DE2426654C3 - Wäßrige Schlichte und Verfahren zur Beschichtung von Glasfasern - Google Patents

Wäßrige Schlichte und Verfahren zur Beschichtung von Glasfasern

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DE2426654C3 DE19742426654 DE2426654A DE2426654C3 DE 2426654 C3 DE2426654 C3 DE 2426654C3 DE 19742426654 DE19742426654 DE 19742426654 DE 2426654 A DE2426654 A DE 2426654A DE 2426654 C3 DE2426654 C3 DE 2426654C3
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Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine wäßrige Schlichte auf Basis von Polyurethan-Ionomeren, die sich hervorragend für die Verstärkung von thermoplastischen Kunststoffen, die polare Gruppen enthalten, eignen.
Es ist bekannt, Glasfasern in Form von vorzugsweise geschnittenen Strängen, die sich aus Bündeln von Endlosfasern zusammensetzen, welche miteinander vert'unden sind, zum Verstärken von thermoplastischen Kunststoffen zu verwenden. Um eine gute Verstärkungswirkung in der Kunststoff-Matrix zu erreichen, ist es notwendig, daß die Glasfaserstränge vor ihrer Einarbeitung in den Kunststoff ihren Zusammenhalt nicht verlieren und daß die Überzugsmasse, welche die Glasfaden miteinander verbindet, eine feste Bindung (Haftung) zwischen der Kunststoff-Matrix und den Glasfasern herstellt, ohne daß zwischen der Kunststoff-Matrix und der Überzugsmasse schädliche chemische Reaktionen eintreten, die zu unerwünschten Verfärbungen und partiellem Abbau des Kunststoffs führen können.
Die Überzugsmasse wird üblicherweise derart auf den Glasfasern erzeugt, daß die mit hoher Geschwindigkeit aus Spinndüsen gezogenen Glasfasern sofort nach dem Erstarren, d. h. noch vor dem Aufwickeln, mit Hilfe einer geeigneten Vorrichtung (Walzensystem oder Sprühvorrichtung) beschlichtet werden, d. h. mit einem wäßrigen Gemisch, das üblicherweise mindestens einen Filmbildner und ein Haftmittel neben anderen Zusätzen enthält und »Schlichte« genannt wird, getränkt und anschließend bei Temperaturen über 100 C getrocknet werden. Dabei ist unter »Trocknung« nicht allein die Entfernung von Wasser oder anderen flüchtigen Bestandteilen (Lösungsmittel) zu verstehen, sondern auch das Aushärten der Schlichtebestandteile, insbesondere des filmbiklners. First nach beendeter Trocknung hat sich die Schlichte in eine feste Überzugsmasse' verwandelt. Diese Überzugsmasse soll eine problemlose Weiterverarbeitung (Konfektionierung) der CiInsfaserstriiniic durch l'nispulen und/oder Schneiden ermöglichen. Werden iiie (ilasfascrslr.intie auf bekannte Weise /u Schnittglasseide
Jl) (»Chopped Strands«) verarbeitet, ist es von großer Bedeutung, daß dieses Produkt ein hohes SchüHgewicht besitzt, um teuren Transportraum sparen zu können. Ebenso wichtig ist es, daß die Schnittglasseide aus gegebenenfalls sehr großen - Behältern schnell und ohne Stauungen entleert werden und einwandfrei über entsprechende Dosiervorrichtungen (Schüttelrinnen o. ä.) einem Extruder zur Vermischung mit dem zu verstärkenden Polymeren zugeführt werden kann. Um den Glasfasersträngen bzw. der Schnittglasseide die dazu erforderlichen Eigenschaften wie guten Zusammenhalt der einzelnen Stränge, Flusenfreiheit und Rieselfähigkeit zu verleihen, ist es unumgänglich, sie mit einer Überzugsmasse zu versehen, d. h. sie zu beschlichten. Außer den bisher erwähnten Funktionen ist es eine wichtige Aufgabe der Schlichte bzw. der aus ihr entstehenden Überzugsmasse, die durch die Verstärkung mit beschlichteten Glasfasern erhaltenen mechanischen Eigenschaften des glasfas. verstärkten thermoplastischen Kunststoffs auch bei und nach Einwirkung von Wasser in Form von Luftfeuchtigkeit oder nach Lagerung in kaltem, heißem oder siedendem Wasser möglichst weitgehend zu wahren.
Die vielseitigen Anforderungen, die an Glasfasern gestellt werden müssen, insbesondere für den Fall, daß sie als Schnittglasseide zur Verstärkung von thermoplastischen Kunststoffen verwendet werden sollen, konnten bis heute noch nicht zufriedenstellend erfüllt werden.
In den deutschen Offenlegungsschriften 19 22 441 und 23 00 368 werden nichtionische, härtbare, teilweise oder völlig blockierte Polyurethane als Filmbildner in Schlichten für solche Glasfasern empfohlen, die zur Verstärkung von Polyamiden verwendet werden. Dabei werden zusätzlich als Haftmittel handelsübliche Silan-Haftvermittler wie )»-Aminopropyltriäthoxysilan, y-Glycidoxypropyltrimethoxysilan, j8-(3,4-Epoxycyclohexyl)-üthyltrimethoxysilan oder N-(/?-Aminoäthyl)-)>-aminopropyltrimethoxysilan eingesetzt. Die mit derartigen Schlichten erreichbaren Verstärkungseffekte befriedigen nicht, insbesondere bezüglich der wichtigen mechanischen Eigenschaften von glasfaserverstärkten Kunststoffen wie Biegefestigkeit, Schlagzähigkeit und Kerbschlagzähigkeit.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung war es, Glasfasern zu entwickeln, welche die genannten Anforderungen optimal erfüllen und darüber hinaus den Verstärkungseffekt in thermoplastischen Kunststoffen so weit zu verbessern, daß er deutlich über dem bisher erreichbaren Niveau liegt.
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist daher ein Verfahren zum Beschichten von Glasfasern für die Verstärkung von thermoplastischen Kunststoffen mit einer Schlichte, bestehend aus Filmbildner, Haftmittel und gegebenenfalls weiteren Zusätzen, wie Gleitmittel, Netzmittel und/oder Antistatika, welches dadurch gekennzeichnet ist, daß man auf die Glasfaser eine Schlichte aufbringt, die als Filmbildner eine wäßrige I'olyurethan-Ionomerdispersion enthalt.
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ferner die erfindungsgemäß aufgebrachte Schlichte.
Polyurethnn-Ionomere sind Polyurethane, welche in ihren Molekülen in größeren Abständen ionische Zentren enthalten. Sie sind llctcropolymcrc mit ausgeprägter Scgmcntstniktur (vgl. I). Diele rieh el al. »Angewandte Chemie·'. 82. Jahrg.. 1970, Nr. 2, Seite 5.1 -i,3).
Die Vnr/iige der erlindungs-gemäUcn Schlichten er-
klären sich aus der besonderen Natur der Polyurethan-Ionomeren, die wie die Seifen und Invertsejfen zur Gruppe der Assoziationskolloide gehören.
Im Gegensatz zu diesen sind die Polyurethan-Ionomeren jedoch hochmolekulare Segmentpolymere, die zu makromolekularen Gebilden assoziieren., wodurch Teilchengewichte von über 500000 entstehen. Durch interchenare Wechselwirkungen (Coulomb-Kräfte und Wasserstoffbrücken) haben sie ähnliche Eigenschaften wie vernetzte Elastomere. In polaren organischen Lösungsmitteln vorliegende Polyurethan-lonomere bilden bei Wasserzusatz spontan stabile wäßrige Dispersionen mit dem Ionomeren als disperser Phase, so daß das sonst übliche Emulgieren entfallt. Nach Entfernung des organischen Lösungsmittels liegen die Polyurethan-Ionomeren als emulgator- und lösungsmittelfreie Dispersionen vor. Es ist ein wesentlicher Vorzug der erfindungsgemäß anwendbaren Schlichten, daß sie aus diesem Grunde weder Emulgatoren noch organische Lösungsmittel enthalten, weiche erfahrungsgemäß die gewünschten Wirkungen von Schlichten bzw. den aus diesen auf den Glasfasern entstehenden Überzugsmassen in der Kunststoffmatrix beeinträchtigen können.
Die Unlöslichkeit von aus wäßrigen Dispersionen der Polyurethan-Ionomeren abgeschiedenen Überzüge in Wasser und die Bildung dieser Überzüge selbst erklären sich aus der Bildung hydrophobtr Bindungen. Auch die technisch vorteilhafte hohe Alterungsbeständigkeit der wäßrigen Polyurethan-Ionomer-Dispersionen wird daraus verständlich.
Die hervorstechendste Eigenschaft der Polyurethan-Ionomeren ist ihr aus6ezeichnetes Filmbildungsvermögen. Filme aus diesen Polymeren !'^sitzen hohe Elastizität, Reiß- und Abriebfestigk"it. also Eigenschaften, die zu den wichtigsten Anforderung η an Filmbildner für Glasfaserschichten gehören. Ein weiterer Vorzug der Polyurethan-Ionomeren,besteht in ihrer Elektrolytbeständigkeit und ihrer guten Verträglichkeit mit anderen Polymer-Dispersionen und Hilfsstoffen. Dies ist bei der Herstellung, Handhabung und Verarbeitung von Schlichten für Glasfasern von großer Bedeutung, weil die meisten derartigen Schlichten zwei bis drei, oft sogar wesentlich mehr Bestandteile enthalten, so daß eine gute Verträglichkeit der Einzelkomponenten, insbesondere des mengenmäßig dominierenden Filmbildners, eine technologisch und ökonomisch unabdingbare Voraussetzung für ihren Einsatz darstellt. Dies erhellt auch daraus, daß in der DE-OS 19 22 441 spezielle Zusatzstoffe beansprucht werden, welche die Neigung von nichtionischen Polyurethanen, aus ihren Dispersionen auszufallen und sich auf der Schlichteauftragsvorrichtung abzusetzen, wodurch häufig die aus den Spinndüsen gezogenen Glasfasern brechen und damit Produklionsuntcrbrechungen eintreten, überwinden sollen.
Außerordentlich wasserfeste Polyurcthan-Ionomerc sind solche, die durch Polyisocyanate oder andere reaktive Komponenten wie Formaldehyd oder seine Derivate zusätzlich chemisch vernetzt sind. Derartige Polymere sind daher zur Verwendung für die erfindungsgemäßen Glasfasern besonders geeignet.
Sie können nach den verschiedenen, dem Fachmann bekannten Verfahren hergestellt werden, /. B. nach dem Emulgator-Scherkraft-Verfalircn, dem Accton-Vcrlahren oder dem Schmclzdispcrgiervcrlahrcn (vgl. hierzu D. Dicterich und II. Re iff. Angew. makroninl. Chemie 26. HS. ΙΟΙ ||972|).
Bevorzugt werden Dispersionen von Polyurethan-Ionomeren, wie sie z, B, in »Angewandte Chemie« 82, 53 (1970) naher beschrieben werden. Ferner sind die nach dem Schmelzdispergierverfahren (z. B, nach DE-OS 17 70 068 und DE-OS 19 13 271) erhaltenen lonomerdispersionen besonders geeignet.
Die besten Eigenschaften werden mit solchen Dispersionen erhalten, deren dispergierte Teilchen einen mittleren Durchmesser von weniger als 1 Mikron und insbesondere von 0,05 bis 0,5 Mikron aufweisen. Weiterhin werden Dispersionen solcher Polyurethan-Ionomer bevorzugt, die einen Ionengruppengehalt von 5 bis 30 Milliäquivalenten pro 100 g Trockensubstanz aufweisen.
Zur Erzielung optimaler Eigenschaften ist es weiterhin erforderlich, daß die dispergierten Polyurethan-Ionomeren selbst zu hochmolekularen Kunststoffen mit gutem Eigenschaftsbild auftrocknen. Bevorzugt sind solche Polyurethane, welche, wenn man ihre Dispersion auf eine flache Unterlage ausgießt und trocknet, einen Film liefern, der folgende Werte aufweist:
Zugfestigkeit: höher als 50 kp/cm2, vorzugsweise höher als 100 kp/cm2
Bruchdehnung: 100-600%
Shore-A-Härte: 50-90
Wasserquellung
bei 20' C: kleiner als 30%.
Das Polyurethan-lonomere ist in einer erfindungsgemäß anwendbaren Schlichte in einer Menge von 1 bis 15Gew.-%, berechnet als Feststoff, enthalten. Konzentrationen unter 1 Gew.-% geben nur einen ungenügenden Schutzfilm auf den Glasfasern, höhere Konzentrationen als 15 Gew.-% ergeben zu dicke Überzugsschichten, die zu einer Schwächung des aus derartig beschlichteten Glasfasern hergestellten Glasfaser-Kunststoff-VerbundwerkstofTs führen. Außerdem verbietet es sich aus Kostengründen, noch größere Mengen Filmbildner auf die Fasern aufzubringen. Vorzugsweise wird die Konzentration der Polyurethan-Ionomer-Dispersion in einer erfindungsgemäü anwendbaren Schlichte zwischen 3 und 7 Gew.-%, bezogen auf Polyurethan-Feststoff, gewählt. Der Auftrag einer soichen Schlichte auf die Glasfasern im Spinnprozeß führt erfahrungsgemäß nach Verdampfung des Wassers zu einer Beladung der getrockneten Fasern mit Schlichtebestandteilen - wobei der Filmbildner in der Regel mengenmäßig überwiegt - von etwa 0,4 bis 1,5 Gew.-%. Schlichtegehalte in diesem Bereich werden sowohl vom technischen Standpunkt wie auch aus wirtschaftlichen Überlegungen für die erfindungsgemäßen Glasfasern für die Verstärkung von thermoplastischen Kunststoffen als optimal angesehen.
Die Konzentration des Haftmittcls in einer erfindungsgemäß anwendbaren Schlichte beträgt 0,05 bis 1,5 Gew.-%, vorzugsweise jedoch 0,15 bis 0,75 Gcw.-%. Konzentrationen über 1,5 Gew.-% sind wegen der hohen Silan-Kosten unwirtschaftlich. Bei Konzentrationen unter 0,05 Gew.-% ist die Wirksamkeit des Ilaftmittels im allgemeinen nicht ausreichend.
Konzentrationen zwischen 0,05 und 0,15 Gcw.-% werden dann gewählt, wenn das Aufbringen der Schlichte auf die Glaslasern nicht während des Spinnpro/.csses, d.h. in Bruchteilen einer Sekunde, sondern beispielsweise durch Tränkung der Glasfasern in einem Schlichtebad erfolgt, die aus praktischen Gründen weitaus längere /eil erfordert, in welcher eine wesentlich höhere Ausnutzung der Schlichte möglich
ist als beim Auftrag der Schlichte im Spinnprozeß, Zur Herstellung der erfindunEsgemäß beschlichteten Glasfasern sind sowohl die für die Glasseidenfabrikation verwandten, bekannten Glastypen wie E-, A-, C- und S-Glas als auch die bekannten Glasstapelfasererzeugnisse geeignet. Auch für Spezialzwecke entwickelte sogenannte Hochmodul- und Hochfestigkeitsgläser sind zur Herstellung von erfindungsgemäßen beschlichteten Glasfasern verwendbar. Unter den genannten Giastypen für die Glasseideherstellung (sogenannte Endlosfasern) besitzen die Ε-Glasfasern die größte Bedeutung für die Verstärkung von Kunststoffen. Denn im Gegensatz zum A- und C-Glas ist Ε-Glas nahezu alkalifrei, woraus sich seine guten Elektroisoliereigenschaften und seine höhere Beständigkeit bei Einwirkung von Wasser oder Alkalien ableitet. Auch bezüglich der Zugfestigkeit und des Elastizitätsmoduls sind E-Glasfasern den Α-Glasfasern überlegen.
E-, A-, S- und C-Glas haben folgende chemische Zusammensetzung in Gewichtsprozenten (Richtwerte, nach Wende/Moebes/Marten »Glasfaserverstärkte Plaste«, VEB Deutscher Verlag fur Grundstoffindustrie Leipzig, 1969, 2. Auflage, S. 74):
Bestandteile E-Glas
(fur das
Direktspinn
verfahren) 		A-Glas C-Glas S-Glas
SiO2 53,2 65,9 65,0 65
AI2O3 14,8 3,8 4,0 25
Fe2O3 - 0,1 - -
CaO 21,1 6,9 14,0 -
MgO 0,3 4,6 3,0 10
B2O3 9,0 2,3 5,0 -
Na2O+K2O 1,3 16,4 8,0 -
Die erfindungsgemäßen beschlichteten Glasfasern können zur Verstärkung von thermoplastischen Kunststoffen, die in ihrem Kettenaufbau regelmäßig polare Gruppen enthalten, verwendet werden. Unter »polaren Gruppen« sollen solche verstanden werden, die unter den bekannten Einarbeitungsbedingungen von beschlichteten Glasfasern in thermoplastische Kunststoffe in der Lage sind, derartige physikalische und/ oder chemische Bindungen zu den erfindungsgemäßen beschlichteten Glaslasern zu bilden, daß ein deutlicher Verstärkungseffekt des Kunststoffs durch die Glasfasern nachweisbar ist, was z. B. durch Messung der Biegefestigkeit, Schlagzähigkeit, Kerbschlagzähigkeit etc. an genormten Prüfkörpern erfolgen kann. In diesem Sinne sind polare Gruppen: primäre, sekundäre und tertiäre Aminogruppen, Amid- und Imidgruppen. Carbonyl-, Carboxyl-, Ester-, Äther-, Acetal-, Oxiran-, Oxetangruppen, Nitril- und Sulfongruppen. Besonders geeignet zur Verstärkung mit den erfindungsgemäßen beschlichteten Glasfasern sind Polyamide, Polycarbonate, thermoplastische Polyester wie Polyäthylen- und Polybutylenterephthalate, Styrol-Acrylnitril-Copolymcre, Acrylnitril-Butadien-Styrol-Tcrpolymere und Acrylnitril-Methylmethacrylat-Copolymcre.
Ms ist zweckmäßig, in einer erfindungsgcmäß anwendbaren Schlich.·., ein Gleitmittel zu verwenden.
Dieses Gleitmittel kann aus nachstehenden Stoffgruppen gewählt werden: Polyalkylengtykole, höhere Fettsiiureamidemit Ubis 18C-Atomen,Polyolefin-Dibpersionen. Das Gleitmittel wird vorteilhaft in Konzen-
-> trationen von 0,05 bis I Gew.-% angewendet. Die höheren Werte dieses Konzentrationsbereichs kommen insbesondere dann in Betracht, wenn als Gleitmittel eine Polyolefin-Dispersion gewählt wird. Die unteren Werte des genannten Konzentrationsbereichs werden
κι dann bevorzugt, wenn als Gleitmittel ein Polyalkylenglykol oder ein höheres Fettsäureamid benutzt wird. Die Erfindung soll anhand der nachfolgenden Ausrührungsbeispiele noch näher erläutert werden:
Beispiel 1
a) Zusammensetzung der erfindungsgemäß
anwendbaren Schlichte:
Polyurethan-Anionomer-Dispersion Nr. 1
(40% Feststoff)
y-Aminopropyltriäthoxysilan
Polyäthylen-Dispersion
En'ionisiertes Wasser
12,5 Gew.-%
0,5 Gew.-%
1,25 Gew.-%
85,75 Gew.-%
b) Herstellung der Polyurethan-Anionomer-Dispersion Nr. 1:
209 g (0,125 Mol) eines Hexandiol-Neopentylglykol-Polyadipats (mittleres Molgewicht 1670) werden bei 120cC im Wasserstrahlpumpenvakuum 30 Min. unter
j-, Rühren entwässert. Man läßt auf 7O0C abkühlen und fügt 38 g (0,226 MoJ) 1,6-Diisocyanatohexan hinzu. Nach Abklingen der exothermen Reaktion wird das Reaktionsgemisch 2 Stunden bei 120rC gerührt. Nach Abkühlen auf 70°C gibt man 700 ml Aceton hinzu und reguliert die Badtemperatur auf 600C, wodurch das Reaktionsgemisch bei einer Temperatur von 55X gemahlen wird.
Man bereitet eine Verlängererlösung, bestehend aus 13,75 g einer wäßrigen Lösung von N-(2-AminoäthyI)-
4-, 2-aminoäthansulfonsaurem Natrium (43 Gew.-% Feststoff) (0,0313 Mol), 1,90 g (0,0317 Mol) Äthylendiamin sowie 58 g Wasser, und gibt diese Verlängererlösung zu dem 551C warmen Reaktionsgemisch. 5 Minuten wird nachgerührt, dann weiden 270 ml destilliertes
M Wasser hinzugegeben und anschließend wird das Aceton im Wasserstrahlpumpenvakuum abdestilliert. Die erhaltene feinteilige anionische Polyurethandispersion weist einen Feststoffgehalt von 40 Gew.-% auf, enthält bezogen auf Feststoff 0,96Gew.-% SO3 0-Gruppen und hat eine Teilchengröße von 150 bis 200 nm.
c) Herstellung der Schlichte:
In einem Mischbehälter wird ca. die Hälfte des benötigten Wassers vorgelegt. Die Polyurethan-Anionomer-Dispersion wird unter Rüh,en hinzugefügt. Anschließend erfolgt unter weiterem Rühren nacheinander die Zugabe der Polyäthylen-Dispersion und des Silans. Der pH-v>'crt dor Schlichte wird nach Zusatz des restlichen Wassers mit F.ssigsäurc auf 5,9 bis 6,0 eingestellt.
d) Prüfung der Verstärkungswirkung von
erfindungsßcmäß hergestellten Glasfasern in
Polyamid:
Mit der oben beschriebenen Schlichte erfindungsgemaß hergestellte Ε-Glasfasern werden in Form von auf 6 mm Länge geschnittenen Strängen, die aus je 400 Einzelfäden mit einem Durchmesser von 12 μ bestehen, in einem Doppelwellenextruder in Polyamid 6 eingearbeitet, wobei der Glasgehalt im glasfaserverstärkten Polyamid 35% beträgt Aus diesem Material werden auf einer Sprit/guümaschine Prüfkörper hergestellt, deren mechanische Eigenschaften nach den genannten Normvorschriften geprüft werden: Biegefestigkeit DIN 53 4522767 kp/cm'
Schlagzähigkeit DIN 53 45368.7 cm kp/cm'
Kerhschlagzähigkoit DIN 5345313.4 cm kp/cm
In den folgenden Beispielen werden weitere erfindungsgemäüe Glasfasern beschrieben. Die Herstellung der Schlichten erfolgt nach der in Beispiel 1 erläuterten Methode Auch die Herstellung der glasfaserverstärkten Polycarbonate unter Verwendung von erfindungsgemäß beschlichteten 1 -Glaslasersträngen (Stranglänge 6 mm. 400 Einzelfaden mit einem Durchmesser von 12 ;;.) sowie deren Prüfung geschieht in der in Beispiel 1 beschriebenen Weise Der Glasgehalt des verstärkten Polycarbonats beträgt 20 Gew.-"-.
Beispiel 2
d) Sihlichtezusammenset/ung:
Polyurethan- Λ nionom erDispersion Nr. 2
i30\ Feststoff") I6.7 Gew.-■··
y-Glycidoxypropyltrimethox>silan 0.25 Gew.-1
Polyäthylen-Dispersion
(4fr - Feststoff") 1.25 Gew.-^
Eniinnisiertes Wasser Sl.S Gew.- -
hi Herstellung der Polyurethan-Anionomer-Dispersion Nr. 2:
Ansät/
(Ii 5080 g Hexandiol-Neopentylglycol-Polyadipat
vom mittleren Molgewicht 1980
<2i 9SMg Addukt aus 1.1.1.-Trimethylolpropan
und Tetrahydrophthalsäureanhydnd im
Molverhältnis i : 1.2: 80°-ig in Methyl-
isobutylketon
<31 350 g Harnstoff
(4) 20*".» g 2-Dimeth\laminoäthanol
(5) 1000 g 1.6-Diisocyanatohexan
(6) 1000 ml Methylisobutylketon (MIBK)
f7) 170 g auf Glycerin gestarteter Polyäther aus
Äthylenoxid und Propylenoxid
f8) 70 g äthoxyliertes Nonylphenol
(9) 500 ml 30%iger Formaldehyd in Wasser
14500 ml Wasser
äthoxylierte Nonylphenol (8). Man dispergiert bei eine Rührgeschwindigkeit von 100 U/min. 2,5 I H2O werdet mit dem Amin (4) in 2 Min. zugesetzt, dabei sink die Temperatur von 95 C auf 85 C ab. Es wird I Stundi bei 80 C und I Stunde bei Fließwasserkühlung nach gerührt. Man erhält eine 32 %ige PU-Dispersion mi einem pH-Wert von 7 und einer FBV4 = 26". Di« Dispersion wurde auf 30% verdünnt, sie ist bei Raum temperatur unbegrenzt lagerstabil.
Mit der erfindungsgemiiß anwendbaren Schlicht« auf bekannte Weise imprägnierte F.-Glasfasern werdet in Gestalt von geschnittenen Strängen von 6 mm Länge die aus je 400 Einzelfäden mit einem Durchmesse von 12 μ bestehen, in einen Doppelwellenextrude dosiert und dort mit geschmolzenem Polycarbona vermischt und extrudiert. Aus dem 20 Gew-% (Has lasern enthaltenden Granulat werden auf einer Schnek kenspritzgußmaschine Prüfkörper hergestellt. Ai diesen Prüflingen werden nach den unten genanntet Normvorschriften folgende mechanische Eigenschal ten gemessen:
Durchführung
Zu dem entwässerten Ester (1) gibt man den Kettenverlängerer (2), Harnstoff (3) und MIBK (6). Bei 351C fügt man das Diisocyanat (5) zu und rührt 1V2 Stunden bei 60 bis 68C. Anschließend wird auf 135=C aufgeheizt und 1 Stunde bei dieser Temperatur gerührt. In die Schmelze gibt man den Polyäther (7) und das
c) Mechanische Eigenschaften der Prüfkörper
DIN 53 452
DIN 53 453
DIN 53 453
Biegefestigkeit
Schlagzähigkeit
K erbschlagrähigkeit
1704 kp/cm'
57.4 cm kp/cm 11,0 cm kp/cm
Beispiel 3
a) Zusammensetzung der erlmdungsgemiiU
anwendbaren Schlichte:
Polyurethan-Kationomer-
Dispersion (43% Feststoff) 11.6 Gew-%
(-Glycidoxypropyltrimethoxysilan 0.25 Gew-%
Stearinsäureamid 0.05 Gew.-%
Entionisiertes Wasser 88.1 Gew.-3'«
b) Herstellung der Polyurethan-Kalii lomer-Dispersion:
!9 20Og (11.361 Mol) eines Adipinsäure-Phthalsäure Athylenglykol-Polyesters werden 2 Stunden untei Rühren bei 120'C im Wasserstrahlpumpen-Vakuurr entwässert. Man kühlt auf 7O C ab und gibt 2880 f (17.143MoI) 1.6-Diisocyanatohexan hinzu. Nach Ab klingen der Reaktionswärme wird das Reaktionsge misch weitere 2 Stunden bei 120 C gerührt. Man laß die Temperatur auf 70 C absinken und verdünnt mi 3 I Aceton. Die Temperatur wird in der Folgezei so reguliert, daß das Reaktionsgemisch auf 55 C %<· halten wird. 465 g (3.908 MoI) N-Methyldiäthanolamir «erden in 1,5 1 Aceton gelöst und zum Reaktions gemisch gegeben, anschließend wird mit weiteren 1,5 Aceton verdünnt Während der nächsten 3 Stunder gibt man zur Viskositätsemiedrigung weitere 91 Acetor hinzu. Danach wird die acetonische Polyurethanlösuni mit 453 g (3,595MoI) Dimethylsulfat in 1,51 Acetor versetzt, 30 Minuten nachgerührt und dann eine Ver längererlösung, bestehend aus 165 g (2,754MoI] Äthylendiamin, 7,5 g (0,073 Mol) Diäthylentriamir sowie 1600 g destilliertem Wasser, hinzugegeben.
Ein 30 Minuten später aufgenommenes IR-Spektrum zeigt keine NCO-Bande mehr.
Zur Reaktionsmischung werden 450 ml 20 %ige Phosphorsäure sowie 301 destilliertes Wasser, das zuvoi auf 50°C erwärmt wurde, gegeben, und anschließend wird Aceton im Wasserstrahlpumpen-Vakuum abdestilliert Zu der erhaltenen feinteiliien Disoersior
9 IO
fügt man 300 ecm einer 40"/niücn wäßrigen Formal- fung der Prüfkörper erfolgen wie in lieispiel 1 be-
dehydlösung, rührt 1 Stunde hei 50 C nach und läßt schrieben, die Dispersion schließlich unter Rühren erkalten.
Man erhält eine feintoilige, kationische Polyurethan- c) Mechanische Figenschaften der Prüfkörper dispersion, die einen Feststoffgchalt von 43% und einen -, (Glasgchalt: 28,3 Gew.-%): pll von 3 aufweist, 0,23 Gew.-% an quartärem Stickstoff, bezogen auf Feststoff, enthält und deren Teilchen- Schlagzähigkeit DIN 53455 46,8 cm kp/cm' größe bei 70-100 mm liegt. Kerbschlagy.iihigkeit DIN 53453 11,1 cm kp/cm2
Die Herstelfung und Anwendung der Schlichte, die Biegefestigkeit DIN 53452 1858 kp/cm2
Konfektionierung der Glasfasern, ihre Einarbeitung in Zugfestigkeit DIN 53455 1511 kp/cm2
in Polybutylenterephthalat, die Herstellung ur.ii Prü- Zug-F.-Modul DIN 53457 104200 kp/cm2

Claims (4)

Patentansprüche:
1. Verfahren zum Beschichten von Glasfasern mit einer wäßrigen Schlichte, bestehend aus Filmbildner. Haftmittel und gegebenenfalls weiteren Zusätzen wie Gleitmittel, Netzmittel und/oder Antistatika, dadurch gekennzeichnet, daß man auf die Glasfaser eine Schlichte aufbringt, die als Filmbildner eine wäßrige Polyurethan-Ionomerdi- in spersion enthält.
2. Wäßrige Schlichte zur Durchführung des Verfahrens gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie als Filmbildner eine wäßrige PoIyurethan-Ionomerdispersion enthält.
3. Wäßrige Schlichte gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß sie als Filmbildner eine wäßrige Polyurethan-Kationomerdispersion enthält.
4. Wäßrige Schlichte gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß sie als Filmbildner eine wäß- jo rige Polyurethan-Anionomerdispersion enthält.
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