DE3003251A1

DE3003251A1 - Emulsionszusammensetzung und verwendung zum beschichten von glas

Info

Publication number: DE3003251A1
Application number: DE19803003251
Authority: DE
Inventors: Chester Stanley Temple
Original assignee: PPG Industries Inc
Current assignee: PPG Industries Inc
Priority date: 1979-02-12
Filing date: 1980-01-30
Publication date: 1980-08-14
Also published as: DE3003251C2; AU5453480A; AU515929B2; CA1153841A; BE881181A; CH646186A5; DE3049703C2; US4240944A

Description

Die vorliegende Erfindung richtet sich auf eine Zusammensetzung und ihre Herstellung und ihre Verwendung als Schlichtflüssigkeit zum überziehen von Glasfasern während oder nach deren Herstellung. Durch die Behandlung mit der wässrigen Zusammensetzung haften Polyolefinharze an den Fasern, so daß diese zur Verstärkung von speziellen Polyolefinrnaterialien geeignet sind.

Glasfasern werden für viele Zwecke eingesetzt, u.a. als Verstärkungsmaterial für Polyolefine in Form von kontinuierlichen Fasern, zerschnittenen Fasern, Matten, Vorgesninnsten und gewebten Stoffen. Glasfaserverstärkte Polyolefine haben .bessere Di^ensionsstabilität, erhöhte Peißfestiekeit, Biegemodul, Biegefestigkeit, Schlagfestigkeit und Dauerstandfestigkeit als unverstärktes Polyolefin-Material.

Glasfasern zur Verwendung als Verstärkungsnaterial werden hergestellt durch Ausziehen mit hoher Geschwindigkeit einer Vielzahl geschmolzener Glasströme, die aus schmalen Düsenöffnungen austreten. Die Fasern werden mit einer Schlichtflüssigkeit behandelt, die mehrere Funktionen hat. Die Beschichtung schützt die Fasern während des Zusammenfassens zu einen Strang oder zu Strängen und während der sich anschließenden Verfahrensschritte. Außerdem bewirkt die Schlichte die Verbindung oder das Haften von Polyolefinen an den Glasfasern, wenn diese als Verstärkungsmaterialien eingesetzt werden. Zusätzlich wird durch die Schlichte die Oberfläche der Glasfasern verträglich aeaenüber Polyolefin-Materialien. Um diese Funktionen und Aufgaben zu erfüllen, enthält die Schlichtflüssiakeit üblicherweise als wässrige Disnersion oder Kmulsion folgende Bestandteile: ein Glasfrasergleitmittel, ein KuOOlungsmittel und ein ^umbildendes synthetisches Harzbindemittel. Nachdem die Glasfasern mit der Schlichte überzogen sind, v/erden sie zusammengefaßt und auf einer Rolle oder Spule durch einen Wickler aufgewickelt,

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e'er üblicherweise auch die Zugkräfte zum Ziehen 6er Fasern aufbringt. Die Glasfasern werden von den Spulen dann wieder entnommen zur Verwenduncr als Ginsfasererzeugnisse und zur Verstärkung von Polyolefinmaterialien.

'■blicherweise werden als Harzbinder oder Appretiermittel wässrige Polyolefinemulsionen als Bestandteile der Schlichtflüssigkeiten verwendet, mit denen Glasfasern überzogen werden, die zur Verstärkung von Polyolefinmaterialien dienen sollen. Derartige Emulsionen können Polypropylenemulsionen, Polypropylen-Polyäthylen-Emulsionen oder carboxylierte Polypropylen-Emulsionen oder carboxylierte Polypropylen-Polypthylen-Enulsionen sein. Solche Emulsionen sind beispielsweise in foloenden US-Patentschriften beschrieben: 3,655,353, 3,849,148, 3,882068, 3,814,715. In US-Patentschrift 3,655,353 ist beschrieben, daß die Emulsion durch Schmelzen von Polypropylen (und Polyäthylen wenn verwendet) hergestellt wird, wobei zusätzlich Emulsionsrcittel unter Führen zugefügt werden und anschließend Wasser hinzugefügt wird, bis die Nasser-ftl-Emulsion sich in eine Öl-in-Wasser-Emulsion umwandelt. Diese hergestellten Emulsionen weisen einen Trockensubstanzgehalt von etwa 20 bis etwa 40 Gew.% (nichtwässrige Bestandteile) auf, bezogen auf das Gesamtgewicht der Emulsion. Zu den geeigneten Emulsionsmitteln gehören die unter den Handelsbezeichnungen Triton X-100, Igepal CO-630 und Tergitol bekannten Produkte.

Polypropylen-Typen, die als Schlichtmittel geeignet sind, haben ein mittleres Molekulargewicht im Eereich von etwa 5.300 bis 7.300, einen Ring-und Kugel-Krweichungspunkt von 150 bis 175°C, eine Dichte von 0,85 bis 1 Gramm pro cm³ und eine Eindringhärte (100 Gramm/5 Sek./22°C) von max. 0,001 mm. Verschiedene Polypropylen oder Polypropylen/ Polyäthylen-Emulsionen sind kommerziell erhältlich, beispielsweise unter der Bezeichnung P.L 3974 und Abraze-ade. Emulsion von der Proctor Chemical Corporation. Diese Emulsionen enthalten amorphes Polyoropvlen, weil amorphes Polynroylen

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leichter in.wässrige Emulsion gebracht werden kann.

Polymere aus Alpha-Olefin Monomeren, beispielsweise Polypropylen existieren in verschiedenen stereoisomeren polvmeren Formen. V^Tenn das polymere in der linearen Zig-Zag-Form vorliegt, sind 3 mögliche Konfigurationen für die Anordnung von substituierenden Gruppen nöalich. Die isotaktische Form, bei der die Substituenten alle auf der gleichen Seite der Hauptkette angeordnet sind und die ataktische Form (syndiotaktic form), bei der die Substituenten alternierend auf beiden Seiten der Hauptkette angeordnet sind. Oiese Formen haben einen stereo-isometrischen Aufbau und weisen eine starke Neigung zum Kristallisieren auf. Wenn sie im wesentlichen linear, Kopf- SchwanzOolvmere sind, schmelzen sie höher als amorphe TOlymertvpen. Bei der ataktischen oder amorphen Polymerform ist die ^erteiluna der Substituenten rein statistisch. Die ataktischen Polymeren sind ebenso linear, Kopf- -ohwanzpolvmere und im allgemeinen amorph. Die Hezeichung "Polypropylen-Polymere" schließt alle Polvineren ein, die aus Propylen hergestellt sind, nlpichgültig ob sie amorph oder im wesentlichen kristallin sind. Eingeschlossen sind auch Copolymere einschließlich Rloc¹'.-Copolymeren aus Propylen mit ein oder mehreren Monomeren.

Polyolefine,die mit Glasfasern verstärkt werden, sind Propylen-Säureverbindungen und Mischungen von isotaktischem und amorphem Polypropylen. Beispiele von Propylen-Säureverbindungen oder säuremodifizierten Propylen-Polymeren sind in den US-Patentschriften 3,416,990 und 3,437,550 beschrieben, ebenso wie in einer Veröffentlichung der Society of Automative Engineers unter dem Titel "Eigenschaften von verstärkten Propylen-Säure- Verbindungen mit den Autoren R.A. ^an ^p.rederodr;, R.A. Steinkamp, K.VT. Bartz, K.L. Trachte und D.G. Stenmark mit der Veröffentlichungsnummer 740292 im Februar/März 1974.

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Mischungen isotaktischer und amorpher Polypropylene sind aus den US-Patentschriften Nr. 3073,790 und 3,4 83,276 bekannt. U-S-PS 3073,790 beschreibt die Herstellung einer wässrigen Dispersion eines isotaktischen Propylens mit jeder gewünschten Konzentration bis zu 100 %, wobei das Polymere in Teilchenform mit Durchnessern zwischen O,1 und 2O Micron bei Raumtemperatur in Nasser eingerührt wird. US-PS 3,483,276 beschreibt die Herstellung von Mischungen aus Propylen-Polymeren und Maleinsäureanhydrid-inodifizierten Propylen-Polyraeren.

Stereo-isomeres oder isotaktisches Polypropylen oder amorphes Polypropylen kann mit maleinsäureanhydridmodifizierten Propylen-Polymeren gemischt werden. Die modifizierten Polymere können hergestellt werden durch Reaktion von Maleinsäureanhydrid mit jedem festen Propylen-Polymer, kristallinen oder amorphem. Mischungen aus Polypropylen und maleins^ureanhydrid-iriodifiziertem Polypropylen werden zum Beschichten von Metall verwendet, wobei diese entweder als Organosole oder als Lösung dabei verwendet werden. Die Verwendung als Organosol erfolgt in den Fällen, wenn entweder das modifizierte,oder das nicht modifizierte Polymer kristallin und deshalb bei normalen Temperaturen unlöslich ist. ΐ-Jenn beide Polymere amorph sind, wird mit Lösungen gearbeitet.

Wenn die Polypropylen-Emulsion enthaltende Schlichtflüssigkeit ein wässriges System ist, ist die Verwendung eines Organosols oder einer wässrigen Dispersion sehr feinteiligen Polyrcropvlenpulvers nicht empfehlenswert. Organische Lösungsmittel sind teuer und können zu Explosionen führen, wenn sie in der Nähe von Hochtemperaturanlagen oder Hochspannungsanlagen verwendet werden. Sehr feinteilige PoIyolefindispersionen neigen zum Aufrahmen (Komponenten der Disperion scheiden sich ab und gelangen an die Oberfläche) und machen die Dispersion unbrauchbar.

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Die Verwendung von derart instabilen wässricren Dispersionen in einer wässrigen Schlichtflüssigkeit führt zu Anwendungs- und Verfahrensproblemen während der Glasfaserherstellung. Aus diesen Gründen ist es erwünscht, Polyolefin-Binder oder Appreturmittel in Form wässriger Emulsionen oder Dispersionen zu verwenden. ^T7eil es außerordentliche Schwieriakeiten bereitet, Emulsionen oder Dispersionen isotaktischen Polypropylens herzustellen, enthalten die handelsüblichen Schlichtflüssigkeitszusammensetzungen amorphes Polypropylen. US-PS 3,644,141 schläqt die Verwendung isotaktischen Polypropylens in einer SchlichtzusammensetzunT vor. Um das isotaktische Polypropylen zu emulgieren wird als erstes das Polyolefin und Was nit einem Organosilan zusammengebracht und dj.os^ dann in ein wasserdisneraierbares Polyesterharz eingebracht. Die Teilchen des wasserdisnergierbaren Polyesterharzes wirken dabei als Tr"rrer für das Polyolefin-<">rganosilan-Material.

Seit Mischungen aus isotaktischem und amorphem Polypropylen durch Glasfasern verstärkt werden, besteht die Notwendigkeit eine bessere Bindemittelzusammensetzung der Schlichtflüssigkeit zu finden, um damit die Glasfasern zu beschichten, die als Verstärkungsmaterialien für gemischte oder ungemischte Polypropylene verwendet werden sollen. Es besteht ferner ein Bedürfnis zur ständigen Verbesserung der Rindemitte 1-zusammensetzungen in Schlichtflüssigkeiten, die bei der Glasfaserherstellung verv/endet werden, sofern die Glasfasern als Verstärkungsmaterial für Polyolefine dienen sollen. Es besteht ferner ein P.edürfnis, leicht und sicher in Wasser emulgier- oder dispergierbare Rindemittelzusammensetzungen zu haben, die isotaktisches Polypropylen aufweisen zur Vei— wendung in Schlichtzusammensetzunaen zum Beschichten von Glasfasern, die zur Verstärkung von Polyolefin verwendet werden sollen.

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\ufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, die vorstehend genannten Bedürfnisse zu befriedigen.

Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist-es, eine Binde-Tr.ittelzusaminensetzung vorzuschlagen, die in wässrige Emulsion oder Dispersion isotaktisches, carboxvliertes Polypropylen enthält und geeignet ist, für eine Schlichtflüssigkeit, die auf Glasfasern aufgebracht wird, die als Verstärkungsmaterial für Polyolefine und Polystyrole verwendet werden sollen.

legenstand der vorliegenden Anmeldung ist es weiterhin, eine Binderzusammensetzuncr vorzuschlagen, die als wässrige Emulsion oder Dispersion in Schlichtflüssigkeiten zum überziehen von Glasfasern verwendet werden sollen, wobei die Bindermischung nicht brennbar ist und eine bessere Beschichtung der Glasfasern mit dem Schlichtmittel erlaubt.

Zum Gegenstand der vorliegenden Erfindung gehört es weiterhin, eine wässrige Emulsion oder Dispersion vorzuschlagen, die isotaktisches carboxyliertes Polypropylen enthält und als Bindemittel in Schlichtflüssigkeiten eingesetzt werden kann, ohne daß Polyesterharz als Trägermaterial für Polypropylen oder organische Lösungsmittel verwendet werden müssen.

Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Anmeldung ist es, eine Binderzu^anmensetzung vorzuschlagen, die in wässriger Emulsion oder Dispersion isotaktisches carboxyliertes Polypropylen enthält und relativ sel^ststabilisierend ist und deshalb weniger zusätzliche Stabilisierungsmittel,wie Maleinsäureanhydrid in der Bindermischung erfordert.

Zum Gegenstand der vorliegenden Erfindung gehört es auch, eine Bindermischung vorzuschlagen, die in Form wässriger Emulsion oder Dispersion einer Schlichtflüssigkeit zum Behandeln von Glasfasern zugesetzt werden kann, die zum Beschichten von Glasfasern verwendet werden, die anschließend als Verstärkungsnaterialien für Polyolefine dienen sollen und

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die aus Mischungen von isotaktischen und amorphem Polypropylen bestehen. Dabei soll die Bindermischunq,die auf die Glasfasern aufgebracht wird, eine bessere Verträglichkeit in it der zu verstärkenden Mischung aus isotaktischen und. amorphem Polypropylenr.aterial aufweisen.

Die Bindemittelzusammensetzung soll vorteilhafterweis<=> sehr ernte physikalische Eigenschaften haben, insbesondere sehr hohe Biege- und Reißfestigkeit.

■?in weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist es, eine Schlichtflüssicrkeit zum Überziehen von Glasfasern vorzuschlagen, die ein verbessertes Bindemittel enthält, so daß die zum überziehen der Glasfasern erforderliche Menge an Schlichtflüssigkeit rrerinaer ist, ohne daß sich die Eigenschaften wesentlich ändern. Die verbesserte ^inderzusanmensetzung soll den ^rviderstand der beschichteten Glasfasern gegenüber 7iuffaserung erhöhen.

Zum Gegenstand der Erfindung gehört es ferner, ein Verfahren zur Herstellung einer wässrigen Emulsion oder Dispersion der Binderzusammensetzung vorzuschlaqen, bei der der Binder aus isotaktische™ carboxyliertem "Olvpropylen besteht und die Emulsion oder Dispersion einer Schlichtflüssigkeit zugefügt werden soll, die zur Behandlung von Glasfasern dient.

Völlig überraschend wurde gefunden, daß man eine Rindemittelzusammensetzung aus isotaktischem carboxvlierte.m Polvnronvlen in Form einer wässrigen Fmulsion oder Dispersion dadurch herstellen kann, daß man gleichzeitig isotaktisches carboxvliertes Polypropylen und amorphes carboxyliertes Polypropylen emulgiert, bzw. dispergiert.

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Die Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine wnssricre Fmuls ions zusammensetzung zur Verwendung in Schlichtflüssi^keiten zum Beschichten von Glasfasern. Das Kennzeichnende der vorliegenden Erfindung benteht darin, daß die Emulsion isotaktisches carboxyliertes Polypropylen, amorphes carboxyliertes Polypropylen, eine Base, ein kationisches, anionisches oder nichtionogenes oberflächenaktives Mittel und Wasser enthält und einen Trockensubstanzaehalt von etwa 20 % bis etwa 40 % aufweist.

nie erfindungsgemäße wässrige Binderzusammensetzung wird hergestellt durch gleichzeitiges Emulgierer bzw. Dispergieren von isotaktischem carboxyliertem Polypropylen und amorphen carboxyliertera Polypropylen, wobei das Verhältnis von isotaktischen zu amorphem Polypropylen im Bereich von etwa 1 : etwa 1 bis etwa 1 : etwa 4 Gewichtsteilen liegt.

nie wässrige Emulsion von carboxyliertem isotaktischem Polypropylen wird hergestellt durch Schmelzen von isotaktischem carboxyliertem Polypropylen zusammen mit amorphem carboxyliertem Polypropylen (und carboxyliertem Polyäthylen, wenn gewünscht) und einer Base und oberflächenaktiven Mitteln unter ausreichenden Schnelzbedingungen. Die anschließend mit "asser hergestellte Emulsion weist im allcremeinen etwa 20 bis etwa 40 Gew. % Feststoffe (nichtwässrige) bezogen auf dan Gesamtgewicht der Emulsion auf. Die erfindungsgemäße wässrige Emulsion oder Dispersion isotaktischen carboxylierten Polypropylens und amorphen carboxylierten Polypropylens kann in jede bekannte Schlichtflüssigkeit, die verträglich mit carboxyliertem Polypropylen ist, eingebracht v/erden. Die wässrige Binderemulsion kann zusätzlich Kupplungsmittel,Gleitmittel, Filmbildner, Weichmacher und andere, in Schlichtflüssicrkeiten üblicherweise enthaltene Stoffe, enthalten.

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Die erfindungsgenäß zu verwendenden isotaktischen und amorphen carhoxylierten Polypropylene können durch je-^os bekannte Verfahren hergestellt werden. säure-Modifikati^n von Pronylen-Polvreren, amorphen oder kristallinen 7vppü, kann P.'-icb den aus den Τΐς-Patentschriften 3,416,990; 3,437,^Γ^Ο; 3,483,276 bekannten Methoden erfolgen. Diese Verfahren umfassen die Modifikation von Polypropylen mit äthylenisch substituierten Carbonsäuren oder deren Anhydriden oder Amiden oder niederen Alkylestern, bei ^enen ein ^thvlrnisch ungesättigtes C-Ato^. in Aloh^-Γ-teil upn '.'""ir.rOstpns einer Carboxylgruppe oder potentiellen Carboxyl^ruppn vorhanden ist. Peispiele für derartige R'iuren oder Anhydride sind Maleinsäure, Fumarsäure, Ttakonsäure. Acrylsäure, Methacrylsäure, Crotonsäure, Tsocrotonsäure, Methylfumarsäure,Angelikasäure Maleinsäureanhydrid, Itaconsäureanhydrid und Citraconsäureanhydrid. Bevorzugtes Modifizierungsmittel ist Maleinsäure anhydrid um maleniiertes isotaktisches und amorphes Polypropylen herzustellen, ^in Beispiel für ein kristallines carboxyliertes Polypropylen-Polvnere, das für die erfindungsgemäße Binderzusamnensetzunrr verwendet v/erden kann, ist das von der Firma Hercules Inc. unter der Bezeichnuna Hercoprime, Typ G vertriebene Polypropylen. Ein Peispiel für ein carboxyliertes amorphes Polypropylen-P^lv^er das für die erfindungsgemäße Binderzusa^mensetzurr·· verwendet werden kann, ist ein kommerziell erhältliches Polypropylen, das von der Firma Tennessee Eastman Company mit der ⁿnzeichnung Epolene Γ.-&3 in den Handel abbracht wird.

Das Verhältnis von isotaktischem carboxvliertem Polypropylen zu amorphem carboxyliertem Polypropylen-Polymer in der Bindemittelzusammensetzung kann im Bereich von etwa 1 : 1 bis etwa 1:4 liegen, "enn höhere Anteile an isotaktischen Polypropylen verwendet werden, wird es schwerer, das gesagte isotaktische carboxylierte Polypropylen in eine stabile Mischung zu bringen. Die Effektivität der ''Jberführuna hängt auch vom Gehalt an <alium-oder Natriumhydroxyd und rtem oberflächenaktiven Mittel ab. Γ^ηη höhere Anteile von amorphem carboxvliertem Polypropylen verwendet worden, tritt üblicherweise kein nachteilinpr Effekt auf.

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Zusätzlich zu dem amorphen carboxylierten Polypropylen, das erfindungsqemäß in der Mischung aus isotaktischem carboxyliertem Polypropylen und amorphem carboxyliertem Polypropylen enthalten ist, kann ein Teil von carboxyliertem Polyäthylen verwendet werden, wobei dieser Anteil zusätzlich zum .Anteil amorphen carboxylierten Polypropylen verwendet wird. Der Anteil an carboxyliertem Polyäthylen-Polvmer sollte 75 Gew.% bezogen auf den Olefingehalt der Mischung nicht überschreiten. Die erfindungsgemäß der Emulsion zugesetzte Base dient dazu, die Polymeren zu neutralisieren. Als Base kann jede Verbindung in Lösung oder in Mischungen verwendet werden, die bei Zugabe in entsprechenden Mengen diesen Zweck erfüllt. Ohne Eeschränkunq auf diese beispielhaft genannten Basen sind geeignet Alkalihydroxyde, Erdalkalihycroxyde, Alkalisalze starker Basen tind schwacher Säuren und basische organische Verbindungen. Bei den Alkalien sind erfindungsqemäß bevorzugt Natrium-, Kalium-, Lithium- und Ammonium-Verbindunn-en oder Mischungen davon. Bei den Erdalkali-Verbindungen sind Calcium-, Magnesium- und Barium-Verbindungen bevorzugt 7i\i den erfindungsgemäß geeigneten basischen organischen Verbindungen gehören primäre, sekundäre, tertiäre aliphatische und aromatische Amine, Pyridine und Pyrole. Geeignet sind die Alkalisalze starker Basen und schwacher Säuren dann, wenn sie bei Lösung in Wasser eine basische Lösung ergeben. Ohne Beschränkunq werden als Beispiele genannt, Alkaliborate, Alkalicitrate, Alkalicarbonate und Alkalibicarbonate.

Als erfindun^safiPTß zu yer^pnner.dp Basen sind geeignet: ^mmoniumhyäroxvd, flatriumhydroxyd, Kaliumhvdroxyd, Lithiumhydroxyd, Calciumhydroxvd, ' Eignes ium hydroxyl , Bariurhydroxy^ 'Intriumtetraborat-nficahvdrat, oder Pentahvdrat, ^Tiatrium-Metahorat-Totrahydrat, fTatriur-Tetrahydrat, •Jatrium-Tetraborat, Natriumcarbonat, Nstrium-Fydrogencarbonat, Matriumcitrat und deren Hydrate und vergleichbare Verbindungen der anderen Alkalien, Kalium, Lithium und Ammonium; Pyridin, Pyrrol, 2-Aninonethyl-Propanol, Benzylnnin, "-Butylanin,

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t-Sutylamin, Cyclohexylamin, n-Decylamin, Diethvlanin, Diisobutylamin, Diraethylamin, Äthylamin, A'thylendiamin, Hexamethylen Diamin, Methylamin, 3-Aminopentan, 3-Amino-3~Methylpenton_r Piperazin, 1,3-Diamino-Propan und Prony1-amin. Diese Aufzählung ist keineswegs vollständig, sondern nur beispielhaft. Dem Fachmann bereitet es keine Schwierigkeiten, auch -weitere geeignete Basen auszuwählen und zu verwenden. Das erf indungsgeinäß zu verwendende oberfInchenaktive Mittel dient dazu, die neutralisierte Polymermischung zu emulgieren, bzw. in dispergiertem Zustand zu halten. Alle Verbindungen, nichtiocrene, kationische oder anionische oberflächenaktive Mittel können erfinduncrsqen'iß verwendet werden, wenn sie diesen Zweck erfüllen. Als nicht vollständige Aufzählung und ohne Beschränkung sind für die Zwecke der Erfindung geeignet: Phenoxy-Poly-(Xthylenoxy)-Äthanol, Phenoxy-(Äthylenoxy)-Ethanol, Octylphenoxypoly-(Äthylenoxy)-Äthanol, Octylphenoxypoly-(Äthylenoxy)-ethanol, Nonylphenoxypoly-(Äthylenoxy) Äthanol oder äthoxylierte Alkylphenole und andereren einschlägigen Fachmann bekannte oberflächenaktive Mittel,· die für Schlichtflüssigkeiten und Apnreturzusammensetzungen für die Glasfaserbehandlung bekannt sind. Die anzuwendende Menge an oberflächenaktiven Mittel liegt in dem Bereich der üblicherweise für derartige Zwecke verwendet wird und dem Fachmann bekannt ist.

Das Verfahren der Co-Smulgierung von isotaktischen carboxyliertem Polypronylen-^oly^er und amorphem carboxyliertem Polypropylen-Polymer und caf. carboxylierten ^polyäthylen erfolgt durch vollständioes Aufschmelzen der Anteile isotaktischen carboxylierten Polyprooylens mit amorphem carboxyliertem Polypropylen und ggf. jedem carboxyliertern Polyäthylen und der Base und den oberflächenaktiven Mitteln. Ggf. werden mehrere oberflächenaktive Mittel zu einer Mischung kombiniert. Gemäß einer bevorzuaten Verfahrensvariante werden die 2 oder ggf. 3 Polymeren bei erhöhter Temperatur ir. allgemeinen bei Temperaturen zwischen etwa

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1O6° und etwa 185° C, vorzugsweise zwischen 170°C und 175°C gemischt. Üblicherweise erfolgt dieses Mischen bei erhöhten Druck von etwa 5,4 bis etwa 9,5 Atmosphären (etwa 80 bis etwa 140 Psia). Vorzugsweise wird ein Druck von etwa 6,8 bis etwa 8,2 Atmosphären (100 bis 120 Psig) angewendet. Das Mischen erfolgt in Gegenwart der Base und den verwendbaren oberflächenaktiven Mitteln. Bevorzugte Basen sind Alkalihydroxyde, Borax, oder organische basische Verbindungen wie 2-Aminomethylpropanol. Die Base wird zugegeben, um das Polymere zu neutralisieren und anschließend wird das oberflächenaktive Mittel des ausgewählten Types, Z.T3. ein kationisches, ein anionisches oder ein nichtionogenes Mittel hinzugefügt, um die Emulgierung der neutralisierten Polymermischung zu ermöglichen. Die üblicherweise anzuwendende Menge an basischem Hydroxyd sollte ausreichend, sein, un einen Restgehalt an Alkali im Bereich zwischen etwa 16 bis etwa 24 Milligramm Hydroxyd (berechnet als KOH) pro Gramm Emulsion zu erhalten. Das am meisten bevorzugte Rydroxyd ist Kaliumhydroxyd.

Der Anteil an anzuwendendem oberflächenaktivem Mittel liegt im allgemeinen im Eereich von etwa 2 bis etwa 12 Gewichtsprozent, vorzugsweise zwischen etwa f- bis etwa Gew.^, bezogen nuf Gesamtgewicht Emulsion.^u den bevorzugten oberflächenaktiven Mitteln gehören die unter den Handelsbezeichnungen ^riton X-100, Icreoal CO-630 erhältlichen Produkte und vnraleichbare Mittel. Nachdem die Mischung durchreagiert ist und ausreichend gemischt ist, wird Wasser zugesetzt, um die Mischung schnell abzukühlen und dadurch eine optimale Produktqualität zu erreichen. Die Emulsion hat die Tendenz,kolloidal und durchsichtig zu sein. Der Trockensubstanzgehalt der Emulsion wird überlicherweise zwischen etwa 20 und. etwa 4O Gew.% eingestellt.

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Die erfindungsgemäße Bindemittelzusammensetzung bestehend aus co-emulgiertem isotaktischem carboxyliertem Polypronylen-Polymer und amorphem carboxyliertem Polvnroovlen-Polvmer kann für alle üblichen Schlichtflüssiqkeiten zum Beschichten von Glasfasern verwendet werden, insbesondere wenn die beschichteten Fasern anschließend zur Verstärkung- von PoIyolefinnaterialien verwendet werden sollen, übliche wässrige Schlichtflüssigkeitszusammensetzungen, die zum Tauchen und Beschichten von Glasfasersträncen verwendet werden, enthalten Kupplungsmittel, Weichmacher, oberflächenaktive Mittel, Gleitmittel und Filmbildner. Die Verwendung von stabilisierenden Stoffen, beispielsweise Maleinsäure,ist nicht erforderlich, weil die erfindungs^emäße Binderzusammensetzung einen wesentlichen Anteil an Eiaenstabilisierunq aufweist.

Als Kupplungsmittel kann jedes Bindemittel oder Klebstoff verwendet werden, das die Verbindung und Haftung der Oberflächen von Fasern und dem Polyolefin-Polymer verbessert und vergleichnäßigt. Derartige übliche Kupplungsmittel zur Egalisierung von Glasfasern und Polymer-Oberflächen sind Metallsalze, beisnielsweise basisches Chromchlorid, basisches Chromsulsulfid mit trivalenten Metallionen zum Beispiel Chrom, Kobalt, Nickel, Kupfer und Blei, die mindestens eine Hydroxylgruppe am Metall aufweisen und mindestens ein Anion einer starken Mineralsäure dem Metall zugeordnet ist. Ebenso geeignet sind Werner-Komplexe, bei denen das trivalente Kernatom beispielsweise Chrom mit organischen Säuren, wie Methacrylsäure, kombiniert ist. Beispiele sind Methacrylkomplexe von Chromchlorid. Andere Kupplungsmittel weisen haben Vinylalkyl-, Amino-epoxy-, Mercapto-,Thioalkyl-,Thioalkaryl-und Phenolgruppen auf. Für die Zwecke der Erfindung sind aber auch Silane und Verbindungen mit Siloxangruppen als Kupplungsmittel geeignet. Beispiele für derartige Kupplungsmittel sind hydrolysierbare Vinyl-, Allyl-, Beta-ChloroOroDyl-, Phenyl-,

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Thioalkyl-,Thioalkaryl-, Aminoalkyl-,Methacrylato-,Epoxy- und Mercapto-Silane und ihre Hydrolyseprodukte und Polymere der Hydrolyseprodukte und Mischungen davon. Das besonders bevorzugte Kupplungsmittel ist Gamma-Arainopropyltriäthoxysilan. Es wurde festgestellt, daß die Vervrendung dieses Kupplungsmittel eine sehr gute Verbindung zwischen den Glasfasersträngen und Polyolefin Polymeren bei niedriger Konzentration und guter Stabilität ergibt.

Eine typische Schlichtflüssigkeit enthält im allgemeinen ein Stabilisierungsmittel, um die Stabilität des Schlichtsystems zu verbessern. Dieser Stabilisator wirkt auch als zusätzlicher Kuppler und unterstützt die Vernetzung und verbessert die Wirkung des Kupplungsmittel an den Berührunaaflächen von Harz und Fasern, insbesondere die Wirkung eines silikonhaltigen Kupplungsmittels (silylated coupler). übliche Stabilisierungsmittel sind äthylenisch ungesättigte Carboxylsäuren oder deren Anhydride z.B. Maleinsäure. Bei der erfindungsgemäßen Binderzusammensetzung aus co-emulgierter Mischung aus isotaktischem carboxyliertem Polypropvlen und amorphem carboxyliertem Polypropylen-Polyreren ist die Zugabe eines Stabilisierungsmittels nicht notwendig, denn die Mischung wirkt im wesentlichen selbststabilisierend.

Zusätzlich zu der erfindungsgemäßen Binderzusammensetzung und dem Kuppluncrsmittel kann die Schlichtflüssigkeit außerdem ein Texti!gleitmittel enthalten. Das Gleitmittel ist vorzugsweise kationisch oder nichtionogen. Verschiedene übliche Glasfasertextilgleitmittel können benutzt werden. Besonders geeignet sind diejenigen, die in US-PS 3,814,715 beschrieben sind, auf die hier ausdrücklich Bezug genommen wird. Es können aber auch andere Gleitmittel für Glasfasern in der Schlichtflüssigkeit verwendet werden, beispielsweise Alkylimidazolinderivate, wie es in US-PS 3,814,715 beschrieben ist.

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Weiterhin können diese Gleitmittel in Kombination mit oder anstelle von quaternären Pyridinverbindungen benutzt v/erden, wie es in der US-PS 3,814,715 beschrieben ist, auf die hier ausdrücklich Pezug genommen wird.

Die Schlichtflüssigkeit kann zusätzlich ein kationisches oder nicht-ionogenes Netzmittel enthalten, das gleichzeitig eine Wirkung als Gleitmittel entfaltet. Jedes bekannte Mittel, von dem bekannt ist, daß es die Oberflächenspannung von Schlicht-Zusammensetzungen auf Werte von etwa 25 bis 35 Dyn pro cm2 reduziert, kann verwendet werden. Derartige Stoffe sind gut bekannt und insbesondere in US-PS 3,814,715 beschrieben.

Weiterhin können die typischen und üblicherweise in Schlichtzusammensetzungen zur Behandlung von Glasfasern enthaltenen Hilfsstoffe der erfindungsgemäßen Schlichtzusammensetzung hinzugefügt werden, die die verbesserte Binderzusammensetzung aufweist, solange als dadurch keine Verträglichkeitsprobleme auftreten. Beispiele für derarticre Hilfsmittel sind Weichmacher und oberflächenaktive Mittel und dergleichen. Der Weichmacher kann jedes Material sein, das Glasfaserstränge erweicht, die Streckung verändert, die Reibung (scroopiness) der Glasfasern verringert und zum Gleiten des Stranges beiträgt. Bevorzugte Weichmacher sind Polyäthylen-Iminderivate. Ein oberflächenaktives Mittel kann wirken als Netzmittel, Emulgiermittel und Detergents, um die Schlichtflüssiokeit als Emulsion aufrechtzuerhalten und das Absetzen von Feststoffen an der Behandlungseinrichtung verhindern. Unter den verwendbaren oberflächenaktiven Mitteln sind Kondensationsprodukte, die aus Propylenoxyd und Propylenglycol hergestellt werden, wie es aus der US-PS 2,674,619 bekannt ist. Diese Hilfsstoffe werden in Mengen, wie sie für die üblichen Schlichtmittelzusammensetzungen bekannt sind, verwendet.

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Die Schlichtflüssigkeit kann neben der erfindunasge- . mäßen Bindemittelzusammensetzung noch zusätzliche Filmbildner enthalten. Der Filmbildner ist ein Polymeres, das geeignet ist, die Stabilität der Faserstränae bei ihrer Ferstellung und/oder während der anschließenden Weiterverarbeitung zu verbessern. Der polymere Filmbildner kann ein Homopolymeres oder eine Mischung von Homopolvmpres sein, die wM.hrend ihrer Mischung, Lagerung und Verwendung in der Schlichte nicht selbstvernetzt oder mit anderen Bestandteilen der Schlichte reagiert und dadurch die Stabilität des Systems verringert. Beispiele für solche filmbildende Polymeren sind Epoxyde, Polyvinylacetate, Polyester, Polyurethane und Acrylate, vinylacetat-Homopolymer ist ein Beispiel für ein Filmbildner auf Polyvinylacetat-Easis. Filmbildner, wie beispielsweise Polyvinylacetat-FomopolyTT.er werden in Mengen angev/endet, die ausreichend sind, um die erwünschten Eigenschaften der mit Schlichte behandelten Glasfiberstränge zu erreichen. Normalerweise liegt der Gehalt an filmbildenden Polymeren in der Schlichtzusamnensetzuncr zwischen etwa 20 und etwa 60 Gew.%, bezogen auf die Gesamtschlichtflüssiakeit. Vorzugsweise betrat die den Binder stabilisierende Menge an filir.bildendem Polymer etwa 35 bis etwa 40 Gew.%, das ist eine Menge, die zu einer optimalen Handhabbarkeit der Schlichte führt. Es können aber auch tonfzeitstabile selbstvernetzende Polymere als Filmbildner in der Schlichtflüssigkeit verwendet werden, die die erfindungscremäße Binderzusammensetzung enthält. Bei den mit sich selbst reagierenden, vernetzenden Polymeren handelt es sich um übliche Homo- oder Copolymere, die aushärten oder vernetzen, ohne zusätzliche Hilfsstoffe unter den Bedingungen während der Trocknung der mit Schlichtflüssigkeit behandelten Glasfaserstränge. Typische Beispiele für derartige polymere Filmbildner sind Vinylacetate, Epoxyde, Polyester, Polyurethane und Acry!polymere und ihre Reaktionsprodukte.

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Eines der bevorzugten Polymere basiert auf einem Polyurethanlatex, der in hervorragender "eise die Handhabbarkeit der mit Schlichte behandelten Glasfaserstränge verbessert, wenn er mitaufgebracht ist und auf den Glasfasersträngen aushärtet.

Der Gesamtgehalt an nichtwässrigen Feststoffen der ^chlichtflüssigkeit kann im Bereich von etwa 2 bis etwa 20 Gew.% der Schlichtflüssigkeit liegen. Bevorzugt wird ein Bereich von etwa 3 bis etwa 10 Gew.% der Schlichtflüssigkeit. Auf jeden Fall liegt der Anteil der verschiedenen Zusatzstoffe nicht so hoch, daß durch diesen Anteil die Viskosität der Lösung größer als etwa 100 Centinoise bei 20°C wird. Lösungen, deren Viskositäten höher als 100 Centipoise liegen, sind sehr schwer auf Glasfaserstränge v/ährend ihrer Bildung mit den üblichen standardisierten und dafür bekannten Einrichtungen aufzubrinaen, ohne dabei die Faserstränge zu zerbrechen oder zu zerreißen. Vorzugsweise wird deshalb die Viskosität der Schlichtflüssigkeit auf Werte zwischen 1 und 20 Centiooise bei 20⁰C einaestellt. Eine solche Viskosität ergibt die besten Ergebnisse.

Die erfindungsgemäße Binderzusammensetzunq wird in der erfindungsgemäßen Schlichtzusammensetzung in Mengen von etwa 2 bis etwa 15 Gew.% der Schlichtflüssigkeit verwendet. Das Kupplungsmittel ist anwesend in Mengen von etwa 0,1 bis 2,0 Gew.% der Schlichtflüssigkeit und der Anteil an textilem Gleitmittel liegt in dem Bereich von etwa 0,2 bis 4 Gew.% der Schlichtflüssigkeit, l-'enn das Bindemittel Polyäthylen enthält, wird der Feststoffqehalt der Binder eingestellt auf etwa 25 bis 99,5 Gew.% der Mischung von isotaktischem carboxyliertem Polypronylen und amorphem carboxyliertem Polypropylen und etwa O,5 bis 75 Gew.% von Polyäthylen. Ein größerer als der angegebene Anteil an Polyäthylen in der Emulsion erfordert einen höheren Frweichunqsnunkt des Polyäthylens, un oine auto Haftuna der verstärkenden Glasfasern in den späteren Polymprmas.sen 7.\\ erreichen.

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Jedes für ^erstärkungszwecke und zu Glasfasern ausformbare Glas kann mit der erfinduncrsgempßen Schlich tfliissigke.it behandelt werden. Natrium-r'alkglnser und Rorosilicat-Gläser ("E"-Gläser) sind insbesondere dafür geeignet.

Die Glasfaserstränge, die mit der erfir.duncrsgemh'ßen Schlichtflüssigkeit, die die erfindungsgemäße Binderzusammensetzung enthält, behandelt werden, können nach dem aus US-PS 2,133,238 bekannten Verfahren hergestellt werden. Die Glasfiberstränge werden zusammengestellt aus einer Vielzahl feiner GlasspinnfHden, die durch Ausziehen mit hoher Geschwindigkeit aus aeschmolzenem Glas über schmale Düsenöffnungen in einem entsprechenden Ofen erzeugt werden. Während der Bildung der Glasfasern werden die Spinnfäden mit der Schlichtflüssigkeit überzogen, die die erfindungsgemäße Binderzusammensetzung enthält. Die Beschichtung der Filamente erfolgt während ihrer Bewegung mit einer Geschwindigkeit in der GrößenordnunCT von 305 bis 6.010 'leter pro Minute (1.000 bis 2O.000 feet per minute). Die Beschichtung wird ausgeführt in unmittelbarer Nähe der heißen ^A.ustrittsÖffnungen aus dem Glasschmelzofen, in dem das Glas geschmolzen v/ird. Nach der Beschichtung bewegen sich die Glasfasern über eine kurze Strecke auf Sammeleinrichtungen,auf denen sie anschließend getrocknet werden, um die noch enthaltene Feuchtigkeit auszutreiben.

Die Glasfasern werden nach bekannten Verfahren hergestellt und die Schlichtflüssigkeit wird mit dem bei der Faserbildung bekannten Verfahren zum -Aufbringen von Gehlichter c?ufgebracht. Hin charakteristisches Verfahren zur Faserherstellung und Aufbringen von Schlichtflüssigkeit während des Verfahrens ist in Abb. 2 der US-PS 3,849,148 beschrieben, auf das hiermit ausdrücklich Bezug genommen wird. Die Glasfaserfilamente treten aus öffnungen einer elektrisch beheizten Lagerpfanne aus. Die Fasern werden gestreckt durch die Strangzieheinrichtunqen und die aus Glasfaserspinnfäden abbildeten Filamente können eine Vielzahl einzelner Fasern aufweisen.

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Die Schlichte wird auf die Fasern durch die üblichen Einrichtungen aufgebracht, beispielsweise Tauchrolleinrichtunqen oder eine Bandauf tragseinrichtung. Derartige Schlichtauftragseinrichtungen sind detailliert in US-P⁰! 2,728,972 beschrieben. Nachdem die Glasfaserspinnfräden aus den Düsen ausgetreten sind, v/erden sie durch Luft oder vorzugsweise durch Wasser gekühlt. Die Fäden werden zu Bündeln zusammengefaßt durch eine entsprechende Einrichtung und dann der Strangziehvorrichtung zugeführt, wie es in US-PS 3,292,013 ebenso beschrieben ist,wie in e'er bereits genannten US-PS 3,849,148. Der Glasfaserstrang oder die Stränge, die aus den einzelnen Fäden gebildet werden, werden dann zu Glasfaserspinnfäden zusammengefaßt und auf einer rotierenden Trommel gesammelt, die eine Umdrehungsgeschwindigkeit von 7.500 Umdrehungen nro Minute aufweist und dem Spinnfaden eine Geschwindigkeit von annähernd 3.6 50 Meter pro Hinute bis 4.570 Meter pro Minute verleihen. Der Glasfaserspinnfaden wird dann zu größeren Spulen aufgewickelt und getrocknet. Dies erfolgt im allgemeinen dadurch, daß die Glasfaseroebinde für entsprechende Seit einer Temperatur ausgesetzt werden, die ausreichend, ist, um in¹ wesentlichen das qesamte ^T'ar,spr auszutreiben. Im allgemeinen betrnat die HMrtur.rszoi+- 'Vr vorliegenden Sc^lichtzusaimnnnsetzuna etwa 11 Stunden bei 132°C.

Die Glasfaserspinnf'-iden und Stränge, die mit der erfindungsgemäßen Schlichte, die die gefundene ninderzusammensetzung enthält, behandelt werden, können dann anschließend auf verschiedene ^V7eise zum Verstärken von Polyolefinmaterialien verwendet werden. Zunächst werden die Glasfasern hergestellt und. mit der erfin^unrrsaomHßpn ^chlichtPlüssiakeit nach den bereits beschriebenen Verfahren behandelt. Die einzelnen Sninn f'iden und Filamente werden zusammengefaßt zu ein oder mehrnron Strengen. Die ^tränae werden dann über freidrehende ^alzenrollen für das anschließende Schneiden ausgerichtet.

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Die Zugwalze steht in Kontakt mit einer weiteren Walze (cot roll) durch die das für die Faserbildung erforderliche Ausziehen erfolgt. Der Spinnfaden oder die Stränge werden dann Schneidmessern zugeführt. Die zerschnittenen Fasern fallen auf einen Träger ,als feuchte creschnittene Faserbündel. Das feuchte zerschnittene Fasergut wird auf den Träger einer Heizeinrichtung zugeführt, um den Feuchtigkeitsgehalt zu reduzieren und trockene Stapelfasern herzustellen, die zur Verwendung als Verstärkuncrsmittel geeignet sind.

A.US den zunächst aufgespulten Glasfasern können aber auch nach den aus US-PS 3,883,333 und 3,664,909 bekannten Verfahren Matten gebildet werden. Die Matten werden dann genadelt und mit den¹ Polyolefinharz imprägniert oder mit ⁿolyolefinfolien laminiert, um die faserverstärkten PolyfinGegenstände zu bilden. Diese werden dann auf Temperaturen im Bereich von 2O4°C bis etwa 221⁰C erwärmt, bei einem Druck von 64Q bar (9.25O lbs per square inch) für eine Zeitdauer von etwa 5 bis etwa 20 Minuten zur Bindung der erfindungsgemäß mit der Schlichte überzogenen Glasfasern mit den zu verstärkenden Polyolefinen.

Fin anderes Verfahren zur Herstellung von Fasermatten, die als Verstärkungsmaterial dienen können, ist in US-PS 3684,645 beschrieben. Bei diesem Verfahren wird eine kontinuierliche Schicht geschmolzenen thermoplastischen Flarzes (Polyolefine), die kurze, mit Schlichte überzogene Glasstapelfasern enthält, auf eine Matte oder ein kontinuierliches Mattenband aufgebracht. Durch Hitze und Druck, die gleichzeitig einwirken, werden Harz und Matte miteinander vereinigt unter Bildung einer unendlichen glasfaserverstärkten thermoplastischen oder Polyolefin-Folie.

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GlasfaserspinnfHden oder Strange, die mit der erfindungsgemäßen Schlichtflüssigkeit, die die entsprechende Binderzusaitunensetzung aufweist, überzogen sind, können zur verstärkung jeglichen polyolefini^chen Materials in bekannter ^r-7eise verwendet werden. Besonders geeignet sind jedoch die auf diese ^weise hergestellten Glasfasern für die Verstärkung von Polyolefin-Polymeren, wie Polyäthylen, Polypronylen, 2-Methylpenten udgl. Ganz besonders bevorzugt v/erden die erfindumsgemäß behandelten Glasfasern zur Verstärkung von Polypropylen verwendet, weil durch die erfindungsgem'iße Binderzusammensetzung besonders gute Verbindung mit dem zu verstärkenden Kunststoff zustande kommt. Außerdem ist die Verwendung von Polypropylen auch vom ökonomischem Standpunkt her besonders attraktiv. Das Verhältnis von Polypropvlen zu Glas kann in jedem Verhältnis gewählt v/erden, je nach den aew"nschten Eigenschaften der herzustellenden Gegenstände. In allgemeinen beträgt der Anteil an Glas etwa 10 bis etwa 50 Gew."·. Der bevorzuate Anteil für eine ^olypropylen-Folie, die unter der ^Markenbezeichnung AZDEL vertrieben wird, beträgt etwa 35 bis etwa ^k Gew.% Glas im fertig ausgeformten Produkt, so ^ aß pin "utes cieinhgowicht zwischen "'ostoneigonschaften und strukturellen ^estickeit erreicht ist. P.eim Hnritzai eC wird ein Anteil von 20 bis 30 Gew.% Glas in den geformten Gegenständen bevorzugt.

Die nachfolcrenden Beispiele richten sich auf bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung. Die Teile und Prozentangaben beziehen sich jeweils auf das Gewicht, soweit nichts anderes ausdrücklich angegeben ist.

Beispiel 1

Eine Binderzusammensetzung einer wässrigen Emulsion einor ^Mischung aus isotaktischem carboxvliertem Polypropylen und amorphem carboxyliertem Polypropylen wurde in folgender Weise hergestellt.

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Zwei Teile amorphes maleiniertes Polypropylen wurde mit einem Teil isotaktischem maleiniertem Polypropylen gemischt und mit Kaliumhydroxyd und einem nichtionogen äthoxylierten Phenol oberflächenaktiven Mittel (erhältlich von der GAF Corporation) cemischt und mit Wasser emulgiert, wobei die Emulsion einen Trockensubstanzgehalt von 32 % aufweist. Die Emulsion wurde hergestellt durch Mischen und Schmelzen der Polypropvlen-Polynere miteinander zusammen mit dem verdünnten oberflächenaktiven Mittel und Kali'umhydroxyd bei Temperaturen zwischen 170 und 175°C und einem Druck zwischen 6,8 und 8,2 Atmosphären. Nachdem die Mischung reagiert hatte, wurde die Temperatur der Mischung schnell durch Zugabe von Verdünnungswasser gesenkt und eine Emulsion mit 32 % Feststoff hergestellt.

Diese Bindemittelemulsion hat folgende Zusammensetzung:

60 % maleiniertes amorphes Polypropylen 30 % maleiniertes isotaktisches Polypropylen

8 % nichtionogenes äthoxiliertes Phenol als oberflächenaktives Mittel

2 % Kaliumhydroxyd.

Die Emulsion weist einen pH ^T<7ert zwischen 8,0 und 9,5 auf und ist ohne weiteres mit Wasser verdünnbar. Das Aussehen der Emulsion ist bernsteinfarbig und die Gesamtalkalität liegt im Bereich von 16 bis 24 Milligramm KOIT pro 'Iramm Emulsion und der Teilchendurchnesser beträgt maximal 3 Mikron.

Diese Emulsion wird mit anderen Bestandteilen kombiniert, um die Schlichtflüssigkeit wie folgend zu bilden:

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Kq/1	.136	1
(kq	pro	3oo Gal)
	9,9
	40
	PO

Bestandteile

Gamma-Aminopropyltri-Mthoxysilan

Emulsion

Polyurethan Latex
(Filmbildner Rucothane 2010
der Hooker Chemical Co.)

Beispiel 2

Eine Schlichtflüssigkeitszusammensetzung wurde in der in Beispiel 1 beschriebenen Weise hergestellt mit der Abweichung, daß sie 23 % der in Beispiel 1 genannten Emulsion aufweist und einen entsprechenden höheren Anteil an Filmbildner.

Beispiel 3

Eine Schlichtf lüssigkeitszusammensetzung wurde nach dem in Beispiel 1 vorgeschriebenen Verfahren heraestellt mit Ausnahme, daß der Emulsionsanteil 15 % betrug und der entsprechende Anteil an Polyurethan Filmbildner höher war.

Die Fchlichtflüssiakeit, »fern's Beispiel 2, vmrde zum Beschichten von Glasfasern in der bereits beschriebenen !'leise verwendet und aus den Glasfasern stapelfasern hergestellt. Die. Faserstränge wurden dazu auf 6,3 5 pm (1/Ί inch) Länge geschnitten und direkt mit Polynropylenharzen gemischt und ausgeformt bei Tenneratüren von 232°H, 26O°C und 288°C. Bei den Polypropylenharzen handelte es sich um die Typen Pro-Fax 6323 M (Schmelzfluß 12) und Pro-Fax 6523 PM (Schmelzfluß 4). Diese Polvnronylen-Tynen worden von dor Firma Hercules Inc. npliefert.

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Die ρiisaeformten Artikel unter Verwendung der Schlichtzusarimensetzung, gemäß Beispiel 2, werden als Muster G bezeichnet. Die nachfolgende Tabelle zeigt die Ergebnisse, die beim Prüfen der hergestellten Artikel gefunden wurden, unter Verwendung von Mischunaen isotaktischer und amorpher ^olypropylen-^.inderr.itte] emulsionen in der

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ω
ο

ο
cc»

CD

Geformte Probe

~ % CS

Handelsüblicher 21.6 Standard

G-1 Beispiel 2 20.8

G-2 Beispiel 2 19.6

G-3 Beispiel 2 19.3

G-4 Beispiel 2 21.6

G-5 Beispiel 2 21.3

Handelsüblich 20.3

G-6 Peispiel 2 20.9

Handelsüblich 20.1

G-7 Beispiel 2 20.0

Handelsüblich 19.5

1 i qeschnittene Fasern

Tabelle	1	Bieqemodul G PA (x10 psi)	Reißfestig keit M PA (PSi)
Biegefestia- keit M PA (PSi)	3.80 (.551)	50.3 (7300 )
84.1 (12200)	4.16 (.603)	52.4 (7600 )
86.2 (12500)	4.01 (.582)	51 .7 (7500 )
80.7 (117O0)	3.98 (.577)	50.3 (7300 )
77.9 (113ΟΟ)	4.04 (.586)	49.6 (7 200 )
83.4 (12100)	4.53 (.657)	55 (8OO0 )
88 (128ΟΟ)	4.68 (.679)	49 (7100)
88 (12700)	4.87 (.707)	51 (8300 )
97 (14100)	5.23 (.758)	46 (6600)
90 (13000)	4.88 (.708)	58 (8400)
99 (144O0)	5.64 (.818)	43 (6200)
93 (135ΟΟ)

Harz

Pro-Fax 6 323 PM (450⁰F) (232°C)

Pro-Fax 6323 PM

(450⁰F) (232°C)

Pro-Fax 6 32 3 PM

(45O°F) (232°C)

Pro-Fax 6323 PM

(500°F) (26O°C)

Pro-Fax 6323 PM (550⁰F) (288°C)

Pro-Fax 6523 PM (45O°F) (232°C)

Pro-Fax 6 52 3 PM (500⁰F)(260⁰C)

Pro-Fax 6 52 3 PM (5OO°F) (2 6O°C)

Pro-Fax 6523 PM (55O°F) (283°F)

Pro-Fax 6 523 PM (550⁰F) (288°C)

Die aus der Tabelle zu entnehmenden Daten zeigen, daß (¹Ie Verwendung der erf induncscrf-VTeen Schlichtflüssiai'oit ^T"iit der ^inde^ittelenulsion zu verstärkten PoIyoroDvlenkömern führt, die in ihren Eigenschaften besser sind, als die τ-'rgebnisse mit komrierziell erhältlichen Stapelfasern. Oieses Ergebnis wurde ohne Zusatz von Trägern oder stabilisierenden Mitteln bei der Herstellung der Bindenittelemulsion erreicht.

Die Fraebnisse zeicren, daß durch die erfindunasgemäße Mischung von isotaktischem carboxylierter". Polypropylen und ai^ornhem carboxyliertem PolyproDylen bein Emulgieren auf die Verwendung von Tr^b"<-rermaterialien und Stabilisatoren ohne weiteres verzichtet werden kann.

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Claims

•1. Wässrige Emulsionszusarcnens^t^uncr zur "orweneiuna in Schlichtf lüssi^keiten zun Beschichten vor. GIts fasern , dadurch qe]:enn zeichnet, daß die Emulsion isotaktischps, c.irboxyliertes Polypropylen, anornhes carboxvliertes PolynroDylcn, eine Base, ein kationisches, anionisches oder nichtio^enes oberflächenaktives Mittel und Wasser ^nth^v1t und eiren TrockensubstanziTehalt von etwa 2o ?. bis etwa 4O ^ aufweist.

2. Wässrige Emulsionszusainriensetzung nach Ansoruch 1 , dadurch gekennzeichnet,

daß ein Teil des amornhen carboxylierten ^DolvDropylens durch carboxvliertes Polyäthylen ersetzt ist.

3. Wässrige Emulsionszusaj^mensetzuna nach den Ansprüchen 1 oder 2,

dadurch gekennzeichnet, daß die Emulsion eine solche Menge an Rase enthält, daß ein Restgehalt an Alkali vorhanden ist, der äquivalent einem Pvest-KCH-Gehalt ist von etwa 16 bis etwa 24 Millirrranun Hydroxvd (berechnet als ΤΓΟττ) oro Granm Emulsion.

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4. Wässrige Emulsion nach den Ansprüchen 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet,

daß als Base KOH in einer solchen Menge vorhanden ist, die ausreicht, um einen ^pesthydroxydgehalt von etwa 16 bis 24 Milligramm Hydroxyd (berechnet als KOK) pro Gramm Emulsion zu ergeben.

5. Wässrige Emulsionszusar-mensetzung nach den Ansprüchen 1 bis 4,

dadurch gekennzeichnet, daß der Anteil des oberflächenaktiven Mittels in der Emulsionszusammensetzung etwa 2 bis etwa 12 Gewichtsprozent der Zusammensetzung beträgt.

6. Wässrige Emulsionszusammensetzung nach den Ansprüchen 1 bis 5,

dadurch gekennzeichnet, daß das oberflächenaktive Mittel ein nichtionogenes, äthoxyliertes Phenol ist.

7. Wässrige Emulsionszusammensetzuncr nach den Ansprüchen 1 bis 6,

dadurch gekennzeichnet, daß das Mengenverhältnis von isotaktischem Polypropylen zu amorphen Polypropylen etwa 1 : etwa 1 bis etwa 1 · etwa 4 Gewichtsteilen beträgt.

8. Wässrige Emulsionszusammensetzung nach den Ansprüchen 1 bis 7,

dadurch gekennzeichnet, daß die Base ein Alkali- oder Erdalkalihydroxyd ist.

9. Wässrige Emulsionszusammensetzung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Base KOH ist.

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1Ο. ^Mssrige Emulsionszusammensetzung nach den Ansprüchen 1 bis 7,

dadurch gekennzeichnet, daß die Base ein Alkalisais einer starken Base mit einer schwachen Säure ist-

11. Wässrige Emulsionszusammensetzung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die ^ase Alkali-'Porat ist.

12. Wässrige Fnulsionszusammensetzung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Base Na-Metaborat-Dekahydrat ist.

13. ^ri??ssrifTe Emulsionszu^mmensetzung nach den Ansprüchen 1 bis 7,

dadurch gekennzeichnet, daß die Hase eine organische basische Verbindunc 1st.

14. VTässrige Emulsionszusammensetzung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Base Z- Aminomethyl-Propanol ist.

15. Verfahren zur Herstellung einer wässrigen Emulsionszusammensetzung zur Verwendung als Schlichtflüssigkeit zum Überziehen von Glasfasern, gekennzeichnet durch,

a) Schmelzen des isotaktischen carboxylierten Polypronylens mit dem amorphen carboxylierten Polypropylen,

b) Hinzufüaen einer Base, die ein Alkalihydroxyd, Borax oder 2-^minomethyl-Propanol oder Mischungen davon sein kann und ein kationisches, anionisches, oder nichtionogenes oberflächenaktives Mittel zur Schmelze der Polypropylenpolvneren,

Zugeben von VJasser und Einstellen des Trockengehaltes der Emulsion auf etwa 20 bis etwa 40 %.

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_₄_ 30032S1

6. Verfahren nach Anspruch 15,

dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis von isotaktischem, carhoxyliertem Polypropylen zu amorphen, carboxylierten Polypropylen zwischen etwa 1:1 und etwa 1:4 beträgt.

17. Verfahren nach Ansprüchen 15 oder 16,

dadurch gekennzeichnet, <^aß die Menge an zugefügter Base ausreichend ist, um eine KOH-äquivalente Alkalität zu erzeugen, wobei der Restgehalt an Hydroxyd in der Emulsion etwa 1fi bis etwa ?4 Milligramm Hydroxyd (berechnet als KOH) pro Gramm Emulsion betragt.

13. Verfahren nach den Ansprüchen 15 bis 17, dadurch gekennzeichnet,

daß die Menge an oberflö.chenaktiveT Mittel etwa 2 bis

etwa 12 Gew. % der Emulsion beträat.

1^. Schlichtflüssigkeit zum Beschichten von Glasfasern, dadurch gekennzeichnet, daß sie enthält:

a) eine wässrige Emulsion einer Mischung eines isotaktischen carboxylierten Polypropylens und einem amorphen carboxylierten Polypropylen,

b) ein Aminosilan,

c) einen Filmbildner und

d) ein Gleitmittel.

20 Schlichtflüssigkeitszusammensetzung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß der Filmbildner ein polvfunktionelles Polyurethan-Polymer ist.

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