DE2426656C3

DE2426656C3 - Wäßrige Schlichte zum Beschichten von Glasfasern zur Verstärkung von thermoplastischen Polyestern

Info

Publication number: DE2426656C3
Application number: DE2426656A
Authority: DE
Inventors: Klaus Dr. 5090 Leverkusen Friederich; Ulrich Dr. 4150 Krefeld Haberland; Peter Dr. 5000 Koeln Markusch; Manfred Dr. 5074 Odenthal Schoen
Original assignee: Bayer AG
Current assignee: Bayer AG
Priority date: 1974-06-01
Filing date: 1974-06-01
Publication date: 1978-09-21
Also published as: DE2426656B2; DE2426656A1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine wäßrige Schlichte zur Herstellung von Glasfasern für die Verstärkung von thermoplastischen Polyestern.

Es ist bekannt, Glasfasern insbesondere Endlosglasfasern aus Ε-Glas, in Form von Strängen, die sich aus einer Vielzahl von Einzelfäden zusammensetzen, zur Verstärkung von thermoplastischen Polyestern zu verwenden (DE-OS 20 42 447 und 22 06 804). Dabei sind unter dem Begriff »thermoplastische Polyester« Kondensationsprodukte aus Alkylenglykolen (Alkandiolen) und aromatischen Dicarbonsäuren zu verstehen, wie sie bereits seit längerer Zeit handelsüblich sind. Unter den glasfaserverstärkten thermoplastischen Polyestern nehmen glasfaserverstärkte Polybutylenterephthalate einen bevorzugten Platz ein. Diese Polybutylenterephthalate sind zu mindestens 80 Mol-% aus Terephthalsäure und Butandiol-1,4 aufgebaut Außerdem können entsprechende Mengen der Terephthalsäure durch andere geeignete Dicarbonsäuren wie Adipin-, Sebacin-, Isophthal-, Phthalsäure oder Naphthalindicarbonsäuren ersetzt sein. Im gleichen Sinne kann Butandiol-1,4 durch andere Diole wie Äthylen-, Propylenglykol, Hexandiol oder Bisphenol ersetzt sein.

Es ist ferner bekannt, daß unbeschlichtete (»wassergeschlichtete«) Glasfasern die mechanischen Eigenschaften, wie z. B. die Schlagzähigkeit, von thermoplastischen Polyestern nur ungenügend verbessern. Daher, aber auch zur Sicherstellung einer einwandfreien Handhabung und Verarbeitung, z. B. durch Umspulen oder Schneiden nach bekannten Methoden, ist es üblich, zur Verstärkung von thermoplastischen und härtbaren Polymeren, darunter auch von thermoplastischen Polyestern, dienende Glasfasern mit einer Schlichte zu behandeln und dadurch auf ihnen einen festen Überzug zu schaffen. Dieser Überzug soll die Glasfasern vor mechanischer Beschädigung schützen, den Zusammenhalt der die Glasfaserstränge bildenden Vielzahl von Einzelfäden während der Konfektionierungs- und Verarbeitungsschritte zwischen ihrer Herstellung nach einem der bekannten Düsenziehverfahren und dem Einarbeiten in die zu verstärkenden Polymeren gewährleisten und vor allem einen echten Verbund zwischen den Glasfasern und dem Polymeren herstellen, der auch einer Einwirkung von Wasser weitgehend widersteht. Unter einem echten Verbund ist eine gute Haftung zwischen den beiden Komponenten des Glasfaser-Polymer-Verbundwerkstoffs zu verstehen, welche die notwendige Voraussetzung für einen optimalen Verstärkungseffekt der Glasfasern darstellt.

Es ist daher von großer technischer Bedeutung, durch Entwicklung geeigneter Schlichten für Glasfasern, insbesondere für die bekannten A-, C- und E-Glasfasern, dem mit diesen Fasern in Polymeren theoretisch erreichbaren Verstärkungseffekt möglichst nahe zu kommen.

Unter Schlichten für Glasfasern werden wäßrige Gemische verstanden, die als wesentliche Bestandteile einen Filmbildner und ein Haftmittel enthalten.

Der Filmbildner ist in der Regel ein emulgier- oder dispergierbares organisches Polymer. Das Haftmittel ist üblicherweise ein Silan-Haftmittel oder eine Chromkomplexverbindung. Daneben enthalten die Schlichten häufig Gleit- bzw. Schmiermittel, Antistatica, Emulgatoren und andere Zusatzstoffe.

Die für die Verstärkung von ungesättigten Polyesterharzen, sogenannten UP-Harzen, zu einer hohen Vollkommenheit entwickelten beschlichteten Glasfasern sind für thermoplastische Polyester weniger geeignet. Auch die speziell für glasfaserverstärkte, thermoplastische Polyester empfohlenen Zusatzstoffe (Epoxysilane) zur Verbesserung der mechanischen Eigenschaften dieser Materialien (vgl. DE-OS 22 06 804)

h"i befriedigen nur teilweise, da mit ihnen keine optimalen Werte solch wichtiger mechanischer Eigenschaften wie der Kerbschlagzähigkeit und Biegefestigkeit erreicht werden.

Es sind darüber hinaus auch schon Polyurethane zur Herstellung von Glasfaserschlichten vorgeschlagen worden (vgL z.B. US-PS 38 03 069 und US-PS 38 14 592). Bei diesen Polyurethanen handelt es sich um spezielle, nichtionische Polyurethane, die für bestimmte Einsatzgebiete verwendet wurden. Diese Schlichten haben jedoch den Nachteil, daß bei der Herstellung der wäßrigen Dispersion auf Emulgatoren und organische Lösungsmittel nicht verzichtet werden kann, und gerade dadurch wird die Qualität der Faserbeschlichtung häufig ι ο negativ beeinflußt

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, Glasfasern mit speziell für die Verstärkung von thermoplastischen Polyestern, vorzugsweise von PoIybutylenterephthalaten, optimal geeigneten Oberflächenpräparationcn zu entwickeln. Insbesondere soll die Biegefestigkeit und Kerbschlagzähigkeit der Verbundwerkstoffe aus Glasfasern und thermoplastischem Polyester verbessert werden.

Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist daher eine wäßrige Schlichte zum Beschichten von Glasfasern für die Verstärkung von thermoplastischen Polyestern, die dadurch gekennzeichnet ist, daß die Schlichte als Filmbildner eine wäßrige Polyurethan-lonomerdispersion und als Haftmittel ein Epoxyalkylalkoxysilan sowie gegebenenfalls weitere Zusätze wie z. B. Gleitmittel, Netzmittel und antistatische Mittel enthält.

Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ferner ein Verfahren zum Beschichten von Glasfasern mit der erfindungsgemäßen Schlichte.

Die erfindungsgemäß anwendbaren Polyurethane sind anionisch oder kationisch aufgebaut. Mit nichtionischen Polyurethanen als Filmbildner werden zwar hervorragende mechanische Eigenschaften von glasfaserverstärkten thermoplastischen Polyestern erzielt, die mit den bisher bekannten beschlichieten Glasfasern nicht erreicht werden konnten. Erfindungsgemäß werden jedoch Polyurethan-Ionomere verwendet, weil bei diesen in Wasser spontan dispergierenden Stoffen die Mitverwendung von Emulgatoren entfällt. Darin liegt ein Vorteil, weil dadurch Kosten eingespart und/oder störende Nebenwirkungen, die auf dem hydrophilierenden Charakter von Emulgatoren beruhen und die sich im glasfaserverstärkten thermoplastischen Polyester als eine gewisse Anfälligkeit gegenüber dem Angriff von Wasser bemerkbar machen können, vermeidbar sind.

Allgemein werden ionische Polyurethane als »Polyurethan-Ionomere« bezeichnet (vgl. D. D i e t e r i c h et al. in »Angewandte Chemie«, 82, [1970], Seiten 53 bis 63). Danach sind die erfindungsgemäß anwendbaren PoIyurethan-lonomeren Polyurethane, welche in größeren Abständen ionische Zentren enthalten, d. h. sie sind Heteropolymere mit ausgeprägter Segmentstruktur. Durch interchenare Wechselwirkung (Coulomb-Kräfte und Wasserstoffbrücken) haben sie ähnliche Eigenschaften wie Elastomere. In organischen Medien, aber auch in Wasser sind sie stark assoziiert. In polaren organischen Lösungsmitteln vorliegende Polyurethan-Ionomere bilden bei Wasserzusatz spontan stabile wäßrige Disper- eo sionen mit dem Ionomeren als disperser Phase, so daß das sonst notwendige Emulgieren entfällt. Die hervorstechendste Eigenschaft der erfindungsgemäß anwendbaren Polyurethan-Ionomeren ist ihr hervorragendes Filmbildungsvermögen. Besonders wasserfeste Polyure- M than-lonomere sind solche, die durch Polyisocyanate oder polyfunktionelle Alkylierungsmittel sowie Formaldehyd und seine Derivate zusätzlich chemisch vernetzt sind. Diese sind daher für die Verwendung in erfindungsgemäßen Schlichten besonders geeignet.

Sie können nach verschiedenen, an sich bekannten Verfahren hergestellt werden, z. B. nach dem Emulgator-Scherkraft-Verfahren, dem Aceton-Verfahren oder dem Schmelzdispergierverfahren (vgL hierzu D. D i e t e r i c h und H. R e i f f, Angew. makromol. Chemie, 26, 85, 101 [1972]).Bevorzugt werden Dispersionen von Polyurethan-Ionomeren, wie sie z. B. in »Angewandte Chemie«, 82, 53 (1970) näher beschrieben werden. Ferner sind die nach dem Schmelzdispergierverfahren (z. B. nach DE-OS 17 70 068 und 19 13 271) erhaltenen Ionomerdispersionen besonders geeignet.

Die besten Eigenschaften werden mit solchen Dispersionen erhalten, deren dispergierte Teilchen einen mittleren Durchmesser von weniger als 1 μ und insbesondere von 0,05 bis 0,5 μ aufweisen. Weiterhin werden Dispersionen solcher Polyurethan- Ionomerer bevorzugt, die einen Ionengruppengehalt von 5—30 Milliäquivalenten pro 100 g Trockensubstanz aufweisen.

Zur Erzielung optimaler Eigenschaften ist es weiterhin erforderlich, daß die dispergierten Polyurethane selbst zu hochmolekularen Kunststoffen mit gutem Eigenschaftsbild auftrocknen. Bevorzugt sind solche Polyuretnane, welche, wenn man die Dispersion auf eine flache Unterlage ausgießt und trocknet, einen Film liefern, der folgende Werte aufweist:

Zugfestigkeit:

höher als 50kp/cm²,
vorzugsweise höher
lOOkp/cm*
100 bis 600%
50-90

Bruchdehnung:

Shore-A-Härte:

Wasserquellung

bei

Raumtemperatur: weniger als 30%

Ganz besonders bevorzugt sind Dispersionen anionischer Polyurethane, insbesondere solche, welche Sulfonatgruppen oder Coarboxylatgruppen aufweisen.

Die Konzentration der Polyurethan-Dispersion in einer erfindungsgemäß anwendbaren Schlichte beträgt 1 bis 15 Gew.-°/o, bezogen auf Polyurethan-Feststoff. Konzentrationen unter 1 Gew.-% geben nur einen ungenügenden Schutzfilm auf den Fasern, höhere Konzentrationen als 15Gew.-% ergeben zu dicke Überzugsschichten, die zu einer Schwächung des mit diesen Fasern hergestellten Verbundwerkstoffs führen; außerdem verbietet es sich aus Kostengründen, noch größere Mengen Filmbildner auf die Fasern aufzubringen. Vorzugsweise wird die Konzentration der Polyurethan-Dispersion in der Schlichte zwischen 3 und 7 Gew.-°/o gewählt. Der Auftrag einer solchen Schlichte auf die Fasern im Spinnprozeß führt erfahrungsgemäß nach Verdampfung des Wassers zu einer Beladung der getrockneten Fasern mit Schlichtebestandteilen von etwa 0,4 bis 1,5 Gew.-%, wobei der Filmbildner in der Regel mengenmäßig überwiegt. Schlichtegehalte in diesem Bereich werden sowohl vom technischen Standpunkt als auch aus wirtschaftlichen Überlegungen für die Verstärkung von thermoplastischen Polyestern als optimal angesehen.

Die Konzentration des Haftmittels in einer erfindungsgemäß anwendbaren Schlichte beträgt 0,05 bis 1,5 Gew.-%, vorzugsweise jedoch 0,15 bis 0,75 Gew.-%. Konzentrationen über 1,5 Gew.-% sind wegen der hohen Silankosten unwirtschaftlich. Bei Konzentrationen unter 0,05 Gew.-°/o ist die Wirksamkeit des Haftmittels nicht ausreichend. Konzentrationen zwi-

sehen 0,05 und 0,15 Gew.-% werden dann gewählt, wenn das Aufbringen der Schlichte auf die Glasfasern nicht während des Spinnprozesses, d. h. in Bruchteilen einer Sekunde, sondern beispielsweie durch Tränkung der Glasfasern in einem Schlichtebad erfolgt, die aus praktischen Gründen weitaus längere Zeiten erfordert, in welchen eine wesentlich höhere Ausnutzung der Schlichte möglich ist als beim Auftrag der Schlichte im Spinnprozeß.

Erfindungsgemäß anwendbare Epoxyalkylalkoxysilane sind Epoxyalkyltrialkoxysilane, Epoxyalkyl-alkyldialkoxysilane und Epoxyalkyl-aryl-dialkoxysilane. Vorzugsweise werden y-GIycidoxypropyltrimethoxysilan und /3-(3,4-Epoxycyclohexyl)-äthyltrimethoxysilan verwendet

Es ist zweckmäßig, in einer erfindungsgemäß anwendbaren Schlichte ein Gleitmittel mitzuverwenden, Dieses Gleitmittel kann aus folgenden Stoffgruppen gewählt werden: Polyalkylenglykole, höhere Fettsäureamide mit 12 bis 18 C-Atomen, Polyolefin-Dispersionen. Das Gleitmittel wird zweckmäßig in Konzentrationen von 0,05 bis 1 Gew.-°/o angewendet. Die höheren Werte dieses Konzentrationsbereiches kommen insbesondere dann in Betracht, wenn als Gleitmittel eine Polyolefin-Dispersion gewählt wird. Die unteren Werte des genannten Konzentrationsbereiches werden dann bevorzugt, wenn als Gleitmittel ein Polyalkylenglykol oder ein höheres Fettsäureamid benutzt wird. Bei Benutzung einer Polyolefin-Dispersion ist darauf zu achten, daß sie im Falle der Verwendung eines anionischen Polyurethans als Filmbildner anionischen oder nichtionischen, im Falle der Verwendung eines kationischen Polyurethans kationischen oder nkhtionischen Charakter besitzt, um eine gegenseitige Koagulation der Dispersionen in der Schlichte zu vermeiden. Von dieser Einschränkung abgesehen, ist die Auswahl eines geeigneten Gleitmittels aus den oben angeführten Stoffgruppen nicht kritisch. Das Gleitmittel wird zweckmäßig deshalb mitverwendet, um die weitere Konfektionierung der Glasfasern zu erleichtern. Es hat jedoch keinen wesentlichen Einfluß auf die haftvermittelnde, d.h. die mechanischen Eigenschaften des Glasfaser-Polyester-Verbundwerkstoffs verbessernde Wirkung der erfindungsgemäßen Schlichten.

Die Erfindung und vorteilhafte Einzelheiten derselben sollen im folgenden anhand von Ausführungsbeispielen noch näher erläutert werden:

Beispiel 1

a) Zusammensetzung der erfindungsgemäß anwendbaren Schlichte

Polyurethan-Anionomer-Dispersion

(40% Feststoff) 12,5 Gew.-%

(3,4-Epoxycyclohexyl)-äthyl-

trimethoxysilan 0,25 Gew.-%

Polyäthylen-Dispersion

(40% Feststoff) 1,25 Gew.-%

Entionisiertes Wasser 86,0 Gew.-%

b) Herstellung der Polyurethan-Anionomer-Dispersion

209 g (0,125MoI) eines Hexandiol-Neopentylglykol-Polyadipats (mittleres Molgewicht 1670) werden bei 120° C im Wasserstrahlpumpenvakuum 30 Min. unter Rühren entwässert. Man läßt auf 70°C abkühlen und fügt 38 g (0,226 Mol) 1,6-Di-isocyanatohexan hinzu. Nach Abklingen der exothermen Reaktion wird das Reaktionsgemisch 2 Stunden bei 120°C gerührt. Nach Abkühlen auf 70° C gibt man 700 ml Aceton hinzu und reguliert die Bad temperatur auf 60⁰C, wodurch das Reaktionsgemisch bei einer Temperatur von 55° C gehalten wird.

Man bereitet eine Verlängererlosung, bestehend aus 13,75 g einer wäßrigen Lösung von N-(2-Aminoäthyl)-2-aminoäthansulfonsaurem Natrium (43 Gew.-% Fest-εΐοίΟ (0,0313MoI), 1,90 g (0,0317 Mol) Äthylendiamin sowie 58 g Wasser, und gibt diese Verlängererlösung zu

ίο dem 55°C warmen Reaktionsgemisch. 5 Minuten wird nachgerührt, dann werden 270 ml destilliertes Wasser hinzugegeben und anschließend wild das Aceton im Wasserstrahlpumpenvakuum abdestilliert Die erhaltene feinteilige anionische Polyurethandispersion weist einen Feststoffgehalt von 40 Gew.-% auf, enthält bezogen auf Feststoff, 0,96 Gew.-% — SO₃ ^e-Gruppen und hat eine Teilchengröße von 150 bis 200 nm.

c) Herstellung und Anwendung der Schlichte

In einem Mischbehälter wird ca. die Hälfte des benötigten Wassers vorgelegt Unter Rühren werden nacheinander die Polyurethan-Anionomer-Dispersion und die Polyäthylen-Dispersion zugesetzt. Dann wird der pH-Wert des Gemisches auf 5,0 eingestellt. Anschließend wird eine nach Angaben des Silan-Herstellers hergestelltes Hydrolysat des (3.4-Epoxycyclohexyl)-äthyl-trimethoxysilans zugegeben. Nach einer weiteren Rührzeit von ca. 15 Minuten ist die Schlichte gebrauchsfertig. Sie wird einer Glasfaser-Beschlichtungsvorrichtung herkömmlicher Bauart zugeführt und dort auf bekannte Weise, z. B. über ein Walzensystem oder Sprühdüsen, auf die aus einer konventionellen Spinndüse gezogenen Glasfasern aufgetragen, bevor diese erfindungsgemäß hergestellten Glasfasern zu einem oder mehreren Strängen zusammengefaßt und auf einer rotierenden Trommel aufgewickelt und anschließend bei Temperaturen zwischen 100 und 150° C getrocknet werden.

d) Konfektionierung der Glasfaserstränge, ihre Einarbeitung in Polybutylenterephthalat,

Herstellung der Prüfkörper, mechanische Eigenschaften der Prüfkörper

so Nach beendeter Trocknung werden die Glasfaserstrang-Wickel (Spinnkuchen) abgewickelt und in einem geeigneten Schneidwerk auf eine Länge von ca. 6 mm geschnitten. Die geschnittenen Stränge (»Schnittglasseide« oder »chopped Strands«) werden in einem Doppelwellenextruder bei einer Temperatur von 260° C mit geschmolzenem Polybutylenterephthalat vermischt.

Das Glasfaser-Polymer-Gemisch wird dann auf

bekannte Weise extrudiert und granuliert. Aus dem Granulat (Glasgehalt: 29,4%) werden auf einer Schnekkenspritzgußmaschine Prüfkörper hergestellt, an denen die folgenden mechanischen Eigenschaften nach den angegebenen Normvorschnften gemessen werden:

Schlagzähigkeit, DIN 53 455
Kerbschlagzähigkeit, DIN 53 453 Biegefestigkeit, DIN 53 452
Zugfestigkeit, DIN 53 455
Zug-E-Modul,DIN53 457

47,0 cmkp/cm² 10,8cmkp/cm² 1856kp/cm2 1520kp/cm2 103 400kp/cm2

Beispiel 2

a) Zusammensetzung der erfindungsgemäß
anwendbaren Schlichte

Polyurethan-Kationomer- Dispersion

(43% Feststoff) 11,6 Gew.-%

y-Glycidoxypropyltrimethoxysilan o,25 Gew.-%

Siearinsäureamid o.O5 Gew.-%

entionisiertes Wasser 88,1 Gew.-%

b) Herstellung der Polyurethan-Kationomer-Dispersion

19 200 g (11,361 Mol) eines Adipinsäure-Phthalsäure-Äthylenglykol-Polyesters werden 2 Stunden unter Rühren bei 120°C im Wasserstrahlpumpenvakuum entwässert. Man kühlt auf 70°C ab und gibt 2880 g (17,143 Mol) 1,6-Diisocyanatohexan hinzu. Nach Abklingen der Reaktionswärme wird das Reaktionsgemisch weitere 2 Stunden bei 120°C gerührt. Man läßt die Temperatur auf 70°C absinken und verdünnt mit 3 I Aceton Die Temperatur wird in der Folgezeit so reguliert, daß das Reaktionsgemisch auf 55° C gehalten wird. 465 g (3,908 Mol) N-Methyldiäthanolamin werden in 1,5 I Aceton gelöst und zum Reaktionsgemisch gegeben, anschließend wird mit weiteren 1,5 1 Aceton verdünnt. Während der nächsten 3 Stunden gibt man zur Viskositätserniedrigung weitere 91 Aceton hinzu. Danach wird die acetonische Polyurethanlösung mit 453 g (3,595 Mol) Dimethylsulfat in 1,5 1 Aceton versetzt, 30 Minuten nachgerührt und dann eine Verlängererlösung, bestehend aus 165 g (2.754 Mol) Äthylendiamin. 73 g (0,073 Mol) Diäthylentriamin 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 30 1 destilliertes Wasser, das zuvor auf 50° C erwärmt wurde, gegeben, und anschließend wird Aceton im Wasserstrahlpumpenvakuum abdestilüert. Zu der erhaltenen feinteiügen Dispersion fügt man 300 ecm einer 40%igen wäßrigen Formaldehydlösung, rührt 1 Stunde bei 50° C nach und läßt die Dispersion schließlich unter Rühren erkalten.

Man erhält eine feinteilige, kationische Polyurethandispersion, die einen Feststoffgehalt von 43% und einen pH von 3 aufweist. 0.23 Gew.% an quartärem Stickstoff, bezogen auf Feststoff, enthält und deren Teilchengröße bei 75—100 mm liegt.

Die Herstellung und Anwendung der Schlichte, die Konfektionierung der Glasfasern, ihre Einarbeitung in Polybutylenterephthalat, die Herstellung und Prüfung der Prüfkörper erfolgen auf die in Beispiel 1 beschriebenen Weise.

c) Mechanische Eigenschaften der Prüfkörper;
Glasgehalt 283 Gew.%

Schlagzähigkeit, DIN 53 455
Kerbschlagzähigkeit, DIN 53 453
Biegefestigkeit, DIN 53 452
Zugfestigkeit, DIN 53 455
Zug-E-Modul DIN 53 457

463 cmkp/cm² 11.1 cmkp/cm² 1858 kp/cm²
1511 kp/cm²
104 200 kp/cm* maß anwendbaren Schlichte, bestehend aus einer für Glasfaserschlichten handelsüblichen

Poly vinylacetat-Dispersion

(5% Feststoff) 10 Gew.%

y-Methacryloxypropyltrimethoxy-

silan 0,25 Gew. %

Stearinsäureamid 0,05 Gew. %

und entionisiertem Wasser 89,7 Gew.-%

imprägniert und auf genau die gleiche Art, wie in Beispiel 1 beschrieben, zur Verstärkung des gleichen Polybutylenterephthalats verwendet, das auch in den Beispielen 1 und 2 verwendet wurde. An Prüfkörpern aus dem verstärkten Material (Glasgehalt: 30.2 Gew. %) werden folgende mechanischen Eigenschaften gemessen:

Schlagzähigkeit, DIN 53 455 41,4 cmkp/cm²

Kerbschlagzähigkeit, DIN 53 453 8,9 cmkp/cm²

Biegefestigkeit, DIN 53 452 1744 kp/cm²

Zugfestigkeit, DIN 53 455 1087 kp/cm²

Zug-E-Modul, DIN 53 457 85 400 kp/cm²

Beispiel 4 (Vergleichsbeispiel)

Es werden auf die gleiche Weise, wie in Beispiel 1 beschrieben, Glasfasern mit einer nicht erfindungsgemäß anwendbaren Schlichte, bestehend aus einer handelsüblichen

Styrol-Acrylnitril-Copolymer-

Dispersion (4% Feststoff) 12,5 Gew.%

y-Glycidoxypropyltrimethoxysilan 0,25 Gew.-%

und Polyäthylen-Dispersion

(40% Feststoff) 1,25 Gew.%

imprägniert und auf die gleiche Art, wie in Beispiel 1 angegeben, zur Verstärkung des gleichen Polybutylenterephthalats verwendet. An Prüfkörpern aus dem derart verstärkten Materials (Glasgehalt: 29,6 Gew.-%] werden folgende mechanischen Eigenschaften gemessen:

Beispiel 3
(Vergleichsbeispiel)

Es werden auf gleiche Weise wie in Beispiel 1 beschrieben, Glasfasern mit einer nicht erfindungsge-

Schlagzähigkeit, DIN 53 455
Kerbschlagzähigkeit, DIN 53 453
Biegefestigkeit, DlN 53 452
Zugfestigkeit. DIN 53 455
Zug-E-Modul, DIN 53 457

303 cmkp/cm² 8,6 cmkp/cm² 1478 kp/cm² 960 kp/cm² 91 500 kp/cm²

Aus dem Vergleich der in den Beispielen 1 und 2 angeführten mechanischen Werte, die bei Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens erhalten werden mit den in den Beispielen 3 und 4 genannter mechanischen Werten, die bei Anwendung niehl erfindungsgemäßer Verfahren zur Herstellung be schlichteter Glasfasern resultieren, geht eindeutig die Überlegenheit der erfindungsgemäß hergestellten Glas fasern für die Herstellung von glasfaserverstärkten! Polybutylenterephthalat hervor.

Das Beispiel 4 beweist daß es nicht genügt eir Epoxysilan als Haftmittel und einen beliebigen Filmbild ner in einer Schlichte zu verwendea wie in der DT-OS 22 06 804 beschrieben, um eine optimale Verstärkungswirkung der beschlichteten Glasfasern in thermoplastischen Polyestern zu erzielen. Es ist vielmehr vor entscheidender Bedeutung, optimale Kombinationen von Haftmittel und Filmbildner in der Schlichte zu verwenden, wie sie erfindungsgemäß angewendet

werden, zumal da eine Schlichte für Glasfasern in der Regel gegenüber dem Haftmittel die zehn- bis vierzigfache Menge an Filmbildner enthält. Ein ungeeigneter Filmbildner beeinträchtigt, wie Beispiel 4 beweist, die günstige Wirkung eines Haftmittels erheblich, so daß der Verstärkungseffekt der Glasfasern deutlich verschlechtert wird.

Claims

Patentansprüche:

1. Wäßrige Schlichte zum Beschichten von Glasfasern für die Verstärkung von thermoplastischen Polyestern, dadurch gekennzeichnet, daß die Schlichte ak Filmbildner eine wäßrige Polyurethan-Ionomerdispersion und als Haftmittel ein Epoxyalkylalkoxysiian sowie gegebenenfalls weitere Zusätze wie z. B. Gleitmittel, Netzmittel und antistatische Mittel enthält

2. Schlichte nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die wäßrige Polyurethan-Dispersion eine Polyurethan-Anionomerdispersion ist

3. Schlichte nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die wäßrige Polyurethan-Dispersion eine Polyurethan-Kationomerdispersion ist

4. Schlichte nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Konzentration der wäßrigen Polyurethan-Dispersion in der Schlichte 1 bis 15 Gew.-%, vorzugsweise 3 bis 7 Gew.-%, bezogen auf Polyurethan, beträgt.

5. Schlichte nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Konzentration des Haftmittels in der Schlichte 0,05 bis 1,5 Gew.-%, vorzugsweise 0,15 bis 0,75 Gew.-%, beträgt.

6. Schlichte nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das als Haftmittel verwendete Epoxyalkylalkoxysiian y-Glycidooxypropyltrimethoxysilan ist

7. Schlichte nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das als Haftmittel verwendete Epoxyalkylalkoxysiian 0-(3,4-Epoxycyclohexyl)-äthyltrimethoxysilanist.

8. Schlichte nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß Polyurethan-Dispersionen verwendet werden, die eine durchschnittliche Teilchengröße von weniger als 1 Mikron, vorzugsweise von 0,05 Mikron bis 0,5 Mikron aufweisen.

9. Schlichte nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die dispergierten Polyurethananionomeren einen lonengruppengehalt von 5 bis 30 Milliäquivalenten pro 100 g Trockensubstanz aufweisen.

10. Schlichte nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß solche Dispersion von Polyurethan-Ionomeren verwendet werden, welche beim Auftrocknen einen Film liefern, der eine Zugfestigkeit von 50 kp/cm², vorzugsweise 100 kp/ cm², eine Bruchdehnung von 100 bis 600%, eine Shore-A-Härte von 50 bis 90 und eine Wasserquellung von weniger als 30% aufweist.

11. Verfahren zur Beschichtung von Glasfasern, dadurch gekennzeichnet, daß man auf die Glasfaser eine wäßrige Schlichte gemäß einem der Ansprüche 1 bis 10 aufbringt.