FI58905B

FI58905B - Belagda glasfibrer

Info

Publication number: FI58905B
Application number: FI752765A
Authority: FI
Inventors: Fred Gerhard Krautz
Original assignee: Owens Corning Fiberglass Corp
Priority date: 1974-10-03
Filing date: 1975-10-03
Publication date: 1981-01-30
Also published as: AU8416975A; FR2286800B1; DK448275A; NL7511691A; CA1096524A; SE7510989L; NO148716C; NO753348L; FI58905C; JPS5938173B2; DE2538059A1; JPS5164092A; AU497781B2; GB1522148A; BR7505726A; IT1043063B; SE410444B; FI752765A; FR2286800A1; NO148716B

Description

μ Γηί KUULUTUSJULKAISU ςοοπς JUA ^ (11) UTLÄGGNINOSSKRIFT bo?Ub C Patentti rnyannetty 11 05 lvOl (*5) Patent rseddelat ^ ^ (51) Kv.ik.3/int.a.3 C 03 C 25/02 SUOMI —FINLAND (21) fW«llwdt.mu*-Pu«nttnrfknin| 752765 (22) HtkamitpUvI — AniBknbipdtg 03-10.75 (23) Alkupllvt—GIMfhutadag 03-10-75 (41) Tullut |ulklsukil — Bllvlt offantllf OU.OU.76

Patentti· ja raklstarihallitu· NihUvtkilp^ j. kuuL|«iwWn pvm. -

Patent· och reglrteratyrelaen ' Antokin utl«|d och uti.tkriftm pubikend 30.01. oi

(32)(33)(31) Pyydetty utuolkuui—Bejird priorltet 03-10-7U

USA(US) 5115U7 (Tl) Owens-Coming Fiberglas Corporation, Fiberglas Tower, Toledo,

Ohio U3659, USA(US) (T2) Fred Gerhard Krautz, Newark, Ohio, USA(US) (TU) Oy Kolster Ab (5U) Päällystetyt lasikuidut - Belagda glasfibrer

Lasikuituja, joita käytetään kestomuovien ja/tai kovamuovien vahvistamiseen, valmistetaan vetämällä lasisulavirtoja, kunnes ne jähmettyvät filamenteiksi, ryhmittämällä filamentit säikeeksi ja kelaamalla säie pakkaukseksi pyörivällä karalla. Lasikuidut naarmuuntuvat helposti ja katkeavat sen jälkeen, kun niitä vedetään ja taivutetaan ohjauspintojen yli. Katkeamien välttämiseksi on alalla aikaisemmin aina päällystetty filamentit heti jähmettymisen jälkeen ja ennen kuin kuidut vedetään yhteen säikeeksi kalvonmuodostajan ja voiteluaineen vesiliuoksella. Voiteluaine saa aikaan voitelun märässä tilassa filamenttien välissä ja säikeen ja ohjauspintojen välissä, joiden yli säie vedetään. Tähän asti on tavallisesti käytetty kationisen voiteluaineen ja ionittoman voiteluaineen yhdistelmää, koska kationinen voiteluaine ei saisi aikaan oikeaa voitelua säikeer: * kuivuttua eikä ioniton voiteluaine saisi aikaan voitelua säikeen ollessa märkä. Lisäksi käytetyt voiteluaineet ovat tähän saakka vaikuttaneet haitallisesti kalvon muodostavien polymeerien ja lasikuitu- 2 58905 jen välisen sidokseen. Sen lisäksi voiteluaineet ovat myös vaikuttaneet haitallisesti säikeen sidokseen siihen hartsin tai muovin perustassaan, jonka vahvistamiseen säiettä käytetään. Sen tähden käy-~ e y t voiteluaineet ovat tähän asti olleet välttämätön paha, ja '·: äi.kissa tunnetuissa tapauksissa ne ovat vähentäneet tai huonontaneet valmistettujen vahvistettujen polymeerien lujuutta. Tämä on todettu valmistamalla säikeet eri voiteluainemäärillä ja määrittelemällä saatu;·», n lami naattien lujuus. Saadun laminaatin lujuuden väheneminen on tavallisesti ollut suurempi kuin mitä on voitu selittää Delkäs-tään katkenneiden filamenttien perusteella.

Keksinnön kohteena on lasikuidut, joiden pinnalla on päällyste, joka käsittää jäännöksen, joka on saatu vesipitoisesta koostumuksesta, joka koostuu pääasiassa epoksikalvonmuodostajasta, silaani-kytkentäaineesta ja kationisesta voiteluaineesta, tunnetut siitä, että kationinen voiteluaine on rasvahapon ja sellaisen sekundäärisen amiinin reaktiotuote, jossa on kaksi sivuketjua, joissa kummassakin on vähintään yksi OH-ryhmä, ja että reaktiotuotteessa on suoraketjui-r.en osa, jossa typpipitoisen ryhmän toisella puolella on esteriryhmä ja toisella puolella on kaksi sivuketjua, jolloin kumpikin sivuketju sisältää vähintään yhden OH-ryhmän.

Keksinnön mukaisissa lasikuiduissa käytettävä uusi ja parannettu liima-aine sisältää ainetta, joka ei ainoastaan suojaa ja voitele kuituja märässä tilassa, vaan joka myös suojaa kuituja kuivatussa tilassa vähentämättä tai huonontamatta saatujen, vahvistettujen polymeerien lujuutta, jotka polymeerit on valmistettu tämän liima-aineen avulla, ja joka aine toivottavasti lisää saatujen, vahvistettujen, polymeeristen aineiden lujuutta.

Termoplastisten polymeerien tai kestomuovien vahvistus on vaikeinta johtuen niiden kemiallisen toiminnan puutteesta, ja sen tähden keksinnön mukaisissa lasikuiduissa käytetään voiteluainetta, joka käsittää termoplastisen polymeerin ja voiteluaineen, joka oikealla tavalla voitelee lasikuidut niiden märässä ja kuivatussa tilassa ja joka myös helpottaa termoplastisen polymeerin sidosta lasikuituihin.

Keksintöä valaistaan seuraavilla esimerkeillä.

Esimerkki 1

Valmistettiin liima-aine käyttäen lähtöaineina, seuraavia aineita seuraavissa määrissä, jotka on ilmaistu paino-osina: 3 58905

Aineet Pj i no-oki n FSE-1 epoksiemulsio (55 % kiinteitä aineita) 12,7

Wyandotte X1042 polyuretaanilateksi (59 % kiinteitä aineita) 1 , f)

Gamma-aminopropyylitrimetoksisilaani 1,4

Lasinvoiteluaine - dietanoliamiinin ja steariinihapon reaktiotuote 1,0 Deionioitu vesi 83,9

Liima-aine valmistettiin lisäämällä gamma-aminopropyyli triine-toksisilaani puoleen vedestä sekoittaen hydrolyysiin asti, ja uretaa-nilateksi lisättiin sen jälkeen sekoittaen, kunnes seos oli huolellisesti sekoittunut. Sen jälkeen lisätään epoksiemulsio ja sekoitetaan huolellisesti 5 minuuttia. Toisessa sekoitusastiassa lasivoiteluaine lisätään 30 paino-osaan vettä 48,9°C:ssa ja sekoitetaan, kunnes tämä on liuennut. Tämä lasivoiteluaineliuos lisätään sen jälkeen pääseok-seen ja sekoitetaan, kunnes saadaan tasainen dispersio, minkä jälkeen lisätään loput vedestä.

Yllämainittua liima-ainetta levitettiin tyyppiä 816 E oleville lasikuiduille, joiden läpimitta muovauksen aikana oli 0,00089-0,0152 mm, käyttämällä hihnatyyppistä applikaattoria, jolloin kostutettu säie kelataan pakkaukseksi nopeudella 1080 m/min ja pakkaus kuivataan 24 tuntia uunissa, joka on kuumennettu 129°C:seen. Näin valmistettujen kuitujen päällä on päällyste, joka käsittää noin 0,5 paino-% päällystetystä säikeestä. Päällystetyt säikeet hakataan noin 6,35 mm:n pituuksiksi. Kolmekymmentä osaa näistä päällystetyistä, lyhyistä kuiduista sijoitetaan sen jälkeen rumpusekoittimeen yhdessä 70 osan nailonia 66 kanssa, jonka sulamisindeksi on 2,0 ja molekyyli paino noin 100 000. Tämä seos sijoitetaan sen jälkeen 2,5 mm:n ruuvilla varustettuun National Rubber-tyyppiseen suulakepuristimeen, joka on sähköisesti kuumennettu 282°C:seen, minkä jälkeen seos puristetaan lieriömäisiksi sauvoiksi, joiden läpimitta on 3,18 mm ja jotka sen jälkeen syötetään Cumberland-tyyppiseen pallotuslaitteeseen 6,35 mmrä pitkien pallojen saamiseksi. Nämä pallot syötetään vuorostaan ru.isku-valukoneeseen, joka on kuumennettu 288°C:seen, ja aine ruiskuvaletaan ASTM D-633 mukaista standardia olevaksi koekappaleeksi, joka on koi-ranluun muotoinen ja joka, kun se oli jäähdytetty huoneen lämpötilaan ja koestettu standardin mukaisessa murtolujuuskoekoneessa, murtui, 2 kun 1760 kg/cm :ta vastaava voima kohdistettiin koekappaleeseen. Ai- 0 neen kimmokerroin oli 1,2 x 10 .

Vertailun vuoksi eikä siten keksinnön mukaisesti pää] I yu tel -tiin lasikuidut alalla aikaisemmin tunnetulla liima-aineella, jonka koostumus oli seuraava: * 58905

Aineet Paino-osat

Polyvinyyliasetaatti (55 % kiinteitä aineita) 13,0

Gamma-aminopropyylitrimetoksisilaani 1, 4

Polyoksieteenimono-oleaatti 1,0 Tällä aineella päällystetyt kuidut antavat esimerkissä 1 selos- . 2 tettua menetelmää käytettäessä ainoastaan 1410 kg/cm :n murtolujuudet kuidun kuormituksen ollessa sama kuin yllä on mainittu. Tämä poly-vinyyliasetaattiliima-aine on valittu vertailun vuoksi, koska poly-vinyyliasetaatilla tiedetään olevan hyvät kostuttavat ja sitovat ominaisuudet lasikuitujen pintaan ja se on kauan ollut hyväksytty vakio-aine .

Esimerkki 2

Esimerkin 1 mukainen menetelmä toistettiin käyttämällä esimerkin 1 mukaista liima-ainetta paitsi, ettei lasinvoiteluainetta käytetty, ja kuidut valmistettiin alennetulla nopeudella 610 m/min ja suurta varovaisuutta noudattaen. Saadun koekappaleen murtolujuus 2 oli vain 1550 kg/cm eikä säikeellä ollut sellaisia voitelevia ominaisuuksia, että sitä voitaisiin käyttää kaupallisessa mittakaavassa.

Esimerkki 3

Esimerkin 1 mukainen menetelmä toistettiin paitsi, että voiteluaineen määrä vähennettiin 0,5 paino-osaan. Saadun koekappaleen 2 murtolujuus oli 1720 kg/cm .

Esimerkki 4

Esimerkin 1 mukainen menetelmä toistettiin paitsi, että poly-uretaaniemulsio jätettiin pois. Näin valmistetun koekappaleen murto-lujuus oli olennaisesti sama kuin esimerkin 1 mukaisen koekappaleen.

Esimerkki 5

Esimerkin 1 mukainen menetelmä toistettiin paitsi, että lasinvoiteluaineen määrä lisättiin 2 %:iin. Näin saadun koekappaleen 2 murtolujuus oli 1720 kg/cm .

Esimerkki 6

Esimerkin 1 mukainen menetelmä toistettiin paitsi, että si-dontaaineena gamma-aminopropyylitrimetoksisilaanin sijasta käytettiin n-beta- (aminoetyyli )gamma-aminopropyylitrimetoksisi.laania.

2 Näin saadun koekappaleen murtolujuus oli noin 1760 kg/cm .

5 58905

Esimerkki 7

Esimerkin 1 mukainen menetelmä toistettiin paitsi, että käytettiin seuraavan koostumuksen omaavaa liima-ainetta:

Aineet Paino-osat

Vesiliukoinen epoksihartsi, jolla on alla oleva kaava 2,0 FSE-1 epoksiemulsio (55 % kiinteitä aineita) 13,0

Gamma-aminopropyylitrimetoksisilaani, lasinsideaine 1,0

Deionisoitu vesi 90,0

Vesiliukoisella epoksihartsilla oli seuraava kaava:

HO-CH2-CH2 ?H Γ CH3 ?H

HO-CH -CH >-CH2-CH-CH2+—°-<X^0-CH2-CH-CH2— 22 L CH3 . J n « CH- OH _ 0 o i n -0-Q>--^-0-CH2-CH-CH^---0-CH2-CH2---0-C-(CH2)7-CH=CH-(CH2)7-CH3

ch3 L J X

Liima-aine valmistettiin lisäämällä puoleen määrään vettä liukoinen epoksihartsi riittävän etikkahappomäärän kanssa aineen liuottamiseksi. Lasinsideaine lisättiin ja sekoitettiin huolellisesti. Sen jälkeen lisättiin epoksiemulsio ja sekoitettiin huolellisesti 5 minuuttia. Toisessa sekoitusastiassa lisättiin lasinvoiteluaine 30 paino-osaan vettä 48,9°C:ssa ja sekoitettiin, kunnes se liukeni. Lasinvoiteluaineliuos lisättiin sen jälkeen pääseokseen ja sekoitettiin, kunnes saatiin tasainen dispersio, minkä jälkeen lisättiin loput vedestä.

Yllä mainittua liima-ainetta levitettiin lasikuiduille käyttämällä esimerkin 1 mukaista menetelmää paitsi, että kuidut valmistettiin nopeudella 610 m/min ja kuivattiin 2H tuntia kuumennetussa uunissa 129°C:ssa. Näin valmistetuilla kuiduilla oli päällyste, joka käsitti noin 1,0 paino-% päällystetystä kuidusta. Päällystetty kuitu hakattiin noin 3,18 mm:n pituuksiksi. Nämä kuidut antoivat, kun. ne koestettiin esimerkissä 1 selostetulla tavalla, koekappaleen, 1 · /2 jonka murtolujuus oli 1760 kg/cm nailon 66 perusmassassa.

6 58905

Vertailun vuoksi eikä siten keksinnön mukaisesti toistettiin yllä selostettu menetelmä paitsi, että lasinvoiteluaine jätettiin pois, ja näin valmistetun koekappaleen murtolujuus oli noin 1480 kg/ 2 cm .

Esimerkki 8

Esimerkin 7 mukainen menetelmä toistettiin paitsi, että lasin- sideaine jätettiin pois, ja näin valmistetun koekappaleen murtolu- 2 juus oli noin 1410 kg/cm .

Esimerkki 9

Esimerkin 7 mukainen menetelmä toistettiin paitsi, että perus-massana, jota käytettiin koiranluun muotoisten koekappaleiden valmistuksessa, oli nailon 66:n sijasta nailon 612, jonka molekyyli- • . ? paino oli 150 000. Näiden koekappaleiden murtolujuus oli 1900 kg/cm .

Esimerkki 10

Esimerkin 1 mukainen menetelmä toistettiin paitsi, että nailon 66 perusmassan sijasta käytetään polykarbonaattia, jonka mole-kyylipaino on 150 000 ja sulamisindeksi 2. Sen lisäksi suulakepuristimen työskentelylämpötila oli 299°C ja ruiskuvalukoneen tyoskente-lylämpötila 304°C. Käytettyjen hakattujen lasikuitujen määrä oli ainoastaan 20 % polykarbonaatti-lasikuituseoksesta, ja koekappaleen 2 murtolujuudeksi mitattiin 1200 kg/cm . Vertailun vuoksi eikä siis keksinnön mukaisesti on koekappaleiden, jotka valmistettiin samalla tavalla paitsi, että lasikuidut sisälsivät ennalta tunnettua poly- 2 vinyyliasetaattiliima-ametta, murtolu]uus vain 984 kg/cm .

Esimerkki 11

Esimerkin 1 mukainen menetelmä toistetaan paitsi, että nailon 66:n korvasi polybuteeniglykoli-tereftalaattipolyesteri, jonka mole- kyylipaino oli 180 000 ja sulamisindeksi 3 ja joka oli valmistettu saattamalla 1 mooli polybuteeniglykolia reagoimaan 1 moolin terefta-

laattihappoa kanssa, ja käytetään suulakepuristuslämpötilaa 249°C

ja muovauslämpötilaa 254°C. Näin valmistetun koekappaleen murtolujuus 2 oli 1340 kg/cm , kun taas saman aineen, joka oli vahvistettu aikaisemmin tunnetulla polyvinyyliasetaattiliima-aineella käsitellyillä 2 lasikuiduilla, murtolujuus oli ainoastaan 914 kg/cm .

7 58905

Esimerkki 12 99,5 osaa nailon 66:ta, jota käytettiin esimerkin 1 mukaisesti sekoitetaan 0,5 osaan dietanoliamiinin ja steariinihapon reaktiotuotetta muotista päästöaineena. Koiranluun muotoiset koekappaleet valmistetaan käyttämällä esimerkissä 1 selostettua menetelmää, ja nämä koekappaleet poistetaan vaivatta muotista, ja niiden murtolu-juus on yhtä hyvä tai vähän parempi kuin koekappaleiden, jotka valmistettiin ainoastaan nailon 66:sta. On ilmeistä, että mikä tahansa rasvahapon ja sekundäärisen amiinin sivutuote, jolla sekundäärisellä amiinilla on kaksi orgaanista sivuketjua, jolloin kummankin hiili-happisuhde on korkeintaan 4:1 ja kummassakin on vähintään yksi OH-ryh-mä, toimii termoplastisten polymeerien muotista päästöaineena, ja kun niitä käytetään sellaisina, ne ovat tehokkaita määrissä 0,1 % -2 % muovausmassasta.

Esimerkki 13

Esimerkin 1 mukainen menetelmä toistettiin paitsi, että esimerkin 7 epoksikalvonmuodostajien sijasta käytettiin polyesteriemul-siota. Polyesteri valmistettiin saattamalla 1 mooli orto-ftaalihap-poa ja 1 mooli meripihkahappoa ja 2,4 moolia propeeniglykolia reagoimaan keskenään, kunnes happoluku oli 30-35. Valmistettiin emulsio seuraavista aineista, joiden määrät on ilmaistu paino%:na:

Aineet Paino-%

Yllä selostettu polyesteri 47,5

Ksyleeni 5,3

Diasetonialkoholi 10,6

Wyandotte Chem. Co. Pluronic L101 2,6

Wyandotte Chem. Co. Pluronic P105 7,8

Vesi 26,8

Valmistettiin emulsio laimentamalla polyesteri ksyleenillä. Pluronic-aineet liuotettiin diasetonialkoholiin ja liuos lisättiin polyesteriliuokseen. Vettä lisättiin senjälkeen hitaasti sekoittaen, kunnes saavutettiin inversiopiste. Sen jälkeen lisättiin loput vedestä ja sekoitettiin huolellisesti. Näin saatu polyesteriemulsio, kun sitä käytettiin epoksiaineiden sijasta, antoi olennaisesti samat tulokset kuin esimerkin 7 mukaiset aineet.

8 58905

Esimerkki 14

Esimerkin 1 mukainen menetelmä toistetaan paitsi, että 1,25 % butyylietyylin, 2,2'-dihydroksi-amiinin ja öljyhapon reaktiotuotetta korvasi esimerkin 1 mukaisen voiteluaineen, jolloin koekappaleella on olennaisesti samat ominaisuudet.

Esimerkki 15

Esimerkin 14 mukainen menetelmä toistetaan paitsi, että voiteluaineena on butyylietyylin, 3,2’-dihydroksi-amiinin ja pelargoni-napon reaktiotuote, ja koekappaleella on olennaisesti sama murtolu-juus kuin esimerkin 1 mukaisesti.

Esimerkki 16

Esimerkin 1 mukainen menetelmä toistetaan paitsi, että voiteluaineena on dibutyylietyyli-2,2',2"-trihydroksi-amiinin ja palmitiini-hapon reaktiotuote, ja koekappaleella on olennaisesti sama murtolu-juus kuin esimerkin 1 mukaisella koekappaleella.

Esimerkki 17

Esimerkin 1 mukainen menetelmä toistetaan paitsi, että voiteluaineena on di-2-hydridindyyli-l,1’-dihydroksi-amiinin ja steariini-napon reaktiotuote, ja koekappaleella on olennaisesti samat ominaisuudet kuin esimerkin 1 mukaisella koekappaleella.

, Esimerkki 18

Esimerkin 1 mukainen menetelmä toistetaan paitsi, että voiteluaineena on dipropyyli-3,3'-diallyylioksi-2,2'-dihydroksi-amiinin ja steariinihapon reaktiotuote, ja koekappaleella on olennaisesti smat ominaisuudet kuin esimerkin 1 mukaisella koekappaleella.

Esimerkki 19

Esimerkin 1 mukainen menetelmä toistetaan paitsi, että voiteluaineena on di-isopropanoliamiinin ja steariinihapon reaktiotuote, ja koekappaleella on olennaisesti samat ominaisuudet kuin esimerkin 1 mukaisella koekappaleella.

Esimerkki 20

Esimerkin 1 mukainen menetelmä toistetaan paitsi, että voiteluaineena on esimerkin 1 mukaisen voiteluaineen eteenioksidiadditio-tuote. Tässä additiotuotteessa on keskimäärin 4 eteenioksidiryhmää molekyyliä kohti amiinin hydroksyylipitoisissa sivuketjuissa, joka 58905 amiini saatetaan reagoimaan steariinihapon kanssa. Näin saaduilla koekappaleilla on olennaisesti samat ominaisuudet kuin esimerkin 1 mukaisilla koekappaleilla.

Yllämainituista tiedoista käy ilmi, että esillä olevan keksinnön mukaisesti käytettyjen voiteluaineiden ja kalvonmuodostajien välillä on yhteistoimintaa, joka saa aikaan parannetun voitelun ja parannetun suojan säikeen valmistuksen ja käsittelyn märkien ja kuivien vaiheiden aikana, samalla kun saadaan aikaan parannettu sidos-vaikutus päällystettyjen lasikuitujen ja perusmassana käytetyn polymeerin välillä, jota kuidut vahvistavat. Havaitaan, että voiteluaine on rasvahapon ja sekundäärisen amiinin reaktiotuote, jolla sekundäärisellä amiinilla on kaksi sivuketjua, joilla kummallakin on vähintään yksi OH-ryhmä. Amiinityppi ja OH-ryhmät tuottavat voimakkaan hydrofiilisen radikaalin, joka pystyy liuottamaan rasvahapon. Nämä liuottavat sivuketjut voivat käsittää hiilivetyfraktioita edellyttäen, että ne myös käsittävät happiatomin suhteessa vähintään yksi happiatomi jokaista 4 hiiliatomin ryhmää kohti.

Keksinnön mukaisten liima-aineseosten parannettu, voiteleva osa käsittää siis molekyylin, jossa on yksi rasvahappoketju, joka muodostaa esterin amiinivedyn kanssa. Amiinitypen toisen puolen muodostaa kaksi sivuketjua, joilla kummallakin on OH-funktio. On tunnettua, että lasikuidut, kun ne kostutetaan vedellä, pidättävät lasin pinnalla vesikerroksen, jossa pyrkii olemaan runsaasti OH-ryh-miä. Keksinnön mukainen voiteluaine eroaa useimmista aikaisemmin alalla tunnetuista voiteluaineista siten, että voiteluaine on luonteeltaan lineaarinen OH-ryhmien kanssa amiinitypen toisella puolella ja rasvahapporadikaaliosan kanssa amiinitypen vastakkaisella puolella. Typpi muuttuu kationiseksi liima-aineseoksessa ja lasin pinta vetää sitä sen johdosta puoleensa, jolloin OH-pitoiset ketjut työntyvät lasikuitujen pinnalla olevaan vesikerrokseen ja jolloin rasvahappo-radikaalit ulottuvat pääasiallisesti kohtisuoraan niitä vastaan tiiviisti sulloutuneina. Useimmissa aikaisemmin tunnetuissa liima-aineseoksissa kationiset voiteluaineet voivat, varsinkin jos ne eivät ole lineaarisia, olla tasaisesti lasin päällä estääkseen muiden molekyylien sitoutumisen lasin pintaan. Keksinnön mukaisessa liima-aineseoksessa uskotaan voiteluaineiden muodostavan päällysteen, jolloin 10 58905 molekyylien rasvahappo-osat ulottuvat keskenään yhdensuuntaisesti pois lasin pinnasta, jotta saadaan aikaan olennainen päällysteen paksuus lasin pinnalla, jossa molekyylien voiteluaineosat ovat suuntautuneet ulospäin tiiviisti sulloutuneina. Kuidut ovat sen tähden täysin päällysteiden erottamia, joilla on olennaisesti voiteleva pinta. Senkin jälkeen kun kuidut ovat kuivuneet käy ilmi, että vähintään osa kationista voiteluainetta on jäljellä lasin pinnan voitelemiseksi .

Kun päällystetyt kuidut upotetaan muovi- tai hartsiperusmas-saan, lämpömuoviperusmassa mukaan lukien, voiteluainemolekyylit kuitenkin poistuvat lasista ja hajaantuvat polymeeriketjujen väliin. Koska keksinnön mukaisesti käytettävällä voiteluaineella on kaksi sivuketjua, joista kummallakin on vähintään yksi OH-ryhmä, nämä sivu-ketjut pystyvät saamaan aikaan vetysidoksen polymeeriperusmassassa oleviin polaarisiin aineosiin. Koska on olemassa kaksi OH-ryhmää, yksi kummassakin sivuketjussa, toinen sivuketju pystyy sitoutumaan toiseen polymeerimolekyyliin, kun taas toinen sivuketju pystyy vety-sitoutumaan viereiseen polymeerimolekyyliin. Tämän funktion uskotaan olevan vastuussa lujuuden kasvusta, jonka se antaa polymeeriperus-massalle. Koska voiteluainemolekyylit ovat pääasiallisesti lineaarisia, rasvahapporadikaaliosa tai voiteleva osa pystyy laskeutumaan polymeeriketjujen väliin toimiakseen vaarattomana pehmittimenä, joka joissakin tapauksissa voi alentaa polymeeriperusmassan haurautta.

Kuten yllä on huomautettu, OH-ryhmiä sisältävillä sivuketjuilla voi olla huomattava pituus edellyttäen, että ne sisältävät vähintään yhden happiatomin jokaista neljän hiiliatomin ryhmää kohti. Koska tämä happiatomi pystyy myös vetysidokseen ja myös pystyy vaikuttamaan vesiliukoisuuteen, lisähappiatomit korvaavat hiiliatomien hydrofobisen luonteen. Tässä suhteessa ovat palautuvat eteenioksidiryhmät edullinen ketjunpidentäjä, ja uskotaan, että pieni taipuisuuden lisäys saavutetaan, kun hydrofiilisten sivuketjujen pituus kasvaa.

Esillä olevan keksinnön mukaisesti käytetyt voiteluaineet voidaan siten luonnehtia estereiksi, jotka esimerkiksi muodostuvat rasvahapon reagoidessa sekundäärisen amiinin kanssa, jolla sekundäärisellä amiinilla on kaksi hydrofiilista sivuketjua, jotka kumpikin sisältävät vähintään yhden OH-ryhmän. Nämä sivuketjut ovat hydro-fiilisia, jos ne sisältävät vähintään yhden happiatomin jokaista 4 hii- 11 5 8 905 liatomin ryhmää kohti. Erään tällaisten aineiden suoritusmuodon mukaan hydrofiilisten sivuketjujen pituutta voidaan lisätä saattamalla alkoholiradikaalit reagoimaan eteenioksidin kanssa, kuten on tunnettua. Koska voiteluainemolekyyleiliä on yhtymistaipumus polymeereihin, uskotaan, että voiteluainemolekyylit liikkuvat poispäin lasin pinnalta ja hajaantuvat kerrostuvien polymeerien läpi muovauksen aikana ja sallivat siten polymeerin pääsyn siinä olevien lasinsi.de-aineiden pinnalle. Niin ollen voidaan havaita, että keksinnön mukaiset voiteluaineet tavallaan tekevät "kuperkeikan" siitä asennosta ja toiminnasta, jonka ne saavat aikaan kuitujen märässä tilassa, siihen asentoon ja toimintaan, joka niillä on ja jonka ne saavat aikaan, kun ne ovat sitoutuneet polymeeriperusmassaan. On hyvin epätavallista, että voiteluaine voi todella lisätä polymeeriperusmas-san ja lasikuitujen välisen sidoksen lujuutta, ja ne voiteluaineet, joita keksinnön mukaisesti käytetään, pystyvät saamaan aikaan tämän tuloksen millä perusmassalla tahansa, perustuipa se kestomuoviin tai kovamuoviin. Sen lisäksi suurempi lujuus saadaan aikaan käytettiinpä las insideainetta tai ei, mutta edullisissa suoritusmuodoissa, joissa halutaan suurinta lujuutta, käytetään silaanityyppisiä lasinsideai-neita ja erityisesti kationisia silaaneja, joissa on typpeä sisältävä orgaaninen ryhmä. Käytettyjen silaanien määrä ei ole kriittinen, koska tehokkuus yleensä kasvaa suhteellisesti käytetyn määrän kanssa, kunnes määrät nousevat noin 5 %:iin liima-aineesta.

Edulliset liima-aineseokset käsittävät yleensä seuraavat aineet, jolloin määrät on ilmoitettu paino-osina.

Aineet Paino-osat

Kalvonmuodostavat polymeerit 2-12

Silaanityyppinen lasinsideaine 0,1 - 5,0

Kationinen voiteluaine kuten yllä määritelty 0,1 - 5,0

Vesi 78 -97,8

Keksinnön mukaisissa liima-aineissa käytettäviä edullisia kalvonmuodostajia ovat epoksipolymeerit, erityisesti bisfenoli A tyyppi, ja polyuretaanit. Epoksipolymeerien jäljellä olevat oksiraani-ryhmät voivat saada aikaan hyvän sidoksen voiteluaineen 0H-ryhmien kanssa, ja amiinityppi katalysoi ne. Sen lisäksi niillä on hyvät lasia kostuttavat ominaisuudet. Tässä suhteessa ovat bisfenoli A:n 12 58905 bentseenirenkaat edullisia. Uretaanit, jos isosyanaattiryhmLä on mahdollisesti jäljellä, pystyvät myös reagoimaan voiteluaineen 0H-ryhmien kanssa, ja ovat myös kationisia ja niillä on hyvät lasia kostuttavat ominaisuudet. Kuten yllä todettiin, voidaan polyesterejä käyttää, koska ne sisältävät polaarista happea joko esteriryhminä tai happoina tai hydroksyyliryhminä.

Käytettäessä liima-aineseoksia lasin päällystämiseen, jolla vahvistetaan nailonia, osoittautuvat seuraavat seokset edullisim-miksi:

Aineet Paino-osat

Epoksiemulsio-kiinteät aineet 5,0 - 12,0

Polyuretaanilateksi-kiinteät aineet 0-7,0

Silaanityyppinen lasinsideaine 0,1 - 5,0

Yllä selostettu voiteluaine 0,1 - 5,0

Vesi loput

Erityinen edullinen seos on seuraava:

Aineet Paino-osat

Bisfenoli A-tyyppisen epoksipolymeerikalvon- muodostajan emulgoidut hiukkaset 7,00

Polyuretaanikalvonmuodostaja 0,50

Gamma-aminopropyylitrialkoksisilaani 1,40

Kationinen voiteluaine 0,50

Vaikka keksintöä on selostettu huomattavan yksinkertaisesti, ei tarkoitus ole, että se rajoittuu tässä esitettyihin ja selostettuihin erityisiin suoritusmuotoihin, vaan tarkoitus on kattaa kaikki sen uudet sovellutukset ja muunnokset, jotka kuuluvat alan asiantuntijan toiminta-alueeseen, johon keksintö kohdistuu.

Claims

13 58905

1. Lasikuidut, joiden pinnalla on päällyste, joka käsittää jäännöksen, joka on saatu vesipitoisesta koostumuksesta, joka koostuu pääasiassa epoksikalvonmuodostajasta, silaanikytkentäaineesta ja kationisesta voiteluaineesta, tunnetut siitä, että kationinen voiteluaine on rasvahapon ja sellaisen sekundäärisen amiinin reaktiotuote, jossa on kaksi sivuketjua, joissa kummassakin on vähintään yksi OH-ryhmä, ja että reaktiotuotteessa on suoraketjuinen osa, jossa typpipitoisen ryhmän toisella puolella on esteriryhmä ja toisella puolella on kaksi sivuketjua, jolloin kumpikin sivuketju sisältää vähintään yhden OH-ryhmän.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukaiset lasikuidut, tunnetut siitä, että sekundäärinen amiini on dialkanoliamiini.

3. Patenttivaatimuksen 1 mukaiset lasikuidut, tunnetut siitä, että sekundäärinen amiini on dietanoliamiinin etyleenioksidi-additioyhdiste.

4. Patenttivaatimuksen 1 mukaiset lasikuidut, tunnetut siitä, että kationista voiteluainetta sisältyy vesipitoiseen koostumukseen määrässä noin 0,1-5 paino-osaa.

5. Patenttivaatimuksen 1 mukaiset lasikuidut, tunnetut siitä, että kationinen voiteluaine on butyylietyyli-2,2-dihydroksi-amiinin ja öljyhapon reaktiotuote.

6. Patenttivaatimuksen 1 mukaiset lasikuidut, tunnetut siitä, että kationinen voiteluaine on butyylietyyli-3,2-dihydroksi-amiinin ja polargonihapon reaktiotuote.

7. Patenttivaatimuksen 1 mukaiset lasikuidut, tunnetut siitä, että kationinen voiteluaine on dibutyylietyyli-2,2-2^-trihyd-roksiamiinin ja palmitiinihapon raktiotuote.

8. Patenttivaatimuksen 1 mukaiset lasikuidut, tunnetut siitä, että kationinen voiteluaine on di-2-hydrindyyli-l,1-dihydrok-siamiinin ja steariinihapon reaktiotuote.

9. Patenttivaatimuksen 1 mukaiset lasikuidut, tunnetut siitä, että kationinen voiteluaine on dipropyyli-3,3-diallyylioksi-2,2-dihydroksiamiinin ja steariinihapon reaktiotuote.