CS266045B1 - Lubrication for treatment of glass fibers - Google Patents
Lubrication for treatment of glass fibers Download PDFInfo
- Publication number
- CS266045B1 CS266045B1 CS878555A CS855587A CS266045B1 CS 266045 B1 CS266045 B1 CS 266045B1 CS 878555 A CS878555 A CS 878555A CS 855587 A CS855587 A CS 855587A CS 266045 B1 CS266045 B1 CS 266045B1
- Authority
- CS
- Czechoslovakia
- Prior art keywords
- weight
- lubrication
- integer
- acetylacetonate
- transition metal
- Prior art date
Links
Landscapes
- Treatments For Attaching Organic Compounds To Fibrous Goods (AREA)
- Surface Treatment Of Glass Fibres Or Filaments (AREA)
Abstract
Lubrikace pro úpravu skleněných vláken, zpracovatelných technologií sekání s následnou aplikací pro vyztužování termoplastu, na bázi pólyfenylenoxidu obsahuje 0,1 až 3 % hmotnosti spojovacího prostředku, vzniklého in sítu v přípravě lubrikace ze sloučeniny obecného vzorce I, kde m je celé číslo 1 až 5; n je celé číslo 1 až 3, X je hydrolýzovatelná skupina alkoxy s 1 až 4 atomy uhlíku nebo halogen, a z acetylacetonátu přechodného kovu obecného vzorce II, kde R je alkoxy nebo acetylacetonát, Me je příslušný přechodný kov, Ry je acetylacetonát, x je celé číslo 1 až 3 a y je celé číslo 1 až 2. Lubrikace dále obsahuje filmotvorný prostředek, s výhodou polyuretanovou pryskyřicí, v množství 1 až 20 % hmotnosti. Lubrikace rovněž obsahuje 0,1 až 3 % hmotnosti antistatického prostředku, 0,1 až 5 i regulátoru pH a zbytek do 100 % hmotnosti tvoří voda.A lubrication for the treatment of glass fibers, processable by chopping technology with subsequent application for thermoplastic reinforcement, based on polyphenylene oxide contains 0.1 to 3% by weight of a coupling agent formed in situ in the preparation of the lubrication from a compound of the general formula I, where m is an integer of 1 to 5; n is an integer of 1 to 3, X is a hydrolyzable alkoxy group with 1 to 4 carbon atoms or halogen, and from a transition metal acetylacetonate of the general formula II, where R is alkoxy or acetylacetonate, Me is the respective transition metal, Ry is acetylacetonate, x is an integer of 1 to 3 and y is an integer of 1 to 2. The lubrication further contains a film-forming agent, preferably a polyurethane resin, in an amount of 1 to 20% by weight. The lubrication also contains 0.1 to 3% by weight of an antistatic agent, 0.1 to 5% of a pH regulator, and the remainder, up to 100% by weight, is water.
Description
Vynález se týká lubrikace pro úpravu skleněných vláken, vhodných pro výrobu termoplastického kompozitního materiálu na bázi polyfenylenoxidu. Lubrikace sestává ze spojovacího, filmotvorného, antistatického prostředku a regulátoru pH.The invention relates to a lubricant for the treatment of glass fibers suitable for the production of a thermoplastic composite material based on polyphenylene oxide. The lubrication consists of a coupling, film-forming, antistatic agent and a pH regulator.
Skleněná vlákna používaná pro vyztužování termoplastických polymerů tvoří 10 až 40 % hmotnosti kompozitu a jsou aplikována ve formě sekaných pramenů elementárních vláken o délkách 3 až 12 mm. Technologie sekání vláken a aplikační podmínky vyžadují, aby lubrikace předávala vláknům požadované vlastnosti.The glass fibers used for the reinforcement of thermoplastic polymers make up 10 to 40% by weight of the composite and are applied in the form of chopped strands of elementary fibers with lengths of 3 to 12 mm. Fiber chopping technology and application conditions require that lubrication impart the desired properties to the fibers.
Oprava musí zajistit vysokou integritu pramene elementárních vláken po jeho přeseknutí a tím zabezpečit vysokou sypnou hmotnost sekaných pramenů, která je žádoucí pro dokonalé dávkování a míšení vlákna s matricí. Další významnou funkcí úpravy je zajištění dobré smáčivosti vláken matricí a vyhovujícího adhezního spojení mezi skleněnými vlákny a termoplastickým polymerem, čímž jsou vytvořeny podmínky pro dosažení vysokých fyzikálně mechanických vlastností kompozitu.The repair must ensure a high integrity of the strand of elementary fibers after cutting, and thus ensure a high bulk density of the chopped strands, which is desirable for perfect dosing and mixing of the fiber with the matrix. Another important function of the treatment is to ensure good wettability of the matrix fibers and a satisfactory adhesive bond between the glass fibers and the thermoplastic polymer, thus creating conditions for achieving high physical and mechanical properties of the composite.
V případě vyztužování termoplastu na bázi polyfenylenoxidu nesmí úprava vlákna degradovat při teplotě jejich míšení s matricí.In the case of the reinforcement of a thermoplastic based on polyphenylene oxide, the treatment of the fiber must not degrade at the temperature of their mixing with the matrix.
Doposud známé úpravy skleněných vláken používané pro výrobu běžných termoplastických kompzitů na bázi polykarbonátu, polyamidu, polypropylenu, polyetylentereftalátu a polybutylentereftalátu nevyhovují požadavkům na vyztužování polyfenylenoxidu, zejména z hlediska neuspokojivých fyzikálně mechanických vlastností kompozitu. V těchto lubrikacích je používáno pro zajištění adhezního spojení mezi vlákny a jmenovanými polymerními matricemi spojovacích prostředků na základě běžných funkčních organokřemičitých sloučenin obecného vzorcePreviously known glass fiber treatments used for the production of conventional thermoplastic composites based on polycarbonate, polyamide, polypropylene, polyethylene terephthalate and polybutylene terephthalate do not meet the requirements for polyphenylene oxide reinforcement, especially in view of the unsatisfactory physical and mechanical properties of the composite. In these lubricants, a bonding agent based on conventional functional organosilicon compounds of the general formula is used to provide an adhesive bond between the fibers and said polymeric matrices.
R-Si-(OR')3, kdeR-Si- (OR ') 3 , where
R je organofunkční skupina vinyl, amino, epoxy, metakryloxy, glycidoxy, merkapto, ureido apod.,R is an organofunctional group vinyl, amino, epoxy, methacryloxy, glycidoxy, mercapto, ureido and the like.
R' je hydrolyzovatelná skupina alkoxy s 1 až 4 atomy uhlíku, nebo halogen a Si je křemík.R 'is a hydrolyzable alkoxy group having 1 to 4 carbon atoms, or halogen and Si is silicon.
Jako filmotvorných komponent v lubrikacích je používáno vodných dispersí polyvinylacetátu, esterů kyseliny akrylové a metakrylové, vodných emulsí polyesterových a epoxidových pryskyřic a dále emulsí aromatických nebo alifatických polyuretanů, vedle dalších komponent jako regulátorů pH, mazacích komponent a smáčedel.Aqueous dispersions of polyvinyl acetate, acrylic and methacrylic acid esters, aqueous emulsions of polyester and epoxy resins and also emulsions of aromatic or aliphatic polyurethanes are used as film-forming components in lubricants, in addition to other components such as pH regulators, lubricating components and wetting agents.
Uvedené nevýhody se odstraní nebo podstatně omezí u lubrikace podle předloženého vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že lubrikace obsahuje jako spojovací prostředek 0,1 až 3 % hmotnosti reakčního produktu, který vzniká in situ v procesu přípravy lubrikace, z polyaminofunkční organokřemičité sloučeniny, mající na atomech řetězce funkční skupiny minimálně dva volné elektronové páry, a z acetylacetonátu přechodného kovu. Lubrikace dále obsahuje filmotvorný prostředek, s výhodou vodnou dispersí polyuretanové pryskyřice, v množství 1 až 20 % hmotnosti, antistatický prostředek v množství 0,1 až 3 % hmotnosti, regulátor pH 0,1 až 5,0 hmotnosti a zbytek do 100 % hmotnosti tvoří voda. Polyaminofunkční organokřemičitá sloučenina má obecný vzorecSaid disadvantages are eliminated or substantially reduced in the lubrication according to the present invention, the essence of which consists in that the lubrication contains as coupling agent 0.1 to 3% by weight of the reaction product formed in situ in the lubrication preparation process. at least two free electron pairs on the functional atoms of the functional group chain, and from the transition metal acetylacetonate. The lubricant further comprises a film-forming agent, preferably an aqueous dispersion of polyurethane resin, in an amount of 1 to 20% by weight, an antistatic agent in an amount of 0.1 to 3% by weight, a pH adjuster of 0.1 to 5.0% by weight and the remainder up to 100% by weight. water. The polyamino-functional organosilicon compound has the general formula
H-(NH-CHO-CHJ -NH-(CHO)J SiX. , kde 2 2 m 2 Ji n 4-n m je celé číslo 1 až 5, n je celé číslo 1 až 3 X je hydrolyzovatelná skupina alkoxy, s 1 až 4 atomy uhlíku nebo halogen. Typickými polyaminofunkčními organokřemičitými sloučeninami jsou napříkladH- (NH-CH O -CH 2 -NH- (CH O ) J SiX., Where 2 2 m 2 Ji n 4-nm is an integer from 1 to 5, n is an integer from 1 to 3 X is a hydrolyzable alkoxy group, having 1 to 4 carbon atoms or halogen Typical polyamino-functional organosilicon compounds are, for example
N-(beta-aminoethyl)-gama-aminopropyltrimethoxysilanN- (beta-aminoethyl) -gamma-aminopropyltrimethoxysilane
N-(beta-dimethylaminoethyl)-gama-aminopropyltrimethoxysilan N-(beta-aminoethylaminoethyl)-gama-aminopropyltriethoxysilan N-(beta-aminoethyl)-gama-aminopropyltriethoxysilan Ureidopropyltriethoxysilan.N- (beta-dimethylaminoethyl) -gamma-aminopropyltrimethoxysilane N- (beta-aminoethylaminoethyl) -gamma-aminopropyltriethoxysilane N- (beta-aminoethyl) -gamma-aminopropyltriethoxysilane Ureidopropyltriethoxysilane.
Acetylacetonát přechodného kovu představuje sloučenina obecného vzorce (R)x-Me-(Rpy, kdeThe transition metal acetylacetonate is a compound of formula (R) x -Me- (Rpy, where
R je alkoxyskupina nebo acetylacetonát,R is alkoxy or acetylacetonate,
Me je přechodný kov, například titan nebo zirkon,Me is a transition metal such as titanium or zirconium,
Rj je acetylacetonát, x je celé číslo 1 až 3 a y je celé číslo 1 až 2.R 1 is acetylacetonate, x is an integer from 1 to 3 and y is an integer from 1 to 2.
Obsah acetylacetonátu kovu vstupujícího do reakce činí 5 až 150 % celkové hmotnosti polyaminofunkční organokřemičité sloučeniny, s výhodou 40 až 60 % hmotnosti, kdy je dosahováno nejlepších fyzikálně mechanických vlastností polyfenylenoxidového kompozitu.The content of acetylacetonate of the metal entering the reaction is 5 to 150% of the total weight of the polyamine-functional organosilicon compound, preferably 40 to 60% by weight, when the best physical and mechanical properties of the polyphenylene oxide composite are achieved.
Vedle reakčního produktu lze v lubrikaci aplikovat další známé spojovací prostředky, jako například diaminosilan modifikovaný nízkomolekulárním polyéterem, gama-aminopropyltriethoxisilan, a to v případech, kdy je žádoucí dále zvýraznit či potlačit některou z funkčních vlastností skleněných vláken.In addition to the reaction product, other known binders, such as low molecular weight polyether-modified diaminosilane, gamma-aminopropyltriethoxisilane, can be applied in the lubrication in cases where it is desired to further enhance or suppress any of the functional properties of the glass fibers.
Dále lze použít smáčedel a mazadel, jako je například oxietylenovaný nonylfenol a amidy mastných kyselin, a to v případě, že by bylo žádoucí zpracovávat vlákna v nesekané formě.Wetting agents and lubricants, such as oxyethylenated nonylphenol and fatty acid amides, may also be used if it would be desirable to process the fibers in uncut form.
Výhodou lubrikace vytvořené podle vynálezu je využití reakčního produktu jako spojovacího prostředku, který s filmotvorným prostředkem, představovaným polyuretanovou pryskyřicí, zajištuje zlepšené fyzikálně mechanické vlastnosti polyfenylenoxidového kompozitu, například jeho zvýšenou pevnost v tahu, ohybu a rázu, zlepšený modul pružnosti v tahu E a termoxidační stabilitu. Vlákna upravená touto lubrikaci jsou vhodná i pro vyztužování polyamidů, polyetylentereftalátu, polybutylentereftalátu, polykarbonátu a polyakrylonitril/butadien/styrenu.The advantage of the lubrication formed according to the invention is the use of the reaction product as a binder which, together with the film-forming agent represented by the polyurethane resin, provides improved physical and mechanical properties of the polyphenylene oxide composite, for example its increased tensile, flexural and impact strength, improved . The fibers treated with this lubrication are also suitable for reinforcing polyamides, polyethylene terephthalate, polybutylene terephthalate, polycarbonate and polyacrylonitrile / butadiene / styrene.
Vynález je dále objasněný formou příkladných složení lubrikace, nanášené na povrch skleněných vláken při procesu jejich tažení, přičemž obsah jednotlivých složek lubrikaci je uveden v % hmotnosti.The invention is further elucidated in the form of exemplary lubrication compositions applied to the surface of glass fibers during the drawing process, the content of the individual components of the lubrication being given in% by weight.
Příklad 1Example 1
Spojovací prostředek: reakční produkt, který vzniká in situ z 6 dílůCoupling agent: reaction product which is formed in situ from 6 parts
N-/beta-aminoethyl(-gama-aminopropyltrimethoxysilanu a dílů di-iso-propoxy-Ti-acetylacetonátu 0,90 %N- / beta-aminoethyl (-gamma-aminopropyltrimethoxysilane and parts of di-iso-propoxy-Ti-acetylacetonate 0.90%
Filmotvorný prostředek: vodná disperse alifatické polyuretanové pryskyřice 33% 13,00 %Film-forming agent: aqueous dispersion of aliphatic polyurethane resin 33% 13.00%
Regulátor pH:PH regulator:
kyselina octová 10% 2,50 %acetic acid 10% 2.50%
Antistatikum:Antistatic:
chlorid lithný 50% vodný roztok vodalithium chloride 50% aqueous solution water
0,30 % do 100,00 %0.30% to 100.00%
Postup přípravy:Preparation process:
V nádobě z nerez materiálu se nechá za normální teploty zreagovat N-(beta-aminoethyl)-gama-aminopropyltrimethoxysilan s di-iso-propoxy-Ti-acetylacetonátem. Tím vznikne reakční produkt, který se za míchání zhydrolýzuje jednou pětinou vody potřebné k přípravě lubrikace. Po přidání vody se provede neutralizace takto vzniklého roztoku kyselinou octovou, Do nádoby pro konečnou přípravu lubrikace se nadávkuje vodná disperse polyuretanové pryskyřice, která se rozředí polovinou vody potřebné k přípravě lubikace. Do rozředěné disperze se nadávkuje reakční produkt připravený v předchozí operaci a dále 50% roztok chloridu lithného a doplní vodou na celkový obsah lubrikace.In a stainless steel vessel, N- (beta-aminoethyl) -gamma-aminopropyltrimethoxysilane is reacted with diisopropoxy-Ti-acetylacetonate at normal temperature. This produces a reaction product which is hydrolyzed with stirring with one-fifth of the water required to prepare the lubrication. After the addition of water, the solution thus formed is neutralized with acetic acid. An aqueous dispersion of polyurethane resin is metered into the vessel for the final preparation of the lubrication, which is diluted with half of the water required for the preparation of the lubrication. The reaction product prepared in the previous operation and a 50% lithium chloride solution are metered into the diluted dispersion and made up to the total lubrication content with water.
Příklad 2Example 2
Spojovací prostředek:Fastener:
reakční produkt, který vzniká in situ z 6 dílů ureidopropyltriethoxysilanu a 3 dílů di-iso-propoxy-Ti-acetylacetonátu 0,90 % ’reaction product formed in situ from 6 parts of ureidopropyltriethoxysilane and 3 parts of diisopropoxy-Ti-acetylacetonate 0.90% ’
Filmotvorný prostředek:Film-forming agent:
vodná disperze alifatické polyuretanové pryskyřice 33% 13,00 %aqueous dispersion of aliphatic polyurethane resin 33% 13.00%
Regulátor pH: .PH regulator:.
kyselina octová 10% 2,50 %acetic acid 10% 2.50%
Antistatikum:Antistatic:
chlorid lithný 50% vodný roztok 0,30 % voda do 100,00 %lithium chloride 50% aqueous solution 0.30% water up to 100.00%
Postup přípravy je shodný s příkladem 1.The preparation procedure is identical to Example 1.
Obsah acetylacetonátu přechodného kovu vstupujícího do reakce činí u příkladu 1. a 2. 50 % hmotnosti polyaminofunkční organokřemičité sloučeniny.The content of transition metal acetylacetonate entering the reaction in Examples 1 and 2 is 50% by weight of the polyamino-functional organosilicon compound.
Příklad 3 'Example 3 '
Spojovací prostředek:Fastener:
reakční produkt, který vzniká in situ z 7 dílůreaction product, which is formed in situ from 7 parts
N-(beta-aminoethyl)-gama-aminopropyltrimethoxysilanu a 3 díl di-iso-propoxy-Ti-acetylacetonátu 0,70 % aminosilan modifikovaný nízkomolekulárním polyéterem 0,30 %Of N- (beta-aminoethyl) -gamma-aminopropyltrimethoxysilane and 3 parts of di-iso-propoxy-Ti-acetylacetonate 0.70% aminosilane modified with a low molecular weight polyether 0.30%
Filmotvorný prostředek:Film-forming agent:
vodná disperze alifatické polyuretanové pryskyřice 33% 13,00 %aqueous dispersion of aliphatic polyurethane resin 33% 13.00%
Antistatikum:Antistatic:
chlorid lithný 50% vodný roztok 0,30 % voda do 100,00 %lithium chloride 50% aqueous solution 0.30% water up to 100.00%
Obsah acetylacetonátu přechodného kovu vstupujícího do reakce u příkladu 3. činí 42,85 % hmotnosti polyaminofunkční organokřemičité sloučeniny.The transition metal acetylacetonate content of the reaction in Example 3 is 42.85% by weight of the polyamino-functional organosilicon compound.
Postup přípravy je shodný s příkladem 1. s tím rozdílem, že do nádoby pro přípravu reakčního produktu se nadávkují oba silany. Diaminosilan modifikovaný polyéterem však nevstupuje do reakce.The preparation procedure is the same as in Example 1, except that both silanes are metered into the vessel for the preparation of the reaction product. However, the polyether-modified diaminosilane does not react.
Dle příkladu 1., 2a 3. připravené lubrikace se nanáší na povrch elementárních skleněných vláken pomocí známých aplikátorů, přímo v procesu jejich vytahování z platinové pece. Lubrikovaná vlákna jsou navíjena na papírovou cívku a na této předávána k sušení při teplotě 130 °C. Sušení probíhá tak dlouho, až hmotnost návinu zůstává neměnná.According to Examples 1, 2 and 3, the prepared lubrication is applied to the surface of the elementary glass fibers by means of known applicators, directly in the process of drawing them out of the platinum furnace. The lubricated fibers are wound on a paper spool and passed on for drying at 130 ° C. Drying is continued until the weight of the coil remains constant.
Claims (2)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CS878555A CS266045B1 (en) | 1987-11-26 | 1987-11-26 | Lubrication for treatment of glass fibers |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CS878555A CS266045B1 (en) | 1987-11-26 | 1987-11-26 | Lubrication for treatment of glass fibers |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CS855587A1 CS855587A1 (en) | 1989-03-14 |
| CS266045B1 true CS266045B1 (en) | 1989-11-14 |
Family
ID=5436260
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CS878555A CS266045B1 (en) | 1987-11-26 | 1987-11-26 | Lubrication for treatment of glass fibers |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CS (1) | CS266045B1 (en) |
-
1987
- 1987-11-26 CS CS878555A patent/CS266045B1/en unknown
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CS855587A1 (en) | 1989-03-14 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP0725729B1 (en) | Glass fiber size and mat | |
| US4338233A (en) | Aqueous sizing composition and sized glass fibers and method | |
| US4457970A (en) | Glass fiber reinforced thermoplastics | |
| CA1229267A (en) | Glass fibers to reinforce polymeric materials | |
| US4477496A (en) | Process for preparing sized glass fiber roving | |
| US4435474A (en) | Aqueous sizing composition and sized glass fibers and method | |
| US3882068A (en) | Sizing composition for glass fibers of polypropylene emulsion and silane coupling agent | |
| US4358501A (en) | Storage stable polyolefin compatible size for fiber glass strands | |
| US4410645A (en) | Aqueous sizing composition and sized glass fibers and method | |
| EP0491935A1 (en) | Glass size compositions and glass fibers coated therewith. | |
| EP0166240B1 (en) | Reinforced plastic composites | |
| US4473618A (en) | Chrome-free sizing composition containing titanium acetyl acetonate for glass fiber gun roving | |
| EP0572618B1 (en) | Glass size compositions, coated glass fibers and reinforced thermoplastics | |
| CS266045B1 (en) | Lubrication for treatment of glass fibers | |
| Yun et al. | Effect of silane coupling agents with different organo-functional groups on the interfacial shear strength of glass fiber/Nylon 6 composites. | |
| SK284095B6 (en) | Lubricated glass fibres used for reinforcement of organic materials and composites containing these fibres | |
| US4855341A (en) | High-strength magnesium aluminosilicate glass fibers having size coating of epoxy resin with methacryloxyalkyl and aminoalkyl silanes | |
| CA1115876A (en) | Storage stable polyolefin compatible size for fiber glass strands | |
| US4716080A (en) | Size composition | |
| EP0332616B1 (en) | Size composition | |
| WO1986001811A1 (en) | Chrome-free sizing for glass fiber gun roving | |
| AU568687B2 (en) | Chrome-free sizing for glass fiber gun roving | |
| HK1008010B (en) | Size composition | |
| CA1221184A (en) | Chrome-free sizing for glass fiber gun roving | |
| EP0534990A1 (en) | Coated glass fibers |