DE2802242C2 - - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft eine wäßrige Schlichte gemäß dem
Oberbegriff des Patentanspruches 1.
Bekanntermaßen erfolgt die Glasfaserherstellung durch Ausziehen
von geschmolzenem Glas durch Öffnungen einer Spinndüse
zur Bildung kontinuierlicher Filamente, die nach ihrer
Zusammenführung zu einem Spinnfaden auf einen mit hoher
Geschwindigkeit umlaufenden spulenartigen Träger aufgewickelt
werden. Vor der Vereinigung der Filamente zum Spinnfaden
werden die einzelnen Fasern mit einer Schlichte überzogen.
Dieser Schlichteauftrag erfolgt deswegen, um den gegenseitigen
Abrieb und ein Brechen bzw. Reißen der einzelnen Fasern
während der einzelnen Verarbeitungsstufen zu verhindern.
Ferner soll die Schlichte den einzelnen Fasern untereinander
eine ausreichende Kohäsion verleihen, so daß der Faden
einen guten Zusammenhalt aufweist.
Eine bekannte Schlichte
(DE-OS 25 02 965) mit guten Schmier- und Hafteigenschaften
enthält neben Stärke, einem nicht-ionischen und einem kationischen
Schmier- bzw. Gleitmittel und einem Emulgator
auch ein Organosilan der Formel
In der entsprechenden Patentschrift ist angegeben, daß durch
einen Ersatz des vorgenannten Organosilans durch ein anderes
Silan die oben erläuterten, für die Fasern wichtigen
Eigenschaften gemindert werden. Der Einsatz der vorbekannten
Schlichte ergibt in der Praxis, daß durch Zugabe des
besagten Organosilans keine Erhöhung der Zugfestigkeit der
mit dieser Schlichte behandelten Fäden erreicht wird. Da
aber bei der Herstellung von Spinnfäden die einzelnen Fasern
verschiedene Verarbeitungsstufen mit hoher Geschwindigkeit
durchlaufen, ist gerade die Zugbeständigkeit ein wesentliches
Kriterium für die Herstellung, da ohne ausreichende
Zugbeständigkeit stets die Gefahr besteht, daß die Fasern
während des Fertigungsvorganges reißen.
Zwar ist aus der US-PS 37 46 738 die Verwendung eines Organosilans
des Polyazamid-Typs entnehmbar, welches als Appretur
für Glasfasern verwendet wird, jedoch sind diese Organosilane
in Wasser eingeführt und werden auf die zuvor wärmebehandelten,
d. h. entschlichteten Rovings aufgebracht und nicht auf
Fasern im Verlaufe von deren Bildung. Diese US-Patentschrift
vermag somit keinen Hinweis für die Compatibilität bestimmter
Organosilane mit weiter in einer Schlichte vorhandenen
Stoffen noch eine Voraussage in Bezug auf die Eigenschaften
der durch die Schlichte geschützten Glasfasern zu geben.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine wäßrige Schlichte zum
Überziehen von Glasfasern zu entwickeln, mit welcher die
Zugfestigkeit der Fasern gesteigert werden kann, ohne daß
die für eine Schlichte wesentlichen Eigenschaften beeinträchtigt
werden.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im kennzeichnenden
Teil des Patentanspruches 1 enthaltenen Merkmale gelöst,
wobei zweckmäßige Weiterbildungen der Erfindung durch
die im kennzeichnenden Teil der Unteransprüche enthaltenen
Merkmale gekennzeichnet sind.
Es hat sich überraschend gezeigt, daß sich durch die erfindungsgemäßen
Maßnahmen eine Erhöhung der Zugfestigkeit der
Fasern bzw. Fäden in einem Ausmaß zwischen 20 und 60% je
nach den Arten der Fäden und den genauen Bestandteilen der
Schlichte ergibt, ohne daß hierbei die anderen für eine
Schlichte wesentlichen Eigenschaften in irgendeiner Weise
beeinträchtigt würden. Bei gleichbleibenden Haft- und Gleit
eigenschaften ergibt sich somit der Vorteil einer erhöhten
Zugbeständigkeit, so daß die Gefahr des Reißens der Fasern
während des Fertigungsprozesses wesentlich gemindert ist.
Die mit der erfindungsgemäßen Schlichte behandelten Fäden
weisen einen ausreichenden Zusammenhalt, Gleitvermögen und
erhöhte Zugfestigkeit auf, um Torsionsvorgänge, Kett- oder
Zettelbearbeitungen einschließlich Aufwickeln unter hoher
Geschwindigkeit auf Spulen ohne Bruch standhalten zu können.
Insgesamt ergibt sich durch diese Maßnahmen der Vorteil,
daß die Fasern bei höheren Geschwindigkeiten verarbeitet
werden können, was zu erhöhten Produktionsleistungen führt.
Die vorgeschlagenen Organosilane mit organischer Kette des
Polyazamid-Typs entsprechend der folgenden Formel:
worin
0,5 15; 2 n 6 und vorzugsweise n = 2 oder 3.
R ist ein Methoxy-, Äthoxy-, Propoxy-, n-Butoxy- oder
β-Methoxyäthoxy-Rest.
R₁ und R₃ sind zweiwertige Alkylenreste mit 1 bis 3 Kohlenstoffatomen.
R₂ bedeutet einen zweiwertigen aliphatischen, cycloaliphatischen oder aromatischen, gegebenenfalls substituierten Rest.
R₁ und R₃ sind zweiwertige Alkylenreste mit 1 bis 3 Kohlenstoffatomen.
R₂ bedeutet einen zweiwertigen aliphatischen, cycloaliphatischen oder aromatischen, gegebenenfalls substituierten Rest.
Organosilane, deren organische Kette wenigstens einen Phenylrest
und wenigstens zwei sekundäre oder tertiäre Aminogruppen
aufweist und die eine besonders bedeutende Aktivität
auf die Zugfestigkeit der mit Schlichtemittel behandelten
Fäden aufweisen, entsprechen den folgenden Formeln:
worin
2 n 6, vorzugsweise n = 2 oder 3; 1 m 10, vorzugsweise 1 m 4 und
R ein Methoxy, Äthoxy-, Propoxy-, n-Butoxy- oder β-Methoxyäthoxy-Rest
ist.
Unter den Schlichten, die Gegenstand der Erfindung
sind, sind die bevorzugten Zusammensetzungen bzw. Mittel
folgende (ausgedrückt in Gewichtsteilen aktiver Substanzen
auf 100 Teile Schlichte):
1 bis 10%wenigstens eines Klebemittels, wie eines
Acrylpolymeren, eines Polyvinylacetats, eines Epoxyharzes,
eines Polyesterharzes, eines Polyurethans,
0,05 bis 5%nicht-ionische(s) Gleit- oder Schmiermittel,
0,1 bis 2%wenigstens eines Organosilans der Gruppe der
Organosilane mit einer organischen Kette des Polyazamid-Typs
und der Organosilane, deren organische Kette wenigstens
einen Phenylrest und wenigstens zwei sekundäre oder
tertiäre Aminogruppen enthält,
0 bis 5%kationische(s) Gleit- oder Schmiermittel,
0 bis 3%zusätzlichen oder Hilfsklebers, wie Gelatine,
0 bis 2%eines weiteren Silans oder irgendeines Glas-
Harz-Haftmittels,
Restentmineralisiertes Wasser.
Unter den hierbei im allgemeinen verwendeten
nicht-ionischen Gleit- bzw. Schmiermitteln kann man beispielsweise
Emulsionen von Polyäthylen, den nicht-ionischen
Derivaten von Polyäthylenglykol oder den oxyäthylenierten
Alkylphenolen nennen. Am häufigsten verwendet man als kationisches
Gleitmittel Kondensationsprodukte von Fettsäuren
mit polyäthoxylierten Aminoalkoholen oder Aminoderivate
von Fettkörpern.
Ferner können die Organosilane der zuvor definierten
Gruppe noch in die Schlichte für Fäden eingearbeitet
werden, die in Form kontinuierlicher Einheiten (Rovings) oder von
Fäden direkt unter der Spinndüse beispielsweise in Polyester-,
Vinylester-, Epoxy- oder Phenolharze nach einer Wickeltechnik
eingearbeitet werden. In diesem Falle ist das in der Schlichte
enthaltene Klebemittel vorzugsweise entweder ein
Polyesterharz, ein Epoxyharz oder deren Gemisch, je nach der
Art des zu verstärkenden organischen Matrixmaterials. Selbst
hier noch bietet die Gegenwart dieser Organosilane den Gewinn
der Zugfestigkeit der Fadeneinheiten und senkt das Risiko
des Fadenbruchs beim Wickelvorgang einerseits, und andererseits
macht sie es möglich, eine zumindest ebenso gute Glas-
Harz-Bindung zu erhalten wie mit den klassischen Organosilanen.
In den folgenden Beispielen, die sich auf einige besondere
Ausführungsformen beziehen und bestimmte Vorteile der Erfindung
deutlich machen, wurde die Zugfestigkeit der Fäden
in Form von Werten der Bruchspannung bei Zug ausgedrückt.
Jeder Wert entspricht einem Mittelwert aus mehreren Versuchen.
Hergestellt wird eine Schlichte für Fäden, die zur
Verstärkung organischer Matrixmaterialien in Form von Geweben
bestimmt sind. Die Zusammensetzung dieser Schlichte,
ausgedrückt in Gewichtsteilen aktiver Materialien
auf 100 Teile Schlichte, ist wie folgt:
% aktive Stoffe
Klebemittel: Acrylcopolymerisat aus Acrylnitril, Acrylamid und Acrylsäure,
jeweils in Anteilen von 45, 50 bzw. 5%3,5 zusätzlicher oder Hilfskleber: Epoxyharz auf der Grundlage von Bis-phenol A
und Epichlorhydrin (Epoxidzahl 1,60 Äq/kg), zu 50% modifiziert mit
Diäthanolamin in Äthylenglykolmonomethylähter0,25 nicht-ionisches Gleitmittel auf der Grundlage von Polyäthylenglykol
300-Monolaurat, Polyäthylenglykol 600-Dioleat und Monoäthylenglykoldioleat1,5 Organosilan der allgemeinen Formel (C) mit R = Methoxy, n = 2, m = 3:
jeweils in Anteilen von 45, 50 bzw. 5%3,5 zusätzlicher oder Hilfskleber: Epoxyharz auf der Grundlage von Bis-phenol A
und Epichlorhydrin (Epoxidzahl 1,60 Äq/kg), zu 50% modifiziert mit
Diäthanolamin in Äthylenglykolmonomethylähter0,25 nicht-ionisches Gleitmittel auf der Grundlage von Polyäthylenglykol
300-Monolaurat, Polyäthylenglykol 600-Dioleat und Monoäthylenglykoldioleat1,5 Organosilan der allgemeinen Formel (C) mit R = Methoxy, n = 2, m = 3:
entmineralisiertes WasserRest zu 100
Das verwendete Acrylcopolymerisat zeigt in Lösung bei pH
= 7,8 und einer Konzentration von 41% eine Viskosität
von 3,9 Pa s bei 20°C, gemessen im Brookfield-Viskosimeter,
Geschwindigkeit 20, Modul 4.
Zunächst stellt man eine 5%ige Lösung dieses teilweise
mit Triäthanolamin neutralisierten Acrylcopolymerisats
her, indem man es in Wasser bei 15-20°C bringt und den pH
auf 5 einstellt. Das nicht-ionische, zuvor mit Wasser auf
50% verdünnte und auf pH zwischen 5 und 5,5 gebrachte
Gleitmittel wird in diese Lösung eingebracht. Andererseits
wird das Epoxyharz in 10%iger Lösung und bei pH = 5 dem
vorigen Gemisch zugefügt.
In einem zweiten Behälter wird die Hydrolyse des Silans
vorgenommen, indem dieses in mit Essigsäure auf pH = 4
gebrachtes Wasser eingeführt wird, wobei die Konzentration
an Silan unter 3% liegt. Am Ende der Hydrolyse stellt
man den pH auf den Wert 4,7 ein. Das hydrolysierte Silan
wird dann dem Gemisch aus Acrylcopolymerisat, Gleitmittel
und Epoxyharz zugesetzt, wobei der End-pH 5 ± 0,2 ist.
Diese Schlichte wird im Verlauf der Faserherstellung
eines klassischen Glases bei einer Temperatur von 23°C
mit Hilfe von Schlichteorganen des Bandschlichter-Typs
angewandt. In diesem Beispiel wird der Faden durch Vereinigen
von Filamenten von 9 µm gebildet, überzogen mit dem
obigen Mittel. Die Menge an trockener, auf dem Faden abgeschiedener
Schlichte wird durch Glühverlust bei 625°C
bis zur Gewichtskonstanz bestimmt; sie reicht bis zu 0,65%,
bezogen auf das Fadengewicht. Man unterwirft den Faden einer
ersten Torsion von 40 Drehungen pro Meter und mißt in bekannter
Weise die Bruchlast bei Zug oder Zugfestigkeit nach der
B.I.S.F.A.-Methode. Nachdem die Fäden eine Torsion von 20
oder 40 Drehungen pro Meter erfahren haben, zeigen sie eine
Bruchspannung bei Zug von 2060 N/mm², was hinsichtlich
der normalerweise mit einer klassischen Schlichte, wie
dem nachfolgend als Vergleichsmittel T verwendeten, erreichten
Werte ziemlich hoch ist.
Um die Erhöhung der durch das in der Schlichte des Beispiels
1 enthaltene Organosilan erreichten Zugbruchbeanspruchung
erkennbar werden zu lassen, wird unter den gleichen
Arbeitsbedingungen wie zuvor ein Vergleichsmittel hergestellt,
das die gleichen Grundbestandteile wie das vorige
Mittel enthält, das Organosilan wird aber durch eines der
in jüngerer Zeit in der Technik verwendeten Organosilane
ersetzt, d. h. das γ-Aminopropyl-triäthoxysilan. Man bringt
also 0,25% dieses Silans in das Vergleichsmittel ein, das
auf Filamente von 9 µm aufgebracht wird. Der erhaltene Faden
besitzt einen Gehalt an trockener Schlichte von 0,65%
und zeigt nach identischer Torsion von 20 oder 40 Drehungen
pro Meter eine Bruchspannung bei Zug von 1420 N/mm².
Der Vergleich der Werte der Bruchspannung bei Zug der mit
der Vergleichsschlichte T überzogenen Fäden und der mit
dem das Silan des Beispiels 1 enthaltenden Mittel überzogenen
Fäden zeigt einen Zugewinn von 46%, was eine deutliche
Verbesserung der Eigenschaften der erhaltenen Gewebe
ermöglicht. Tatsächlich laufen die textilen Behandlungsvorgänge
ohne Schwierigkeiten mit den mit dem erfindungsgemäßen
Mittel behandelten Fäden ab, während sie mit einem
üblichen Organosilan wie dem des Vergleichsmittels T in
Unordnung geraten. Die Eigenschaften der in beiden Fällen
hergestellten Gewebe sind in der Vergleichstabelle A zu
sammengestellt und zeigen eine deutliche Verbesserung gegenüber
dem Vergleich.
Diese Gewebe werden direkt, d. h. ohne vorherige Entschlichtung,
in Epoxy- oder Polyesterharze nach üblichen Methoden
eingearbeitet. Sie führen zu Verbund- oder Schichtstrukturen,
deren mechanische Leistungsfähigkeit im Falle des
erfindungsgemäßen Beispiels verbessert ist. Diese Ergebnisse
zeigen sich ebenfalls in der Vergleichstabelle A für Schicht
strukturen auf Polyesterharzbasis. Zu bemerken ist nicht nur
die Wirksamkeit des Organosilans als Haftmittel, sondern auch
seine Überlegenheit bei der Glas-Harz-Haftung in Bezug auf
das übliche Organosilan des Vergleichs T.
Das im Mittel des Beispiels 1 verwendete Organosilan wird
durch 0,20% eines zuvor hydrolysierten Organosilans mit
einer Kette des Polyazamid-Typs ersetzt. Dieses Organosilan
entspricht der allgemeinen Formel (A), worin
R₁, R₃= Äthylen,
R₂= Hydroxycyclohexyläthylen, wobei der Cyclohexylrest
an den Stickstoff und das Äthylen an das Siliciumatom
gebunden ist.
Die Arbeitsbedingungen der Hydrolyse dieses Silans, der
Herstellung der Schlichte und der Aufbringung auf
die Filamente sind identisch mit denen des gleichen Beispiels.
Man erhält Fäden mit einem Gehalt an trockener
Schlichte von 0,60% und einer Bruchspannung bei Zug
von 1840 N/mm², was einer Verbesserung von 30% gegenüber
dem Vergleich T entspricht. Die sich auf die textile Brauchbarkeit
beziehenden Ergebnisse sind völlig vergleichbar mit
denen des Beispiels 1, diese Formel erlaubt es andererseits,
gute mechanische Eigenschaften der Verbundschichtstoffe auf
der Grundlage von Epoxyharzen zu erzielen.
Man stellt eine Schlichte unter den gleichen Arbeitsbedingungen
und mit den gleichen Anteilen an Klebemittel,
Hilfsklebemittel und Gleitmittel wie in Beispiel 1 her,
verwendet aber als Silan ein Gemisch mit 0,1% eines Silans
der allgemeinen Formel (B), in der R = Methoxy, n = 2,
m = 3
und 0,15% γ-Methacryloxypropyl-trimethoxysilan.
Die damit behandelten Fäden, die einen Gehalt an trockener
Schlichte von 0,60% aufweisen, zeigen nach Torsion
eine Bruchspannung bei Zug von 1890 N/mm². Vergleicht man
dieses Ergebnis mit denen, die mit dem Vergleichsschlichtemittel
T erzielt wurden, stellt man immer noch einen
Zugewinn von 34% für die Werte der Zugspannung der
Fäden fest, die sich aus der Anwendung von 0,1% des er
sten der obigen Silane ergeben. Das Gemisch dieser beiden
Silane ermöglicht es andererseits, Fäden oder Gewebe zu
erhalten, die direkt in Epoxy- oder Polyesterharze eingearbeitet
werden können, um in beiden Fällen Verbundschichtstoffe
von guter mechanischer Festigkeit zu liefern.
Eine Schlichte für Fäden, die in Form von Geweben der
Verstärkung von organischen Kunststoffen, wie Epoxyharzen,
Phenolharzen oder Polyesterharzen dienen sollen, wird aus
folgenden Bestandteilen hergestellt (in Gew.-%):
% aktive Materialien
Klebemittel: weichgemachtes Polyvinylacetat2,8
nicht weichgemachtes Polyvinylacetat0,3
Hilfsklebemittel: Gelatine0,27
nicht-ionisches Gleitmittel auf der Basis von Polyäthylenglykol-300-Monolaurat,
Polyäthylenglykol-600-Dioleat und Monoäthylenglykoldiolat1,5 Organosilan der Formel (C) mit R = Methoxy, n = 2, m = 3:
Polyäthylenglykol-600-Dioleat und Monoäthylenglykoldiolat1,5 Organosilan der Formel (C) mit R = Methoxy, n = 2, m = 3:
entmineralisiertes WasserRest zu 100
Zunächst stellt man eine 10%ige wäßrige Lösung des Gemischs
der beiden Polyvinylacetate her, wozu man diese
beiden unter leichtem Rühren bei 15-20°C in Wasser gibt.
In einem zweiten Behälter wird Gelatine in auf etwa 80°C
gebrachtem Wasser so dispergiert, daß eine 10%ige Pseudo-
Lösung gebildet wird, und es wird 30 min weiter ge
rührt, bis eine klare Flüssigkeit erhalten wird. Nach dem
Abkühlen auf 30°C durch Zugabe von kaltem Wasser bringt
man auf pH 5.
Andererseits erfolgt die Hydrolyse des Silans wie zuvor
beschrieben unter Einbringen in Wasser von pH 4 in einer
Konzentration unter 3%.
Dann stellt man die endgültige Mischung her, indem der
dispergierten Gelatine die Polyvinylacetate in Lösung,
das zuvor auf 10% verdünnte Gleitmittel und das hydrolysierte
Silan zugesetzt werden. Dann füllt man mit Wasser
auf das richtige Volumen auf und stellt, wenn nötig,
den pH auf den Wert 4,7 ein.
Das fertige Mittel hat einen Trockenextrakt von 4,4%.
Diese Schlichte bringt man bei 23°C während des
Vorgangs der Faserherstellung auf Filamente von 9 und
13 µm auf.
Die erhaltenen Fäden haben einen Gehalt an trockner
Schlichte von 0,80%. Messungen der Zugfestigkeit der
verdrillten Fasern bzw. Fäden führen zu einem Wert der
Bruchspannung bei Zug von 2040 N/mm².
Fäden bzw. Fasern, hergestellt unter den gleichen Bedingungen
mit der gleichen Schlichte, in der
man das Organosilan durch eine gleiche Menge an γ-Aminopropyltriäthoxysilan
ersetzt, zeigen eine Bruchspannung
bei Zug von 1420 N/mm².
Man stellt also eine Verbesserung der Zugfestigkeit der
Fäden bzw. Fasern von 44% in Bezug auf Fäden bzw. Fasern
fest, die mit dem Vergleichsmittel T′ mit dem derzeit verwendeten
Silan behandelt worden sind. Auch die Eignung der
mit der das Silan der allgemeinen Formel (C) des Beispiels
4 enthaltenden Schlichte erhaltenen Fäden
für Textilbearbeitungen ist verbessert. Die direkt in Epoxy-,
Phenol- oder Polyesterharze eingearbeiteten Gewebe
führen zu Verbundschichtstoffen, in denen die Haftung
zwischen Glas und Harz wenigstens ebenso gut ist wie beim
Vergleich T′.
Beispiel 4 wird wiederholt, wobei das Silan durch 0,20%
Organosilan der Formel (B) ersetzt ist, wobei R = Methoxy,
n 2 und m 3 ist:
Man erhält Fasern bzw. Fäden mit 0,80% trockener Schlichte,
die nach einer ersten Torsion von 20 oder 40
Drehungen pro Meter eine Bruchspannung bei Zug von 1880 N/mm²
zeigen. Dieser Wert entspricht einem Zugewinn von 33%,
bezogen auf Bruchspannung bei Zug von Fasern bzw. Fäden,
die mit dem Vergleichsmittel T′, das γ-Aminopropyl-triähtoxysilan
enthält, behandelt worden sind.
Man stellt eine Schlichte her, um Fasern bzw. Fäden
auf der Grundlage von Filamenten von 14 µm herzustellen,
bestimmt zur Verstärkung von organischen Matrixmaterialien
auf Epoxy- und Polyesterharzbasis nach der Filament-Wickeltechnik.
Dieses Schlichtemittel hat folgende Zusammensetzung (in Gew.-%):
% aktive Materialien
Bisphenol-Polyesterharz0,3
η = 35 Pa s bei 25°C spezifisches Gewicht = 1,5 nicht modifiziertes Epoxidharz0,9
Polyvinylpyrrolidon0,9
η = 0,05 bis 0,07 Pa s bei 20°C in 4%iger Lösung nicht-ionisches, grenzflächen-
aktives Mittel auf der Basis eines Polyäthoxyäthers eines Alkylphenols0,1 Epoxyharz auf der Grundlage von Bisphenol A und Epichlorhydrin
(Epoxidzahl 0,1; 60 Äq/N), dessen Oxiran-Ringe zu 50% mit dem Diäthanolamin
in Gegenwart von Monomethyläther des Äthylenglykols reagiert haben0,25 Organosilan der Formel (C) mit R = Methoxy, n = 2, m = 3:
aktives Mittel auf der Basis eines Polyäthoxyäthers eines Alkylphenols0,1 Epoxyharz auf der Grundlage von Bisphenol A und Epichlorhydrin
(Epoxidzahl 0,1; 60 Äq/N), dessen Oxiran-Ringe zu 50% mit dem Diäthanolamin
in Gegenwart von Monomethyläther des Äthylenglykols reagiert haben0,25 Organosilan der Formel (C) mit R = Methoxy, n = 2, m = 3:
entmineralisiertes WasserRest zu 100
Das nicht modifizierte Epoxidharz wird zuerst bei 80°C
geschmolzen, dann auf 100°C gebracht. Hierzu gibt man das
Polyesterharz und einen Teil des grenzflächenaktiven Mittels
(ungefähr 70%) und rührt kräftig bis zur vollständigen
Lösung des grenzflächenaktiven Mittels. Dann bringt
man den Rest des zuvor in entsalztem, auf 75°C gebrachtem
Wasser gelösten grenzflächenaktiven Mittels ein.
Dann wird das Polyvinylpyrrolidon in 10%iger wäßriger
Lösung langsam in das obige Gemisch eingebracht und das
Ganze 15 min homogenisiert, dann gekühlt. Man rührt in
dem Behälter und führt durch eine Druckpumpe, bis sich
die Temperatur bei etwa 45°C stabilisiert hat.
Die so erhaltene Emulsion weist einen Trockenextrakt von
50% auf. Man verdünnt sie durch Zugabe des Zweifachen
ihres Gewichts an entmineralisiertem Wasser von 15°C.
In einem anderen Behälter hydrolysiert man das Organosilan,
indem man es in entmineralisiertes Wasser bei 15°C einbringt, das
mit Milchsäure auf pH 4 gebracht wurde, so daß eine Lösung
einer Konzentration unter 3% entsteht. Nach dem Ende der
Hydrolyse wird weitergerührt, um eine völlig klare Lösung
zu erhalten.
Das hydrolysierte Organosilan wird dann in die in dem ersten
Behälter enthaltene Harzemulsion eingearbeitet, und
der pH wird vor dem Einbringen des mit Diäthanolamin modifizierten
Epoxyharzes mit Milchsäure auf 4 eingestellt.
Nach der Zugabe dieses Harzes wird der pH gegebenenfalls
auf einen Wert von 3,7 gebracht, und der Rest Wasser wird
zugesetzt.
Diese auf einer Temperatur von 20°C gehaltene Schlichte
zeigt einen Trockenextrakt von 2,70%, bestimmt
durch Verdampfen im Ofen bei 105°C über 4 Stunden.
Die Schlichte wird bei einer Temperatur von 23°C auf
Filamente von 14 µm aufgebracht. Man erhält so eine Faser
oder einen Faden mit einem Gehalt an trockener Schlichte
von 0,40% seines Gewichts und einer Bruchspannung
bei Zug von 2040 N/mm².
Nach dem gleichen Verfahren stellt man eine Vergleichsschlichte
aus den gleichen Grundbestandteilen in
identischen Anteilen her, das Organosilan wird aber durch
0,25% eines üblicherweise in dieses Mittel eingearbeiteten Haftmittels,
nämlich γ-Methacryloxypropyl-trimethoxysilan, ersetzt.
Die Filamente von 14 µm, bei einer Temperatur von 23°C mit
diesem Vergleichsschlichtemittel T″ überzogen, ergeben eine
Faser bzw. einen Faden mit einem Gehalt an trockener
Schlichte von 0,42%, während die Bruchspannung bei
Zug 1400 N/mm² beträgt.
Die Ergebnisse, die mit den Fäden erhalten wurden, die
sich mit dem das Organosilan des Beispiels 6 enthaltenden
Mittel ergeben, liegen deutlich über denen des Vergleichs
T″, die Werte der Bruchspannung bei Zug weisen einen Zugewinn
von 46% aus.
Die parallel angeordneten Fasern bzw. Fäden haben außerdem
ein glattes und besseres Aussehen als die mit dem üblichen
Mittel T″ behandelten Erzeugnisse, weil gebrochene
Filamente fehlen, und ihre Haftung an wärmehärtbaren Epoxy-,
Polyester- oder Phenolharzen ist gut.
Beim Ersatz des Organosilans des Beispiels 6 durch 0,25%
des Organosilans der Formel (B) mit R = Methoxy, n = 2,
m = 3:
erhält man gleichwertige Ergebnisse; das erhaltene Mittel
ist jedoch insbesondere an die Verstärkung von Epoxyharzen
angepaßt.
Claims (7)
1. Wäßrige Schlichte zum Überziehen von Glasfasern für
die Verstärkung von thermoplastischen und/oder wärmehärtbaren
Harzen, enthaltend ein Klebemittel, Schmiermittel und
mindestens ein Organosilan,
dadurch gekennzeichnet, daß es
0,5 bis 15Gewichtsprozent wenigstens eines Klebemittels,
0,1 bis 2Gewichtsprozent wenigstens eines Organosilans
aus der Gruppe der Organosilane mit einer
organischen Kette des Polyazamid-Typs und der
Gruppe der Organosilane, deren organische Kette
wenigstens einen Phenylrest und wenigstens zwei
sekundäre oder tertiäre Amingruppen trägt,
0 bis 7%Schmier- und Gleitmittel und
0 bis 2%eines Glas-Organoharz-Haftmittels enthält.
2. Schlichte nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß sie 1 bis 10
Gewichtsprozent wenigstens eines der Stoffe Acrylpolymer,
Polyvinylacetat, Epoxyharz, Polyesterharz, Polyurethan
als Kleber,
0,05 bis 5%nicht-ionische(s) Schmier- oder Gleitmittel und
0,1 bis 2%wenigstens eines Organosilans der allgemeinen
Formel
worin
R ein Methoxy-, Äthoxy-, Propoxy-, n-Butoxy
oder β-Methoxyäthoxy-Rest,
R₁ und R₃ zweiwertige Alkylenreste mit 1 bis 3 Kohlenstoffatomen und
R₂ ein zweiwertiger aliphatischer, cycloaliphatischer oder aromatischer, gegebenenfalls substituierter Restsind, enthält.
R₁ und R₃ zweiwertige Alkylenreste mit 1 bis 3 Kohlenstoffatomen und
R₂ ein zweiwertiger aliphatischer, cycloaliphatischer oder aromatischer, gegebenenfalls substituierter Restsind, enthält.
3. Schlichte nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß sie 1 bis 10 Gewichtsprozent wenigstens eines der Stoffe
Acrylpolymer, Polyvinylacetat, Epoxyharz, Polyesterharz,
Polyurethan als Kleber,
0,05 bis 5%nicht-ionische Schmiermittel und
0,1 bis 2%wenigstens eines Organosilans aus der Gruppe
der Organosilane mit wenigstens einem Phenylrest und wengistens
zwei sekundären oder tertiären Amingruppen in der
Kette enthält.
4. Schlichte nach Anspruch 2 oder 3,
dadurch gekennzeichnet,
daß sie außerdem bis zu 3% eines Zusatzklebemittels wie
Gelatine, bis zu 5% wenigstens eines kationischen Schmiermittels
und bis zu 2% eines anderen Organosilans als Glas-Organoharz-
Haftmittel enthält.
5. Schlichte nach Anspruch 1 oder 3,
dadurch gekennzeichnet,
daß eine der Amingruppen des Organosilans in Form des
Hydrochlorids vorliegt.
6. Schlichte nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet,
daß sie wenigstens eines der Organosilane der allgemeinen
Formeln
worin2 n 6; 1 m 10R ein Methoxy-, Äthoxy-, Propoxy-,
n-Butoxy- oder β-Methoxyäthoxy-Restist, enthält.
7. Schlichte nach Anspruch 6,
dadurch gekennzeichnet, daß sie wenigstens
eines der Organosilane der folgenden Formeln
worinn = 2 oder 3, 1 m 4,
vorzugsweise n = 2 und m = 3
enthält.
enthält.
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