DE3233230A1

DE3233230A1 - Waessriges schlichtemittel vom emulsionstyp fuer kohlenstoffasern, verfahren zu dessen herstellung und anwendungsverfahren

Info

Publication number: DE3233230A1
Application number: DE19823233230
Authority: DE
Inventors: Hiroyasu Mishima Shizuoka Ogawa; Mikio Shizuoka Shima
Original assignee: Toho Beslon Co Ltd
Current assignee: Teijin Ltd
Priority date: 1981-09-07
Filing date: 1982-09-07
Publication date: 1983-04-07
Also published as: FR2512474A1; FR2512474B1; GB2109794A; GB2109794B; DE3233230C2; JPS6234876B2; JPS5841973A; US4420512A

Description

HOFFMANN · EITLE & PARTNER

PATENT- UNO RECHTSANWÄLTE

PATENTANWÄLTE DIPL.-ΙΝΘ. W, EITLE · DR, RER. NAT, K. HOFFMANN . DIPL.-ING. W. LEHN

OIPL.-ING, K, FOOHSLE · DR, RER. NAT. B, HANSEN ■ DR. RER. NAT. H.-A. BRAUNS . DIPL.-ING. K, GDRG

DIPL.-ING. K. KOHLMANN · RECHTSANWALT A. NETTE

■- 8 -

Toho Beslon Co., Ltd., Tokyo /Japan

Wässriges Schlichtemittel vom Emulsionstyp für Kohlenstofffasern, Verfahren zu dessen Herstellung und 'An wendung s verfahr en

Die Erfindung betrifft ein wässriges Schlichtemittel vom Emulsionstyp für Kohlenstoffasern, ein Verfahren zu dessen Herstellung sowie ein Anwendungsverfahren unter Verwendung desselben. Insbesondere betrifft die Erfindung ein Schlichtemittel, welches eine ausgezeichnete Emulsionsstabilität aufweist, die Bündlungseigenschaften der Kohlenstoff asern verbessert, eine ausgezeichnete Wärmestabilität besitzt, und welches bei der Verwendung zur Behandlung von Kohlenstoffasern die physikalischen Eigenschaften des Verbundrnaterials, welches die behandelten Kohlenstofffasern enthält, verbessert,

Kohlenstoffasern werden im allgemeinen in Form von Filamenten oder in Form eines Kabels (ein Bündel von mehreren Hundert bis mehreren Hunderttausend Filamenten)

ΑΚΑΗΓΙ.Ι./.·,. TW r:R Λ ■ [.VfiOOO MÜNCHEN Π1 · TELEFON CO SO? DI 108T · THLHX OH-SQQ1» CPATHEJ · TELEKOPIEi -¹Kf? <Ί'

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hergestellt. Die Filamente oder das Kabel werden im allgemeinen in Form einer Bah» oder eines Bandes, hergestellt durch Anordnen der Filamente in einer Richtung und Durchführung einer Adhäsionsverarbeitung, eines Gewebes oder Gewirkes, etc., verwendet. Alternativ können sie auch verwendet werden, indem man sie zu Längen von mehreren mm oder mehreren Zehnereinheiten von mm schneidet, während der Verarbeitungsschritte zur Gewinnung dieser Faserprodukte, besteht bei Verwendung der Kohlenstofffasern in einer derart produzierten Form die Tendenz, dass eine Flockung (fluffing) auftritt, was zu einer Verschlechterung bei deren Handhabung führt. Um dieses Flockigwerden der Kohlenstofffasern zu verhindern, wird gewöhnlich ein Schlichtemittel oder Leimungsmittel (sizing agent) auf die Kohlenstofffasern aufgebracht, um deren Bündlungseigenschaften zu verbessern.

Schlichtemittel für Kohlenstofffasern werden in zwei Gruppen eingeteilt. Eine Gruppe stellt den Lösungstyp dar und wird z.B. in US-PSen 3,806,489, 3,914,504 und 3,837,904 beschrieben. Der Lösungstyp umfasst ein organisches Harz, wie Polyvinylalkohol, Vinylacetatpolymer, Acrylpolymer, Polyurethan, Epoxyharz oder Polystyrol, aufgelöst in einem organischen Lösungsmittel. Die andere Gruppe stellt den Emulsionstyp dar und wird z.B. in US-PS 4.219,457 beschrieben; dieser Typ umfasst das vorstehend beschriebene organische Harz, welches mit Hilfe eines Emulgiermittels in Wasser dispergiert ist. Die Schlichtemittel vom Löcungstyp erfordern eine groese Menge an organicchem Lösungsmittel und sind daher vom ökonomischen und hygienischen sowie vom Sicherheitsstandpunkt her gesehen nachteilig. Demzufolge verwendet man üblicherweise Schlichtemittel vom Emulsionstyp. ;

Beim Abscheiden eines Sohlichtemittels vom Emulsionstyp auf Kohlenstoffasern verwendet man in einigen Fällen Mittel, die eine Festntoffkonzentration von 0,1 % bis ca. 15 % aufweisen. Schlichtemittel mit einer derart niederen Faststoffkonzentration besitzen eine schlechte Emulsionsstabilität (oder Emulgierungsstabilität). Ausserdem bilden sich beim Auftragen von emulgierten Partikeln auf Kohlenstofffasern, die eine niedere Oberflächenenergie haben, unter Verwendung eines Schlichtemittels vom Emulsionstyp zum Schlichten, häufig Applikationsflecken. Man erhält deshalb nur Faserbündel mit schlechten Biindlungseigenschaften.

Ausserdem wird die Wärmestabilität des Schlichtemittels durch die Wirkungen des verwendeten Emulgiermittels redu- -ziert. Dies führt zu einer Verschlechterung der physikalischen Eigenschaften eines mit Kohlenstoffasern verstärkten VerbumJmaterials. Diese Effekte erhält man z.B. bei Verwendung von Kohlenstofffasern, die mit diesen Typen an Schlichtemitteln behandelt worden sind, und z.B. wärmehärtbaren oder thermoplastischen Harzen als Matrixmaterial.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Schlichtemittel für Kohlenstofffasern zur Verfügung zu stellen, welches über eine ausgezeichnete Emulsionsstabilität und Würmestabilität verfügt, sowie ausserdem ein Verfahren zu dessen Herstellung, und ein Anwendungsverfahren zu schaffen.

Kin weiteres ziel der vorliegenden Erfindung ist er», ein 0 Schlichtemittel für Kohlenstofffasern zur Verfügung zu stellen, welches den Kohlenstofffasern ausgezeichnete Bundlungseigenschaften verleiht, sowie ein Verfahren zu dessen Herstellung und ein Anwendungsverfahren unter Verwendung denselben.

% «-iff~-Τ£φ

■:■ j.λ \?v* ^:

■- 11 -

Ausserdem ist es ziel der Erfindung, ein Schlichtemittel für Kohlenstofffasern zur Verfugung zu stellen, welches die physikalischen Eigenschaften des Verbundmaterials, welches die mit dem Schlichtemitfeel behandelten Kohlenstoffasern enthält, zur Verfugung zu. stellen, sowie ein Verfahren zu dessen Herstellung und ein Anwendungsverfahren unter Verwendung desselben.

Die vorstehende Aufgabe wird durch das eingangs genannte wässrige Schlichtemittel vom E,mulsionstyp für Kohlenstofffasern gelöst, welches die folgenden Komponenten umfasst:

eine verbindung entsprechendder allgemeinen Formel (I),

1λ.3

O-A-H

(D

worin A die Gruppe (C₂HaO), oder
(C₂H₄O)_n(C₃H₆o)_indarstelit_/ wobei 1 eine JSahl

von 18 bis 70, η eine ZaM von 18 bis 70, und m eine Zahl von 2 bis 50 bedeutet, und Ii n/m ^ 35 eine verbindung der allgemeinen Formel (II)

-,CH-CH₀

V ²

- 12 -

worin R eine Gruppe C_H.,_.,, oder C„H., ,-/"J

S* " Si J* Si Sl * \ ^-

bedeutet, wobei q eine Zahl von 10 bis 18 und ρ eine Zahl von 15 bis 70 darstellt, und
ein Epoxyharz.

Hinsichtlich der Verbindungen entsprechend der allgemeinen Formel (I), worin A ein Ethylenöxidpolymer darstellt, beträgt die Molanzahl von zugegebenem Ethylenoxid (1) eine Zahl von 18 bis 70. Wenn die Molanzahl weniger als 18 oder mehr als 70 beträgt, so tendiert die Emulsionsstabilität dazu, sich aufgrund einer Verminderung der Emulsionsfä'higkeit su verschlechtern. In ähnlicher Weise muss in den Fällen, wo A ein Blockpolymer von Ethylenoxid und Propylenoxid darstellt, die Molanzahl von zugegebenem Ethylenoxid (n) im Bereich von 18 bis 70 liegen; die Molanzahl von zugegebenem propylenoxid (m) muss innerhalb des Bereiches von 2 bis 50 liegen, wobei n/m so eingestellt wird, dass 1 = n/m = 35, verzug «weise 10 έ n/m k 25. Die gewünschte Eiftulsionstabilität kann nur dann erreicht werden, wenn sämtliche dieser Bedingungen eingehalten werden

Die Oxyalkylenkomponente A-in der Verbindung der vorstehend genannten Formel (I) stellt entweder ein Ethylenöxidpolymer oder Blockpolymer von Ethylenoxid und Propylenoxid dar. Eine besonders gute Emulsionstabilität wird durch richtiges Auswählen der MolanzaSl an zugegebenem Alkylenoxid, in Abhängigkeit des speziellen verwendeten Epoxyharzes, erzielt. Wenn eis Epoxyharz mit einem grossen Molekulargewicht oder einer hoh#fi Viskosität verwendet

■ft

1 *

- 13. -

wird, kann eine gute Emulsionsstabilität dos Schlicht einittels, welches eine Pest stoff konzentration (Gesamtgewichts-* der Substanzen, mit Ausnahme von Wasser und Lösungsmittel) bis hinunter auf 1 bis 2 % erzielt werden, indem man die Anzahl der zugegebenen Mole erhöht. Um ein Schlichtemittel mit einer besonders hohen Stabilität zu erhalten, kann die geeignete Molanzahl an zugegebenem Alkylenoxid bestimmt werden durch Herstellung von Schlichtemitteln, wobei man Verbindungen der allgemeinen Formel (I) mit einer verschiedenen Anzahl an zugegebenem Alkylenoxid verwendet und diese stehen lässt, um die Menge an ausgefallenen Feststoffen zu bestimmen. Die Menge an ausgefallenen Feststoffen, sich beim Stehenlassen während eines Tages bei 25°C bildet, beträgt vorzugsweise nicht mehr als 5 Gew.-%, bezogen auf das Peststoffgewicht des Schlichtemittels (Feststoffe: substanzen mit Ausnahme von Wasser und Lösungsmittel), besonders bevorzugt von 3 Gew.-% odor darunter. Wenn z. B. "Epikote 828" (Handelsname), erhältlich von Shell Chemical Co., mit einer Viskosität von 120 bis 150 Poise bei 25°C und einem Molekulargewicht von 380 verwendet wird, so beträgt die Molanzahl an zugegebenem Ethylenoxid geeigneterweise 20 bis 25; wenn "Epikote 1002" (Handelsname) mit einer Viskosität von 1,65 bis 2,75 Poise bei 25°C als 40 Gew.-%ige Lösung von Diethylenglycolmonobutylether und einem Molekulargewicht von 1.060 verwendet wird, so ist die Molanzahl geeigneterweise 30 bis 50.

In der allgemeinen Formel (I) können sich die Gruppen

CHg-C^-H'und-O-A-H in verschiedenen Stellungen der ToIylengruppe befinden. Bevorzugte Substitutionsstellungen

sind die nachfolgenden:

CH

3 . 0-A-H

CH

CH.

0-A-H (worin X darstellt

CH₃-CH-

Representativ für die allgemeine Formel (I) sind die folgenden Verbindungen:

Λ « β

<1 ·

Λ ** ^Λ *

- 15 -

CH.

CH₃-CH

CH.

CH₃-CH

€H-CH.

CH.

CH₃-C

CH-CH.

CH-

CH₃-CH

CH.

CH₃-CH

CH-CH-CH CH

CH₃-CH

In der Verbindung entsprechend der allgemeinen Formel (II) liegt die Holanzahl an zugegebenem Ethylenoxid im Bereich von 15 bis 70, wobei 16 bis 30 besonders bevorzugt ist. Wenn v/eniger als 15 Mol der Emulsion zugegeben werden, so besteht die Tendenz, dass diese eine schlechte Emulgierfähigkeit besitzt, wohingegen bei zugabe von mehr als 70 Mol die erhaltene Emulsion eine schlechte Stabilität aufweist. Der substituent R stellt eine Alkylgruppe mit 10 bis 18, vorzugsweise 12 bis 16 Kohlenstoffatomen, oder eine Phenylgruppe dar, welche mit einer derartigen Alkylgruppe? substituiert ist. O&t Substituent kann sich in beliebiger o-, m- oder p-stellung befinden. Wenn die

Alky .!gruppe Kohlenstoff atome aufweist, die ausserhalb des vorstehend beschriebenen Bereiches liegen, so besteht die Neigung dazu, dass die resultierende Emulsion eine verschlechterte Stabilität besitzt. Om ein Schlichtemittel mit einer besonders guten Emulsionsstabilität zu

erhalten, sollte ρ erhöht werden, wenn q eine grössere Zahl darstellt. Wie vorstehend für η und m beschrieben, kann die Molanzahl an zugegebenem Alkylenoxid experimentell bestimmt werden. 10 Representative Beispiele entsprechend der allgemeinen Formel (II) umfassen die folgenden Verbindungen:

'12^Jl25^wxv'2"4^w'^r3Ü^v'"2 \ /

C_loH_ot-O4C_oH ,

^O

^No

^C11^H23—O

^C17ⁿ35 -(J04₂H₄O^CH₂HC

- 19 -

Gemäss der Erfindung ist die kombinierte Verwendung der Verbindung der allgemeinen Formel (I) und der Verbindung der allgemeinen Formel (II) erforderlich. Beim Fehlen einer dieser Verbindungen wird nicht die gewünschte Emulsionsstabilität erhalten. Besonders im Falle eines

Schlichtemittels mit einer niederen Feststoffkonzentration (v;ie dies vorstehend erwähnt wurde) kann eine gute Emulsionsstabilität nicht erzielt werden, wenn man eine der beiden Verbindungen nicht verwendet. 10

Das Verhältnis der zwei verwendeten Verbindungen ist voi.-teilhafterweise wie folgt:

ι <: Gewicht der Verbindung I ^ . _g Gewicht, der Verbindung II

besonders vorteilhaft

2 ύ Gewicht der Verbindung! Gewicht der Verbindung II

und am meisten bevorzugt

3 5 ■£■ Gewicht der Verbinduncr I „, , _r

' ~. Gewicht der Verbindung II ~ '°

Wenn das Verhältnis der Verbindung (I) zur Verbindung (II) weniger als 1 beträgt, so ergibt sich eine verschlechterte Emulsiönsstabilität. Wenn hingegen das Verhältnis von I zu II über 19 liegt, so ist die Emulsionsstabilität ver-

schlechtere und es können ausserdem die physikalischen Eigenschaften des vorstehend beschriebenen Verbundmaterials, welches die mit einem derartigen Schlichtemittel behandelten Kohlenstoffasern enthält, verschlechtert sein. Aus diesem Grund ist es wünschenswert, das Verhältnis von I zu II, wie vorstehend angegeben, einzuhalten. Der Grund für eine Annahme, warum das vorstehend beschriebene Mischungsverhältnis von Verbindung (I) zu Verbindung (II) bevorzugt ist, wird wie folgt angenommen: Da die Verbindung (I) entsprechend der allgemeinen Formel (I) hydrophile Gruppen einer Ethylenoxidgruppe und einer Hydroxygruppe und hydrophobe Gruppen der

CH-CH und —(f 4J-O-Gruppe umfasst,

unterscheidet sie sich etwas in ihrer Grenzflächenenergie von einem Epoxyharz, welches hydrophob ist. Die Verbindungen entsprechend der allgemeinen Formel (II) haben jedoch an ihrem terminierenden Elnde eine Epoxygruppe, und besitzen daher eine Grenzflächenenergie, die gerade zwischen der des Epoxyharzes und der der Verbindung entsprechend der Formel (I) liegt. Demzufolge wird angenommen, dass die Verbindung (II) die Punktion inne hat, die Verbindung (I) und das Hars physikochemisch zu binden. Dies scheint zu einer .ausgezeichneten Stabilität zu führen, selbst bei einer niederen Feststoffkonzentrati'on (0,1 bis 15 Gew.-%) bei welcher gewöhnliche Epoxyharz-enthaltende Emulsionen nicht stabil sind.

- 21 ■-

Die» Verbindungen der allgemeinen Formel (I) können erhalten werden durch zugabe von Ethylenoxid zu einem Reaktionsprodukt aus Styrol und Methylphenol, oder durch eine Dehydrierungsreaktion mit einem Blockpolymeren von Ethylenoxid und Propylenoxid. Andererseits können die Verbindungen entsprechend der allgemeinen- Formel (II) erhalten werden durch Umsetzung von Alkylether oder Alkyl-sub-stituiertem Phenylether mit Ethylenoxid und Umsetzung der terainalen Hydroxygruppe des erhaltenen Ethylenoxidalkylethers oder Ethylenoxidalkyl-substituierten Phenylethera mit Epichlorhydrin.

Beispiele von Epoxyharzen, welche in das Schlichtemittel gemäss der Erfindung inkorporiert werden, umfassen solche, _t wie sie für konventionelle Schlichtemittel für Kohlenstoff asern verwendet worden sind. Das Epoxyharz, welchen gemäss der Erfindung verwendet wird, kann ein einziges Epoxyharz, ein Gemisch von zwei oder mehreren Epoxyharz«·;^, oder ein Epoxyharz oder ein Gemisch von zwei oder mehreren Epoxyharzen darstellen, welche mit einem Verdünnungsmittel verdünnt sind (ein Verdünnungsmittel, welches ein festes Epoxyharz verflüssigt oder die Viskosität eines hochvickosen Epoxyharzes reduziert, wie dies nachfolgend beschrieben wird). Das Epoxyharz, das Gemisch derselben und das mit einem Verdünnungsmittel verdünnte Epoxyharz besitzen eine Viskosität von vorzugsweise 100 bis 20.000 Poise, besonders bevorzugt von 500 bis 15.000 Poise bei 45⁰C. Bei Verwendung von Kohlenstoffasern, welche mit dem Schlichtemittel gemäss der Erfindung behandelt, worden sind, zur Herstellung von Prepreg durch Imprägnieren der Fasern mit einem Harz, sind Epoxyharze mit einer Viskosität von 500 bis 2.000 bevorzugt. Wenn die Pasern zur Herstellung eines

Gewebes oder Filzes verwendet werden, so setzt man bevorzugt Epoxyharze mit einer Viskosität von 500 bis 10.000 ein. Wenn die Viskosität des Epoxyharzes, des Epoxyharzgemisches oder des verdünnten Epoxyharzes weniger als 100 Poise beträgt, so besitzt das resultierende Schlichteinittel eine reduzierte Fähigkeit, den Kohlenstofffasern verbesserte Bündlungseigenschaften zu verleihen. Wenn jedoch die Viskosität über 20.000 Poise liegt, so tendieren die mit einem derartigen Schlichtemittel behandelte Kohlenstoffasern dazu, bei der Handhabung zu flocken.

Geeignete Epoxyharze umfassen z.B. Epoxyharze der Glycidylreihe, wie Epoxyharze vorn Bisphenoltyp, welche erhalten · v/erden durch Umsetzung einer Bisphenolverbindung (z.B. Bisphenol A, Bisphenol F, 2 ,2 ^l-bis{4-Hydroxypheny_vl)butan_i 2 ,2'-bis(4-Hydroxyphenyl)hexafluoropropan, etc.) mit Epichlorhydrin. Epoxyharze, die sich in der Praxis als besonders geeignet erwiesen haben, umfassen "Epikote 828" und "Epikote 1001" (HändeIsnamen; erhältlich durch die Firma Shell Chemical Co.), phenolische Epoxyharze (z.B. Epoxyharze, wie sie durch Umsetzung von Phenolharz vom Novolak-Typ und Epichlorhydrin erhalten werden, insbesondere "Epikote 152" (Handelsname) und "Epikote 154" (Handelsnaine, erhältlich durch die Firme Shell Chemical Co.), Epoxyharze VOiIi Vinyü ester typ (z.B. Epoxyharze, wie sie durch Umsetzung einer Vinylverbindung, wie Vinylacetat, Vinylchlorid, Styrol oder Acrylonitril und Glycidylmethacrylat erhalten werden), Epoxyharte vom Ethertyp (z.B. Mono-, Di- oder Triglycidylether von Polyolen, Polyetherpolyoie oder polyhydrische Phenole) , Epoxyharze vom GlycidylaKiintyp (z.B.

N,M,N' ,N'-Tetraglycidyl-4,4 '-diaminodiphenylinethan, N,N,N'-Triglycidyl-4 ,4/-dlaminodiphenylmethan, N ,N ,N* ,N '-Tetraglycidyl-4,4 '-diaminodipheny.!ethan, K,N/N ^r~Triglycidyl-4,4'-diamomphenylethan, N,N,N'_AN'-Tetraglycidyl-4_/4'-diaminodiphenylpropan, N,N,N'-Triglycidyl-4,4'-diaminoditoluylmethan, etc.) und dergleichen; Epoxyharze der Nicht-Glycidylreihe, wie alicyclische Epoxyharze (z.B. Bis-2,3-epoxycylcopentylether, l,4-Bis(2_/3-epoxypropoxy)cyclohexan_/ 1,4-Bis(3 _f4-epoxybutoxy)-2-ch.lorocyclohexan, Diiepoxycoclohexan-carboxylat) von aliphatischem Diol, alicyclische Triepoxide, etc.), epoxidiertes Polybutadien (z.B. ein Reaktionsprodukt aus "BF-IOOO" (Handelsname; erhältlich durch Adeka Argus Chemical Co., Ltd.) oder · "Hycar" (Handelsname; erhältlich durch The B.P. Goodrich Co.) und einer Epoxyverbindung), epoxydierter Sorbit etc.; Polyuretha-modifizierte Epoxyharze (z.B. ADEKA RESIN-EPU-4, -EPU-6, (Handelsname; erhältlich durch Asahi Electro-chemical Co., ttd. etc.) und die Gemische dieser He,rze.

Weiter Bestandteile können zu dem Schlichtemittel gemass der Erfindung zugegeben werden. Z.B. ist es möglich, Schmiermittel zuzugeben (z.B. höhere aliphatische Amide, wie Oleinsäureamid, Stearingsäureamid, etc., höhere aliphatische Alkohole, wie Oleylalkohol, Stearylalkoliol, Cetylalkohol, etc., Siliconöl, fluorhaltige Verbindungen etc.; ausserdem können zugegeben werden: weichmachende Mittel (z.B. Polyoxyethylenstearinsäureamid, Polyoxyetivylenstearylester, etc.), Verdünnungsmittel, wie sie vorstehend beschrieben werden (z.B. reaktive Verdünnungsmittel, wie Phenylglycidylethor, Cresylglycidylether, Ethylenglycoldiglycidylether,

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Trimethyilolpropantriglycidylether, etc./ und nicht-reaktive Verdünnungsmittel, wie Nonylphenol, Tricresylphospbat, etc.)- Diese Beatandteile werden in geeigneten Mengen zugegeben/ je nach dem Endverwendungszweck, wobei die Gesamtmenge der Hilfsstoffe vorzugweise nicht mehr als 20 Gew.-%, bezogen auf das Epoxyharz, beträgt.

Im folgenden wird ein Mischungsbeispiel für ein Schlichtemittel gemäss der Erfindung angegeben: 1 bis 50 Gewichtsteile, vorzugsweise 5 bis 15 Gewichtsteile, der Verbindung der allgemeinen Formel (I), 0,05 bis 25 Gewichtsteile, vorzugsweise 1 bis 5 Gewichtsteile, der Verbindung der allgemeinen Formel (II), 50 bis 99 Gewichtsteile, vorzugsweise 80 bis 95 Gewichtsteile, des Epoxyharzes und 0 bis 25 Gewichtsteile, vorzugsweise 2,5 10 Gewichtsteile eines Lösungsmittels für ein Epoxyharz.

Dac Verfahren zur Herstellung eines Schlichtemittels gemäss der Erfindung ist nicht durch besondere Massnahmen beschränkt, sondern kann in einem weiten Bereich variieren. Es ist möglich, allgemeine Emulgierverfahren anzuwenden. Es wurde festgestellt, dass ein Phaseninversionsemulgierverfahren das einfachste Verfahren für die vorliegende Erfindung darstellt. Entsprechend diesem Verfahren v/erden Verbindung (I) und Verbindung (II), das Epoxyharz und sofern dies erforderlich ist - Hilfsstoffe erwärmt (40 bis 120°C) und vermischt. Die Viskosität dieses Gemisches zui: Einulgiorung beträgt vorzugsweise 100 bis 1.000 Poise, besondere bevorzugt 500 bis 700 Poise bei 45⁰C. Sofern dice erforderlich ist, kann die Viskosität durch Zugabe eines Lösungsmittels für das Epoxyharz, wie Aceton, Methylethylketon, Methylcellosolve, Propylcellosolve, etc., einge-

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stellt werden, wobei das Lösungsmittel in einer Menge zugegeben wird, die nicht mehr als 15 Gew„-%, bezogen auf die Bestandteile, mit Ausnahme von Wasser und Verdünnungsmittel, beträgt. Dann wird portionsweise unter kräftigem Rühren Wasser zugegeben, um eine Phaseninversionsemulgierun.j zu bewirken und eine Emulsion mit der gewünschten Feststoffkonzentration zu erhalten. Es is bevorzugt, die Konzentration auf 30 bis 60 Gew.-%, besonders bevorzugt auf 40 bis 50 Gew.-%, einzustellen, wenn die Emulsion gelagert wird. Die Feststoffkonzentration der Emulsion bei der Anwendung bestimmt sich je nach dem Endzweck der behandelten Fasern. Die Feststoffkonzentration beträgt gewöhnlich 0,1 bis 20 Gew.-%, vorzugsweise 0,5 bis 5 Gew.-%.

-Das Schlichtemittel gemäss der Erfindung wird auf gewöhnliche Kohlenstoffasern aufgetragen, welche wie folgt hergestellt werden: Erwärmen eines Porkursors aus Rayon, Pech oder acrylischen Filamenten auf 1.000 bis 1.500⁰C unter Bildung von Kohlenstoffasern oder im weiteren auf 1.500 bis 3.000⁰C unter Erhalt von Graphitfasern (wobei in der Beschreibung Graphitfasern als Kohlenstoffasern bezeichnet werden). Die Fasern werden im allgemeinen als Bündel aus 500 und mehr Filamenten hergestellt. Gemäss der Erfindung wird die Schlichtbehandlung üblicherweise auf Strangs aus 500 bis 100.000 Filamenten angewandt.

Zur Ablagerung baw. zum Auftragen des Schlichtemittels gemäKS der Erfindung auf die Kohlenstofffasern können konventionelle Verfahren angewendet werden. So ist es z.B. mönlich, das Walzen-Schlichtverfahren, das Walzen-Tauchverfahren, das Spray-Verfahren, etc., anzuwenden. Nach /ablagerung des Schlichtemittels bei einer Temperatur von im

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- 2C -

a]!gemeinen 10 bis 40°C werden das Wasser und das Lösungsmittel durch Trocknen entfernt, um die Schlichtbehandlung absiuschliessen. Das Trocknen wird unter Bedingungen durchgeführt, dass das Epoxyharz nicht gehärtet oder zersetzt
wird, d.h. gewöhnlich bei ca. 80 bis 20Q^QC für einen Zeitraum von 0,1 bis 10 Minuten. Die Menge an niedergeschlagenem bzw. abgelagertem Schlichtmittel beträgt gewöhnlich
0,1 bis 10 Gew„-% als Peststoff (Verbindungen (I) und (II) und Epoxyharz), vorzugsweise 0,5 bis 5 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht der behandelten Kohlenstofffasern.

Die mit dem Schlichtemittel gemäss der Erfindung behandelten Fasern werden vorzugsweise verwendet für'Prepreg durch Imprägnieren eines wärmehärtbaren Harzes, wie eines Epoxyharzes, eines Phenolharzes, eines Polyimidharzes und eines ungesättigten Polyesterharzes, oder eines thermoplastischen Jiarzes, wie Polyamidhar^es, oder eines Polyesterharzes, um einen faserverstärkten Verbundstoff zu erhalten,
der sich für die Herstellung eines Wärmeformartikels eig-

net.

Die vorliegende Erfindung wird durch die folgenden Beispiele und Vergloichsbeispiele naher beschrieben, die jedoch den umfang der Erfindung nicht beschränken sollen, in den folgenden Beispielen und Vergleichsbeispielen beziehen sich, wenn nicht anders angegeben, "Teile" und "%" auf das Gewicht.

■-'Ά i.

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Beispiel 1

(A) Herstellung einer Schlichtemittelemulsion:

Mischungsteile

1. Epikote 828 (Handelsname eines Epoxyharzes von Shell Chemical Co.) Teile

2 . Epikote 1001 (Handelsname .eines Epoxyharzes von Shell Chemical Co.) Teile

7 Teile

3 Teile

₇ O

5. Wasser

6. Hethylethylkston

90 Teile 10 Teile

Von den vorstehend beschriebenen Bestandteilen wurden 1, 2, 3, 4, und 6 vorher auf 5O⁰C erwärmt, gemischt und in einen Behälter gegeben. Das Gemisch wurde zum Entschäumen stehengelassen. Das entschäumte Gemisch wurde bei 50.000 Upm in einem Hochgeschwincligkeitshomogenisiergerät bei 50 bis 6O⁰C heftig gerührt, und wasser (5) portionsweise mit einer Geschwindigkeit.von 2 bis 4 Gew.-Teilon/Min. zugegeben, bis die Phaseninversion stattfand. Nach Phaseninversion wurde die Rührgeschwindigkeit langsam reduziert; während dieser Zeit wurde das restliche Wasser (5) zur Verdünnung zugegeben. Auf diese Weise wurde eine milchig weisse Emulsion mit einer Feststoffkonzentration von 50 % erhalten. Wenn diese Emulsion weiter mit Viasser auf 5 % verdünnt und bei Raumtemperatur 10 Tage stehenge- -lassen wurde, so schieden sich nur 3 % Feststoffe in der Emulsion ab. Somit wurde die Emulsionsstabilität als gut bewertet. Wenn man die Emulsionsfeststoffe im Ofen bei 105⁰C trocknete und in Luft 1 Stunde lang bei 180⁰C behandelte, so betrug der Gewichtsverlust nur 0,1 %.

(B) _Rc 1)3 ich ten von... Roh lenstof fasern und Herstellung ei nes FormteiIes unter_Verwendung der mit dem Schlichtemittel behandelten Kohlenstoffasernt

Nicht mit einem Schlichteinittel behandelte Kohlenstoffasern, die durch Kalzinieren bei 1.300⁰C erhalten worden viaren ("Besfight" (Handelsname; hergestellt von Toho Reslon Co., Ltd.; 6.000 Filamente; Zugfestigkeit: 350

2 2

kg/mm; Modul: 23.700 kg/mm )) wurden durch ein Emulcionnhad geschickt, welches gemäss (A) erhalten und mit Wasser auf eine Feststoffkonj'.entration von 20 g/l verdünnt worden war; die Fasern wurden bei 13O⁰C 2 Minuten lang in

Luft getrocknet, um das Wasser zu entfernen. Die Menge der als Feststoffe abgeschiedenen Emulsion betrug 1,4 %, bezogen auf die Kohlenstofffasern.

Wenn man die auf diese Weise schlichtebehandelten Kohlenstoff aßern in Luft bei 18O⁰C 1 Stunde lang hitzebehande.'i te, um den Gewichtsverlust beim Erhitzen zu messen, wurde dieser mit 0,05 % bestimmt. Somit zeigten die Pasern eine ausgezeichnete Wärmestabilität. Die wie vorstehend behandelten Kohlenstoffasern passierten zwei Bahnen aus Ur ethanschwamm (10 mm dick) unter einem Druck von 6,1 g/cm' mit einer Geschwindigkeit von 15 m/Min. Dies wurde durchgeführt, um das Gewicht der Flocken (fluffs) zu bestimmen, welches nur 10 mg/100 m Kohlenstofffaser betrug.

Es vmrde dann ein Prepreg hergestellt unter Verwendung der erhaltenen Kohlenstoffasern und einer Matrix eines Harzsy'stems aus 70 Teilen Epikote 828 (wie vorstehend beschrieben) , 30 Teilen EPN-1138 (Handelsname eines Epoxyharzes, hergestellt von Ciba Geigy Co.), und 3 Teilen Bortrif luoridjnonoethylamin, wobei die Kohlenstof fasern in einer Richtung angeordnet wurden. Die Penetrationseigenschaften des Harzes in die Räume zwischen den Kohlenstofffasern war so gut, dass ein gutes Prepreg in kurzer Zeit hergestellt wurde.

12 Schichten der auf diese Weise hergestellten Prepreg;-, wurden in einer Formdicke (molded thickness) von 3 mm laminiert, wobei die Kohlenstoffasern in einer Richtung angeordnet (disposing) wurden; iv,\ Folgenden erfolgte Kom~ pressionspressen in einer Metallfonn bei 130⁰C und 70 kg/cm"" für eine Zeitdauer von 1 1/2 stunden, um einen

πtab bzw. Rarren aus Kohlenstoffasern-verstärktem Kunstntofff (CPRP) herzustellen. Die interlaminare Scherfestigkeit (TLSS) dos CFKPf bestimmt bei Raumtemperatur (25°C)

r 2

2 tJ ASTM D-2344, betrug 10,9 kg/mm ; bei Durchführung der Mosaung bei 80⁰C betrug der Wert 8,1 kg/mm

niese Werte waren die gleichen wie die ILSS-Werte von ("¹FRp, welches unter Verwendung von Kohlenstofffasern erhalten wurde, auf welchen 1,4 % Peststoffe des Schlichtematerials abgeschieden waren, wobei das Schlichten der Kohlenstofffasern in einem Schlichtemittel vom Lösungstyp durchgeführt wurde, und das Schlichtungsmittel das gleiche Epoxyharz (1) (70 Teile) und (2) (20 Teile), wie in (A) aufgeführt, und Aceton (4590 Teile) enthielt. Auf diese weise . wurde eine hohe Adhesion erzielt.

Mischungst eiie 20

1. Epikote 815 (Handelsname eines Epoxy- 50 Teile harzes von Shell Chemical Co.,)

2. Epikote 152 (Handelsname eines Epoxy- 40 Teile 2b harzes von Hholl Chemical Co.,)

- 31 -

3.

CH₃-CH

8 -Teile'

-0-f CH₀ CH₀O^oTfCH₀ CH -CIL ί /. /,υ /λ ^_n ι ι

2 Teile

5. Wasser

6. Hethylcellosolve

90 Teile 10 Teile

Es wurde ein Schlicbteinittel (Feststoffe: 50 %) der vorstehend beschriebenen Formulierung hergestellt unö Kohlenstofffasern damit auf die gleiche Weise wie in Beispiel 1 angegeben behandelt; im folgenden wurden Prepregs und daraus eine CPRP-Stange bzw.' ein Barren gebildet. Der CPRi¹ zeigte einen II.iSS-V7ert von 10,8 kg/mm" bei Rauintempera-

2
tür und von 8,0 kg/nwi bei 80⁰C, und bewies auf diese Weise gute Eigenschaften des Verbundmaterials,

Wenn eine 5 %ige Schlichteemulsionslösung der vorstehend genannten zusammensetzung bei Raumtemperatur 10 Tage lang stehengelassen wurde, so präzipitierten 2 % der Feststoff«?

Beim Trocknen dieses Schlichteiriittels vom Emulsionstyp im Ofen bei 105°C und Wärmebehandlung in der Luft bei 180°C

für 1 Stunde betrug der Gewichtsverlust nur 0,1 %. Ebenso zeigton Kohlenstofffasern, die mit dem Schlichtemittel behariclei.lt worden waren, beim Erwärmen unter den gleichen Bedingungen einen Gewichtsverlust von 0,08 %, und wiesen damit: eine ausgezeichnet« Wärmostabilität auf. Auscerdem betrug die Menge der Flocken, die auf die selbe Weise wie in Beispiel 1 bestimmt wurde, 9 mg/100 m Kohlenstoffaser und bewiesen damit deren gute Bündlungceigenschaften.

10

Beispiel 3

M ischu ng s t e i ie

1. Epoxidiertes Polybutadien (Handelsname: BF-IOOQ; hergestellt von
7ideka Argus Chemical Co., Ltd.)

50 Teile

7. Epikoto 828

3·.

CHC₂H₄Of-G

HC

c/

30 Teile 15 Teile

^f5 Teile

a » ■

- 33 -

5. Wasser 92 Teile

6. isopropylcellosolve 8 Teile

Die Bereitung einer Schlichtemittelernulsion, die Behanc'llung der Kohlenstoffasern mit derselben und die Herstellung einer CPRP-Stange unter Verwendung der Kohlenstoffasern erfolgte auf die gleiche Weise wie in Beispiel 1 beschrieben, mit der Ausnahme, dass die Formulierung des Schlichtemittels wie vorstehend beschrieben abgeändert wurde.

Wenn man eine 5 %ige Schlichteemulsion der vorstehenden Zusammensetzung 10 Tage lang bei Raumtemperatur stehen • liess, so betrug der Niederschlag der Peststoffe 4,5 %.

Beim Trocknen des Schlichtemittels vom Emulsionstyp im Ofen bei 105⁰C und Wärmebehandlung int Luft bei 180⁰C während 1 stunde betrug der Gewichtsverlust durch Erwärmen 0,15 %. Ausserdern zeigten Kohlenstofffasern, die mit dem Schlichtemittel behandelt worden waren, beim Erwärmen auf 180⁰C während 1 stunde einen Gewichtsverlust von 0,0(5 %; und die Menge der Flocken der Kohlenstofffasern betrug 5 mg/100 m Kohlenstofffaser. ßie erhaltene CPRP-Stange bzw. Schiene wies einen ILSS-VTert von 10,7 kg/mm' bei Raum-

2
temperatur und von 7,7 kg/mra bei 80⁰C auf.

Beispiel 4

1. ADEKA HARZ EPU-6 (hergestellt von Asahi Electro-Chmical Co., Ltd.)

2. MY-720 (Handelsname eines Epoxy hartes von Ciby Geigy Co.)

3 . ADEKA HARZ EPU-4

Mischungsteile

40 Teile

Teile

8 Teile

CH₃-CH

10 Teile

5. C₁₇H3₅

7. Isopropylcollosolve

92 Teile 8 Teile

9 *

- 35 -

Die Herstellung einer Schlichteemulsion, die Behandlung der Kohlenstoffaserri mit derselben und die Bildung eines CFRP-Barrens unter Verwendung der Kohlenstofffasern er.Colgte auf die gleiche Weise wie im Beispiel 1 beschrieben, mit der Ausnahme, dass die Formulierung des Schlichtemittels wie vorstehend beschrieben abgeändert wurde.

Wenn man die Schlichteemulsion entsprechend der vorstehenden Zusammensetzung 10 Tage lang bei Raumtemperatur stehen Iiess, so präzipitierten dabei 3,7 % der Peststoffe. Beim Trocknen des Schlichtemittels vom Einulsionstyp im Ofen bei 105⁰C und Wärmebehandeln in Luft bei 180⁰C während 1 Stunde betrug der Gewichtsverlust durch Erwärmen 0,12 %. Die Kohlenstoffasern, die mit dem Schlichtmittel behandelt ' worden waren, zeigten beim Erwärmen auf ISO⁰C für einen Zeitraum von 1 Stunde ebenfalls einen Gewichtsverlust von 0.,05 %; die Menge der Flocken der Kohlerustoffasern betrug 8 mg/100 m Kohlenstoffaser. Der gebildete CPRP-Barren wier;

einen ILSS-Wert von 10,6 kg/mm' bei Raumtemperatur und

von 7,7 kg/mm bei SO⁰C auf.
VergleichsbeJsp i e1 1

Die Emulgierung wurde auf die gleiche Weise wie im Beispiel 1 beschrieben durchgeführt, mit der Ausnahme, dass die Bestandteile 3 und 4 der Schlichte in Beispiel l-(A) auf die abgeändert wurden, welche in der folgenden Tal-ello angegeben sind, um dicj präzipitierten Teilchen dor Emulsionen zu bestimmen.
30

Tabelle 1

Versuch Nr.

Nr. 1

Nr . 2

Verbindung 3 verwendet im Beispiel 1

Verbindung 4 verwendet im Beispiel 1

10 Teile

0 Teile

10 Teile

Menge an präzipitierten Emul sion.^partikeln

9 %

92

Im weiteren wurden Kohlenstoffasern init der ¹Z u säumen.--.e-tzuny von Versuch ^Tr. 1 auf die gleiche Weise, wie im Beispiel l-(B) beschrieben, behandelt und daraus ein
CPRP--Barren hergestellt:. Dieser CFRP-Bairren bzw. Schiene wien einen ILSS--Wei;t von 9,8 kg/mm" bei Raumtenperatur

und von 6,8 kij/miv." in Luft von 80°C auf. Diese Ergebnisse zeigen, dass Schlichteinittel, welche keine der Verbindungen 1 odor 2 enthalten, eine grosse Menge an Uinulaionf 2.Ί toj. ] chen-Nif.derfjchlag bilden und ihnen daher die Einul-

sionsatabi J. ität fehlt, was au niederen ILHS-W'erten des
CPP.³ fülirt und die physikalischen Eigenschaften des CFRP η a ch I: ii J. 1 i <j I^ e e i η Γ1 u a £» t.

Si: -: :

- 37

Vergleichsbeispiel 2

Emulsionen und CFKP-Barren wurden auf die gleiche Weise, v/ie im Beispiel 1 beschrieben, hergestellt, mit der Ausnähme, dass die Bestandteile 3 und 4 des Schlichtemittels durch ein allgemein bekanntes oberflächenaktives Mittel, NOIGEN EA 190 (Handelsname von Polyethylenglycol-iAdduct von 25 Molethylenoxid)laurylether; hergestellt von Dai-ichi Kogyo Seiyaku Co., Ltd.) ersetzt wurde. Diese wurden auf die gleiche Vieise wie im Beispiel 1 im Hinblick auf die gleichen Eigenschaften geprüft. Die erhaltenen Ergebnisse sind in Tabelle 2 zusammengefasst.

Die Ergebnisse aus Tabelle 2 zeigen, dass die Verwendung ' des konventionell verwendeten oberflächenaktiven Mittels. (surfactant) schlechtere Ergebnisse ergab im Vergleich zu ■ . Beispiel 1, und zwar im Hinblick auf die Emulsionsstabilität, physikalischen Eigenschaften des CFRP und Schlichteeffektes.
.

Ta belle 2

Versuch Nr.

Nr. 3 Nr. 4

NOIGKN EA 190 anstelle von Ver~ 10 Teile 7 Teile

bindung 3 in Beispiel 1 \

Verbindung 4 in Beispiel 1 0 Teile 3 Teile

Menge an präzipitierten Emulsions teilchen %

Gewichtsverlust der Emulsionsfest stoffe beim Erwärmen für 1 Stünde bei 180⁰C in Luft 1,6 %

1 7°

ILSS des CPRP bei Raumtemperatur bei 8O⁰C

Flocken der mit Schlichtemittel behandelten Kohlenstoffasern -" (Menge an abgeschiedenem Schlich-' temittel: 1,5 %)

9,5	9,
6,7	6,
21mg/100m	24mg/100
Kohlenstoff	Kohlenstoff
faser	faser

Vergleichsbeispiel 3

Es wurden CFRP-Barren auf die gleiche Weise, wie im Beispiel 1 beschrieben, hergestellt/ mit der Ausnahme, dass die Bestandteile 3 und 4 des Schlichtemittels in Beispiel l-(A) durch 10 Teile der folgenden Verbindung ersetzt wurden

CH₃-CH-CH₃

- 39 -

(hergestellt von Mats^ioto Yuchi Co., Ltd.). Die Sch.Uchteornulsiorir welche 5 %-" Feststoffe enthielt, bildete einen Niederschlag von 23 %'der enthaltenen Feststoffe (nach dem 10-tägigen Stehen bei Raumtemperatur) und die mit Schlichtemittel behandelten Kohlenstoffasern zeigten beim 1-stündigen Erwärmen auf ISÖ^C in Luft einen Gewichtsverlust von

■ '■; ' ι ^r

1,1 % und bildeten Flocken von 23 mg/100 m Kohlenstoffa-

2 ser. Der CFRP wies einen ILSS-Wert von 9,8 kg/mm bei

2
Raumtemperatur und von. 7,0 kg/mm bei 80⁰C auf. Somit sind die Ergebnisse denen von Beispiel 1 gemäss der Erfindung gegenüber im Bezug auf sämtliche bestimmten Faktoren unterlegen.

Vergleichsbeispiel 4 ;"

Die Herstellung einer Schlichteemulsion, die Behandlung .der Kohlenstofffasern mit derselben und die Bildung eines CFRP erfolgte auf die gleiche Weise, wie dies im Beispiel 1 beschrieben wird, mit der Ausnahme, dass der Bestandteil 3 der Schlichte im Beispiel 1-(A) durch die folgende substanz ersetzt wurde: i

Die Schlichteeirmlsionslösung, welche 5 % Feststoffe enthielt, bildete einen Miederschlag von 38 % Feststoffen

-

(nach dom lO-tägigen fU'.ehenlacsen bei Raumtemperatur); der Gpv? j chi; ve-rl u nt ol or Schlichteini tt el-Fes tot of f e (ofengetrocknet) beim Erwärmen auf IGO⁰C für die Zeitdauer von Stunde betrurj 0,21 %. Die Menge an Flocken der mit dem Roh]ichtomittel behandelten Kohlenstoffasern betrug 30 mg/100 rn Kohlenstoff asern; der CFRP-Rarren wies einen

IΓ.γ>:·;~Uext von 9,5 kg/mm bei Raumtemperatur und vor: 6,0 kg/mm bei RO⁰C auf. Dies bedeutet, dass wenn die Mo.1 <in?:ahl an zugegebenem Ethylenoxid unterhalb des gemäf:3 dor Erfindung spezifizierten Bereiches liegt, die Daten g'egonüber denen im Beispiel 1 in Bc-;zug auf alle best:! m F a!. t ο r ο η ν e ι. π c h 1 ο c h t ο r t sind.

Claims

HATENf- UND RECHT.3ANWAL-I fe

PATIENT/«NvVSLTG DIfH..-INC. W. EITUt:. > DR. r«-R. ΝΛΊ . K, I'1Or-K^-MANM ■" TSIF³UMNQ. W. LEHM

iLE£ . DR. Rf.! I. NAT. U. HANSCN ■ DR. R(TFi. NAT. I Ι.-Λ. rRAUNS · DIPL. INCi. K. C ,CIRO DIPL.-INC5. K. KOHUMAMN · RtOHiOANVVALT A. NK.TTE

37 459 m/fg

Tohο Beslon Co., Ltd. Tokyo / Japan

Wässriger» Schlichtemittel vom Emulsionstyp für Kohlenstoffasern, Verfahren zu dessen Herstellung und Anwenduiiysverf ahren ■

Patentansprüche

1. Wässriges Schlichtemittel vom"Emulsionstyp für Kohlenstoffasern, dadurch gekennzeichnet, dass es eine Verbindung entsprechend der allgemeinen Pcrmel (I) 5

1-V-3

-O-A-H (I)

worin A die Gruppe (C^H.O), oder

(C₀H.O) (C-,Η,-Ο) darstellt, v;obe-i 1 eine λ λ η j t> in

ZKhI vnn 18 bis 70, η eine zahl von .18 bis 70, und m

3ί-LU/χΓ.ira:.ΖΛ- -; . r>-«oc-o MONOnrrj tu · telefon conro otiOi:/ ■ τίτΐ-κχ os-HWiJiC) cpathfj · TP

eine zahl von 2 bis 50 bedeutet, und 1 ^ n/m = 35) eine Verbindung der allgemeinen Formel (II)

I-CH₂ (II)

worin R eine Gruppe C^H.,,,^ oder ^c _q ^H2q+r\^.

bedeutet, wobei q eine zahl von 10 bis 18 und ρ eine Zahl von 15 bis 70 darstellt, und ein Epoxyharz.

2. Schlichtem:! ttel gemäss Anspruch 1/ dadurch gekennzeichnet, dass der Anteil der Verbindungen entsprechend der allgemeinen Formeln (I) und (II) wie folgt ist:

ι £ Gewicht der Verbindung I ^ ₁

Gewicht der Verbindung fl

3. Schlichtemittel gemäss Anspruch 1, dadurch gekennzeichnenet, dass das Epoxyharz odor dessen Lösung, verdünnt mit einein Verdünnungsmittel, eine Viskosität von 100 bis 20.000 Poise bei 45⁰C aufwei st.

A. Sch 1 ichtemittcO. gemäns Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , dass das Epoxyharz ein Bisphenol-Typ, Phenol-Typ_f Vinylester-Typ, Ether-Typ oder Glyciäylamin-Typ-Epoxyharz, ein alicyclisches

Epoxyharz, epoxidiertes Polybutadien, epoxidierter Sorbit, Polyurethan-modifiziertes Epoxyharz oder ein Gemisch derselben darstellt.

5. Schlichtemittel gemäss Anspruch 1, dadurch

gekennzeichnet , dass es im weiteren einen zusätzlichen Bestandteil aus der Gruppe der Schmiermittel, Weichmacher, Verdünnungsmittel und Lösungsmittel umfasst.
10

6. Schlichtemittel gemäss Anspruch 1, dadurch ge k e η η ζ e i c h η e t , dass es 1 bis 50 Gewichtsteile der Verbindung der allgemeinen Formel (I), 0,05 bis 25 Gewichtsteile der Verbindung (II), und 50 bis 99 Gewichtsteile des Epoxyharze^ umfasst.

7. -Schlichtemittel gemäss Anspruch 1, dadurch

gekennzeichnet , dass es eirie Feststoffkonzentration von 30 bis 60 Gew.-% aufweist.

8. Schlichtemittel gemäss Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , dass es eine Feststoffkonzentration von 0.1 bis 20 Gew.-% aufweist.

9. Schlichtemittel gemäss Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass es im weiteren bis 25 Gewichtsteile eines Lösungsmittels für ein Epoxyharz umfasst.

'

10. Schlichtemittel gemäss Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass es mindestens ein

Schmiennittel, einen Weichmacher und/oder ein Verdünnungsmittel in einer Menge von 20 Gew.-%. oder darunter, bezogen auf das Epoxyharz, umfasst.

11. schlichtemittel gemäsf? Anspruch 1, dadurch

gekennzeichnet, dass die Menge des Verdünnungsmittels so gewählt wird/ dass das verdünnte Epoxyharz eine Viskosität von 100 bis 20.000 Pois, bei 45°C aufweist.
10

12. Schlichtemittel gemass Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet/ dass die Menge des Lösungsmittels so gewählt wird, dass das Gemisch der Bestandteile, mit Ausnahme von Wasser, eine Viskosität . von 100 bis 1.000 Poise bei 45⁰C besitzt.

13, Verfahren zur Herstellung eines wässrigen Schlichtemittels vom Emulsionstyp für Kohlenstoffasern, dadurch gekennzeichnet , dass man eine

)-A~H (I)

^ ^J J 1.3 ^- S'

Verbindung entsprechend der allgemeinen Formel (I), worin A eine Gruppe (C₂H₄O)₁ oder (C₂II₄O)_n(C₃HgO)₁₁₁ bedeutet, wobei 1 eine Zahl von 18 bis 70, η eine Zahl von 18 bis 70, und in eine zahl von 2 bis 50 darstellt, und 1 ^ n/m ^ 35; eine verbindung der allgemeinen Formel (II)

worin R eine Gruppe CgHoci+l oder ^c _a ^H2a+l\

bedeutet, wobei q eine Zahl von 10 bis 18 und ρ eine Zahl von 15 bis 70 darstellt, und ein Epoxyharz

erwärmt, vermischt und zur Phaseninversionsemulgierung V?asser zugibt.

14. Verfahren gemäss Anspruch 13, dadurch gekenn ζ ei c h η e t , dass die Verbindungen entsprechend der allgemeinen Formeln (I) und (II) und das Epoxyharz mit einer zusätzlichen Verbindung aus der Gruppe Schmiermittel, Verdünnungsmittel und Weichmacher vereinigt werden.

15. "Verfahren gemäss Anspruch .13, dadurch

gekennzeichnet , dass die Erwärmungstemperatur 40 bis 120 ⁰C betragt.

16. Verfahren gemäss Anspruch 13, dadurch gekennzei c h π e t , dass ein Lösungsmittel zu dem Gemisch zugegeben wird, um die Viskosität des Gemisches auf 100 bis 1,000 Poise bei 45°C einzustellen.

17. Verfahren zum Schlichten von Kohlenstoffasern, dadurch g e k e η η ζ e i c h η e t , dass man auf die Pasern ein Schlichteraittel aufbringt.-bzw. auf diecen abscheidet, welches folgende Komponenten umfasst:

eine Verbindung entsprechend der allgemeinen Formel (T)

(D

■O-A-H

TO worin A eine Gruppe (C^H^O), oder (C₀H.O) (C-JIj-O) bedeutet, wobei 1 eine Zahl von 18 bis 70, η eine Zahl von 18 bis 70, und m eine'zahl von 2 bis 50 darstellt, und 1 ^" n/m ^" 35; eine Verbindung entsprechend der allgemeinen por-. mel (II)

R-OfC₀H.Oi-CH₀CH-CH₀ (II)

■ worin R eine Gruppe CH oder C H bedeutet, wobei q eine Zahl von 10 bis 18 und ρ eine Zahl von 15 bis 70 darstellt, und ein Epoxyharz.

18. Schlichtverfuhren gemäss Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet , dass das Ablagern des Sch] ichtmnit·.tolö bei 10 bis 40⁰C durchgeführt wird, worauf ein 0,1- bis ,10~minütiger Trocknungsvorgang bei 8U-bis 2UÜ°C eriolgt.

.. Schlichtverfahren- gemäss Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet , dass die Feststoffkonzentration der: Schlichten*! ttels 0,1 bis 20 Gew,-% beträgt.

20. Schlichtverfahren gemäss Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet , dass Feststoffe des Schlichtemittels auf den Kohlenstoffasern in einer Menge von 0,1 bis 10 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht der Kohlenstoffasern, abgelagert bzw. abgeschieden werden.