СОСТАВ ДЛЯ ОБРАБОТКИ СТЕКЛОВОЛОКНА Российский патент 1995 года по МПК C03C25/02 

Изобретение относится к замасливающим композициям для стекловолокна, наносимым в процессе выработки.

Стеклянное волокно с нанесенным на него составом для обработки предназначено для переработки в стеклоровинг с последующей рубкой на отрезки и наполнения пластиков.

Наиболее близким по технической сущности, области применения и достигаемому результату к изобретению является состав для обработки стеклянного волокна, содержащий пленкообразователь - поливинилацетатную дисперсию, пластификатор (ДБФ), аппреты-винилтриэтоксиэтоксисилан (ГВС-9) и метакриловый комплекс хрома (волан 702), поверхностно-активное вещество - алкилдиметилбензиламмоний хлорид (катамин АБ) или продукт взаимодействия триэтаноламина и олеиновой кислоты (продукт N 3) при следующем соотношении компонентов, мас.%: ПВАД 7,0 ДБФ 0,2 ГВС-9 1,0 Волан 702 0,6 Продукт N 3 0,3 или Катамин АВ 0,1 Вода дистиллированная до 100
Этот состав используется при выработке комплексных стеклонитей, предназначенных для изготовления ровинга, с последующей его рубкой и использованием для армирования стеклопластиков на основе полиэфирных смол.

Однако стеклянное волокно, выработанное с применением этого состава, обладает следующими недостатками:
1. Низкие физико-механические и антистатические свойства стекловолокна,
2. Многокомпонентность.

3. Сложная технологическая схема приготовления состава для обработки стекловолокна.

Целью изобретения является упрощение технологии приготовления состава для обработки за счет уменьшения числа компонентов в рецептуре, улучшение физико-механических и антистатических свойств стекловолокнистых материалов.

Цель достигается тем, что в состав для обработки, включающей поливинилацетатную дисперсию, винилтриэтоксиэтоксисилан, ПАВ и дистиллированную воду, содержит в качестве ПАВ смесь малеиновокислых солей производных 2-алкил-2-имидазолинов и алкиламидо аминов, следующей структурной формулы:
где R - алифатический радикал с числом углеродных атомов С₈-С₂₅
n - 1,2,3
X - H, COP
y - 1,2 и дополнительно уксусную кислоту, при следующем соотношении компонентов, мас.%:
- поливинилацетатная дисперсия 3-8
- винилтриэтоксиэто- ксисилан 0,5-1,5
- смесь малеиновокислых
солей производных 2-алкил-
2-имидазолинов и алкил- амидоаминов 0,01-0,3 - уксусная кислота 0,05-0,4
- вода дистиллирован- ная остальное
Ниже приведен пример приготовления состава для обработки стекловолокна согласно предмету изобретения.

П р и м е р 1. Для приготовления состава для обработки стекловолокна объемом 100 л в реактор, оборудованный мешалкой, заливают 20-25 л дистиллированной воды по ГОСТ 6709-72Е и загружают 7 кг ПВАД по ГОСТ 18992-80. Перемешивание проводят в течение 10-15 мин (частота вращения мешалки V = 60 ± 10 об/мин).

В отдельной емкости 0,1 кг ПАВ (опытный продукт) растворяют в 3 л горячей воды (Т = 50-60^оС) при перемешивании в течение 10-15 мин и подкисляют уксусной кислотой по ГОСТ 61-75 в количестве 0,1 л (V мешалки = 60-70 об/мин).

Раствор охлаждают добавлением 1-2 л холодной воды.

В эмалированной емкости растворяют и аппрет ГВС-9 (по ТУ 6-05-1933-82) в количестве 1,0 кг в 3-5 л холодной воды, перемешивают в течение 2-3 мин (V мешалки 60-70 об/мин). Затем полученные смеси сливают в общий реактор, добавляют воду до 100 л. Готовый состав для обработки стекловолокна имеет следующую рецептуру, мас.%: ПВАД 7,0 ГВС-9 1,0 ПАВ (опытный) 0,1 Уксусная кислота 0,1
Вода дистиллирован- ная до 100
Характеристика ПАВ (опытного) - смесь малеиновокислых солей производных 2-алкил-2-имидазолинов и алкиламидоаминов, структурной формулы:
, где n = 1,2,3
X - H, COR, R - алифатический радикал с числом углеродных атомов от С₈-С₂₅
у = 1,2
Внешний вид - паста светло-желтого или светло-коричневого цвета Температура плавления 35-55^оС
Массовая доля активного вещества 50-80%
Температура разложения соли 180-200^оС имидазолина 300-350^оС
рН 1% водно-спиртового раствора 5-6
Массовая доля имида- золина 50-60%.

Состав наносят на волокно в процессе выработки. Далее нить высушивают в течение 1-2 сут и термообрабатывают при 100-110^оС в течение 10-12 ч, т.е. используют обычный режим для получения ровингов.

При определении физико-химических характеристик стеклонитей используют методику НПО "Стелкопластик":
- показатель склеенности нитей, гс, определяют по "Методике определения склеенности элементарных нитей в комплексной нити", утвержденной НПО "Стеклопластик", 28.03.90
- показатель "истирание в петле, циклы" оценивают по "Методике оценки выносливости стеклянной нити к самоистиранию в петле", утвержденной НПО "Стеклопластик", 27.09.90
- показатель жесткости стеклянных нитей определяют по "Методике определения жесткости стеклянных нитей при кручении", утвержденной НПО "Стеклопластик" 30.10.78
- антистатические свойства стеклонити характеризовались по технологичности нити в процессе рубки (количество остановок рубящего устройства из-за необходимости чистки ножей).

П р и м е р 2. Осуществляют согласно примеру 1 при следующем соотношении компонентов, мас.%: ПВАД 8,0 ГВС-9 1,5 ПАВ (опытный) 0,3 Уксусная кислота 0,4 Вода дистиллирован- ная до 100
П р и м е р 3. Осуществляют согласно примеру 1 при следующем соотношении компонентов, мас.% ПВАД 3,0 ГВС-9 0,5 ПАВ (опытный) 0,01 Уксусная кислота 0,05 Вода дистиллирован- ная до 100
Результаты испытаний представлены в таблице.

Технология приготовления состава для обработки проста (примеры 1-3), исключает ряд операций известного состава, не требует применения высоких температур и высокоскоростного перемешивания. Кроме того, из состава исключены дефицитные и экологически вредные продукты: пластификатор (дибутилфталат) и один вид аппрета (волан 702).

Как видно из таблицы, по примерам 1-3 в сравнении с прототипом наблюдается существенное улучшение технологичности при рубке, а также повышение физико-механических характеристик стеклянной нити.

Сущность изобретения: состав для обработки стеклянного волокна содержит, мас.%: поливинилацетатную дисперсию 3 - 8, винилтриэтоксиэтоксисилан 0,5 - 1,5, смесь малеиновокислых солей производных 2-алкил-2-имидазолинов и алкиламидоаминов 0,01 - 0,3 структурной формулы где R - алифатический радикал с числом углеродных атомов C₈- C₁₅, n = 1, 2, 3, X - H, COR, u = 1, 2, уксусную кислоту 0,05 - 0,4, вода - остальное. 1 табл.

СОСТАВ ДЛЯ ОБРАБОТКИ СТЕКЛОВОЛОКНА, содержащий поливинилацетатную дисперсию, винилтриэтоксиэтоксисилан, ПАВ и дистиллированную воду, отличающийся тем, что он содержит в качестве ПАВ смесь малеиновокислых солей производных 2-алкил-2-имидазолинов и алкиламидоаминов формулы

где R - алифатический радикал с числом углеродных атомов С₈ - С₂₅;
n = 1, 2, 3;
X = H, COR;
y = 1, 2,
и дополнительно уксусную кислоту при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Поливинилацетатная дисперсия - 3 - 8
Винилтриэтоксиэтоксисилан - 0,5 - 1,5
Смесь малеиновокислых солей производных 2-алкил-2-имидазолинов и алкиламидоаминов указанной формулы - 0,01 - 0,3
Уксусная кислота - 0,05 - 0,4
Дистиллированная вода - Остальное