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Die Erfindung betrifft geschlichtete Glasfasern, die eine bessere Beständigkeit gegenüber Licht, insbesondere gegenüber UV-Licht haben und bei ihrer Verwendung zum Verstärken von polymeren Materialien diesen bessere mechanische Eigenschaften, wie Biegefestigkeit und Zugfestigkeit, verleihen.
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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 UV-Strahlen enthalten, die eine Wellenlänge unterhalb 290 Nanometer besitzen. Die meisten organischen Stoffe, einschließlich der Polymeren oder Kunststoffe, werden durch längere Einwirkung von Licht, das UV-Strahlen enthält, verändert. 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 diesen Zweck sind mindestens zehn verschiedene Klassen von Stabilisatoren vorgeschlagen worden. Die wichtigsten UV-Stabilisatoren sind Benzophenone, Benzotriazole, Salicylate, Metallkomplexe, substituierte Acrylnitrile und 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 der erforderlichen 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-tetramethylpiperidinyl-4)sebazat und Oxalsäure-Anilidderivate 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 ähnliche Komponenten. Zahlreiche dieser Komponenten sind polymere Materialien, die der Fotooxidation bei der Einwirkung von Strahlen unterworfen sind. Der Abbau der Polymeren der Glasfaserschlichten kann deshalb zu einer Verfärbung und zur Verschlechterung der Eigenschaften der verstärkten polymeren Materialien führen. Aus der DE-OS 19 22 441 sind Glasfasern bekannt, die mit einer Schlichte behandelt worden sind, die ein Polyurethan, ein aminofunktionelles Silan und ein Gleitmittel bzw. Schmiermittel enthält. Ein aromatisches Polyurethan ist in der Schlichtezusammensetzung bevorzugt.
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Mit geschlichteten Glasfasern gemäß DE-OS 19 22 441 verstärkte Polyamidproben verfärben sich durch Lichteinfluß, insbesondere UV-Licht.
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Aus der US-PS 39 40 357 sind kombinierte Schlichte- und Überzugszusammensetzungen für Glasfasern, die zum Verstärken von Elastomeren dienen, bekannt. Diese Zusammensetzungen enthalten als filmbildendes Material einen natürlichen oder synthetischen Kautschuk und ein Kupplungsmittel, das entweder ein Amino-, Chlorpropyl-, Epoxy-, Amidosilan oder ein durch eine Harnstoffverbindung substituiertes Silan ist.
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Aufgabe der Erfindung ist es, geschlichtete Glasfasern bereitzustellen, die sowohl eine bessere Beständigkeit gegenüber Licht, insbesondere gegenüber UV-Licht haben, als auch bei ihrer Verwendung zum Verstärken von polymeren Materialien diesen bessere mechanische Eigenschaften, wie Biegefestigkeit und Zugfestigkeit, verleihen.
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Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe gelöst durch geschlichtete Glasfasern, die mit einer wässerigen Schlichte, enthaltend ein filmbildendes Urethanpolymeres, ein aminofunktionelles Silan und ein Gleitmittel, behandelt sind, wobei diese Glasfasern dadurch gekennzeichnet sind, daß die zur Behandlung eingesetzte Schlichte ein aliphatisches Urethanpolymeres und zusätzlich ein durch eine Harnstoffverbindung substituiertes Silan enthält.
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Die erfindungsgemäßen geschlichteten Glasfasern besitzen gegenüber vergleichbaren geschlichteten Glasfasern eine verbesserte Beständigkeit gegenüber Licht, insbesondere UV-Licht, und zeigen 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 Matten. Die Menge der Polyurethandispersion und der durch eine Harnstoffverbindung substituierten und aminofunktionellen Silane liegt in der zu Behandlung der Glasfasern verwendeten Schlichte in der üblichen Größenordnung.
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Man erhält die erfindungsgemäßen geschlichteten Glasfasern, indem mindestens ein Teil ihrer Oberfläche 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 erfindungsgemäßen geschlichteten Glasfasern 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 folgende Ausführungen über die angenommenen theoretischen Zusammenhänge 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 angegriffen werden. Zum Beispiel sind Polymethylmethacrylate und Fluorkohlenwasserstoffpolymere 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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Aliphatische Polyurethanharze im Sinne der Erfindung umfassen auch cycloaliphatische Polyurethanharze. 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. Im Einzelfall ist der Anteil der gegebenenfalls verwendeten aromatischen Bestandteile so niedrig zu halten, daß kein unerwünschter Abbau des Polyurethans eintritt, um eine unästhetische Verfärbung und Verschlechterung der sonstigen physikalischen Eigenschaften der verstärkten Kunststoffe zu vermeiden. Zur Herstellung der Polyurethane können lineare, verzweigte aliphatische oder cycloaliphatische Polyisocyanate, insbesondere Diisocyanate, verwendet werden. Die mit den Isocyanaten umgesetzten Polyole können lineare, verzweigte aliphatische oder cycloaliphatische Polyhydroxylverbindungen, einschließlich Polyäther und Polyester mit endständigen Hydroxylgruppen sein. Ein zur Herstellung der verwendeten Polyurethane bevorzugtes cycloaliphatisches Diisocyanat ist 4,4&min;-Methylen-bis-(cyclohexylisocyanat). Andere geeignete aliphatische beziehungsweise cycloaliphatische Diisocyanate sind 1,6-Hexamethylendiisocyanat und Phorondiisocyanat. Als Polyole können für die Herstellung von Polyurethanen übliche Polyole verwendet werden. 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.
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Besonders geeignete 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 oder eine Mischung davon. Die Urethanpolymeren leiten sich von aliphatischen Isocyanaten ab und ihre Latices haben üblicherweise einen Feststoffgehalt von 55 bis 65 Gew.-%. Ihre Brookfield RVF 4-Viskosität bei 2 UPM liegt bevorzugt im Bereich von 7000 bis 25 000 mPa · s.
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Ein besonders bevorzugter Latex eines Urethanpolymeren wird in 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-wäßrigen Feststoffe der Schlichte oder bei 2 bis 50 Gew.-%, bezogen auf die wäßrige Schlichtezusammensetzung.
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Bei der Erfindung können beliebige, durch eine Harnstoffverbindung substituierte Silane als Komponente der Schlichte verwendet werden.
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Derartige Silane entsprechen beispielsweise der Formel °=c:40&udf54;&udf53;vu10&udf54;&udf53;vz3&udf54; &udf53;vu10&udf54;in der R und R&min; Wasserstoff oder Methyl sind und R&min;&min; Methyl oder Äthyl ist. Die durch eine Harnstoffverbindung substituierten 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, durch eine Harnstoffverbindung substituiertes Silan ist in der Tabelle I näher beschrieben. Die Menge des durch eine Harnstoffverbindung substituierten 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 1 bis etwa 4 Gew.-% 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 geeigneten aminofunktionellen Silanen sind γ-Aminopropyltriäthoxysilan, das eine einzige primäre Aminogruppe besitzt, ferner primäre-sekundäre diaminofunktionelle Silane, wie N-β-(Aminoäthyl)-γ-aminopropyltrimethoxysilan und polyaminofunktionelle Silane. Ein besonders geeignetes aminofunktionelles Silan ist γ-Aminopropyltrimethoxysilan. 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.
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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 richtet sich auch nach der Form, in der die Glasfasern vorliegen, zum Beispiel als Stapelfasern, Rovings, Matten oder Gewebe. Besonders geeignet sind als Gleitmittel handelsübliche amidsubstituierte Polyäthylenamine. Auch Dispersionen von Polytetrafluoräthylen sind als Gleitmittel brauchbar. Es können auch Mischungen von Gleitmitteln verwendet werden, wie zum Beispiel ein handelsübliches inneres-äußeres amidiertes Polyamingleitmittel mit einem Trübungspunkt unterhalb von 250°C, löslich in Wasser und dispergierbar in Mineralöl, und ein handelsübliches flüssiges, nichtionisches Polyoxyethylensorbitanmonooleat.
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Wenn die Schlichte zur Behandlung von Glasfasern verwendet wird, die nachher zu Stapelfasern verarbeitet werden sollen, wird vorzugsweise eine Kombination von Gleitmitteln benutzt. Diese bevorzugte Kombination von Gleitmitteln enthält ein oder mehrere Polyoxyalkylen- und/oder Polyalkylenpolyol-Gleitmittel.
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Ein handelsübliches Polyoxyalkylenpolyolgleitmittel ist ein viskoses, hochmolekulares, flüssiges Polyoxyalkylenpolyol mit einem spezifischen Gewicht von 1,089 bei 15,6/15,6°C, und einem Flammpunkt von 265°C. Ein handelsübliches Polyalkylenpolyolgleitmittel ist ein wasserlösliches, hochmolekulares, viskoses flüssiges Polyalkylenpolyol mit einem spezifischen Gewicht bei 25/25°C von 1,090 und einem Flammpunkt von 265°C. Die Gleitmittelkombination kann auch ein durch Aminosilan modifiziertes Gleitmittel enthalten, zum Beispiel ein handelsübliches mit einem Flammpunkt von 63°C gemäß ASTM D-93 und einem spezifischen Gewicht von 0,998 bei 25/25°C und einem Brechungsindex von 1,438 bei 25°C. 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 Schlichtezusammensetzung in der Regel im Bereich von etwa 0,2 bis etwa 2 Gew.-% der wäßrigen Schlichtezusammensetzung. 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 Polyurethanen, durch eine Harnstoffverbindung substitutierten Silanen, aminofunktionellen Silanen, und Gleitmitteln auch noch andere übliche Zusätze enthalten. Beispiele solcher Zusätze sind Kupplungsmittel, Filmbildner, Modifiziermittel für Filmbildner, Haftmittel, wie beispielsweise ein handelsüblicher verkappter saurer Katalysator für die Quervernetzung von Polyurethanharzen, der in Verbindung mit Melaminharzen verwendet wird, Vernetzungsmittel, wie härtbare Harze, zum Beispiel handelsübliche Melaminharze.
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Ferner ist es vorteilhaft, wenn die Schlichte zusätzliche Verarbeitungshilfsmittel enthält. Ein bevorzugtes Verarbeitungshilfsmittel ist Dibutylphthalat, das als Weichmacher für den ausgehärteten Polyurethanfilm dient. Ein anderes bevorzugtes Verarbeitungshilfsmittel ist ein filmbildender Polyester.
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Dieses Verarbeitungshilfsmittel verhindert das Abstoßen des Bindes und wirkt außerdem als Antioxidans. Die Verarbeitungshilfsmittel werden in üblichen Mengen benutzt. Die Menge des Dibutylphthalats liegt in der Schlichtezusammensetzung in der Regel bei etwa 0,05 bis etwa 5 Gew.-%, bezogen auf die nicht-wäßrigen 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 mäßigem Rühren dispergiert. In einem getrennten Gefäß werden das durch eine Harnstoffverbindung substituierte Silan, das aminofunktionelle Silan, ein mit Gleitmittel modifiziertes Silan und gegebenenfalls weitere Silane mit Wasser vorgemischt und über 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 Feststoffgehalt in Abhängigkeit von den besonderen Anwendungsbedingungen abgestimmt. Bevorzugt liegt der Feststoffgehalt im Bereich von etwa 5 bis 10 Gew.-%, insbesondere 6,5 bis 8,5 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 20°C 100 mPa · s nicht übersteigt. Die Einhaltung einer solchen Viskositätsgrenze ist erforderlich, um zu verhindern, daß die Glasfäden während des Auftragens der Schlichte nicht brechen.
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Der pH-Wert der Schlichte liegt in dem für Glasfaserschlichten 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 Glasfäden 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 werden die Glasfäden in der Regel bei einer Geschwindigkeit von 1500 bis 6100 m/min mit der Schlichte in Berührung 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 Formpackungen aufgespult werden. In der Regel erfolgt dann eine Trocknung und gegebenenfalls auch eine Härtung der Schlichte durch Erwärmen der Formpackungen in üblicher Weise. Die Glasfäden können dann aus den Formpackungen durch Abspulen einer Vielzahl von Spinnfäden von einigen Packungen und Kombinieren dieser Spinnfäden in paralleler Form und Aufwinden in üblicher Weise zu einem Roving verarbeitet werden. Eine andere Form der Weiterverarbeitung 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 beliebiger Form, insbesondere aber in Form von Stapelglasseide, 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 näher erläutert.
Beispiel I
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Es wurden Schlichtezusammensetzungen entsprechend der in der folgenden Tabelle I angegebenen Formulierungen hergestellt. Tabelle I Schlichtezusammensetzungen Formulierungen in Gramm der Bestandteile/angegebene kg Schlichte &udf53;vu10&udf54;&udf53;vz37&udf54; &udf53;vu10&udf54;
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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 durch eine Harnstoffverbindung substituierte Silan, das aminofunktionelle Silan, und gegebenenfalls das mit Gleitmittel modifizierte Silan vorgemischt und in etwa 75,7 Liter Wasser hydrolysiert. Die dispergierte Polyurethanmischung 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. Danach wurden die Verarbeitungshilfsmittel, wie der Polyesterfilmbildner, mit einer gleichen Menge an Wasser verdünnt und zu der Mischung hinzugegeben. Dann wurde die Mischung mit so viel Wasser verdünnt, daß 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 Glasfäden 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 vorgehärtet. Die getrockneten Glasseidenspinnfäden wurden dann in üblicher Weise auf eine Stapellänge von 3,2 mm zerkleinert.
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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 &udf53;vz16&udf54; &udf53;vu10&udf54;
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Die Ergebnisse der Tabelle 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.
Beispiel II
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Es wurde eine Schlichte nach der Erfindung (Schlichte A) mit einer Schlichte B, die in ihren wesentlichen Bestandteilen der Schlichte A entsprach, aber kein durch eine Harnstoffverbindung substituiertes Silan enthielt, hergestellt. °=c:160&udf54;&udf53;vu10&udf54;&udf53;vz15&udf54; &udf53;vu10&udf54;
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Unter Verwendung dieser Schlichten wurden unter gleichen Bedingungen 2 Stapelglasseiden hergestellt. Mit diesen Stapelglasseiden wurde Polyamid unter den gleichen Bedingungen verstärkt. Die physikalischen Eigenschaften des verstärkten Polyamids waren wie folgt: °=c:40&udf54;&udf53;vu10&udf54;H@&udf53;vz3&udf54; &udf53;vu10&udf54;
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Dieser Vergleich zeigt, daß durch die gleichzeitige Verwendung von aminofunktionellem Silan und durch eine Harnstoffverbindung substituiertem Silan in der Glasfaserschlichte Glasfasern erhalten werden, die bei der Verstärkung von Polyamid eine überraschende Verbesserung der Biegefestigkeit und der Zugfestigkeit zeigen, gegenüber Glasfasern, die mit einer Schlichte behandelt worden sind, die nur ein aminofunktionelles Silan enthält.
Beispiel III
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Es wurden 4 Proben von geschlichteten Glasfasern gemäß der Erfindung hergestellt und in ihrer UV-Beständigkeit verglichen mit einer Glasfaserprobe, deren Schlichte ein aromatisches Polyurethan enthielt.
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Die Zusammensetzung der Schlichten für die Glasfaserproben A, B und C gemäß der Erfindung war wie folgt: °=c:110&udf54;&udf53;vu10&udf54;H@&udf53;vz10&udf54; &udf53;vu10&udf54;
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Es wurden Stapelglasseiden unter Verwendung dieser Schlichten hergestellt und zur Verstärkung von 6,6-Polyamid verwendet Die Stapel hatten eine Länge von 3,2 mm und wurden mit dem Polyamid in einer üblichen Mischeinrichtung gemischt, so daß die Mischung 33% der Stapelglasseide enthielt. Die Mischung wurde durch eine übliche Spritzgußmaschine zu scheibenartigen Proben verarbeitet. Das Spritzgießen erfolgte bei 260°C und einem Druck von 68,9 MPa.
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In Anlehnung an das Beispiel 3 der DE-OS 19 22 441 wurde eine Schlichte hergestellt, die ein aromatisches Polyurethan als filmbildendes Mittel enthielt. Die Schlichte hatte folgende Zusammensetzung:
@I&udf53;zl&udf54;@1Mit Caprolactam blockiertes Polyurethan&udf50;auf Basis von Toluoldiisocyanat und einem Polyol@467,9¤kg&udf50;@1Reaktionsprodukt X der DE-OS 19¤22¤441@428,4¤kg&udf50;@1Wasser fÝr Reaktionsprodukt X@430,3¤kg&udf50;@1&udf57;°Kg&udf56;°k-Aminopropyltriethoxysilan@4Æ3,4¤kg&udf50;@1Wasser fÝr Silan@4Æ0,6¤kg&udf50;@1Pelargons¿ureamid von Tetraethylenpentamin (Gleitmittel)@4Æ0,8¤kg&udf50;@1Wasser fÝr Gleitmittel@4Æ7,6¤kg&udf50;@1Essigs¿ure@4Æ1,3¤kg&udf50;@1Wasser zum AuffÝllen auf 378,6 Liter&udf53;zl&udf54;&udf53;eb0&udf54;°=b:1&udf54;
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Diese Schlichte wurde zur Herstellung der Stapelglasseidenprobe D verwendet. Diese Stapelglasseidenprobe D wurde in gleicher Weise zur Verstärkung von Polyamid benutzt wie die Stapelglasseiden A, B und C.
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Es wurden Proben des verstärkten Polyamids einer Lampe, die eine der Sonnenstrahlung vergleichbare Strahlung abgibt, für 24 Stunden ausgesetzt. Dabei zeigten die mit den erfindungsgemäßen Glasfasern verstärkten Polyamide eine wesentlich bessere UV-Beständigkeit als das mit einer Glasfaser gemäß der DE-OS 19 22 441 verstärkte Polyamid. Die mit der bekannten geschlichteten Glasfaser verstärkte Polyamidprobe zeigte am Ende der Bestrahlung eine tiefgelbe Farbe, wogegen keine Verfärbung bei den mit den erfindungsgemäßen Glasfasern verstärkten Polyamidproben zu beobachten war.