für Corde geeignet ist, die für die Versärkung von Neoprenkautschuk
eingesetzt werden sollen, hatte folgende Zusammensetzung:
Bestandteile
%ualer
FeststofT-
gehalt
Gewichtsteile
Neoprenlatex | 46% | 6300 |
MgO | 33% | 315 |
Anionisches oberflächen | 63 | |
aktives Stabilisierungs | ||
mittel | ||
Phenyl-jüf-naphthylamin | 50% | 126 |
(Antioxidationsmittel, das | ||
ein Versagen des Neoprene | ||
bei hoher Temperatur ver | ||
hindert) | ||
ZnO | 50% | 315 |
Resorcin | 99 | |
Formaldehyd | 37 % | 145,8 |
NaOII | 36 | |
H2O | 2145,6 |
(I1J
Dieser Klebstoff wurde gemäß Beispiel 5 hergestcll und vor der Verwendung 24 Stunden bei Raumtempera
tür gealtert.
Es wurde ein Klcbstoff-Tauchgemisch, das i
Verbindung mit Neoprenkautschuk besonders geeigne ist, mit folgender Zusammensetzung hergestellt:
20 | Bestandteile | 24 477 | Gewichts- |
"/oualer | leile | ||
FcststolT- | |||
Neoprenlatex | gehall | 4 176 | |
Butadien-Styrol-Vinyl- | 46 % | I 171 | |
pyridin-Latex | 41% | ||
MgO | 315 | ||
NH4OH | 33% | 271 | |
Resorcin | 28 % | 264 | |
Formaldehyd | 100% | 389 | |
NaOH | 37% | 7,2 | |
H2O | 100% | 12 570 | |
Die Herstellung des Klebstoff-Tauchgemisches erfolgte gemäß Beispiel 5.
Claims (7)
1. Verfahren zur Herstellung beschichteter Glasfasermaterialien, die als Verstärkungsmaterial für
Harze oder Elastomere geeignet sind, durch Ziehen von Fäden aus geschmolzenem Glas durch die
Löcher einer Düse, Fortbewegung der Glasfäden bzw. Glasfasern von der Düse mit hoher Geschwindigkeit
und Zusammensetzung zu einem Glasfaserstrang, wobei auf die Glasfasern während ihrer
Bewegung ein wäßriges, ein Polyolefin enthaltendes Schlichtemittel aufgebracht, die beschichteten Glasfasern
getrocknet und sodann zur Verwendung als Verstärkungsmaterial vorbereitet werden, dadurch
gekennzeichnet, daß man auf die
Glasfasern ein wäßriges Schlichtemittel aufbringt, das im wesentlichen aus 2 bis 15 Gew.-°/o einer
Polyolefinemulsion aus Polypropylen oder Gemischen aus Polyäthylen und Polypropylen, die,
bezogen auf das Polyolefin, 2:5 bis 100% Polypropylen und 0 bis 75% Polyäthylen enthält, sowie einem
Bindemittel und einem Textilgleitmittel besteht und dessen Viskosität bei 200C weniger als 0,1 Pa s
beträgt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man eine Schlichte verwendet, deren
Gehalt an Bindemittel 0,1 bis 2 Gew.-% beträgt.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man eine Schlichte verwendet, deren
Gehalt an Glasfaser-Textil gleitmittel 0,2 bis 4 Gew.-% beträgt.
4. Verfahren nach Anspruch 1—3, dadurch gekennzeichnet, daß man die mit Schlichte versehenen
Stränge durch Beschichten mit einem wäßrigen, elastomeren Klebstoffgemisch, das einen Elastomerlatex
und ein hitzehärtbares Harz enthält, für die Verstärkung von Elastomeren weiter präpariert,
dann die mit Klebstoff beschichteten Stränge unter Entfernung des Wassers trocknet und anschließend
das Harz durch zusätzliche Wärmeanwendung aushärtet.
5. Wäßriges Schlichtemittel für Glasfaserstränge zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichne;, daß es im wesentlichen aus 2 bis 15 Gew.-% einer Polyolefinemulsion aus
Polypropylen oder Gemischen aus Polyäthylen und Polypropylen, die, bezogen ai f das Polyolefin, 25 bis
100% Polypropylen und 0 bis 75% Polyäthylen enthält, sowie einem Bindemittel und einem
Textilgleitmittel besteht und bei 200C eine Viskosität unterhalb 0,1 Pa s aufweist.
6. Schlichtemittel nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Gehalt an Bindemittel 0,1
bis 2 Gew. % beträgt.
7. Schlichtemittel nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Gehalt an Glasfaser-Textilgleitmittel
0,2 bis 4 Gew.-% beträgt.
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