CS252014B1 - Skleněné vlákna s polymérnym povlakem - Google Patents

Description

Vynález sa týká skleněných vlákien s polymérnym povlakom.

Skleněné vlákna, Či už vo formě róznych prameňov, pramencov, tkanin, rohoží, plstí či sietovín našli široké uplatnenie a neustále sa rozširujúce aplikačně využitie. Povlečením skleněných vlákien různými polymérmi je možné spájať v sebe vlastnosti polyméru a skla, čo umožňuje využívat polyméry a vlákna aj v oblastiach, kde samotné nenašli uplatnenie. Týmto spůsobom je umožněné používať skleněné vlákna ako různé dekoračně tkaniny, lepiace přípravky, sietoviny, izolácie a pod.

Známe sú skleněné vlákna s různými polymernymi povlakmi. Československé autorské osvedčenie č. 214 950 popisuje vláknité materiály povlačené filmom epoxidového kaučuku, připraveného vulkanizáciou epoxidových elastomérov za použitia různých polyamínov. Skleněné vlákna s týmto povlakom majú celý rad dobrých vlastností, ale ich zosietená struktura neumožňuje dobré zakotvenie dalších povlakov, ktorými sa vlákna pre různé aplikácie upravujú a ich málo reaktívny charakter po vulkanizácii znižuje ich interekciu s polymérmi pri výrobě sklolaminátov. Tieto vlastnosti nemajú skleněné vlákna s termoplastickým polymérnym povlakom, avšak ich nevýhoda je slabá adhézia k anionickému povrchu skleněných vlákien.

Zistili sme, že tieto problémy sa v podstatnej miere odstránia přípravou skleněných vlákien s polymérnym termoplastickým povlakom podía vynálezu.

Vynález popisuje skleněné vlákno s polymérnym povlakom a podstata vynálezu spočívá v tom, že obsahuje 0,4 až 40 % hmotnosti na hmotnost skleněných vlákien po vlak zložený z 50 až 98 % hmotnosti aduktov na báze sekundárných dialkanolamínov s 4 až 6 atómami uhlíka s epoxidovými živicami na báze dianu o priemernej molekulovej hmotnosti 300 až 1 200 a alifatických polyamínov obsahujúcich v molekule 3 až 5 aminových skupin o priemernej molekulovej hmotnosti 100 až 200 v molárnom poměre 0,8 až 1,2 : 1 : 0,2 až 1,2 a/alebo ich amóniových solí s alifatickými monokarboxylovými kyselinami s 1 až 3 atómami uhlíka a 2 až 50 % hmotnosti zmákčovadiel na báze polyetylénglykolov o priemernej molekulovej hmotnosti 100 až 4 000.

Bolo zistené, že pri výrobě laminátov z epoxidových živíc a tkanin připravených zo skleněných vlákien s povlakom podía vynálezu mechanické vlastnosti prevyšujú hodnoty dosiahnuté pri použití finišových skleněných vlákien s vazbovými prostriedkami. Z týchto důvodov nie je nutná ich přítomnost. Na straně druhej, v případe potřeby zlepšenia elektrických vlastností pre náročné aplikácie plátovaných materiálov je ich možné dosiahnút prídavkom už stopových množstiev známých silanových vazbových prostriedkov.

Povlak na skleněných vláknach sa může vytvárat různými technológiami. Zvyčajne je to úprava taveninou, roztokom vo vodě alebo v organickom rozpúšťadle. Podía použitej technologie může povlak obsahovat stopy až 48 % hmotnosti látok regulujúcich reologické, adhézne a povrchové vlastnosti polymérneho filmu. V případe ďalšieho nanášania povlakov z taveniny sú to hlavně přísady zabraňujúce vzájomnému zlepovaniu vlákien napr. stearáty. Pri použití organických rozpúšťadiel ako alifatické alkoholy sú to látky zlepšujúce klzné vlastnosti, odparivosí a pod. Voda ako nosné médium je najvýhodnejšia či už z ekonomických důvodov v neposlednom řade aj z ekologických a hygienických dovodov. V tomto případe je tiež možné měnit klzné vlastnosti ráznými mastiacimi přípravkami a povrchové napatie za použitia různých tenzidov.

Adukty použité podía vynálezu sú známe a možno ich celý rad připravit postupom podía čs. aut. osv. č. 211163. Adíciou sekundárných dialkanolamínov ako dietanolamín, diizopropanolamín s epoxidovými živicami na báze dianu sa připraví příslušný monoepoxid, ktorý sa podrobí reakcii s alifatickými polyamínmi ako dietyléntriamín, dipropyléntriamín, tetraetylénpentamín.

Aplikačně vlastnosti týchto aduktov je možné v širokom rozsahu měnit nielen změnou epoxidu či polyamínu, ale aj ich vzájomným zmiešaním. Neutralizáciou napr. kyselinou octovou je ich možné solubilizovať pri použití vody ako nosného média.

Z důvodu, že všetky použité adukty sú tuhé hmoty, je ich potřebné plastifikovať polyetylénglykolmi na požadovaný stupeň elastičnosti. Týmto spůsobom vláknam zároveň udelia aj příjemný textilný charakter.

Skleněné vlákna s povlakom aduktov je možné následné upravovat různými komerčně dostupnými termoplastickými kompozíciami na báze polymérov vinylických a/ /alebo olefinických monomérov. Základná vrstva aduktu na povrchu má v tom případe funkciu primera, t. j. zlepšenie spojenia termoplastu so skleněným vláknom. Úprava sa zvyčajne uskutočňuje v tavenine. Pri použití polyvinylchloridových kompozícií sa vlákna spracovávajú hlavně vo formě sleťovín. Povlak kopolymerů vinylacetát-etylén alebo vinylacetát-vinylchlorid je vhodný pre použitie vlákien ako lepiace stužky, hlavně pri výrobě různých druhov nábytku. Skleněné vlákna povlečené butadien-styrenovým kopolymérom sú vhodné ako výstuž gumy hlavně pri výrobě pneumatik. Koncentrácia a technológia sa v tomto případe volí tak, že vlákna obsahujú na povrchu 5 až 95 % hmotnosti týchto termoplastických kompozícií.

Vynález je dalej objasněný formou prí252014 kladov, v ktorých zloženie je uvádzané v hmotnostnej koncentrácii.

Příklad 1

Skleněné vlákna vo formě tkaniny pre výstuž fenolplastov

Adukt A

Na báze epoxidovej živice o priemernej molekulovej hmotnosti 1 200, dipropyléntriamínu a dietanolamínu v molárnom pomere 1 : 0,2 : 1,2. Roztok živice s etylénglykolmonoetyléterom s obsahom sušiny 50 % má viskozitu pri 20 °C 2 305 mPa. s. Koronizovaná tkanina na báze skleněných vlákien sa upravila namočením do kompozície zloženej z 100 hmot. dielov roztoku aduktu A a 40 hmot. dielov polyetylénglykolu o priemernej molekulovej hmotnosti 600. Po odstránení nadbytku zmesi sa vysušila pri teplote 130 °C. Takto upravená tkanina obsahuje 34 % hmotnosti povlaku, je tvrdá, pružná a 1'ahko strihatetuá na požadovaný tvar.

Příklad 2

Skleněné vlákno vo formě prameňa na lepenie

Adukt B

Na báze epoxidovej živice o priemernej molekulovej hmotnosti 650, tetraetylénpentamínu a dietanolamínu v molárnom pomere 1 : 0,3 : 0,8. Adukt sa zneutralizoval 107 hmotnostnými dielmi kyseliny octovej a rozpustil sa v etylalkohole na 50 %-ný roztok o viskozlte pri 20 °C 1192 mPa . s.

Skleněné vlákna o priemere 10 μιι sa před spojením do prameňa so 400 fibrilkami upravili kompozíciou:

Adukt B (50 %) 8,00%

Polyetylénglykol 4 000 0,50 %

Laurylamidoetylpyridínium chlorid 0,10 % Voda 91,40 %

Vlákna po vysušení pri teplote 120 °C po dobu 4 hodin obsahovali 0,45 % hmotnosti povlaku. Takto upravené vlákna povlečené 80 % hmotnosti termoplastickej taveniny na báze etylén-vinylacetátového kopolyméru sú vhodné ako lepiace stužky na spájania různých materiálov technológiou spájania za použitia tavných lepidiel.

Příklad 3

Skleněné vlákna vo formě zosúkaného hodvábu

Adukt C

Na báze epoxidovej živice o priemernej molekulovej hmotnosti 370, dietyléntriamínu a diizopropanolamínu v molárnom pomere 1 : 1 : 1. Adukt rozpuštěný v dioxane na 50 % roztok má viskozitu pri 20 °C 640 mPa. s,

Adukt D

Na báze epoxidovej živice o priemernej molekulovej hmotnosti 380, dietyléntriamínu a dietanolamínu v molárnom pomere 1 :

: 0,5 : 1. Adukt vo formě 50 % roztoku v etylalkohole má viskozitu pri 20 °C 510 mPa . s.

Adukt E

Suroviny ako pri adukte D v molárnom pomere 1 : 0,3 : 1. Adukt vo formě 50 % roztoku v etylalkohole má pri 20 ³C viskozitu 740 mPa . s.

Skleněné vlákna o priemere 6 μ 34 tex sa upravujú priamo po výstupe z platinovej piecky kompozíciou.

Adukt D 3,00 %

Adukt E 7,00 %

Polyetylénglykol 1 000 1,10 %

Mastiaci prostriedok (70 %) 1,00 %

Kyselina octová 0,70 %

Tenzid 2,20 %

Voda 85,00 %

Postup přípravy spočívá v tom, že oba adukty sa zhomogenizujú, zmiešajú s kyselinou octovou a pridajú do vody. Ostatně zložky sa pridajú do vody a za miešania pridajú k roztoku aduktov a kompozícia sa doplní vodou na požadované množstvo. Skleněné vlákno po 48-hodinovom stati sa spracovalo na. zosúkacích strojoch, pričom im bol udelený ochranný zákrut v počte 40 a/ /alebo 60 zákrutov. Týmto sposobom upravený hodváb má na svojom povrchu cca 0,8-1,0 % hmotnosti povlaku a pevnost v tahu 25,4 cN. V případe použitia 12 % hmotnosti aduktu C sa dosiahnu zhodné vlastnosti.

Příklad 4

Skleněné vlákno vo formě tkaniny pre výstuž epoxidových živíc

Hodváb připravený podfa příkladu 3 sa upravil na linke vodným roztokom amóniovej soli kyseliny octovej aduktu E o obsahu 2 % hmotnosti aduktu a 0,4 % hmotnosti dietylénglykolu. Z takto připraveného osnovného materiálu, ktorý obsahuje 2,2 pere. hmotnosti povlaku je možné vyrábať tkaniny vhodné k výrobě plátovaných materiálov pre elektropriemysel.

Příklad 5

Skleněné vlákno vo formě zosúkaného hodvábu

Skleněné vlákno o priemere 9 μ sa upravilo po výstupe z platlnovej piecky kompozíciou podl'a příkladu 3. Po 48-hodinovom stati sa spracovalo na zosúkacích strojoch, pričom mu bol udelený zákrut najprv pravý v počte 150 a potom bol zosúkaný na spoločný — 1'avý zákrut 2 S 150. Takto připravený skleněný hodváb je možné použit na ovíjanie vodičov a výrobu bužírok. Příklad 6

Skleněné vlákno vo formě skloplastickej sieťoviny

Claims (3)

1. Skleněné vlákna s polymérnym povlakoxn, vyznačujúce sa tým, že obsahujú 0,4 až 40 °/o hmotnosti vztiahnuté na hmotnost skleněných vlákien povlak, zložený z 50 až 93 % hmotnosti aduktov na báze sekundárných dialkanolamínov s 4 až 6 atómami uhlíka s epoxidovými živicami na báze dianu o priemernej molekulovej hmotnosti 340 až 1 200 a alifatických poiyamínov obsahujúcich v molekule 3 až 5 aminových skupin o priemernej molekulovej hmotnosti 100 až 200 v molárnom pomere 0,8 až 1,2 : 1 :

: 0,2 až 1,2 a/alebo ich amóniových solí s alifatickými monokarboxylovými kyselinami s 1 až 3 atómami uhlíka s 2 až 50 % hmotnosti zmakčovadiel na báze polyetylénglykolov o priemernej molekulovej hmotnosti 100 až 4 000.

Skleněný hodváb podlá příkladu 3 sa povlečie za použitia extrúdera cca 70 % termoplastickej taveniny na báze polyvinylchloridu. Takto upravené vlákno sa tká a fixuje běžným sposobom. Připravená sieťovina je vhodná pre celý rad aplikácii ako náhrada klasických kovových či textilných sieťovín, pričom použitím roznych pigmentovatelných zmesi je možné ich vyrábať v roznych farebných odtieňoch.

vynalezu

2. Skleněné vlákna podlá bodu 1 vyznačujúce sa tým, že povlak obsahuje stopy až 48 % hmotnosti látok regulujúcich reaologické vlastnosti ako vo vodě rozpustné organické riedidlá, adhézne ako silanové vazbové prostriedky a povrchové vlastnosti polymérneho povlaku ako tenzidy, mazadlá a regulátory pH napr. ety lalkohol, amínoalkyltrialkoxysilany, oxyetylované mastné kyseliny a alkoholy, estery, vo vodě rozpustné kyseliny ako octová.

3. Skleněné vlákna podlá bodov 1 a 2, vyznačujúce sa tým, že obsahujú na povrchu 5 až 95 % hmotnosti vztiahnuté na hmotnost vlákien termoplastickej kompozície na báze polymérov vinylických a/alebo olefinických monomérov ako polyvinylchlorid a kopolymér etylén-vinylacetát.