Композиция для формирования холста Советский патент 1978 года по МПК D04H1/64 B32B17/04 

Изобретение относится к армирующим нетканым материалам, используемым для изготовления из препрегов стеклопластиковых изделий методами контактного, вакуумного формования или прессования.

Нетканые рулонные стекловолокнистые материалы - жесткие стеклохолсты, изготавливают из хаотически расположенных рубленых стеклонитей, пропитанных полимерной связкой, содержащей пожаро-взрывоопасные вещества - ацетон, петролейный эфир, перекисные соединения и токсичные вещества - амины, кремнийорганические производные 1, 2.

Известные композиции для формирования холста нетехнологичны.

Ближайшим прототипом этого технического решения является композиция для формирования холста из хаотически расположенных, рубленых стеклонитей (на замасливателе № 3), скрепленных сополимером винилацетата с дибутилмалеинатом, полученным по следующей рецептуре 3, вес.ч.:

Винилацетат70

Дибутилмалеинат30

Спирт поливиниловый2

Эмульгатор ОП-100,5

Сульфанол0,5

Гипериз0,3

Натриевая соль ронгалитовой

кислоты0,3

Вода78

2-3%-ная водная дисперсия этого сополимера С-230 применяется в качестве связки для жесткого холста.

Недостатком такого холста является: длительность процесса получения сополимера поливинилацетата с дибутилмалеинатом по указанной рецептуре (продолжительность синтеза более 48 ч), применение дефицитных ингредиентов - импортного продукта (натриевая соль ронгалитовой кислоты), неэффективное использование транспортирующих объемов - сополимер поставляется в виде 50%-ной водной дисперсии, охлаждение которой ниже 5° С приводит к необратимому расслаиванию, усложнение технологии получения холста, связанное с необходимостью непрерывного перемеи1ивания связки для предотвращения ее расслоения, нестойкость к механическим воздействиям- осаждение сополимера в системе трубопроводов, подводящих связку к пропиточной ванночке и увеличение в связи с этим расхода сополимера и эксплуатационных расходов; ограниченная производительность изготовления холста, так как время его охлаждения должно быть достаточным для обеспечения темнературы, исключающей

слипание холста при рзлонировании; недостаточно высокие физико-механические характеристики холста.

Целью предлагаемого изобретения является упрощение технологии изготовления холста и повышение физико-механических свойств изделий на его основе.

Указанная цель достигается применением в качестве полимеда, скрепляющего рубленые нити готового холста, смеси производных целлюлозы с водорастворимой насыщенной полиэфирной смолой при следующем соотношении компонентов композиции вес. %:

Рубленые стеклонити35-37

Водорастворимая насыщенная полиэфирная смола0,8-1,5

Производное целлюлозы0,55-1,2

ВодаОстальное

Водорастворимая насыщенная полиэфирная смола марки ПНМ представляет собой продукт совместной конденсации малеинового ангидрида, нентаэритрита, молочной кислоты и глицерина.

Холст получают термообработкой композиции при температуре 130-198° С в течение 15-30 мин. Оценку холста производят в соответствии с ОСТ 6-11-82-73. Композиция для формирования холста образуется при пропитке слоя рубленых стеклонитей жидкой связкой. Связка представляет собой водный раствор производных целлюлозы и насыщенной полиэфирной смолы и имеет следующий состав, вес.%;

Насыщенная полиэфирная водорастворимая смола типа ПНМ0,285-1,1

Производные целлюлозы 0,215-0,9

ВодаДо 100

Концентрация указанных веществ в растворе 0,5-2,0%. Раствор стабилен, не требует постоянного перемешивания, не высаждает нерастворимых осадков при охлаждении ниже 5° С, его компоненты более равномерно адсорбируются стекловолокном. Природа связки позволяет, варьируя временем и температурой термообработки композиции для формирования холста, менять жесткость и прочностные свойства готового холста, а также его растворимость в композициях связующих, что дает возможность использовать его как армирующий материал, для растекающихся и нерастекающихся препрегов.

Получение композиции для формирования холста и жесткого холста из нее иллюстрируется следующими примерами.

Пример 1. На непрерывно движущуюся ленту транспортера равномерно укладывают слой рубленых стеклонитей. Толщина слоя соответствует весу готового холста 400 г/м. Лента проходит через ванну со связкой, огибая снизу погруженный в ванну направляющий каток из несмачиваемого связкой материала.

Связку изготавливают следующим образом.

В 300-литровую емкость с мещалкой заливают 196 л воды-конденсата при 40°С и загружают 1,8 кг метилоксипропилделлюлозы. После интенсивного перемешивания в течение 2 ч (до образования гомогенного раствора) добавляют 2,2 кг смолы ПНМ. Получают связку следующего состава, вес.%:

Водорастворимая насыщенная

полиэфирная смола ПНМ1,1

Метилоксипропилцеллюлоза0,9

Вода (конденсат)98

Полученный 2%-ный водный растворсвязку подают через трубопровод, имеющий возвратно-поступательное движение вдоль оси катка сверху, в зону входа слоя стекловолокна под каток. Такая схема подачи связки обеспечивает более равномерную пропитку слоя стеклонитей и поддержание заданного уровня ее в ванночке. Пропитанный слой стеклонитей уплотняют катком. Описываемая композиция для формирования холста (вариант максимальной концентрации связки) имеет следующие соотношения ингредиентов, вес. %: Рубленые стеклонити37,0

Водорастворимая, насыщенная полиэфирная смола ПНМ1,2

ВодаДо 100

Полученная композиция на ленте транспортера поступает в сушильную камеру для термообработки. Длина камеры 30 м. Камера имеет четыре зоны обогрева.

Температурный режим по зонам: 154, 198, 190, 48° С.

ЗонаТемпература, °С

I130-150

Н180-220

HI170-210

IV30-50

Режим термообработки составлен по средним значениям температур интервалов. Скорость движения транспортерной ленты 1,5 м/мин. Выходящий из камеры стеклохолст сматывается с ленты в рулоны весом до 25 кг. Ширина холста 1300 мм.

Свойства холста представлены в таблице. Пример 2. Технологические операции изготовленной связки, композиции для формирования холста, режимы ее термообработки и получение самого холста аналогичны приведенным в примере 1. Состав связки, вес.%:

Смола ПНМ0,9

Метилоксипропилцеллюлоза 0,45 Вода (конденсат)До 100

Композиция для формирования холста на этой связке является оптимальной с точки зрения технологичности получения холста, его физико-механических характеристик и расхода полимера и имеет следующее соотнощение ингредиентов, вес.%: Рубленые-стеклонити36,5

Физико-механические свойства готовых стеклохолстов, полученных при термообработке композиций на связке С-230 (прототип) и предлагае.мой композиции на связке НС-4

Смола ПНМ,1,2

Метилоксипропилцеллюлоза 0,6 ВодаДо 100

Физико-механические характеристики холста приведены в таблице 1.

Пример 3. Технологические операции приготовлеиия связки, композиции для формирования холста, режимы ее термообработки и получения самого холста аналогичны указанным в примере 1. Режим термообработки -по средним значениям приведенных температурных интервалов. Состав связки, вес. %: Смола ПНМ0,275

Метилоксипропилцеллюлоза0,225

Вода (конденсат)До 100

Композиция для формирования холста на этом составе связки характеризуется минимальным количеством склеивающего стеклонити полимера, обеспечивающим целостность готового холста и минимальные прочностные характеристики по ОСТ 6-11-82-73. Состав композиции, вес.%: Рубленые стеклонити35

Смола ППМ0,8

Метилоксипропилцеллюлоза 0,6 Вода100

Физико-механические свойства холста представлены в таблице.

Пример 4. Технологические операции приготовления связки, композиции для формирования холста и получения самого холста аналогичны приведенным в примере 1. Режимы термообработки по верхним значениям указанных температурных интервапов.

Состав, связки, вес.%: Метилцеллюлоза МЦ-650,4

Смола ПНМ0,9

Вода (конденсат)До 100

Композиция для формирования холста имеет следующее соотнощение ингредиентов:

Рубленные стеклонити36,5

Смола ПНМ1,5

МЦ-650,75

Вода.До 100

Холст имеет качественную склейку, высокз ю прочность; свойства его приведены в таблице.

Пример 5. Технологические операции приготовления связки, композиции для формирования холста и получения самого холста аналогичны указанным в примере 1. Режим термообработки - по нижним значениям приведенных температурных интервалов.

Состав связки, вес.%:

Смола ПНМ0,25

Натрийкарбоксиметилцеллюлоза (Na КМЦ)0,2

Вода (конденсат)До 100

Композиция для формирования холста характеризуется минимальной стоимостью и имеет следующий состав, вес.% :

Стеклонить35

Смола ПНМ0,8

Натрийкарбоксиметилцеллюлоза0,55

ВодаДо 100

Свойства холста приведены в таблице. Как видно из таблицы и описания изобретения предлагаемый жесткий холст более технологичен в изготовлении, так как применение водного раствора связки упрощает обслуживание, снижает потери связки в коммуникациях и не требует постоянного перемешивания для поддержания гомогенности состава по сравнению с прототипом. Возможность изменять растворимость

связки, варьируя температуру обработки холста, расширяет ассортимент изготавливаемых из него изделий.

Предлагаемый холст не содержит в своем составе дефицитных ингредиентов (в холсте по прототипу применяют импортную ронгалитовую кислоту). Полимеры, применяемые для склеивания холста, нетоксичны. Они могут быть доставлены в виде 100%-ного вещества, что исключает неэффективное использование транспортирующих объемов (в прототипе сополимер поставляется только в виде 50%-ной водной дисперсии).

Предполагаемый экономический эффект за счет применения более дешевых компонентов составит более 13000 руб/год только на одном Ступинском заводе стеклопластиков.

Формула изобретения

Композиция для формирования холста на основе рубленых стеклонитей и связки.

содержащей полимер и воду, отличающаяся тем, что, с целью упрощения технологии изготовления холста и улучщения его физико-механических характеристик, связка содержит водорастворимую насыщенную полиэфирную смолу и производное целлюлозы при следующем соотношении компонентов композиции, вес.-Уо:

Рубленые стеклонити35-37

Водорастворимая насыщенная

полиэфирная смола0,8-1,5

Производные целлюлозы0,55-1,2

ВодаОстальное

Источники информации,

принятые во внимание при экспертизе

3.Авторское свидетельство № 293079, кл. D 06М 15/08, 1967.