Состав для обработки стеклянного волокна

 

1. СОСТАВ ДЛЯ ОБРАБОТКИ СТЕКЛЯННОГО ВОЛОКНА, содержащий пленкообразующее вещество, мягчитель, ; смазку, аппарат и воду, о т л и ч ач ю щ и и с я тем, что, с целью повышения прочностных свойств и теплостойкости термопластичных композиций , ншюлненных стекловолокном, а также снижения токсичности состава и его удешевления, в качестве аппрета он содержит аддукт изоциана тов с солями иелочных металлов лактамов С a-Cg общей формулы (R-Me)r,T где m 1, 2, 3) SU... 1031931 А ЭеОС 03 с 25/02 D 06 М 13/42; С 08 J 5/08. R.- толуилен

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

PEOAVSJlHH

09) (И):

OllHGAHHE ИЗОБРЕТЕНИ

Н ABTOPCH0MV СВИДЕТЕПЬСТВУГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТЬЙ (21 ) 26 3066 3/23-05 (22). 16.06.78 (46) 30.07.83. Бюл. Р 28 (72) Й.Я.Войцехович, Т.В.Назарова, В.A.Åæîâà, 3.3.Бокарева, Л.В.Крайнева, Л.A.Носова, Г.П.Иванова, В.Н.Старостин, Г.З.Кесслер, В.Я.Кацобашвили, Г.А.Сальникова и Л.М.Романов (53) 677.044.33(088.8) (56) 1. Патент ФРГ 9 1694066, кл. С 08 L 77/00,опублик. 1975.

2. Патент США Р 3498872,кл.161-93, опублик.. 1970.

3. Патент CIQA 9 3803069,êë.260-292, опублик. 1974.

4. Авторское свидетельство СССР

Р 324816,кл. С 03 С 25/02, 1966 (прототнп). (54)(57) 1» СОСТАВ ДЛЯ ОБРАБОТКИ

СТЕКЛЯННОГО ВОЛОКНА, содержащий плейкообразующее вещество, мягчитель, смазку, аппарат и воду, о т л и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения прочностных свойств и теплостойкости термопластичных композиций, наполненных стекловолокном, а также снижения токсичности состава и его удешевления, в качестве аппрета он содержит аддукт изоцианатов с солями щелочных металлов лак . тамов С -С общей формулы й(МСО (k-М е )) „ где m =1, 2, 3)ЭСЮ С 03 С 25/02 0 06 М 13/42; С 08 J .5/08.

Л й.— толуилен(2,4-или смесь 2,4-и

2,6-изомеров в соотношенйи от 65-35 до 80-20); 1,6-гексаметилен, дифенилметан-4,4 -диилj трифеннлметан-4,4,4"-триил, К - -МС(О)(СН )„ где n = 2 3, 4 или 5, Me: L1,Na К, при следующем соотношенйи компонентов, вес.%-:

Пленкообразующее вещество 2t0 10

Мягчитель 0,2-2,0

Смазка 0,3-2,0

Аддукт изоциана- g тов с солями ще лочных металлов лактамов СЭ-С6 0,05-5,0

Вода Остальное С

2. Состав по п. 1, -отличаю шийся тем, что он содержит в р качестве пленкообразующего вещества соединение, выбранное as группы, содержащей поливиннлацетатную диспер- . сию, дициандиамндформальдегндную смолу, желатин, казеиновый клей, 3; Состав по п. 1, о т л и ч а— ю шийся тем, что он содержит в качестве мягчителя дибутилсебацинат или дибутилфталат.

4. Состав по п. 1, о т л и ч а— ю шийся тем, что он содержит в качестве смазки продукт конденсации олеиновой кислоты и триэтаноламнна или полиэтиленгликоль.

1031931

Изобретение относится к получению стекловолокнистого наполнителя, применяемого для армирования термопластичных полимеров, с целью создания высокопрочных конструкционных композиционных материалов, перерабатываемых в детали, применяемых в машиностроении, электротехнике, радиоэлектронной промышленности и других отраслях народного хозяйства.

Известны составы, применяемые для 10 обработки стеклянного волокна, содержащие клеющие, поверхностно-активные вещества, смазки, а также связующие агенты (аппреты ), например аминосиланы, эпоксисиланы, изоцианатосиланы. цианосиланы, свободные диизоцианаты, блокированные капролактамом.

Применение аминосиланов и эпоксисиланов дает эффект повышения физико-механических свойств стеклонаполненных композиций на основе термопластов, но сопряжено с выделением токсичных продуктов в процессе обработки стеклянного волокна. Данные продукты характеризуются высокой стоимостью, производство их требует дефицитного сырья (1 3.

Применение изоцианатосиланов, цианосиланов, свободных диизоцианатов также сопряжено с выделением 30 высокотоксичных продуктов (2 ).

Кроме того, указанные вещества обладают высокой реакционной способностью по отношению ко всем соединениям, содержащим свободный атом водорода даже при комнатной температуре, в том числе и к влаге воздуха, что приводит к нарушению стабильности свойств состава при хранении и в процессе обработки ими стекловолокна. Это в свою очередь приводит к нестабильности свойств композиций с использованием такого волокна.

Применение диизоцианатов, блокированных капролактамом, а также 45 свободных диизоцианатов, изоцианатосиланов сопряжено с использованием органических растворителей, что повышает пожаро- и взрывоопасность, а также токсичность производства стек-. ловолокна 3j. I

Наиболее близким к предлагаемому

I является состав для обработки стеклян ного волокна, содержащий пленкообраэующее вещество — дициандиамидформальдегидную смолу, мягчитель дибутилсебацинат, смазку - продукт конденсации олеиновой кислоты и триэтаноламина, аппрет и воду.

В качестве аппрета используют -аминопропилтриэтоксисилан (АГМ-9), 60 эпоксисилан (ЭС-1), винилсилан (ГВС-9) и продукт конденсации эпилохлоргидрина с этиленгликолем (4).

Недостатком известных составов с использованием АГМ-9, ЭС-1, ГВС-9 и других является невозможность получения достаточно высокопрочных и теплостойких стеклонаполненных полимерных композиций (например, стеклонаполненные композиции на основе полипропилена не могут быть получены с величиной показателя разрушающего напряжения при достижении более

560 кгс/см )..

Кроме того, упомянутые аппреты отличаются высокой токсичностью при их использовании и являются дорогостоящим продуктом в связи с дефицитностью сырья для производства.

Цель изобретения — повышение прочностных свойств и теплостойкости термопластичных композиций, наполненных стекловолокном, а также снижение токсичности состава и его удешевление.

Поставленная цель достигается тем, что состав для обработки стекловолокна, содержащий пленкообразующее вещество, мягчитель, смазку, аппрет и воду, в качестве аппрета содержит аддукт изоцианатов с солями щелочных металлов лактамов Сg-Сб общей формулы

R)NCO(R — Ме)) „,, где m = 1,2,3;

R — толуилен(2,4-или смесь 2,4и 2,б-изомеров в соотношении от б5-35 до 80-20); 1,б-гексаметилен; дифенилметан-4,4-диил; трифенилметан-4,4,4-триил; где R =-NС(0) (CH )„, n = 2,3,4 или 5; Ме = Li,Na,К, при следующем соотношении компонентов, вес.Ъ:

Пленкообразующее вещество 2,0-10

Мягчитель 0,2-2,0

Смазка 0,3-2,0

Аддукт иэоцианатов с солями щелочных металлов лактамов

С -Сб 0,05-5,0

Вода Остальное

Кроме того, в качестве пленкообразующего вещества состав содержит поливинилацетатную дисперсию, дициандиамидформальдегидную смолу, желатин, казеиновый кле, в качестве мягчителя — дибутилфталат или дибутилсебацинат, в качестве смазки — продукт конденсации олеиновой кислоты и триэтаноламина или полиэтиленгликоль.

Приготовление состава для обработки стекловолокна осуществляется по традиционной технологии и не требует специального оборудования и устройств.

Состав наносят на стекловолокно после разбавления в воде, в случае 1031931 необходимости с добавлением змульгатора.

Пример 1. Взвешенные компоненты перемешивают до однородного состояния, после чего разбавляют водой, при следующем соотношении, вес.% 5

Аддукт 2,4-толуилендиизоцианата и Naсоли E-капролактама 0,2

Поливинилацетатная дисперсия, 50%-ная 30

Дибутилфталат

Продукт конденсации олеиновой кислоты и триэтаноламина 0,8

Вода До 100

Пример 2. Аналогично примеру

1 готовят следующий состав, вес.%:

Адцукт 4,4-дифенилметандиизоцианата и Na-соли к-валеролактама 0,5 20

Поливинилацетатная дисперсия, 50%-ная 6

Дибутилфталат 0,2

Продукт конденсации олеиновой кислоты 25 и триэтаноламина 0,3

Вода До 100

Пример 3. Технология приготовления состава отличается от описанного в примере 1 тем, что дибутил-30 себацинат и препарат ОС-20 предварительно Ьмульгируют.

Состав .следующий, вес.%г

Аддукт толуилендиизоцианата (смесь 35 изомеров 2,4- и 2,6 в соотношении 65:35 ) и К-Соли Е-капролактама 0,1

Ди пи анди амидформальдегидная смола 2,5

Дибутилсебацинат 2

Продукт конденсации высших жирных спиртов и окиси этилена (препарат

ОС-20)

Вода

3,0

0,5

2 ру вес.%:

Аддукт толуилендона

Поливинилацетатная дисперсия, 50%-ная

1,0

Дибутилфталат

Продукт конденсации олеиновой кислоты вес

2

2,0

2,0

До 100

1,5

До 1ОО

Пример 9. Аналогично примеру 1 готовят следующий состав,вес.%|

Аддукт 2,4-толуилен0,05

55 ру

0,5 60

До 1бо

0,17

- 2,0 2,0

До 100

Пример 4. Аналогично примеру 1 готовят следующий состав,. вес.%:

Аддукт трифеннлметан 4, 4, 4"-триизоцианата и Na-соли

Е-капролактама 2

Поливиннлацетатная дисперсия, 50%-ная 8

Дибутилфталат 1

Продукт конденсации олеиновой кислоты и триэтаноламина

Вода

Пример 5. Аналогично примеру 1 готовят следующий состав, вес.%:

Адцукт 1,6-гексаметилендиизоцианата и

Na-соли о(.-пирролидона 3 0

Поливинилацетатная дисперсия, 50%-ная

Дибутилфталат, Продукт конденсации, олеиновой кислоты и триэтаноламина 0,4

Вода До 1ОО

Пример 6. Аналогично приме1 готовят следующий состав, диизоцианата (смесь изомеров 2,4- и 2,6в соотношении 80:20) и-Na-соли д -пиперии триэтаноламина 0,8

Вода до 100

Пример 7. Аналогично примеру 1 готовят следующий состав, .%.

Адцукт 1,6-гексаметилендиизоцианата и Na-соли Е-капролактама 3

Желатин г,о

Полиэтилангликоль . 2,0

Вода до 100

Пример 8. Аналогично примеру готовят следующий состав, вес.%:

Аддукт 2,4-толуилендиизоцианата и Na-соли Е-капролактама

Казеиновый клей

Полиэтиленгликоль

Вода диизоцианата и Na-coли Е-капролактама

Дициандиамидформальдегидная смола 2,5 дибутилсебацинат 2

Продукт конденсации высших жирных спиртов и окиси этилена (препарат ОС-20) 1,5

Вода До 100

Пример, 10 ° Аналогично приме1 готовят следующий состав,вес.%:

Аддукт 1,б-гексаметилендиизоцианата и Na» соли Е-капролактама

Желатин

Полиэтилен гли коль

Вода

1031931

В табл. 1 приведены показатели полиамида 6, наполненного СВ, обработанным предлагаемым состаПолиамид 6, наполненный СВ, обработанным предлагаемым составом по примеру 9

Показатели

1694

1678

2531

2330

200

200

Свойства стеклонаполненных полимерных композиций, получаемых в. соответствии с предлагаемой методикой

Таблица 2

360560

600- 420

650

750900

1000- 600- 9001200 .700 1100 1050 950- 1050- 1200- 900- 15001000 1300 1550 1000 2000

700

132150

140"

165 шающее напряжение при растяжении, 260кгс/см 400

Разру-. шающее напряжение при изгибе 400в кгс/см 450

Температура размягчения при азиз =

=18 5 кгс/ 90

cl4 р С0

Разрушающее напряжение при растяже нии, кгс/см

Разрушающее напряжение при изгибе, кгс/см

Температура размягчения

IIpH бизГ 2

18,5 кгс/см, С вом, в табл. 2 - свойства стеклонаполненных полимерных композиций.

Таблица 1

Полиамид

6,наполненный СВ, обработан ный предлагаемым составом по примеру.10

78 104- 105- 120- 145

110 112 130 1031931

ПРОЯолжение таблицы 2

Полибутилентерефталат

Полиамиды (ГЖ6) Поликарбонат

Показатели

Наполненный

СВ, обработан ным со ставомпцототипом

Ненаполненный

Ненаполнен- ный

Pаэрушающее напряжение при растяжении, кгс/см

500- 1400 1600600 2000

1050- 13501100 1360

12001280

600

Раз рушающее напряжение при изгибе, кгс/см 2

1700- 18001710 2200

1800- 500- 2000- 26002350 700 2500 2760

860

Температура размягчения ри dM 2

18,5 кгс/см, С

190- 200

195

145150

67 >200 ° Э 200

4550

Предлагаемай состав, содержащий . аддукт изоцианатов с солями щелочных металлов лактамов Сз-С6, отли чается нетоксичностью, стабильно- 45 стью, хорошей растворимостью в воде, не требует дефицитного сырья, обеспечивает получение технологичного стеклянного волокна, обладающего достаточной прочностью, и стеклонаполненных.композиций на основе полиолефинов, насыщенных полизфиров, в том числе поликарбоната, полиалкиленфтаI латов, полиамидов, полистиролов,,АВС-пластиков, полидненов, полиэпоксидов и других с повышенными в среднем на 15-30% показателями фиэико- механических свойств по сравнению с материалами, армированными стекловолокном, обработанным составом, со держащим АГМ-9, ЭС-1," ГВС-9 и другие.

Перспективная стоимость аддукта составляет .5 руб/кг, à g-аминопропилтриэтоксисилана - 14 руб/кг. г

Составитель В. чистякова

Редактор А. Курах Техред М.Коштура Корректор В. Гнрняк

Заказ 5318/26 Тираж 486 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35; Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, улНроектная, 4

Наполненный СВ, обработанным предлаraемим составом по при-.. меру 1

Наполненный

CBi обработан ным предла гаемым состаBOM nO примеру 1,3

Наполненный

СВ, обработан ным со ставомпрототи пом

Наполненный

СВ обработан ным предлагаемым составом по приме-. ру 6