DE4130077A1 - Mittel zur beschichtung von glasfasern - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Mittel zur Beschichtung von Glasfasern, wie Glasseidenspinnfäden, Glasstapelfasern, Glasseidengewebe, Glasfasermatten oder Mineralwolle, wie sie in der Glas-, Baustoff- und Kunststoffindustrie Anwendung finden.

Glasfasern werden üblicherweise unmittelbar nach dem Ziehen zum Schutz vor mechanischen Beanspruchungen, wie Abrieb oder Bruch, und zur Verbesserung der Gleiteigenschaften sowie der oberflächen­ chemischen Verträglichkeit gegenüber verschiedensten Verbundwerk­ stoffkomponenten mit Überzügen versehen.

Gebräuchlich sind hierzu Silanhaftmittel oder Chrom-Methacrylat- Komplexsalze, die sogenannten Chromschlichten, die inform von verdünnten Lösungen in Isopropanol oder wäßrigem Ammoniak ins­ besondere zur Herstellung von Kunststofflaminaten auf der Basis von ungesättigten Polyesterharzen, Epoxidharzen, Phenolharzen und Acrylharzen angewendet werden. Diese Hilfsmittel beeinflussen zwar die unmittelbare Verarbeitbarkeit der Glasfasern, bieten jedoch keinen längerfristigen Schutz der Fasern gegenüber aggressiven Medien.

In der Erfindungsschrift SU 5 95 351 wird auch eine Schutzschicht, bestehend aus einem Methacrylatcopolymer, Epoxid-Dian-Harz, Hydro­ chinon und Dimethylanilin, beschrieben, die jedoch die Verwendung von organischen Lösungsmitteln erfordert und somit für den Glas­ seidenspinnprozeß ungeeignet ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, durch eine neues Mittel zur Beschichtung von Glasfasern, deren Widerstandsfähigkeit gegen­ über aggressiven Medien, insbesondere deren Säurebeständigkeit, zu verbessern.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Mittel gelöst, das aus einer Proteinlösung (Casein, Gelatine) und 1 bis 80 Ma.-%, bezogen auf den Feststoffgehalt des Proteins, eines Härtungsmittels be­ steht. Der Proteingehalt der Lösung beträgt dabei 2 bis 25 Ma.-%.

Als Härtungsmittel eignen sich aliphatische Aldehyde (zum Beispiel Form-, Acet-, Propion-, Butyraldehyd) und aromatische Aldehyde wie Benz-, o- und p-Hydroxyanisaldehyd.

Als weitere Härtungsmittel sind Cyanursäurechlorid und Chromat­ ionen liefernde Verbindungen wie Ammoniumdichromat einsetzbar.

Durch diese erfindungsgemäße Kombination von Proteinen, die bisher zur Beschichtung von anorganischen-nichtmetallischen Fasern keine Anwendung fanden, und Härtungsmitteln wird eine chemische Modifi­ zierung der Proteinkomponente erreicht, die gravierende Eigen­ schaftsänderungen zur Folge hat. Diese gehärteten Proteine bilden auf den Glasfasern festhaftende, mechanischen Beanspruchungen standhaltende Schutzschichten, die sich durch eine hohe chemische Stabilität gegenüber dem Angriff aggressiver chemischer Medien auszeichnen.

Die Erfindung wird anhand der nachstehenden Beispiele noch näher erläutert.

Beispiel 1 Herstellung der Caseingrundlösung

800 g Casein, 76 g Borax und 0,2 g E 20 (Natrium-Alkansulfonat mittlerer Kohlenstoff-Kettenlänge, Hersteller Leuna-Werke) werden mit 2120 g Wasser gemischt und 4,5 Stunden bei 50 bis 60°C ge­ rührt. Nach dem Abkühlen ist diese Lösung verwendbar und durch die Zugabe von 6,0 g Phenol über Wochen lagerfähig.

• a) E-Glasseiden-Spinnfäden werden mit dieser Caseingrundlösung (Feststoffgehalt 7,0 Ma.-%) beschichtet und anschließend zwei Stunden bei 130°C getrocknet.
• b) 10 Teilen der Caseingrundlösung wird 1 Teil einer 3-%igen Ammoniumdichromat-Lösung zugefügt. Mit dieser Lösung werden dann die E-Glasseiden-Spinnfäden beschichtet und anschließend bei 130°C getrocknet.
• c) Der Caseingrundlösung werden unter Rühren 3 Ma.-% Propion­ aldehyd zugegeben. Die E-Glasseiden-Spinnfäden werden mit die­ ser Lösung beschichtet und danach bei 130°C getrocknet.

Zur Stabilitätstestung werden jeweils 20 m dieser beschichteten Glasseiden-Spinnfäden für 10 Wochen bei Raumtemperatur der Einwir­ kung von 200 ml 2,5-%iger H₂SO₄ ausgesetzt und anschließend die aus dem Glas herausgelöste Al³⁺-Ionenkonzentration atomabsorptionsspek­ troskopisch gemessen.

Während aus der unbeschichteten E-Glasfaser unter diesen Bedingun­ gen 3,15 mg Al³⁺-Ionen/ml 2,5-%iger H₂SO₄ herausgelöst werden, sind es bei den mit dem gehärteten Casein beschichteten Glasfasern nur noch 1,54 mg Al³⁺-Ionen/ml 2,5-%iger H₂SO₄.

Beispiel 2 Herstellung der Gelatinegrundlösung

200 g Gelatine werden in 1500 g Wasser bei Raumtemperatur minde­ stens drei Stunden unter gelegentlichem Umrühren gequollen. An­ schließend wird die Gelatine wiederum unter gelegentlichem Umrüh­ ren bei 40 bis 60°C aufgeschmolzen, so daß eine klare kolloidale Lösung entsteht.

• a) Dieser Gelatinegrundlösung werden ebenfalls bei 40 bis 60°C 160 g in 500 g Wasser gelöstes Cyanursäurechlorid zugesetzt. Mit dieser, einen Gelatineanteil von 8 Ma.-% aufweisenden Lösung werden E-Glasseiden-Spinnfäden beschichtet und anschlie­ ßend zwei Stunden bei 130°C getrocknet.
• b) E-Glasseiden-Spinnfäden werden mit der Gelatinegrundlösung be­ schichtet und dann zwei Stunden bei 130°C getrocknet.

Zur Stabilitätstestung werden jeweils 20 m dieser beschichteten Glasseiden-Spinnfäden für 10 Wochen bei Raumtemperatur der Einwir­ kung von 200 ml 2,5-%iger H₂SO₄ ausgesetzt und anschließend die aus dem Glas herausgelöste Al³⁺-Ionenkonzentration atomabsorptionsspek­ troskopisch gemessen.

Während aus den mit der Gelatinegrundlösung beschichteten E-Glas­ seiden-Spinnfäden unter diesen Bedingungen 1,67 mg Al³⁺-Ionen/ml 2,5-%iger H₂SO₄ herausgelöst werden, sind es bei den mit der ausge­ härteten Gelatine beschichteten Glasfasern nur noch 1,19 mg Al³⁺-Ionen/ml 2,5-%iger H₂SO₄.

Claims (3)

1. Mittel zur Beschichtung von Glasfasern, dadurch gekennzeichnet, daß es aus einer wäßrigen Proteinlösung mit einem Proteingehalt von 1 bis 25 Ma.-% und 1 bis 80 Ma.-%, bezogen auf den Fest­ stoffgehalt des Proteins, eines Härtungsmittels besteht.

2. Mittel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Protein Casein oder Gelatine eingesetzt werden.

3. Mittel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Här­ tungsmittel aliphatische oder aromatische Aldehyde, Cyanur­ säurechlorid oder Chromationen darstellen.