RU2129103C1 - Состав для обработки минерального волокна - Google Patents

Состав для обработки минерального волокна Download PDF

Info

Publication number
RU2129103C1
RU2129103C1 RU97111167A RU97111167A RU2129103C1 RU 2129103 C1 RU2129103 C1 RU 2129103C1 RU 97111167 A RU97111167 A RU 97111167A RU 97111167 A RU97111167 A RU 97111167A RU 2129103 C1 RU2129103 C1 RU 2129103C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
composition
organosilane
ethylene oxide
propylene oxide
epoxy
Prior art date
Application number
RU97111167A
Other languages
English (en)
Inventor
Н.М. Демина
С.В. Артамонова
И.П. Забродина
А.И. Жаров
В.А. Козлова
Т.В. Колганова
Г.Ф. Обмелюхина
Original Assignee
Акционерное общество открытого типа "Научно-производственное объединение "Стеклопластик"
Акционерное общество открытого типа "Судогодское стекловолокно"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Акционерное общество открытого типа "Научно-производственное объединение "Стеклопластик", Акционерное общество открытого типа "Судогодское стекловолокно" filed Critical Акционерное общество открытого типа "Научно-производственное объединение "Стеклопластик"
Priority to RU97111167A priority Critical patent/RU2129103C1/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2129103C1 publication Critical patent/RU2129103C1/ru

Links

Landscapes

  • Treatments For Attaching Organic Compounds To Fibrous Goods (AREA)
  • Adhesives Or Adhesive Processes (AREA)

Abstract

Изобретение относится к области производства и переработки минерального волокна, применяемого в производстве композитов на основе реакто- и термопластичных связующих. Состав содержит водорастворимый сополимер окиси этилена и окиси пропилена, блокированный толуилендиизоцианатом с м.м. 10000-20000, поверхностно-активное вещество катионного или неионогенного типа, органосилан - амино-, эпокси-, метакрилсилан или их смеси и клеящее вещество дициандиамидформальдегидную смолу при следующем соотношении компонентов, мас.%: сополимер окиси этилена и окиси пропилена, блокированный толуилендиизоцианатом с м. м. 10000-20000 - 2,5-7,0, ПАВ катионного или неионогенного типа - 0,01-0,3, органосилан (амино-, эпокси-, метакрилсилан или их смеси) - 0,3-1,0, клеящее вещество - дициандиамидформальдегидная смола - 0,1-2,0, вода - до 100. Состав дополнительно содержит эпоксидиановую смолу в количестве 0,1-0,4 маc.% в 100% состава для обработки. Еще состав содержит желатин или его смесь с метилцеллюлозой в соотношении 2: 1 - 0,2-1,0 маc.% в 100% состава для обработки. Изобретение позволяет достичь высокой технологичности производства стеклянных и базальтовых волокнистых материалов, а также обеспечивает высокую термостойкость. 2 з.п. ф-лы.

Description

Изобретение относится к производству и переработке минерального волокна, а именно к производству составов для обработки стеклянного волокна и базальтового волокна в ткань, ровинг, рубленое волокно и соответственно применение его в качестве наполнителя для термо- и реактопластов.
Известен состав для обработки стеклянного волокна на основе сополимера окиси этилена и окиси пропилена с молекулярной массой (м.м.) 1000 - 6000, катионного поверхностно-активного вещества на основе аминоамидов, клеящего вещества из группы: поливиниловый спирт, крахмал, производные целлюлозы, полимер на основе виниловых и олефиновых олигомеров (а.с. ЧССР 267398 кл. C 03 C 25/02 публ. 12.09.88 г.) - аналог.
Недостатком аналога являются низкие физико-механические свойства композитов, полученных с применением модифицированного таким способом волокна.
Наиболее близким по совокупности признаков к заявляемому изобретению является состав на основе водорастворимого сополимера окиси этилена и окиси пропилена, поверхностно-активного вещества и органосилана (США пат. 3042544 кл. НКИ 260-37 публ. 17.12.52 г., кл. МКИ C 03 C 25/02) - прототип.
Состав для обработки по прототипу предназначен для получения армированных волокном композитов. Однако этот состав не обеспечивает высокую технологичность производства волокон широкого ассортимента: текстильных материалов (тканей, ровинга) и рубленого волокна (низкая насыпная плотность).
Задача, на решение которой направлено заявляемое изобретение, заключается в создании эффективного замасливателя, обеспечивающего высокую технологичность производства стеклянных и базальтовых волокнистых материалов: ровингов, тканей, рубленого волокна, используемых под реакто- и термопластичные связующие, а также обеспечивающих высокую термостойкость.
Технический результат, который может быть получен от использования изобретения, заключается в создании композиций для обработки стекловолокон, обеспечивающих требуемый уровень физико-механических показателей волокнистых материалов и наполненных реакто- и термопластов, повышение термостойкости композиционных материалов.
Этот технический результат достигается за счет использования состава для обработки минерального волокна, включающего водорастворимый сополимер окиси этилена и окиси пропилена, поверхностно-активное вещество и органосилан, согласно изобретению в качестве водорастворимого сополимера состав содержит сополимер окиси этилена и окиси пропилена, блокированный толуилендиизоцианатом с м.м. 10000 - 20000, в качестве ПАВ - ПАВ катионного или неионогенного типа, в качестве органосилана - амино-, эпокси-, метакрилсилан или их смеси и дополнительно содержит клеящее вещество дициандиамидформальдегидную смолу при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Cополимер окиси этилена и окиси пропилена, блокированный толуилендиизоцианатом с м.м. 10000 - 20000 - 2,5-7,0
ПАВ катионного или неионогенного типа - 0,01-0,3
Oрганосилан (амино-, эпокси-, метакрилсилан или их смеси) - 0,3-1,0
Kлеящее вещество - дициандиамидформальдегидная смолa - 0,1-2,0
Вода - До 100
Кроме того, состав дополнительно содержит эпоксидиановую смолу в количестве 0,1 - 0,4 мас.% в 100% состава для обработки. Еще состав содержит желатин или его смесь с метилцеллюлозой в соотношении 2:1 - 0,2-1,0 мас.% в 100% состава для обработки.
Причинно-следственная связь между совокупностью признаков и полученным техническим результатом достигается за счет того, что:
- во-первых, блок-сополимер окиси этилена и окиси пропилена, применяемый в предлагаемом составе, блокирован диизоцианатом, имеет м.м. 10000-20000, его применение в составе замасливателя в пределах от 2,5 до 7,0 мас.% предполагает получение пленки состава (замасливателя), с одной стороны, обеспечивающей адгезионные характеристики с поверхностью стекла, с другой - пленки, обладающей эластичными (защитными) свойствами и способной выступать в качестве демпфирующей прослойки на границе раздела фаз в композите, и соответственно благодаря лучшей защите поверхности волокна повышаются физико-механические характеристики. Кроме того, в данной совокупности обеспечивает высокую термостойкость;
- во-вторых, применение органосилана или их смесей способствует благодаря бифункциональности кремнийорганических соединений, получению повышенных физико-механических характеристик композита, а применение смесей дает возможность создать универсальный замасливатель под различные связующие, что значительно упрощает технологический процесс в производстве волокна;
- в-третьих, применение ПАВ катионного или неионогенного типа и клеящего вещества - дициандиамидформальдегидной смолы в данной совокупности повышаeт технологичность производства и физико-механические характеристики волокнистых материалов: тканей, ровингов, рубленого волокна;
- в-четвертых, благодаря применению сополимера окиси этилена и окиси пропилена, блокированного толуилендиизоцианатом в сочетании при определенном соотношении с дициандиамидформальдегидной смолой, катионным ПАВ и силаном получен термостойкий замасливатель, обеспечивающий сохранение прочностных свойств эпоксидных пластиков при воздействии высоких температур;
- в-пятых, применение клеящих (эпоксидиановая смола, желатин, метилцеллюлоза) в предлагаемых по изобретению сочетаниях с совокупностью существенных признаков дает дополнительный эффект повышения физико-механических свойств текстильных материалов (тканей, ровингов) и возможность получения рубленого волокна для тормозных накладок, к которому предъявляются жесткие требования по поведению волокна при перемешивании, с допустимой возможностью разрыхления, но недопустимостью комкования.
Таким образом, сочетание всех существенных признаков по изобретению обеспечивает высокое качество получаемых материалов и композитов на их основе.
Пример 1.
Для приготовления 100 л предлагаемого замасливателя для обработки минерального волокна в отдельных емкостях, снабженных мешалкой, предварительно готовятся 4 водных рабочих состава.
Состав 1. В отдельную емкость заливают 10 л дистиллированной воды, подкисляют 10 мл уксусной кислоты и при перемешивании добавляют 0,3 кг глицидоксипропилтриметоксисилан ЭС-1 или аналог А-187. Готовый раствор перемешивают 10 мин при T=25±5oC.
Состав 2. 3 кг сополимера окиси этилена и окиси пропилена (ПГ-40) при перемешивании смешивают с 10 л дистиллированной воды с T=25±5oC. Готовый состав перемешивается еще 5-10 мин.
Состав 3. Дициандиамидформальдегидную смолу (ДЦУ) в количестве 1 кг растворяют в 10 л дистиллированной воды с T=25±5oC путем перемешивания в течение 5 - 10 мин.
Состав 4. 0,1 кг ПАВ катионного типа (КПАВ) на основе имидазолинового производного синтетических жирных кислот (СЖК) и полиэтиленполиамина (ПЭПА) - замидин А - растворяют при перемешивании в 5 л дистиллированной воды с T= 70±5oC. Перемешивание продолжают до полного осветления раствора. Полученный раствор охлаждают добавлением 5 л дистиллированной воды с T=25±5oC, добавляют уксусную кислоту до pH=6 и перемешивают в течение 5-10 мин.
В основную емкость, снабженную мешалкой, наливают 30 л дистиллированной воды с T=25±5oC. Затем в нее при перемешивании последовательно заливают составы 1, 2, 3 и 4. Полученный состав доводят до 100 л добавлением воды с T= 25±5oC. Готовый состав перемешивают в течение 15-20 мин. со скоростью вращения мешалки n=60 мин-1, pH раствора = 6,0-6,5.
Полученный состав включает, мас.%:
Cополимер окиси этилена и окиси пропилена, блокированный толуилендиизоцианатом с м.м. 20000 (ТУ 6-55-221-1280-92) - 3,0
КПАВ - имидазолиновое производное синтетических жирных кислот фракции C16-C22 и ПЭПА - марки замидин A (ТУ 38-507-63-0276-92) - 0,1
Oрганосилан - глицидоксипропилтриметоксисилан ЭС-1 (ТУ 6-02-1077-85) или его аналог А-187 (ф. О.ЭС.АЙ) - 0,3
Kлеящее вещество - дициандиамидформальдегидная смола (ДЦУ) (ТУ 6-14-947-78) - 1,0
Вода дистиллированная (ГОСТ 6709-72) - До 100
Пример 2.
Замасливатель готовится по примеру 1 и имеет следующий состав, мас.%:
Cополимер окиси этилена и окиси пропилена, блокированный толуилендиизоцианатом марки ПГ-40 (ТУ 6-55-221-1280-92) - 7,0
КПАВ - имидазолиновое производное синтетических жирных кислот фракции C16-C22 и ПЭПА - марки замидин А (ТУ 38-507-63-0276-92) - 0,01
Oрганосилан - глицидоксипропилтриметоксисилан марки ЭС-1 (ТУ 6-02-1077-85) или его аналог А-187 (ф. О.ЭС.АЙ) - 0,6
Kлеящее вещество - дициандиамидформальдегидная смола марки ДЦУ (ТУ 6-14-947-78) - 0,1
Bода дистиллированная (ГОСТ 6709-72) - До 100
Пример 3.
Замасливатель готовится смешением водных рабочих составов. Составы 1, 3, 4 готовятся по примеру 1.
Состав 5. К 0,1 кг эпоксидиановой смолы ЭД-20 добавить 5,0 кг сополимера окиси этилена и окиси пропилена ПГ-40 и перемешать до белого цвета 15 мин при T = 25 ± 5oC. При перемешивании добавить 5 л дистиллированной воды с T = 25 ± 5oC. Готовый состав перемешивается еще 5 - 10 мин.
Смешение и разбавление составов 1, 3, 4 и 5 по примеру 1.
Замасливатель имеет следующий состав, мас.%:
Cополимер окиси этилена и окиси пропилена, блокированный толуилендиизоцианатом марки ПГ-40 (ТУ 6-55-221-1280-92) - 5,0
КПАВ - имидазолиновое производное СЖК с C16-C22 и ПЭПА - замидин А (ТУ 38-507-63-0276-92) - 0,05
Oрганосилан -γ- аминопропилтриэтоксисилан АГМ-9 (ТУ 6-02-1077-85) - 1,0
Kлеящее вещество - дициандиамидформальдегидная смола марки ДЦУ (ТУ 6-14-947-78) - 2,0
Kлеящее вещество - эпоксидиановая смола ЭД-20 (ГОСТ 10587-76) - 0,1
Bода дистиллированная (ГОСТ 6709-72) - До 100
Пример 4.
Замасливатель готовится смешением водных составов.
Составы 1, 3, 4 готовятся по примеру 1. Состав 5 по примеру 3.
Состав 6. 0,2 кг желатина залить для набухания 2 кг дистиллированной воды с T = 25 ±5 oC. Через 2 ч при перемешивании добавить 8 л дистиллированной воды с T = 75 ± 5oC. Готовый раствор перемешивается 10 мин.
Смешение и разбавление составов 1, 3, 4, 5 и 6 по примеру 1.
Замасливатель имеет следующий состав, мас.%:
Сополимер окиси этилена и окиси пропилена, блокированный толуилендиизоцианатом марки ПГ-40 (ТУ 6-55-221-1280-92) - 7,0
Поверхностно-активное вещество неионогенного типа (НПАВ) - полиоксиэтиленсорбитанмоноолеат марки Твин-80 (ТУ 6-14-938-79) - 0,3
Органосилан - смесь метакрилоксипропилтриметоксисилан марки А-174 (ф. О. ЭС. АЙ) и глицидоксипропилтриметоксисилан марки ЭС-1 (ТУ 6-02-1077-85) или аналог А-187 (ф. О.ЭС.АЙ) в соотношении А-174:ЭС-1 = (Ф-187) = 0,5:0,3 - 0,8
Клеящее вещество - желатин (ГОСТ 4821-77) - 0,2
Клеящее вещество - дициандиамидформальдегидная смола марки ДЦУ (ТУ 6-14-947-78) - 0,3
Клеящее вещество - эпоксидиановая смола ЭД-20 (ГОСТ 10587-76) - 0,2
Пример 5.
Замасливатель готовится смешением 6 водных рабочих составов. Составы 1, 3, 4, 5 и 6 готовятся по примерам 1, 3 и 4.
Состав 7. 0,25 кг метилцеллюлозы МЦ-100 залить для набухания 2,5 кг дистиллированной воды с T=25±5oC. Через 2 ч при перемешивании добавить 7,5 л дистиллированной воды с T=25±5oC. Готовый раствор перемешивается 10 мин.
Смешение и разбавление составов 1, 3, 4, 5, 6 и 7 по примеру 1.
Замасливатель имеет следующий состав, мас.%:
Cополимер окиси этилена и окиси пропилена, блокированный толуилендиизоцианатом марки ПГ-40 (ТУ 6-55-221-1280-92) - 2,5
КПАВ - имидазолиновое производное синтетических жирных кислот фракции C16-C22 и ПЭПА - марки замидин А (ТУ 38-507-63-0276-92) - 0,1
Oрганосилан -γ- аминопропилтриэтоксисилан (АГМ-9) (ТУ 6-02-1077-85) - 0,5
Kлеящее вещество - дициандиамидформальдегидная смола марки ДЦУ (ТУ 6-14-947-78) - 0,1
Kлеящее вещество - эпоксидиановая смола ЭД-20 (ГОСТ 10587-76) - 0,4
Kлеящее - желатин (ГОСТ 4821-77) - 1,0
Клеящее - метилцеллюлоза МЦ-100 (ТУ 6-05-1857-78) - 0,5
Вода дистиллированная (ГОСТ 6709-72) - До 100
Обработанные предлагаемым составом волокна были использованы для получения стекловолокнистых и базальтовых материалов широкого ассортимента (тканей, ровингов, товарных нитей, рубленого волокна), с применением которых были получены реакто- и термопласты различного назначения. Стало возможным использование рубленого волокна для тормозных накладок.
При этом следует отметить улучшение технологичности как процесса выработки, так и процесса переработки стеклянного волокна благодаря уменьшению обрывности, пушения, количества ворса при текстильной переработке и ровинговании, повышение насыпного веса дозируемых волокон, увеличение производительности, уменьшение отходов.
При производстве наполненных композитов на основе эпоксидных смол за счет направленной модификации поверхности волокна удалось получить композит с повышенной термостойкостью и пропитываемостью.
Композит на основе термопластичных полимеров обладает повышенной ударной вязкостью и более высокими прочностью на изгиб и растяжение.
Кроме вышесказанного следует отметить низкую энергоемкость и простоту приготовления предлагаемого состава.

Claims (2)

1. Состав для обработки минерального волокна, включающий водорастворимый сополимер окиси этилена и окиси пропилена, поверхностно-активное вещество (ПАВ) и органосилан, отличающийся тем, что в качестве водорастворимого сополимера состав содержит сополимер окиси этилена и окиси пропилена, блокированный толуилендиизоцианатом с м.м. 10000-20000, в качестве ПАВ - ПАВ катионного типа или неиногенного, в качестве органосилана - амино-, эпокси-, метакрилсиланы или их смеси и дополнительно содержит клеящее вещество дициандиамидформальдегидную смолу при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Сополимер окиси этилена и окиси пропилена, блокированный толуилендиизоцианатом с м.м. 10000-20000 - 2,5 - 7,0
ПАВ катионного или неиногенного типа - 0,01 - 0,3
Органосилан (амино, эпокси-, метакрилсилан или их смеси) - 0,3 - 1,0
Клеящее вещество - дициандиамидформальдегидная смола - 0,1 - 2,0
Вода - До 100
2. Состав по п.1, отличающийся тем, что в качестве клеящего вещества дополнительно содержит эпоксидиановую смолу 0,1 - 0,4 мас.% в 100% состава для обработки волокна.
3. Состав по пп.1 и 2, отличающийся тем, что он дополнительно содержит желатин или его смесь с метилцеллюлозой в соотношении 2:1 - 0,2 - 1,0 мас.% в 100% состава для обработки волокна.
RU97111167A 1997-07-01 1997-07-01 Состав для обработки минерального волокна RU2129103C1 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU97111167A RU2129103C1 (ru) 1997-07-01 1997-07-01 Состав для обработки минерального волокна

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU97111167A RU2129103C1 (ru) 1997-07-01 1997-07-01 Состав для обработки минерального волокна

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2129103C1 true RU2129103C1 (ru) 1999-04-20

Family

ID=20194836

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU97111167A RU2129103C1 (ru) 1997-07-01 1997-07-01 Состав для обработки минерального волокна

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2129103C1 (ru)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2167838C1 (ru) * 2000-03-28 2001-05-27 Открытое акционерное общество Научно-производственное объединение "Стеклопластик" Состав для обработки минерального волокна

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3042544A (en) * 1954-12-17 1962-07-03 Owens Corning Fiberglass Corp Yarns of staple glass fibers and compositions and methods for manufacturing same
EP0263895A1 (en) * 1986-10-17 1988-04-20 Ibm Deutschland Gmbh Surface treatment composition for glass fibers, method of coating glass fibers with said composition, and method of preparing glass fiber reinforced polyepoxide products

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3042544A (en) * 1954-12-17 1962-07-03 Owens Corning Fiberglass Corp Yarns of staple glass fibers and compositions and methods for manufacturing same
EP0263895A1 (en) * 1986-10-17 1988-04-20 Ibm Deutschland Gmbh Surface treatment composition for glass fibers, method of coating glass fibers with said composition, and method of preparing glass fiber reinforced polyepoxide products

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2167838C1 (ru) * 2000-03-28 2001-05-27 Открытое акционерное общество Научно-производственное объединение "Стеклопластик" Состав для обработки минерального волокна

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CA1165920A (en) Sizing composition and sized glass fibers and process
JP2872407B2 (ja) 安定性の良好な乳化エポキシを有するグラスファイバー用化学処理組成物および処理されたグラスファイバー
US4394418A (en) Aqueous sizing composition and glass fibers made therewith for reinforcing thermosetting polymers
US4820749A (en) Reinforced polymer composites with wood fibers grafted with silanes
US3922466A (en) Silane coupling agents
Herrera-Franco et al. Mechanical properties of continuous natural fibre-reinforced polymer composites
US5008310A (en) Polymer composites based cellulose-V
US3827230A (en) Glass fiber size
US3935344A (en) Sizing composition and glass fibers treated therewith
Raj et al. Polypropylene-wood fiber composites: effect of fiber treatment on mechanical properties
CN1671633A (zh) 玻璃纤维上浆组合物,上浆的玻璃纤维,以及聚烯烃复合材料
CA1046870A (en) Sizing for glass fibers
US4442243A (en) Reinforced resin composites
EP2626335B1 (en) Surfaces containing coupling activator compounds and reinforced composites produced therefrom
US4474907A (en) Fiber-reinforced hydraulically setting materials
EP0511235B1 (en) Polymer composition
US4659386A (en) Process for producing lightweight calcium silicate articles
RU2129103C1 (ru) Состав для обработки минерального волокна
KR0184587B1 (ko) 유리 호제 조성물 및 이것으로 피복된 유리섬유
JPH02167844A (ja) グラスファイバーのためのサイズ剤
JPS6046951A (ja) プラスチツク強化用ガラス繊維
RU2106320C1 (ru) Состав для обработки минерального волокна
US5759687A (en) Sized glass threads for reinforcing organic materials
KR100791447B1 (ko) 현무암 섬유 로빙용 호제 조성물
US3326716A (en) Glass fiber binder