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Diese Erfindung betrifft Glasfasern, die einen getrock-
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neten Rückstand einer Schlichte mit verbesserter Beständigkeit gegenüber
UV - Strahlung besitzen.
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Licht ist bekanntlich eine elektromagnetische Strahlung, die das infrarote,
sichtbare, ultraviolette Licht und Röntgenstrahlen einschliesst. Nur etwa 5 % der
ultravioletten Strahlung, die von der Sonne abgegeben werden, erreichen die Oberfläche
der Erde und dieses UV -Licht hat in der Regel eine Wellenlänge von grösser als
290 nanometer. Das künstlich hergestellte Licht, wie das fluoreszierende Licht,
kann W - Strahlen enthalten, die eine Wellenlänge unterhalb 290 nanometer sitzen.
Die meisten organischen Stoffe, elnschliesslich der Polymeren oder lOunststofle,
werden durch längere Einwirkung von Licht, das UV - Strahlen enthält, verandert.
Die längere Einwirkung von UV - haltigem Licht führt zu einer Fotooxidation oder
zum Abbau der Polymeren. Dieser Abbau ist in der Regel an einer Verfärbung der Polymeren
zu erkennen.
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Es ist in der Technik gut bekannt, den Polymeren Zusätze einzuverleiben,
die ihnen eine gewisse Beständigkeit gegenüber UV - Licht verleihen. Für <liesen
Zweck sind mindestens zehn verschiedene Kla:;sen von Stabilisatoren vorgeschlagen
worden. Die wichtigsten UV - Stabilisatoren sind Benzophenone, Benzotriazole,
Salicylate,
Metallkomplexe, substituierte Acrylnitrile ulld gewisse Farbstoffe. Die Auswahl
einer Klasse von Stabilisatoren oder eines besonderen Stabilisators für ein bestimmtes
Polymeres hängt von spezifischen Anforderungen ab, wie der Verträglichkeit des Polymeren,
der Beständigkeit des Stabilisators und die erforderliche Absorption des bestimmten
Polymeren in dem UV - Bereich. So erfordern zum Beispiel Polyurethane, die man bekanntlich
durch Umsetzung von Polyolen mit Polyisocyanaten erhält, eine Stabilisierung gegen
Fotooxidation. Es ist bekannt, dass Polyurethane durch sterisch gehinderte Amine,
wie Bis-(2,2,6,6-tetramethylpiperidiny 1-4)sebazat und Oxalsäure-Anilidderiva@e
in Kombination mit Benzotriazolen gut gegen UV - Licht stabilisiert werden. Ausser
solchen UV - Stabilisatoren kann man funktionelle Gruppen in das Rückgrat der Polymeren
einbauen, um die Fotooxidation des Polymeren durch UV - Strahlung zu verzögern.
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Für die Verstärkung von polymeren Materialien werden häufig Glasfasern
verwendet, die man erhält, indem man mit hoher Geschwindigkeit aus einer Platinspinndüse
geschmolzenes Glas auszieht. Um die Glasfäden gegen einen Abrieb während ihrer Herstellung
und weiteren Verarbeitung zu schützen und sie mit den zu verstärkenden Polymeren
verträglich
zu machen, werden Schlichten auf die Glasfasern während ihrer Herstellung aufgebracht.
Die Schlichten enthalten üblicherweise Schmiermittel, Filmbildner, Kupplungsmittel,
Netzmittel, Emulgatoren und (ihnliche Komponenten. Zahlreiche dieser Komponenten
sind polymere Materialien, die der Fotooxidation bei der Einwirkung von Strahlen
unterworfen sind. Der Abnu der Polymeren der Glasfaserschlichten kann deshalb zu
einer Verfärbung und zur Verschlechterung der Eigenschaften der verstärkten polymeren
Materialien führen.fAufgabe der Erfindung sind deshalb geschlichtete Glasfasern,
die eine bessere Beständigkeit gegenüber Licht, insbesondere gegenüber UV - Licht
haben. Zur Aufgabe der Erfindung gehört auch die Verwendung dieser geschlichteten
Glasfasern zum Verstärken von polymeren Materialien.
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Gemss der Erfindung wird diese Aufgabe gelöst durch geschlichtete
Glasfasern mit einem getrockneten Riickstand einer Schlichte, wobei diese Glasfasern
dadurch gekennzeichnet sind, dass die Schlichte enthalten hat a) ein oder mehrere
filmbildende aliphatische Urethanpolymere, b) ein oder mehrere ureidofunktionelle
Silane, c) ein oder mehrere aminofunktionelle Silane, d) ein oder mehrere Gleitmittel
für die Glasfaser und e) einen überwiegenden Anteil an Wasser.
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Die geschlichteten Glasfasern gemass der Frfindung besitzen gegenüber
vergleichbaren geschlichteten Glasfasern eine verbesserte Beständigkeit gegenüber
Licht, insbesondere UV - Licht, und zeiten bei ihrer Verwendung zum Verstärken von
polymeren Materialien unter der Einwirkung von UV - Licht eine geringere Verfärbung
und eine geringere Beeinträchtigung der mechanischen Eigenschaften der verstärkten
polymeren Materialien.
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Die erfindungsgemässen geschlichteten Glasfasern können in beliebiger
Form vorliegen, zum Beispiel als Stapelfasern, Glasseidenspinnfäden, Rovings, gewebte
Produkte, Matten oder genadelte platten. Die Menge der Polyurethandispersion und
der ureidofunktionellen und aminofunktionellen Silane liegt in der zur Behandlung
der Glasfasern verwendeten Schlichte in der üblichen Grössenordnung.
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Man erhält die geschlichteten Glasfasern nach der Erfindung, indem
mindestens ein Teil ihrer Oberflache in Berührung mit der wässrigen Schlichte gebracht
wird und das Wasser aus der aufgetragenen Schlichte in üblicher Weise entfernt wird.
Die Schlichte kann ausser den bereits genannten Komponenten noch andere übliche
Zusätze enthalten.
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Die geschlichteten Glasfasern nach der Erfindung können zur Herstellung
von verstärkten polymeren Materialien, wie Polyamide, Polybutylenterephthalat, Polyäthylenterephthalat
und Polystyrol, verwendet werden. Die geschlichteten Glasfasern lassen sich gut
handhaben, besitzen die für die Verstärkung erforderlichen Eigenschaften und haben
eine gute thermische Beständigkeit.
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Ohne die Erfindung an irgendeine Theorie zu binden, werden £olgeiide
Ausführungen über die angenommenen theoretischen Zusammenhange gemacht.
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Der Energieinhalt der UV - Strahlung von 290 bis 400 nanometer entspricht
etwa 95 bis etwa 71,5 Kilokalorien pro Einstein. Diese Energie kann die meisten
chemischen Bindungen in Polymeren aufbrechen und auch geringere Energiemengen können
einige chemische Bindungen in Polymeren zerstören. Es ist bekannt, dass nicht alle
Polymeren in gleicher Weise durch die UV - Strahlung angegrifren werden. Zum Beispiel
sind l'olymethylmethacrylate und Fluorkohlenwassrstoffpolyinere beständiger gegen
UV - Licht als Polyäthylen. Einige Polymere, die in reiner Form beständig gegen
UV -Strahlung sind, werden bei Anwesenheit von Verunreinigungen durch UV - Licht
abgebaut.
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Aliphati<.che Polyurethanharze irn Sinnc der Erfindung umfassen
auch cycloaliphatische Polyurethanharze.
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Ausserdem ist der Ausdruck "aliphatische Polyurethanharze" so zu verstehen,
dass diese Polyurethanharze ausser aliphatischen und cycloaliphatischen Ausgangsstoffen
auch geringe Mengen an aromatischen Ausgangsstoffen enthalten können, deren Anteil
jedoch vorzugsweise nicht höher als 15 %, bezogen auf das Gesamtgewicht der Ausgangsstoffe
des Polyurethans, sein sollte.
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Im Einzelfall ist der Anteil der gegebenenfalls verwerldeten nromatischen
Bestalldteile so niedr@ zu 11,N1 ten, dass kein unerwünschter Abbau des Polyurethans
eintritt, um eine unästhetische Verftirbung und Verschlechterung der sonstigen physikalischen
Eigenschaften der verstärkten Kunststoffe zu vermeiden.
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Zur Herstellung der Polyurethane können lineare, verzweigte aliphatische
oder cycloaliphatische Polyisocyanate, insbesondere Diisocyanate, verwendet werden.
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Die mit den Isocyanaten umgesetzten Polyole können lineare, verzweigte
aliphatische oder cycloaliphatische Polyhydroxylverbindungen, einschliesslich von
Polyäthern und Polyestern mit endständigen Hydroxylgruppen sein. Ein zur Herstellung
der verwendeten Polyurethane bevorzugtes cycloaliphatisches Diisocyanat ist 4,4'-Methylen-bis-(cyclohexylisocyanat)
* . Andere geeignete aliphatische beziehungsweise cycloaliphatische Diisocyanate
sind 1,6-Hexamethylendiisocyanat und Phoron-* Handelsprodukt "Hylene W" von Dupont
diisocyanat.
Als Polyole können für die Herstellung von Polyurethanen übliche Polyole verwendet
werden.
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Die Polyurethane können sowohl als wässrige Emulsionen oder Lösungen
vorliegen. Diese wässrigen Systeme enthalten üblicherweise ein anionisches und /
oder nicht-ionisches oberflächenaktives Mittel. Im Handel sind geeignete wässrige
Emulsionen oder Lösungen von aliphatischen Urethanpolymeren erhältlich. Besonders
geeignete wässrige Emulsionen von Urethanpolymeren sind die Handelsprodukte "Rucothane
Latex 2010L, 2030L, 2040L, 205()L und 2060L" der ';tuco Division der Hooker Chemical
Corporation, New York. Diese Latices enthalten aliphatische thermoplastische Polyurethanlatices,
die lösungsmittelfreie Dispersionen von thermoplastischen Urethanelastomeren sind,
die beim Trocknen flexible Filme von hoher Festigkeit, guter Flexibilität bei niedriger
Temperatur, guter Beständigkeit gegenüber aliphatischen Lösungsmitteln und einer
ausgezeichneten Haftung auf den Glasfasern ergeben. Derartige Dispersionen von Urethanpolymeren
enthalten üblicherweise ein anionisches oder ein nicht ionisches oberflächenaktives
Mittel o(ler eine Mischung daoen. Die Urethaspolymeren leiten sich von aliphatisciien
Isocyanaten ab und ihre L.tices haben üblicherweise einen Feststoffgehalt von 55
bis 65 Gew%. Ihre Brookfield RVF 4 - Viskosität bei 2 UPN liegt bevorzugt im Bereich
von 7000 bis 25000.
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Ein besonders bevorzugter Latex eines Urethanpolymeren wird ii den
Formulierungen der Tabelle I noch näher charakterisiert.
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Die in der Schlichte vorhandenen Urethanpolymeren können selbsthärtend
sein oder durch andere Bestandteile der Schlichte gehärtet werden. Der Anteil der
Urethanpolymeren in der Schlichte ist derartig, dass sie im allgemeinen die Hauptmenge
der Feststoffe der Schlichte ausmachen. Bevorzugt liegt dieser Anteil bei 40 bis
95 Gew% der Schlichtezusammensetzung, bezogen auf die nicht-wcässrigen Feststoffe
der Schlichte oder t)ei 2 lis 50 Gew%, bezogen auf die w-issrige Schlichtezusammensetzung.
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Bei der Erfindung können beliebige ureidofunktionelle Silane als Komponente
der Schlichte verwendet werden.
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Derartige Silane entsprechen beispielsweise der Formel
in der R und R' Wasserstoff oder Methyl sind und R'' Methyl oder Äthyl ist. Die
ureidofunktionellcn Silane sind im allgemeinen neutrale und wasserlösliche Materialien,
die eine geringe Reaktionsfähigkeit bei
niedrigen Temperaturen
mit zahlreichen Matrixharzen haben. Ein Beispiel für ein besonders geeignetes ureidofunktionelles
Silan ist in der Tabelle I näher beschrieben. Die Menge des ureidofunktionellen
Silans liegt in der Schlichtezusammensetzung im allgemeinen im Bereich von etwa
0,05 bis 2,0 Gew%, bezogen auf die wässrige Schlichtezusammensetzung, und bei etwa
L bis etwa 4 Cew% der nicht-wässrigen Feststoffe der Schlichtezusammensetzung.
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Als aminofunktionelles Silan können in der für das Behandeln der Glasfasern
benutzten Schlichte beliebige Verbindungen dieser Art benutzt werden. Beispiele
von besonders geeiglleten aminofunktionellen Silanen sind gamma-Aminopropyltriäthoxysilan,
das eine einzige primarke Aminogruppe besitzt, ferner primäre-sekundäre diaminofunktionelle
Silane, wie N-beta-(Aminoäthyl)-gamma-arninopropyltrimethoxysilan und polyaminofunktionelle
Silane. Ein besonders geeignetes aminofunktionelles Silan ist gamma-Aminopropyltrimethoxysilan.
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Die Menge der aminofunktionellen Silane liegt in der Schlichte in
der Regel im Bereich von etwa 0,05 bis 2,0 Gew%, bezogen auf die gesamte wässrige
Schlichte, oder bei etwa 1 bis etwa 5 Gew%, bezogen auf die nicht-wässrigen Feststoffe
der Schlichte
Als Gleitmittel kann die Schlichte für die Behandlung
der Glasfasern beliebige kationische und anionische oder nicht-ionische Gleitmittel
oder eine Mischung davon enthalten. Die Auswahl des Gleitmittels richte t sicEz
auch nach der Form, in l.>r r die Glasfasern vorliegen, zum Beispiel als Stapelfasern,
Rovings, Matten oder Gewebe. Besonders geeignet sind als Gleitmittel amidsubstituierte
Polyäthylenarnine, die als Handelsprodukte "Emery 6717" und "ery 67-U" von Emery
Industries erhältlich sind. Auch Dispersionen von Polytetrafluorthylen sind als
Gleitmittel brauchbar. Es können auch Mischungen von Gleitmitteln verwendet werden,
zum Beispiel die Handelsprodukte "Emery Lubes G7L7" und "Emsorb 6901" von Emery
Industries. Wenn die Schlichte zur Behandlung von Glasfasern verwendet wird, die
nachher zu Stapelfasern verarbeitet werden soll, ist es bevorzugt, eine Kombination
von Gleitmitteln zu benutzen. Diese bevorzugte Kombination von Gleitmitteln enthält
ein oder mehrere Polyoxyalkylen- und / oder Polyalkylenpolyol-Gleitmittel, wie die
Handelsprodukte "Pluracol @ V-10 oder V-7 - Polyole" von BASF Wyandotte Corporation.
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Das zuerst genannte Produkt ist ein viskoses, hochmolekulares, flüssiges
Polyoxyalkylenpolyol rnit einem spezifischen Gewicht von 1,089 bei 15,6 / 15,60C,
und einem Flammpunkt von 2650C. "Pluracol @ V-7 -Polyol" ist ein wasserlösliches,
hochmolekulares,
viskoses fliissiges Polyalkylenpolyol mit einem
spezifischen Gewicht bei 25 / 250C von 1,090 und einem Flammpunkt von 2650C. Die
Gleitmittelkombination kann auch ein durch Aminosilan modifiziertes Gleitmittel
enthalten, zurn Beispiel das Handelsprodukt "Y-9072 iubricant modified A-1100 silane"
der Union Carbide (:orporation mit einem Flammpunkt von 630C gemäss ASTM D-93 und
einem spezifischen Gewicht von 0,998 I)ei 25 / 250C und einem Brechungsindex von
L,438 bei 250C. Die Verwendung einer solchen bevorzugten Kombination von Gleitmitteln
erleichtert die weitere Verarbeitung der Glasfasern zu Stapelfasern.
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Die Menge des Gleitmittels liegt in der Schlichtezusazunensetzung
in der Regel im Bereich von etwa 0,2 bis etwa 2 Gew% der wässrigen Schlichtezusammensetzung.
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Wenn mehr als ein Typ an Gleitmittel benutzt wird, so kann der Anteil
der Gleitmittel in der wässrigen Schlichte bei etwa 0,2 bis etwa 5 Gew% liegen.
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Die Schlichte kann ausser linearen oder verzweigten, bevorzugt aber
cyclischen aliphatischen Polvurethanen, ureidofunktionellen Silanen, aminofunktionellen
Silanen und Gleitmitteln auch noch andere übliche Zusätze enthalten. Beispiele solcher
Zusätze sind Kupplungsmittel, Filmbildner, Modifiziermittel für Filmbildner, Haftmittel,
wie der "Ruco Catalyst" von der Hooker
Chemical Corporation, Vernetzungsmittel,
wie härtbare Harze, zum Beispiel "Cymel 370" von American Cyanamid Corporation.
Ferner ist es vorteilhaft, wenn die Schlichte zusätzliche Verarbeitungshilfsmittel
enthält.
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Ein bevorzugtes Verarbeitungshilfsmittel ist Dibutylphthalat, das
als Weichmacher für den ausgehärteten Polyurethanfilm dient. Ein anderes bevorzugtes
Verarbeitungshilfsmittel ist ein filmbildender Polyester, zum Beispiel das Handelsprodakt
"RD-1135B" von PPG Industries, Inc.. Dieses Verarbeitungshilfsmittel verhindert
das Abstossen des Binders und wirkt ausserdem als Antioxidans. Die Verarbeitungshilfsmittel
werden in üblichen Mengen benutzt. Die enge des Dibutylphthalats liegt in der Schlichtezusammensetzung
in der Regel bei etwa 0,05 bis etwa 5 Gew%, bezogen auf die nicht-wassrigen Feststoffe.
Die Menge des Polyesters liegt in der Regel im Bereich von etwa 2 bis 15 Gew%, bezogen
auf die nicht wässrigen Feststoffe der Schlichte.
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Man erhält die für die Behandlung der Glasfasern verwendete Schlichtezusammensetzung,
indem man die Polyurethandispersion mit Wasser in einem Mischtank unter Rühren mischt.
Zu der wässrigen Dispersion des Polyurethans wird dann das Dibutylphthalat hinzugegeben
und unter massigem Rühren dispergiert.
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In einem getrennten Gefäss werden das ureidofunktionelle
Silan,
das aminofunktionelle Silan, ein mit Gleitmittel modifiziertes Silan und gegebenenfalls
weitere Silane mit Wasser vorgemischt und werden einen kurzen Zeitraum hydrolysiert.
Nachdem die Silane vorgemischt worden sind, werden sie mit der Mischung des Dibutylphthalats,
des Polyurethans und Wasser gemischt. Das Gleitmittel wird mit Wasser verdünnt,
bevorzugt mit warmem Wasser und nach dem Kühlen zu der Kombination der Kupplungsmittel
und der Polyurethanmischung hinzugegeben. Nachher können die Verarbeitungshilfsmittel
zugegeben werden. Die Mischung wird dann mit Wasser auf ihr endgültiges Volumen
verdünnt. Dann wird die Mischung auf ihren pH - Wert, ihren Feststoffgehalt und
ihre Viskosität geprüft. In der Regel soll der Gesamtfeststoffgehalt der Schlichte
zwischen 4 und 20 Gew% liegen. Im Einzelfall wird der Feststoffgewalt in Abhängigkeit
von den besonderen Anwendun,sbedingungen abgestimmt. Bevorzungt liegt der Feststoffgehalt
im Bereich von etwa 5 bis 10 Gew%, insbesondere 6,5 bis '3,5 Gew%. Unter dem Feststoffgehalt
werden die restlichen Feststoffe verstanden, die nach dem Trocknen der Schlichte
bei etwa 105°C ein konstantes Gewicht ergeben. Der Feststoffgehalt der Schlichte
sollte so eingestellt werden, dass die Viskosität der Schlichte bei 200C 0,1 Pa.s
(100 cP) nicht übersteigt. Die Einhaltung einer solchen Viskositätsgrenze ist erforderlich,
um ZU verhindern, dass die
Glas fäden während des Auftragens der
Schlichte nicht brechen.
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Der pH-Wert der Schlichte liegt in dein fiir Glasfasern schlichten
üblichen Bereich, bevorzugt im Bereich von etwa 8,5 bis 10,5, insbesondere 9 bis
10.
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Zum Aufbringen der Schlichte auf die Glasfasern wird eine Vielzahl
von Glas fladen mit hoher Geschwindigkeit aus geschmolzenen Glaskegeln durch die
feinen Öffnungen einer Düse, wie sie zum Beispiel in der US-PS 21 33 238 beschrieben
ist, ausgezogen. Während der Formierung weiden die Glas fäden in der lxe,-,el bei
einer Geschwindigkeit von 1500 bis 6100 m / min mit der Schlichte in 3erührung gebracht.
Die Schlichte kann auf die Fäden gesprüht werden oder durch eine Walzenauftragsvorrichtung
aufgebracht werden. Die Fäden werden dann zu Spinnfäden zusammengefasst, die in
der Regel zu sogenannten Fonnpackungen aufgespult werden. In der Regel erfolgt dann
eine Trocknung und gegebenenfalls auch eine Härtung der Schlichte durch Erwärmen
der Formpackungen in üblicher Weise. Die Glas fladen können dann aus den Formpackungen
durch Abspulen einer Vielzahl von Spinnfäden von einigen Pakkungen und Kombinieren
dieser Spinnfäden in paralleler Form und Aufwinden in üblicher Weise zu einem Roving
verarbeitet werden. Eine andere Form der IJeiterverarbeitung
besteht
in der üblichen Verarbeitung zu Stapelfasern oder zu Matten oder Glasgeweben. Bevorzugt
werden die geschlichteten Glasfasern nach der Erfindung zu Stapelglasseide verarbeitet.
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Die erfindungsgemässen geschlichteten Glasfasern können in beiiciige.r
Form, insbesondere alter in Form von Stapeiglasseide, zur Verstärkung von polymeren
Materialien verwendet werden. In dieser Weise verstärkte polymere Materialien besitzen
eine verbesserte Beständigkeit gegenüber UV - Licht. Beispiele von polymeren Materialien,
die mit diesen Glasfasern verstärkt sein können, sind Polyamide, Polyäthylenterephthalate,
Polybutylenterephthalate, Polystyrole, wärmehärtbare Polyester und chemisch modifizierte
Polypropylene, wie ein Verschnitt aus Propylenhomopolymeren und einem mit Maleinsäureanhydrid
gepfropftem Polypropylen. Von besonderem Interesse ist die Verwendung der geschlichteten
Glasfasern in Form von Stapelglasseide für das Verstärken von Polyamiden.
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Die Erfindung wird durch die folgenden Beispiele noch naher erlautert.
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Es wurden Schlichtezusammensetzungen entsprechend der in der folgenden
Tabelle I angegebenen Formulierungen hergestellt.
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TABELLE I S C H L I C H T E Z U S A M M E N S E T Z U N G E N FORMULIERUNGEN
IN GRAMM DER BESTANDTEILE / ANGEGEBENE KG SCHLICHTE Komponenten 1 2 3 4 5 (Gew%)
Schlichtemenge (kg) 18,9 9,46 9,46 9,46 189,2 (41,6) Polyurethan-Dispersion 1 1760
925 925 925 18500 (40,8) ureidofunktionelles Silan 2 165 66 33 66 1320 ( 2,9) aminofunktionelles
Silan 3 61 33 66 33 660 ( 1,4) Dibutylphathalat -- 25 50 -- 1000 ( 2,2) Gleitmittel
4 55-2-Aminopropanol 55-amidaubstituiertes Polyäthylenamin 5 (Gleitmittel) 6-Polyalkylen-polyol
6 (Gleitmittel) -- -- -- 40 50 ( 0,1) mit Gleitmittel modifiziertes Silan 7 -- --
-- -- 20 ( 0,04) Polyester-Filmbildner 8 -- -- -- -- 5000 (11,0)
TABELLE
I (FORTSETZUNG) S C H L I C H T E Z U S A M M E N S E P Z U N G E N FORMULIERUNGEN
IN GRAMM DER BESTANDTEILE / ANGEGEBENE KG SCHLICHTE 1 2 3 4 5 (Gew%) Eigenschaften
der Schlichtezusammensetzung pH 9,5 9,3 9,6 9,0 10 Feststoffe 6,8 6,95 6,7 7,0 7,8
Eigenschaften der geschlichteten Faser Prozent "LOI" für "K-37" - Glasseidenspinnfaden
0,99 1,2 0,98 0,99 1,25 Fussnoten siehe Seite 21
Fussnoten von
Tabelle I 1 Wässrige Dispersion eines handelsüblichen filmbildenden aliphatischen
Polyurethans; Feststoffgehalt etwa 62 %; pH etwa 10,5, Viskosität 4000 mit Brookfield
- Spindel 4 bei 250C und 20 UPM; ("Rucothane Latex 2010L" von tiooker Chemical Corporation)
2 50 °/ige Lösung in Methanol; Molekulargewicht 264,1; Flammpunkt 430C nach ASTM
D-56, spezifisches Gewicht 0,988 bei 25 / 250C; Brechungsindex 1,336 bei 250 (Handelsprodukt
"A-1160" von Union Carbide Corporation) 3 gamma-Aminopropyltrimethoxysilan (Handelsprodukt
"A-1100" von Union Carbide Corporation) 4 Handelsprodukt "Emsorb" von Emery Industries
5 Handelsprodukt "Emery 6717" von Emery Industries 6 viskoses, hochmolekulares,
flüssiges Polyoxyalkylenpolyol mit einem spezifischen Gewicht von 1,039 bei 15,6
/ 15,60C; Flammpunkt 2650C (Handelsprodukt "Pluracol V-10" von BASF Wyandotte Corporation)
7 Handelsprodukt "Y-9072" von Union Carbide Corporation 8 Handelsprodukt "RD-1135B"
von PPG Industries, Inc.
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Die Schlichteformulierungen der Tabelle I wurden hergestellt, indem
etwa 7,6 Liter Wasser in ein Vormischgefäss gegeben wurden und die angegebene Menge
der Dispersion des Polyurethanharzes unter langsamem Rühren zugegeben wurde. Danach
wurde das Dibutylphthalat gut in der Dispersion unter mässigem Rühren verteilt.
Dann wurden die Kupplungsmittel, das ureidofunktionelle Silan, das arninofunktionelle
Silan, iind gegebenenfalls dns mit Gleitmittel modifizierte Silan vorgemischt und
in etwa 75,7 Liter tw7asser hydrolysiert. Die dispergierte Polyurethnmischung wurde
dann zu der hydrolysierten Silanmischung gegeben. Nach dieser Zugabe wurde das Gleitmittel
in etwa 3,786 Liter heissem Wasser gelöst und durch Zugabe von etwa 11,4 Liter Wasser
gekühlt. Diese Lösung wurde dann zu der Mischung des Kupplungsmittels und des Urethanpolymeren
zugegeben.
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Danach wurden die Verarbeitungshilfsmittel, wie der Polyesterfilmbildner,
mit einer gleichen Menge an Wasser verdünnt und zu der Mischung hinzugegeben.
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Dann wurde die Mischung mit so viel Wasser verdünnt, damit eine Schlichtezusammensetzung
mit derem angegebenen pH - Wert und Feststoffgehalt entstand.
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Die Schlichteformulierungen der Tabelle I wurden auf Glasseidenspinnfäden
in üblicher Weise aufgetragen, wobei Glasseidenspinnfäden der "K-37" oder "G-67,5"
-Dimension verwendet wurden, obwohl beliebige Glasfasern
benutzt
werden können. Nachdem die Glas fladen mit den Schlichtezusammensetzungen behandelt
worden waren, wurden sie zu einem Glasseidenspinnfaden zusammengefasst und zu einer
Formpackung aufgewunden. Die Spinnfäden wurden etwa 12 Stunden bei 116°C vorgehartet.
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Die getrockneten Glasseidenspinnfäden wurden dann in üblicher Weise
auf eine Stapellfinge voii 3,2 inin Zelkleinert.
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Stapelfasern, die wie diejenigen der Tabelle I geschlichtet waren,
wurden auf ihre UV - Beständigkeit und andere physikalische Eigenschaften bei ihrer
Verwendung zur Verstärkung von Polyamiden geprüft. Die Ergebnisse sind in Tabelle
II zusammengefasst.
TABELLE II PHYSIKALISCHE EIGENSCHAFTEN VON
MIT GESCHLICHTETER STAPELGLASSEIDE VERSTÄRKTEM POLYAMID Stapel- Formu- %"LOI" %"CS"
Sonnen- Biegefestigkeit Biegemodul Zugfestigkeit Schlagzähigkeit glas- lier. lampenseide
Tab. I bestän- MPa (psi) MPa (x106 Mpa (psi) Kerb Rückseidigkeitl psi) (fpi) ten
(fpi) 4,8 mm2 - 0,95 32 gut(5)3 239,9 (34800) 8880 (1,28) 145,5 (21100) 2,86 11,8
6,4 mm 1 1,15 32,9 ausge- 259,2 (37600) 8880 (1,28) 157,9 (22900) 3,45 14,7 zeichnet
(1-2) 3,2 mm 1 1,13 31,7 ausge- 259,9 (37700) 8894 (1,29) 158,6 (23000) 3,67 15,1
zeichnet (1-2) 3,2 mm 5 1,25 32,4 ausge- 264,8 (38400) 8618 (1,25) 1558 (22600)
2,89 15,1 zeichnet (1-2) Fussnoten siehe Seite 25
Fu.'snoteii von
Tabelle II 1 nach 24stündiger Einwirkung der Sonnenlampe 2 Handelsprodukt "419AA,
TSL" von Owens Corning Fiberglas Corp.
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3 bei dieser Bewertungsskala gibt 1 das beste und 10 da schlechteste
Ergebnis an Die Ergebnisse der @abelle II zeigen an, dass das mit geschlichteter
Stapelglasseide nach der Erfindung verstärkte Polyamidmaterial bei guten allgemeinen
physikalischen Eigenschaften eine wesentlich bessere UV - Beständigkeit besitzt
als Polyamidmaterial, das mit handelsüblicher Stapelglasseide verstärkt ist.