DE3233230C2

DE3233230C2 - Wäßriges Schlichtemittel für Kohlenstoffasern, Verfahren zu dessen Herstellung und Anwendungsverfahren

Info

Publication number: DE3233230C2
Application number: DE3233230A
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: 1986-06-12
Also published as: JPS5841973A; GB2109794B; FR2512474B1; FR2512474A1; JPS6234876B2; DE3233230A1; GB2109794A; US4420512A

Abstract

Es wird ein wäßriges Schlichtemittel vom Emulsionstyp für Kohlenstoffasern offenbart, welches eine Verbindung entsprechend der allgemeinen Formel (I) (Formel 1) worin A die Gruppe (C ↓2H ↓4O) ↓1 oder (C ↓2H ↓4O) ↓n(C ↓3H ↓6O) ↓m darstellt, wobei 1 eine Zahl von 18 bis 70, n eine Zahl von 18 bis 70, und m eine Zahl von 2 bis 50 bedeutet, und 1 n/m 35; eine Verbindung der allgemeinen Formel (II) (Formel 2) bedeutet, wobei q eine Zahl von 10 bis 18 und p eine Zahl von 15 bis 70 darstellt, und ein Epoxyharz umfaßt. Außerdem wird ein Verfahren zur Herstellung des Schlichtemittels und ein Anwendungsverfahren unter Verwendung desselben offenbart. Das Schlichtemittel besitzt eine ausgezeichnete Emulsionsstabilität und Wärmestabilität und vermag außerdem den Kohlenstoffasern ausgezeichnete Bündlungseigenschaften zu verleihen.

Description

bedeutet, wobei q eine Zahl von 10 bis 18 und ρ eine Zahl von 15 bis 70 darstellt,
C) einem üblicherweise in Schlichtemitteln für Kohlenstoffasern verwendeten Epoxyhai-z, das ein einziges

Epoxyharz oder ein Gemisch von zwei oder mehreren Epoxyharzen darstellt, und gegebenenfalls mit

einem Verdünnungsmittel verdünnt ist, welches ein festes Epoxyharz verflüssigt oder die Viskosität eines

hochviskosen Epoxyharzes reduziert,
D) Wasser und gegebenenfalls
E) weiteren Bestandteilen aus der Gruppe der Schmiermittel, der weichmachenden Mittel sowie der reaktiven

und nichtreaktiven Verdünnungsmittel und der Lösungsmittel.

Hinsichtlich der Verbindungen entsprechend der allgemeinen Formel (I), worin A ein Ethylenoxidpolymer darstellt, beträgt die Molanzahl von zugegebenem Ethylenoxid (/) eine Zahl von 18 bis 70. Wenn die Molanzahl

wenigeres 18 oder mehr als 70 beträgt, so tendiert die Emulsionsstabilität dazu, sich aufgrund einer Verminderung der Emulsionsfähigkeit zu verschlechtern. In ähnlicher V/eise muß in den Fällen, wo A ein Blockpolymer von Ethylenoxid und Propylenoxid darstellt, die Molanzahl von zugegebenem Ethylenoxid (n) im Bereich von ^! 8 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 IS n/m S 35, vorzugsweise 10 ^ n/m S 25. Die gewünschte Emulsions-

Stabilität 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 Ethylenoxidpolymer oder Blockpolymer von Ethylenoxid und Propylenoxid dar. Eine besonders gute Emulsionsstabilität wird durch richtiges Auswählen der Molanzahlen an zugegebenem Alkylenoxid, in Abhängigkeit des speziellen verwendeten Epoxyharzes, erzielt. Wenn ein Epoxyharz mit einem großen Molekulargewicht

oder einer hohen Viskosität verwendet wird, kann eine gute Emulsionsstabilität des Schlichtemittels, welches eine Feststoffkonzentration (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 Feststoffgewicht des Schlichtemittels (Feststoffe: Substanzen mit Ausnahme von Wasser und Lösungsmittel), besonders bevorzugt von 3 Gew.-% oder darunter. Wenn z. B. Epoxyharz (Bisphenyl-A-diglycidylether mit

einem Molekulargewicht von ca. 380 und einem Epoxy-Äquivalent von 184-194) mit einer Viskosität von 12 bis 15 Pa · s bei 25⁰C verwendet wird, so beträgt die Molanzahl an zugegebenem Ethylenoxid geeigneterweise 20-25; wenn ein Epoxyharz (Bisphenyl-A-diglycidylether mit einem Molekulargewicht von ca. 900 und einem Epoxy-Äquivalent von 450-500) mit einer Viskosität von 0,165 bis 0,275 Pa · s bei 25°C als 40gew.-%ige Lösung von Diethyler.glycolmonobutylether verwendet wird, so ist die Molanzahl geeigneterweise 30 bis 50.

In der allgemeinen Formel (I) können sich die Gruppen

CH₃-CH und —Ο —Α —Η

in verschieder.sn Stellungen derTolylengruppe befinden. Bevorzugte Substitutionsstellungen sind die nachfolgenden:

CH

CH₃

Ο —Α —Η

CH₃

Ο —Α —Η

worin X darstellt

CH₃-CH-,

Repräsentativ tür die allgemeine Formel (I) sind die folgenden Verbindungen:

CH₃

O-(C₂H₄O J₅₅-H

CH₃

CH₃-CH-/V-O-(C₂H₄O)Jr-H

CH₃- CH-/V O-(C₂H₄Ofc—/CH₂- CH- o\— H

Q-(CH₂CH₂O^-H

CH₃

C H₃—C H —(||— O -(C₂H₄O )s- H

In der Verbindung entsprechend der allgemeinen Formel (II) liegt die Molanzahl an zugegebenem Ethylenoxid im Bereich von 15 bis 70, wobei 16 bis 30 besonders bevorzugt ist. Wenn weniger als 15 Mol der Emulsion zugegeben werden, so besteht die Tendenz, daß diese eine schlechte Emulgierfahigkeit 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. Der Substituent kann sich in beliebiger o-, m- oder p-Stellung befinden. Wenn die Alkylgruppe Kohlenstoffatome aufweist, die außerhalb des vorstehend beschriebenen Bereiches liegen, so besteht die Neigung dazu, daß die resultierende Emulsion eine verschlechterte Stabilität besitzt. Um ein Schlichtemittel mit einer besonderen guten Emulsionsstabilität zu erhalten, sollte/; erhöht werden, wenn q eine größere Zahl darstellt. Wie vorstehend für η und m beschrieben, kann die Molanzahl an zugegebenem Alkylenoxid experimentell bestimmt werden.

Repräsentative Beispiele entsprechend der allgemeinen Formel (II) umfassen die folgenden Verbindungen:

C₁₁H₂₃-^^V- O-(C H₂C H₂O JjO-CH₂C H CH₂

o ^

C₁₂H₂₅O-(C₂H₄O)₅O-CH₂CH CH₂ ^

ίο O I

C₁₂H₂₅O-(C₂H₄O)_n-CH₂-CH CH₂ |

\ / If

O %

C_nHj₅O-(C₂H₄O)₅T-CH₂-CH CH₂

²⁰ C₁₂H₂₅O-(C₂H₄O^o-CH₂-CH CH₂

²⁵ CnH₂₃-<f V-O-(C₂H₄Ok-CH₂-CH CH

30 C₁₇Hj₅-(^ V-O-(C₂H₄O)₃₁-CH₂-CH CH₂

Gemäß der Erfindung ist die kombinierte Verwendung der Verbindung der allgemeinen Formel (I) und der 35 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 (wie dies vorstehend erwähnt wurde) kann eine gute Emulsionsstabilität nicht erzielt werden, wenn man eine der beiden Verbindungen nicht verwendet.

Das Verhältnis der zwei verwendeten Verbindungen ist vorteilhafterweise wie folgt:

. _< Gewicht der Verbindung I _< .„
Gewicht der Verbindung II ~

besonders vorteilhaft

2 _< Gewicht der Verbindung I _< ,_
Gewicht der Verbindung II ~ *

und am meisten bevorzugt

, , ^. Gewicht der Verbindung I _<fi c ~ Gewicht der Verbindung II ~~

Wenn das Verhältnis der Verbindung (I) zur Verbindung (II) weniger als 1 beträgt, so ergibt sich eine ver-55 schlechterte Emulsionsstabilität. Wenn hingegen das Verhältnis von I zu II über 19 liegt, so ist die Emulsionsstabilität verschlechtert 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 Ver-60 bindung (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

und —f- -H—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 Ende

y 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 Funktion inne hat, die Verbindung (I) und das Harz physikochemisch zu binden. Dies scheint zu einer ausgezeichneten Stabilität zu führen, selbst bei einer niederen Feststoffkonzentration (0,1 bis 15 Gew.-%) bei welcher gewöhnliche Epoxyharz-enthaltende Emulsionen nicht stabil sind.

Die Verbindungen der allgemeinen Formel (I) können erhalten werden durch Zugabe von Ethylenoxid zu _f 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-substituiertem Phenyl-, ether mit Ethylenoxid und Umsetzung der terminalen Hydroxygruppe des erhaltenen Ethylenoxidalkylethers

ι oder Ethylenoxidalkyl-substituierten Phenylethers mit Epichlorhydrin.

Beispiele von Epoxyharzen, welche in das Schlichtemittel gemäß der Erfindung inkorporiert werden, umfassen solche, wie sie für konventionelle Schlichtemittel für Kohlenstoffasern verwendet worden sind. Das Epoxy-' harz, welches gemäß der Erfindung verwendet wird, kann ein einziges Epoxyharz, ein Gemisch von zwei oder

mehreren Epoxyharzen, oder ein Epoxyharz oder ein Gemisch von zwei oder mehreren Epoxyharzen darstellen, welche mit einem Verdünnungsmittel verdünnt sind (ein Verdünnungsmittel, welches ein festes Epoxyharz veri flüssigt oder die Viskosität eines hochviskosen Epoxyharzes reduziert, wie dies nachfolgend beschrieben wird).

J Das Epoxyharz, das Gemisch derselben und das mit einem Verdünnungsmittel verdünnte Epoxyharz besitzen

eine Viskosität von vorzugsweise 10 bis 2000 Pa · s, besonders bevorzugt von 50 bis 1500Pa- sbei45°C. Bei Verwendung von Kohlenstoffasern, welche mit dem Schlichtemittel gemäß der Erfindung behandelt worden sind, _t! zur Herstellung von Prepreg durch Imprägnieren der Fasern mit einem Harz, sind Epoxyharze mit einer Viskosität von 50 bis 200 Pa · s bevorzugt. Wenn die Fasern zur Herstellung eines Gewebes oder Filzes verwendet wer-' den, so netzt man bevorzugt Epoxyharze mit einer Viskosität von 50 bis 1000 Pa ■ s ein. Wenn die Viskosität des

( Epoxyharzes, des Epoxyharzgemisches oder des verdünnten Epoxyharzes weniger als 10 Pa · s beträgt, so besitzt das resultierende Schlichtemittel eine reduzierte Fähigkeit, den Kohlenstoffasern verbesserte Bündlungseigenschaften zu verleihen. Wenn jedoch die Viskosität über 2000 Pa · s liegt, so tendieren die mit einem derartigen j Schlichtemittel behandelte Kohlenstoffasern dazu, bei der Handhabung zu flocken.

^x Geeignete Epoxyharze umfassen z. B. Epoxyharze der Gycidylreihe, wie Epoxyharze vom Bisphenoltyp,

I welche erhalten werden durch Umsetzung einer Bisphenolverbindung (z. B. Bisphenol A, Bisphenol F, 2,2'-

i bis(4-Hydroxyphenyl)butan, 2,2'-bis(4-Hydroxyphenyl)hexafluoropropan, mit Epichlorhydrin. Epoxyharze,

¹ die sich in der Praxis als besonders geeignet erwiesen haben, umfassen Epoxyharze (Bisphenol-A-diglycidyl-

|s ether mit einem Molekulargewicht von ca. 380 bzw. ca. 900 und einem Epoxy-Äquivalent von 184-194 bzw.

t 450-500), phenolische Epoxyharze (z. B. Epoxyharze, wie sie durch Umsetzung von Phenolharz vom Novolak- f> Typ und Epichlorhydrin erhalten werden, (z. B. Epoxyharze von Phenol-Novolak-Typ mit einem Epoxy-Äquiva-

* lent von 172-179 bzw. 176-181); Epoxyharze vom Vinylestertyp (z. B. Epoxyharze, wie sie durch Umsetzung

t einer Vinylverbindung, wie Vinylacetat, Vinylchlorid, Styrol oder Acrylnitril und Glycidylmethacrylat erhalten

g werden), Epoxyharze vom Ethertyp (z. B. Mono-, Di- oder Triglycidylether von Polyolen, Polyetherpolyole oder

[ polyhydrische Phenole), Epoxyharze vom Glycidylamintyp, z. B.

¹ -■ N^NN'-Tetraglycidyl^'-diaminodiphenylrnethan,

N^N'-Triglycidyl^'-diaminodiphenylmethan,
¹ N^NiN'-Tetraglycidyl^^'-diaminodiphenylethan,

^r N^N'-Triglycidyl^'-diaminophenylethan,

N^N^N'-TetraglycidyM^'-diaminodiphenylpropan,

N,N,N'-Triglycidyl-4,4'-diaminoditoluylmethan;

Epoxyharze der Nicht-Glycidylreihe, wie alicyclische Epoxyharze (z. B. Bis-2,3-epoxycyclopentylether, 1,4-B is(2,3-epoxypropoxy)cy clohexan,

M-BisQ^-epoxybutoxyH-chlorocyclohexan, Di(epoxycoclohexan-carboxylat) von aliphatischen! Diol,

alicyclische Triepoxide), epoxidiertes Polybutadien,
t epoxidierten Sorbit; ·

,» Polyurethan-modifizierte Epoxyharze (z. B. Polyurethan-modifizierte Epoxyharze mit einem Epoxy-Äquivalent von 750-850 bzw. 210-250) und Gemische dieser Harze.

Weitere Bestandteile können zu dem Schlichtemittel gemäß der Erfindung zugegeben werden. Zum Beispiel ist es möglich, Schmiermittel zuzugeben (z. B. höhere aliphatische Amide, wie Oleinsäureamid, Stearinsäureamid, höhere aliphatische Alkohole, wie Oleylalkohol, Stearylalkohol, Cetylalkohol, Siliconöl, fluorhaltige Verbindungen; außerdem können zugegeben werden: weichmachende Mittel (z. B. Polyoxyethylenstearinsäureamid, Polyoxyethylenstearylester), Verdünnungsmittel, wie sie vorstehend beschrieben werden (z. B. reaktive Verdünnungsmittel, wie Phenylglycidylether, Cresylglycidylether, Ethylenglycoldiglycidylether, Trimethylolpropantriglycidylether, und nicht-reaktive Verdünnungsmittel, wie Nonylphenol, Tricresylphosphat). Diese Bestandteile werden in geeigneten Mengen zugegeben, je nach dem Endverwendungszweck, wobei die Gesamt-

, menge der Hilfsstoffe vorzugsweise nicht mehr a's 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

ι 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 bis 10 Gewichtsteile eines Lösungsmittels für ein Epoxyharz.

Das 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 werden Verbindung (1) und Verbindung (II), das Epoxyharz und - sofern dies erforderlich ist - Hilfsstoffe erwärmt (40 bis 120⁰C) und vermischt. Die Viskosität dieses Gemisches zur Emulgierung beträgt vorzugsweise 10 bis 100 Pa · s, besonders bevorzugt 50 bis 70 Pa · s bei 45 ⁰C. Sofern dies erforderlich ist, kann die Viskosität durch Zugabe eines Lösungsmittels für das

ίο Epoxyharz, wie Aceton, Methylethylketon, Methylcellosolve, Propylcellosolve, eingestellt 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 Phaseninversionsemulgierung zu bewirken und eine Emulsion mit der gewünschten Feststoffkonzentration zu erhalten. Es ist 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 Fesisioffkonzentration beträgt gewöhnlich 0,1 bis 20 Gew.-%, vorzugsweise 0,5 bis 5 Gew.-%.

Das Schlichtemittel gemäß der Erfindung wird auf gewöhnliche Kohlenstoffasern aufgetragen, weiche wie folgt hergestellt werden: Erwärmen eines Perkursors aus Rayon, Pech oder acrylischen Filamenten auf 1000 bis 1500⁰C unter Bildung von Kohlenstoffasern oder im weiteren auf 1500 bis 3000⁰C 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 Stränge aus 500 bis 100000 Filamenten angewandt.
Zur Ablagerung bzw. zum Auftragen des Schlichtemittels gemäß der Erfindung auf die Kohlenstoffasern können konventionelle Verfahren angewendet werden. So ist es z. B. möglich, das Walzen-Schlichtverfahren, das Walzen-Tauchverfahren, das Spray-Verfahren, anzuwenden. Nach Ablagerung des Schlichtemittels bei einer Temperatur von im allgemeinen 10 bis 4O⁰C werden das Wasser und das Lösungsmittel durch Trocknen entfernt, um die Schlichtbehandlung abzuschließen. Das Trocknen wird unter Bedingungen durchgeführt, daß das Epoxyharz nicht gehärtet oder zersetzt wird, d. h. gewöhnlich bei ca. 80 bis 200⁰C für einen Zeitraum von 0,1 bis 10 Minuten. Die Menge an niedergeschlagenem bzw. abgelagertem Schlichtemittel beträgt gewöhnlich 0,1 bis 10 Gew.-% als Feststoff (Verbindungen (I) und (II) und Epoxyharz), vorzugsweise 0,5 bis 5 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht der behandelten Kohlenstoffasern.

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 Polyämidharzes und eines ungesättigten Polyesterharzes, oder eines thermoplastischen Harzes, wie Polyamidharzes, oder eines Polyesterharzes, um einen faserverstärkten Verbundstoff zu erhalten, der sich für die Herstellung eines Wärmeformartikels eignet.

Die vorliegende Erfindung wird durch die folgenden Beispiele und Vergleichsbeispiele näher 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.

Beispiel 1

(A) Herstellung einer Schlichtemittelemuision

Mischungsteile

1. Bisphenol-A-diglycidylether mit einem Molekulargewicht 70 Teile

von ca. 380 und einem Epoxy-Äquivalent von 184-194;

2. Bisphenol-A-diglycidylether, mit einem Molekulargewicht von 20 Teile

ca. 900 und einem Epoxy-Äquivalent von 450-500;

3. CH₃-CH-J^ 3— 0(CH₂CH₂O)₂₅H 7 Teile

4. C₁₂H₂₅O-(C₂H₄O)_n-CH CH₂ 3 Teile

O

5. Wasser 90 Teile

6. Methylethylketon 10 Teile

Von den vorstehend beschriebenen Bestandteilen wurden 1,2,3,4 und 6 vorher auf 50 °C erwärmt, gemischt und in einen Behälter gegeben. Das Gemisch wurde zum Entschäumen stehengelassen. Das entschäumte Gemisch wurde bei 50000 Upm in einem Hochgesehwindigkeitshomogcnisiergcrät bei 50 bis 60⁰C heftig gerührt, und Wasser (5) portionsweise mit einer Geschwindigkeit von 2 bis 4 Gew.-Teilen/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 Fes'stoffkonzentration von 50% erhalten. Wenn diese Emulsion weiter mit Wasserauf 57'. verdünnt und bei Raumtemperatur 10 Tage stehengelassen wurde, so schieden sich nur 3% Feststoffe in der Eoiulsion ab. Somit wurde die Emuisionsstabilität als gut bewertet. Wenn man die Emulsionsfeststoffe im Ofen bei 105 ⁰C trocknete und in Luft 1 Stunde lang bei 180 °C behandelte, so betrug der Gewichtsverlust nur 0,1%.

(B) Schlichten von Kohlenstoffasern und Herstellung eines Formteiles
unter Verwendung der mit dem Schlichtemittel behandelten Kohlenstoffasern:

Nicht mit einem Schlichtemittel behandelte Kohlenstoffasern, die durch Kalzinieren bei 1300⁰C erhalten worden waren (6000 Filamente; Zugfestigkeit: 350 kg/mm²; Modul: 23 700 kg/mm²) wurden durch ein Emulsionsbad geschickt, welches gemäß (A) erhalten und mit Wasser auf eine Feststoffkonzeniration von 20 g/l verdünnt worden war; die Fasern wurden bei 130 ⁰C 2 Minuten lang in Luft getrocknet, um das Wasser zu entfernen. Die Menge der als Feststoffe abgeschiedenen Emulsion betrug 1,4%, bezogen auf die Kohlenstoffasern.

Wenn man die auf diese Weise schlichtebehandelten Kohlenstoffasern in Luft bei 180⁰C 1 Stunde lang hitzebehandelte, um den Gewichtsverlust beim Erhitzen zu messen, wurde dieser mit 0,05% bestimmt. Somit zeigten die Fasern eine ausgezeichnete Wärmestabilität. Die wie vorstehend behandelten Kohlenstoffasern passierten zwei Bahnen aus Urethanschwamm (10 mm dick) unter einem Druck von 6,l/cm² mit einer Geschwindigkeit von 15 m/Min. Dies wurde durchgeführt, um das Gewicht der Flocken zu bestimmen, welches nur 10 mg/ 100 m Kohlenstoffaser betrug.

Es wurde dann ein Prepreg hergestellt unter Verwendung der erhaltenen Kohlenstoffasern und einer Matrix eines Harzsystems aus 70 Teilen Epoxydharz (Bisphenol-A-diglycidylether mit einem Molekulargewicht von ca. 380 und einem Epoxy-Äquivalent von 184-194), wie vorstehend unter (A) 1 beschrieben, 30 Teilen Polyurethan-modifiziertes Epoxyharz mit einem Epoxy-Äquivalent von 176-186, und 3 Teilen Bortrifluoridmonoethylamin. wobei die Kohlenstoffasern in einer Richtung angeordnet wurden. Die Penetrationseigenschaften des Harzes in die Räume zwischen den Kohlenstoffasern war so gut, daß ein gutes Prepreg in kurzer Zeit hergestellt wurde.

12 Schichten der auf diese Weise hergestellten Prepregs wurden in einer Formdicke von 3 mm laminiert, wobei die Kohlenstoffasern in einer Richtung angeordnet wurden; im folgenden erfolgte Kompressionspressen in einer Mctallform bei 130⁰C und 70 kg/cnr für eine Zeitdauer von I¹ Λ Stunden, um einen Stab bzw. Barren aus Kohlenstoffasern-verstärktem KunststotT(CFRP) herzustellen. Die interlaminare Scherfestigkeit (ILSS) des CFRP, bestimmt bei Raumtemperatur (25⁰C) gemäß ASTM D-2344, betrug 10,9 kg/mnr ; bei Durchführung der Messung bei 80⁰C betrug der Wert 8,1 kg/mm².

Diese Werte waren die gleichen wie die ILSS-Werte von CFRP, welches unter Verwendung von Kohlenstofffasern erhalten wurde, auf welchen 1,4% Feststoffe des Schlichtematerials abgeschieden waren, wobei das Schlichten der Kohlenstoffasern 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 Adhäsion erzielt.

Beispiel 2

Mischungsteile

1. Epoxyharz (Bisphenol-A-diglycidylether, mit einem Molekular- 50 Teile
gewicht von ca. 330 und einem Epoxy-Äquivalent vun 181-191;

2. Epoxyharz vom Phenol-Novolak-Typ mit einem Epoxy- 40 Teile
Äquivalent von 172-179

3. CH₃-CH-T ϊτ— 0-(C₂H₄O^-YCH₂-CH-OX—H 8 Teile

iiH:j—κ y—0—(CHiCH₂OkFj—CH₂CH CH₂ 2 Teile

5. Wasser 90 Teile

6. Methylcellosolve 10 Teile

Es wurde ein Schlichtemittel (Feststoffe: 50%) der vorstehend beschriebenen Formulierung hergestellt und Kohlenstoffasern damit a-;f die gleiche Weise wie in Beispiel 1 angegeben behandelt; im folgenden wurden Prepregs und daraus eine CFRP-Stange bzw. ein Barren gebildet. Der CFRP zeigte einen ILSS-Wert von 10,8 kg/

mm² bei bei Raumtemperatur und von 8,0 kg/mm² bei 80 ⁰C, und bewies auf diese Weise gute Eigenschaften des

Verbundmaterials.

Wenn eine 5%ige Schlichteemulsionslösung der vorstehend genannten Zusammensetzung bei Raumtemperatür 10 Tage lang stehengelassen wurde, so präzipitierten 2% der Feststoffe.

Beim Trocknen dieses Schlichtemittels vom Emulsionstyp im Ofen bei 105 ⁰C und Wärmebehandlung in der Luft bei 180 °C fur 1 Stunde betrug der Gewichtsverlust nur 0,1 %. Ebenso zeigten Kohlenstoffasern, die mit dtm Schlichtemittel behandelt worden waren, beim Erwärmen unter den gleichen Bedingungen einen Gewichtsverlust von 0,08%, und wiesen damit eine ausgezeichnete Wärmestabilität auf. Außerdem betrug die Menge der Flocken, die auf dieselbe Weise wie in Beispiel 1 bestimmt wure, 9 mg/100 m Kohlenstoffaser und bewiesen damit deren gute Bündlungseigenschaften.

Beispiel 3

Mischungsteile

1. Epoxidiertes Polybutadien 50 Teile

2. Epoxyharz (Bisphenol-A-diglycidylether mit einem Molekular- 30 Teile gewicht von ca. 380 und einem Epoxy-Äquivalent von 184-194)

25 CH

15 Teile

4. Ci₂H₂SO-(C₂H₄O)₅O-CHjCH

U. JJ j'

-CH₂ 5 Teile

5. Wasser 92 Teile

6. Isopropylcellosolve 8 Teile

Die Bereitung einer Schlichtemittelemulsion, die Behandlung der Kohlenstoffasern mit derselben und die Herstellung einer CFRP-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 Feststoffe 4,5%. Beim Trocknen des Schlichtemiltels vom Emulsionstyp im Ofen bei 105⁰C und Wärmebehandlung in Luft bei 180⁰C während 1 Stunde betrug der Gewichtsverlust durch Erwärmen 0,15%. Außerdem zeigten Kohlenstoffasern, die mit dem Schlichtemitlel behandelt worden waren, beim Erwärmen auf 180⁰C während 1 Stunde einen Gewichtsverlust von 0,06%; und die Menge der Flocken der Kohlenstoffasern betrug 5 mg/100 m Kohlenstoffaser. Die erhaltene CFRP-Stange bzw. Schiene wies einen ILSS-Wert von 10,7 kg/mm² bei Raumtemperatur und von 7,7 kg/mm² bei 80⁰C auf.

Beispiel 4

Mischungsteile

1. Polyurethan-modifiziertes Epoxyharz mit einem Epoxy- 40 Teile Äquivalent von 210-250

2. Epoxyharz vom Tetraglycidylamin-Typ 40 Teile

3. Polyurethan-modifiziertes Epoxyharz mit einem Epoxy- 8 Teile ti5 Äquivalent von 750-850

CH₃

0-(C₃H₄O)^H

10 Teile

5. C₁₇H₃₅O-(C₂H₄O)Jj-CH₂CH CH₂

6. Wasser

7. Isopropylcellosolve

92 Teile
8 Teile

Die Herstellung einer Schlichteemulsion, die Behandlung der Kohlenstoffasern mit derselben und die Bildung eines CFRP-Barrens unter Verwendung der Kohlenstoffasern erfolgte 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 ließ, so präzipitierten dabei 3,7% der Feststoffe. Beim Trocknen des Schlichtemittels vom Emulsionstyp im Ofen bei 105⁰C und Wärmebehandeln in Luft bei ISO⁰C während 1 Stunde betrug der Gewichtsverlust durch Erwärmen 0,12%. Die Kohlenstoffasern, die mit dem Schlichtemittel behandelt worden waren, zeigten beim Erwärmen auf 180 ⁰C für einen Zeitraum von 1 Stunde ebenfalls einen Gewichtsverlust von 0,05%; die Menge der Flocken der Kohlenstoffasern betrug 8 mg/100 m Kohlenstoffaser. Der gebildete CFRP-Bar en wies einen ILSS-Wert von 10,6 kg/mm² bei Raumtemperatur und von 7,7 kg/mm² bei 8O⁰C auf.

Vergleichsbeispiel 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 Tabelle angegeben sind, um die präzipitierten Teilchen der Emulsionen zu bestimmen.

Tabelle 1

Versuch Nr.
1 2

Verbindung 3 verwendet im Beispiel 1 Verbindung 4 verwendet im Beispiel 1 Menge an präzipitierten Emulsionspartikeln

10 Teile
0 Teile
9%

0 Teile
10 Teile

92%

Im weiteren wurden Kohlenstoffasern mit der Zusammensetzung von Versuch Nr. 1 auf die gleiche Weise, wie im Beispiel l-(B) beschrieben, behandelt und daraus ein CFRP-Barren hergestellt. Dieser CFRP-Barren bzw. Schiene wies einen ILSS-Wert von 9,8 kg/mm² bei Raumtemperatur und von 6,8 kg/mm² in Luft von 8O⁰C auf. Diese Ergebnisse zeigen, daß Schlichtemittel, welche keine der Verbindungen 3 oder 4 enthalten, eine große Menge an Emulsionsteilchen-Niederschlag bilden und ihnen daher die Emulsionsstabilität fehlt, was zu niederen ILSS-Werten des CFRP führt und die physikalischen Eigenschaften des CFRP nachteilig beeinflußt.

Vergleichsbeispiel 2

F.mulsionen und CFRP-Barren wurden auf die gleiche Weise, wie im Beispiel 1 beschrieben, hergestellt, mit der Ausnahme, daß die Bestandteile 3 und 4 des Schlichtemittels durch ein allgemein bekanntes oberflächenaktives Mittel, Polyethylenglycollaurylether (25 Mol) ersetzt wurde. Diese wurden auf die gleiche Weise 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 schlechtere Ergebnisse ergab im Vergleich zu Beispiel 1, und zwar im Hinblick auf die Emulsionsstabilitiil, physikalischen Eigenschaften des CFRP und SchlichteelTektes.

Tabelle 2

Polyethylenglykollaurylether anstelle von Verbindung 3 in Beispiel 1

Verbindung 4 in Beispiel 1

Menge an präzipitierten Emulsionsteilchen

Gewichtsverlust der Emulsionsfeststoffe beim Erwärmen für 1 Stunde bei 180⁰C in Luft

ILSS des CFRP bei Raumtemperatur bei 8O⁰C

Flocken der mit Schlichtemittel behandelten Kohlenstoffasern (Menge an abgeschiedenem Schlichtemittel: 1,5%)

Versuch Nr.
3

10 Teile

7 Teile

0 Teile	3 Teile
18%	17%
1,6%	1,7%
9,5 6,7	9,7 6,9
21 mg/100 m Kohlenstoff faser	24 mg/100 m Kohlenstoff 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 HA) durch 10 Teile der folgenden Verbindung ersetzt wurden:

0-(CH₂CH₂OV-H

Die Schlichteemulsion, welche 5% Feststoffe enthielt, bildete einen Niederschlag von 23% der enthaltenen Feststoffe (nach dem lOtägigen Stehen bei Raumtemperatur) und die mit Schlichtemittel behandelten Kohlenstoffasern zeigten beim 1 stündigen Erwärmen auf 18O⁰C in Luft einen Gewichtsverlust von 1,1% und bildeten Flocken von 23 mg/100 Kohlenstoffaser. Der CFRP wies einen ILSS-Wert von 9,8 kg/mm² bei Raumtemperatur und von 7,0 kg/mm² 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 Kohlenstoffasern mit derselben und die Bildung eines CFRP erfolgte auf die gleiche V.'eise. wie dies im Beispiel 1 beschrieben wird, mit der Ausnahme, daß der Bestandteil 3 der Schlichte im Beispiel l-(A) durch die folgende Substanz ersetzt wurde:

CH₃-CH

0(CH₂CH₂O)I₂H

Die Schlichteemulsionslösung, welche 5% Feststoffe enthielt, bildete einen Niederschlag von 38% Feststoffen (nach dem lOtägigen Stehenlassen bei Raumtemperatur); der Gewichtsverlust der Schlichtemittel-Festslofl'e

(ol'cngclrockneUbcim Erwärmen aufl80°C für die Zeitdauer von 1 Stunde betrug 0,21%. Die Menge an Flocken
der mit dem Schlichtemittel behandelten KohlcnstolTasern betrug 30 mg/U)U m KohlcnstolTasern; der
CFRP-Barren wies einen ILSS-Wert von 9,5 kg/mnr bei Raumtemperatur und von 6,9 kg/mm² bei 80⁰C auf.
Dies bedeutet, daß wenn die Molanzahl an zugegebenen Ethylenoxid unterhalb des gemäß der Erfindung spezifizierten Bereiches liegt, die Daten gegenüber denen im Beispiel 1 in Bezug auf alle bestimmten Faktoren verschlechtert sind.

Claims

Patentansprüche:

1. Schlichtemittel für Kohlenstoffasern, bestehend aus einer wäßrigen Emulsion, die sich zusammensetzt aus:

A) einer Verbindung der Formel (I) \

Ο —Α —Η

worin A die Gruppe (C₂H₄O), oder (C₂H₄O)_n(CjH₆O)_n, darstellt, wobei / eine Zahl von 18 bis 70, η eine Zahl von 18 bis 70, und m eine Zahl von 2 bis 50 bedeutet, und 1 < n/m < 35; B) einer Verbindung der Formel (II)

R-O-(C₂H₄O)₇-CH₂CH CH₂

worin R eine Gruppe C,H₂,₊ i oder

(II)

bedeutet, wobei q eine Zahl von 10 bis 18 und ρ eine Zahl von 15 bis 70 darstellt, einem üblicherweise in Schlichtemitteln für Kohlenstoffasern verwendeten Epoxyharz, das ein einziges Epoxyharz oder ein Gemisch von zwei oder mehreren Epoxyharzen darstellt, und gegebenenfalls mit einem Verdünnungsmittel verdünnt ist, welches ein festes Epoxyharz verflüssigt oder die Viskosität eines hochviskosen Epoxyharzes reduziert,
Wasser und gegebenenfalls

weiteren Bestandteilen aus der Gruppe der Schmiermittel, der weichmachenden Mittel sowie der reaktiven und nichtreaktiven Verdünnungsmittel und der Lösungsmittel.

2. Schlichtemittel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Anteil der Verbindungen entsprechend den Formeln (I) und (II) wie folgt ist:

1 <

Gewicht der Verbindung I Gewicht der Verbindung II

< 19.

3. Schlichtemittel nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Epoxyharz oder dessen Lösung, verdünnt mit einem Verdünnungsmittel, eine Viskosität von 10 bis 2000 Pa · s bei 45°C aufweist.

4. Schlichtemittel nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Epoxyharz ein solches vom Bisphenol-Typ, Phenol-Typ, Vinylester-Typ, Ether-Typ oder Glycidylamin-Typ, ein alicyclisches Epoxyharz, ein epoxidiertes Polybutadien, ein epoxidierter Sorbit, ein Poiyurethan-modifiziertes Epoxyharz oder ein Gemisch solcher Epoxyharze ist.

5. Schlichtemittel nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß es 1 bis 50 Gewichtsteile der Komponente A). 0,05 bis 25 Gewichtsteile der Komponente B) und 50 bis 99 Gewichtsteile der Komponente C) enthält.

6. Schlichtemittel nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß es eine Feststoffkonzentration von 3D bis 60 Gew.-% aufweist.

7. Schlichtemittel nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß es eine Feststoffkonzentration von 0,1 bis 20 Gew.-% aufweist.

8. Verfahren zur Herstellung des Schlichtemittels nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man die Komponenten A) bis C) und gegebenenfalls die Hilfsstoffe E) auf 40 bis 120⁰C erwärmt und vermischt und dann dem erhaltenen Gemisch portionsweise unter kräftigem Rühren Wasser zugibt, um eine Phaseninversionsemulgierung zu bewirken.

9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Viskosität des für die Emulgierung vorgesehenen Gemisches durch Zugabe von Lösungsmittel auf 10 bis 100 Pa · s bei 45°C eingestellt wird.

10. Verfahren zum Schlichten von Kohlenwasserstoffasern, dadurch gekennzeichnet, daß ein Schlichtemittel nach einem der Ansprüche 1 bis 7 auf die Fasern aufgebracht oder auf diesen abgeschieden wird.

11. Schlichteverfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Ablagern des Schlichtcmittcls bei 10 bis 40⁰C durchgeführt wird, worauf ein 0,1- bis lOminüliger Trocknungsvorgang bei 80 bis 200⁰C erfolgt.

12. Schlichteverfahren nach einem der Ansprüche 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Feststelle

des Schiichtemittels auf den KohlenstofTasern in einer Menge von 0,1 bis 10 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht der KohlenstofTasern, abgelagert oder abgeschieden werden.

Die Erfindung betrifft ein wäßriges Schlichtemittel für KohlenstofTasern, ein Verfahren zu dessen Herstellung sowie ein Anwendungsverfahren unter Verwendung desselben. Insbesondere betrifft die Erfindung ein Schlichtemittel, welches eine ausgezeichnete Emulsionsstabilität aufweist, die Bündlungseigenschafien der KohlenstofTasern verbessert, eine ausgezeichnete Wärmestabilität besitzt, und welches bei der Verwendung zur Behandlung von KohlenstofTasern die physikalischen Eigenschaften des Verbundmaterials, welches die behandelten KohlenstofTasern enthält, verbessert.

Kohlenstofffasern werden im allgemeinen in Form von Filamenten oder in Form eines Kabels (ein Bündel von mehreren Hundert bis mehreren Hunderttausend Filamenten) hergestellt. Die Filamente oder das Kabel werden im allgemeinen in Form einer Bahn oder eines Bandes, hergesteilt durch Anordnen der Filamente in einer Richtung und Durchführung einer Adhäsionsveraibeitung, 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 Kohlenstoffasern in einer derart produzierten Form die Tendenz, daß eine Flockung (fluffing) auftritt, was zu einer Verschlechterung bei deren Handhabung führt. Um dieses Flockigwerden der KohlenstofTasern zu verhindern, wird gewöhnlich ein Schlichtemitte] oder Leimungsmittel auf die Kohlenstofffasern aufgebracht, um deren Bündlungseigenschaften zu verbessern.

Schlichtemittel für Kohlenstoffasern werden in zwei Gruppen eingeteilt. Eine Gruppe stellt den Lösungstyp dar und wird z. B. in US-PS 38 06 489,39 14 504 und 38 37 904 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 42 19 457 beschrieben; dieser Typ umfaßt das vorstehend beschriebene organische Harz, welches mit Hilfe eines Emulgiermittels in Wasser dispergiert ist. Die Schlichtemittel vom Lösungstyp erfordern eine große Menge an organischem Lösungsmittel und sind daher vom ökonomischen und hygienischen sowie vom Sicherheitsstandpunkt her gesehen nachteilig. Demzufolge verwendet man üblicherweise Schlichtemittel vom Emulsionstyp.

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

Außerdem wird die Wärmestabilität des Schlichtemittels durch die Wirkungen des verwendeten Emulgiermittels reduziert. Dies führt zu einer Verschlechterung der physikalischen Eigenschaften eines mit Kohlenstofffasern verstärkten Verbundmaterials. Diese Effekte erhält man z. B. bei Verwendung von Kohlenstoffasern, 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 Kohlenstoffasern zur Verfugung zu stellen, welches über eine ausgezeichnete Emulsionsstabilität und Wärmestabilität verfügt, den Kohlenstoffasern ausgezeichnete Bündlungseigenschaften verleiht, und die physikalischen Eigenschaften des Verbundmaterials, welches die mit dem Schlichtemittel behandelten Kohlenstoffasern enthält, verbessert, sowie außerdem ein Verfahren zu dessen Herstellung, und ein Anwendungsverfahren zu schaffen.

Die vorstehende Aufgabe wird durch das eingangs genannte wäßrige Schlichtemittel, bestehend aus einer wiißrigen Emulsion gelöst, die sich zusammensetzt aus:

A) einer Verbindung der Formel (I)

CH₃

Ο —Α —Η

worin A die Gruppe (C₂H₄O), oder (C₂H₄O)_n(C₁H₆O),,, darstellt, wobei / eine Zahl von 18 bis 70, η eine Zahl von 18 bis 70, und m eine Zahl von 2 bis 50 bedeutet, und 1 < n/m < 35;
B) einer Verbindung der Formel (II)

R-O-^C₂H₄O)-CH₂CH CH₂

worin R eine Gruppe

oder