Состав для обработки минерального волокна

 

Использование: обработка поверхности минерального волокна, в частности базальтового волокна при производстве эпоксидных базальтопластиков. Сущность изобретения: состав для обработки базальтового волокна на водной основе, включающий органическую составляющую, содержит в качестве органической составляющей олигоуретансемикарбазид . формулы С1С5Н5МСН2СОМНМНаЖНСбНз(СНз)МНСО - ORCONHCeH3(CH3)NHCONHNHCOCH2NQ H5CI, где R -- СН2СН(СНз), при следующем со: отношении компонентов, мас.%: олигоуретансемикарбазид 0,005-0,32; вода остальное. 2 табл. (/) С м со

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ CCCP) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ . (21) 4933452/05 (22) 30.04.91 (46) 15.12.92, Бюл. № 46 (71) Институт химии высокомолекулярных соединений АН УССР и Институт новых физических и прикладных проблем АН УССР (72) В.В.Ефанова, B.Â.Øåâ÷åíêo, В.А.Шрубович, H,В,Протасова, И.П.Петухов, Р.А.Веселовский и А.Ю.Филипович (56) Производство стеклянных волокон и тканей. / Под ред. Ходаковского М.Д. Химия, 1973, Авторское свидетельство СССР № 494361, кл. С 03 С 25/02, 1973.

Авторское свидетельство СССР

¹ 827434, кл. С 03 С 25/02, 1979.

Бианкерные поверхностно-активные олигомеры. Синтез и свойства. Липатов

Ю.С., Файнерман А.К., Шевченко В.В., Шрубович В.А. — Высокомолекулярные соедин.

Сер. А. 1987. с. 562-563.

Черняк К.И. Эпоксидные компаунды и их применение. — Судпромгиз. 1963.

Изобретение относится к обработке поверхности минерального волокна, в частности к замасливающим. составам для базальтового волокна.

Известен замасли ватель "парафиновая" эмульсия для стеклянного волокна и других минеральных волокон. содержащий парафин, стеарин, вазелин, трансформаторное масло, дициандиамидформальдегидную смолу, оксиэтилированные жирные спирты со степенью оксиэтилирования 20(препарат

0C:-20) и воду. Однако, нить, полученная, на известном эамасливателе, характеризуется недостаточно высокой прочностью. Ы«1781182 А1 (51)5 С 03 С 25/02, 0 06 М 15/564, С 08 J 5/06 (54) СОСТАВ ДЛЯ .ОБРАБОТКИ МИНЕРАЛЬНОГО ВОЛОКНА (57) Использование. обработка поверхйости минерального волокна; в частности базальтового волокна при производстве эпоксидных базальтопластиков. Сущность изобретения: состав для обработки базальтового волокйа на водной основе, включающий органическую составляющую, содержит в качестве органическойсоставляющей олигоуретансемикарбазид формулы

С! С5НБЙСНгСОИНМНСОИНС6Нз(СНз)МНСО-! - ОЯСОМНС6Нз(СНз)КНСОМНКНСОСНгМЯН50, где R --(СНгСН(СЙз)О)з, при следующем соотношении компонентов, мас. P: олигоуретансемикарбазид 0,005-0,32; вода остальное. 2 табл. . Б

: 4

- СО

Стеклопластики, полученные с исйользованием нитей, обработанных парафино-. вой эмульсией, характеризуются низкими физико-механическими показателями. Наличие на волокне парафиновой эмульсии снижает прочность адгезионной связи волокна со связующим. Волокно перед переработкой в стеклопластике требует дополнительной технологической операции — отжига парафиновой эмульсии. Однако при отжиге стекловолокна теряется 50 прочности нити. Кроме того замасливатель, имеющий многокомпонентный состав, тре1781182 бует для приготовления аппаратурного оформления и затрат электроэнергии..

Известен также замаСливатель для стекловолокна и других минеральных волокон, представляющий собой водный раствор производных диаллилизоцианурата; олигодиенов, алкилбензосульфокислоту и перекись бензоила. Недостатками замасливателя являются: — невысокие физико-механические свойства получаемого пластика, — многокомпонентность, — токсйчность.

Указанные "замасливатели могут быть использованы и для базальтового волокна.

Наиболее близким к.предлагаемому составу по технической сущности и достигаемому результату при использовании является состав для обработки стекловолокна, который применяется и для базальтового волокна (3), включающий политерпены, дициандиамидформальдегидную смолу, дибутилсебацинат, полиэтиленгликоль у - аминопропилтриэтоксисилан и винилтриэтоксисилан и воду при следующем соотношении компонентов, мас.:

Политерпены . 2-4

Дициандиамидформальдегидная смо ла .. 1,5-2,5

Пластифи катар 1,5-2,5

Эмулъгатор 0,9-1,5

Полиэтиленгликоль 0,5-0,9 у-Аминопропилтриэтоксисилан О, 1-0,5 . В инилтриоксисилан .. 0,3-0,7

Вода . Остальное

Состав замасливателя по прототипу обеспечйвает достаточно высокие физикохимические свойства пластиков. Однако базальтопластики на основе эпоксидных смол, полученные с использованием указанного замасливателя, проявляются низкие физико-механические свойства. Кроме того, недостатком .замасливателя является многокомпонентйый состав и сложная технология его приготовления (подогрев, спецйальная химическая аппаратура, строгая последовательность введения компонентов), Целью данного изобретения является повышение физико-механических характеристик эпоксидных базальтопластиков и упрощения технологии приготовления замасливающего состава, Поставленная цель достигается тем, что состав для обработки минерального волокна на водной основе. включающий органическую составляющую, согласно

2

1,1

0,7 предлагаемому изобретению, в качестве органической составляющей содержит олигоуретансемикарбазид формулы: .:

CI CgHgNCH2CONHNH CONH СвНз(СНз)5 -МНСООЯСОКНСв СНз)ЙНСОЙНКНСОС

HgNCsHsCI, где R — (СН2СН(СНз)О)в при следующем соотношении компонентов, мас %

10 Олигоуретансемикарбазйд . 0,005-0,32

Вода Остальное

Олигоуретансемикарбазид получали реакцией изоцианатного форполимера — продукта

15 взаимодействия олигооксипропиленгликоля

MM 500 с 2,4-2,6-толуилендиизоцианатом при мольном соотношении I:2 с хлоридом К-гидразинокарбонилметиленпиридиния, Структурная формула олигоуретансемикарбазида

20 имеет следующий вид;

С!С5Н5К С Н2СОМ Н К Н СОИ Н С6НЗ(снз)NH СООВСОМНСбНз(СНз)КНСОМНМНСОСН2йСвНвС1, где R - I,-СН2СН(СНз)О-)в.

25 Для экспериментальной проверки заявляемого состава были приготовлены раствором олигоуретансемикарбазида в дистиллированной воде десяти концентраций (см,табл.1) и раствор замасливателя по

30 и рототипу;соста ва, ма с.%:

Политерпены 33

Дициандйамидформальдегидная смола

Пластификатор

35 Эмульгатор

Полиэтиленгликоль у -Аминопропилтриэтоксисилан 0,3

Винилтриэтоксисилан 0,5

40 Вода Остальное.

Для прйготовления замасливателя по . предлагаемому составу не требуется подогрев и энергоемкое смесительное оборудование.. Предлагаемый

45 олигоуретансемикарбазид хорошо растворим в воде. Приготовленными растворамй было обработано базальтовое волокно непосредственно при выходе из фильер. Свойства этих волокон приведены в табл, 1. Из

50 полученных партий .базальтового волокна, обработанных растворами, были изготовлены базальтовые ткани характеристикой, переплетение — полотняное, число нитей на 10 см по основе — 160.

55 по утку — 85, линейная плотность базальтовых нитей по основе 50х1х2, по утку — 50х1х2., Обработка базальтового волокна раствором олигоуретансемикарбазида

1781182 та 6 ли ца 1

Сродства бавальтового волокна, обработанного олигоуретансемкабааидон и ааиасливателеи по прототнлу

Показатель

Характеристика

1-ъь а

Прототип

Ю

14юнейная плотность,текс

Равривная нагруака, гс

0лаиность, 0

Количество вещества, удаляемого при перекрнсталлнаацни, 8

; ддгеаня к елоксиднону сая; вувщейуе Нйа

100

2980 3050 3191 3201 3581 3825 3928 4251 4289 3005,5

0,25 0,2 0 ° 19 0,19 D 15 0,14 0,1 0 ° 1 0,1 0,24

0,3

0 ° 4 0,03 О, 1 О, 1 О, 15 О, 18 0,2 0,2 0,2 0,3

7 12 14 14 14 18 22 22. 20 8

1,4 и р и и е ч а н и е. Остальное вода

5 (см.табл.1) позволяет повысить на 30-40 сравнению с прототипом адгеэионная про4разрывную нагрузку и в 6-8 раз повысить ность возрастает в 6 раз, прочность пласти-" адгезию к эпоксидному связующему по ка на сжатие уьвеличйвается на 30, сравнению с прототипом. уменьшается водопоглощение пластика, Базальтовые ткани отличались только 5 т.е. увеличивается его водостойкость. концентрацией растворов олигоуретансемикарбаэида, который применяли для обра- Ф о р м у л а и з î б р е т е н и я ботки волокна, Из образцов ткани на основе волокон, : Состав для обработки минерального обработанных предлагаемыми составами и 10 волокна на водной основе, включающйй составами по прототипу, были приготовле- органическую составляющую, оиг йй ч а ю. ны образцы базальтопластика на основе шийся тем, что, с целью повышения эпоксидного связующего и проведены фи- физико-механическиххарактеристикэпокэико-механические испытания. Результаты .сидных базальтопластиков и упрощенйя испытаний, представленные в табл.2, под- 15 технологии его приготовления, он содертверждаютсяактомиспытанийзаявляемого жит в качестве органической составляю-состава для обработки минерального волок- щей оли гоуретансемикарбазид формулы

С1СьНьй СНгСОМНЙНСОЙ НСвНз(СНз

Адгезионная прочность к.поверхности N Н С О О R С О N Н С6Н з(С Н з) N Н С О Й Нбазальта, обработанного раствором замас- 20 ИНСОСН2ИС5Н5О, ливателя, определялась согласно ГОСТ гдето — (-СНгСН(СНз)01а, 14760-69 "Метод определения прочности при следующем соотношении компонентов, при отрыве". Физико-механические свойст- . мас.7: ва пластиков определяли по известным ме- Олигоуретансемитодикам.. :::,.: . 25 карбазид

Как видно из табл. 2, оптимальнйм со-.. указанной формулы 0,005-0,32 держанием олигоуретансемикарбазида. в Вода .. Остальное до 100. растворе является 0,03 мас. При этом по

1781182 та бЛи ца 2

Показатели

Характеристика

По про тотнпу" ,D04 0,005 0,01 0,03 0,075 0,15 0,23 онтр>

0,32

l,5 3,7 4,2

1108>2 1115,8 198>5

:1885,1 2011,1 -2356>2

575 672 712 78 ° 5

71,2 69,5 68,7 63,8 62,8 59,8

0,12 0,14 0,14 0,17

О, 16 0>13 О> 10 0>09

0,11

0,11

Редактор А.Бер

Тираж Подписное

Заказ 4250 и м и отк ытиям и и ГКНТ СССР

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям пр

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб„4/5 йо-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Производственно-и ддгезнонная „ прочность, яда 2,0

Прочность на сьэтне,101а 1113,7

Прочность не растяяенне ДПа - 1901,1

Прочность на сдвиг, йда 60,4

ОдЕпоглоценнеД 0,14

Свойства базальтопластнков, изготовленных на основе волокна, обработанного заивслнвателеи-олнгоуретаносе>е>кабазидон н заиасливателен про прототипу

Ф

Концентрация олигоуретансеинкарбазнда, 2, 12 7 52 35 31 29 19

1447>8 1301,2 1203 1188,5 1158,5 Н25,6 1095,6

2441,4 2107,3 2102,5 2D10,2 2000,8 1997,5 1873,2

Составитель B.×ècòÿêîBà

Техред M.Mîðãåíòàë Корректор Л.Лукач