RU2182135C2 - Glass thread covered with oiling compound; oiling compound; method for producing oiled glass threads and composite based on mentioned glass threads - Google Patents
Glass thread covered with oiling compound; oiling compound; method for producing oiled glass threads and composite based on mentioned glass threads Download PDFInfo
- Publication number
- RU2182135C2 RU2182135C2 RU97113712/03A RU97113712A RU2182135C2 RU 2182135 C2 RU2182135 C2 RU 2182135C2 RU 97113712/03 A RU97113712/03 A RU 97113712/03A RU 97113712 A RU97113712 A RU 97113712A RU 2182135 C2 RU2182135 C2 RU 2182135C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- glass
- sizing
- threads
- anhydride
- composition
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Treatments For Attaching Organic Compounds To Fibrous Goods (AREA)
- Reinforced Plastic Materials (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к замасливающей композиции для стеклонитей, причем эта композиция реакционноспособна при нагревании. Настоящее изобретение относится также к способу получения усиливающих стеклонитей с использованием этой композиции, а также к стеклонитям и к композитам на основе этих нитей. The invention relates to a sizing composition for glass fibers, and this composition is reactive when heated. The present invention also relates to a method for producing reinforcing glass fibers using this composition, as well as glass fibers and composites based on these fibers.
В данном описании под терминами "полимеризация", "полимеризовать", "полимеризуемый". .. понимают, соответственно, "полимеризация и/или сшивка", "полимеризовать и/или сшивать", "полимеризуемый и/или сшиваемый"... In this description, under the terms "polymerization", "polymerize", "polymerizable". .. understand, respectively, "polymerization and / or crosslinking", "polymerization and / or crosslinking", "polymerizable and / or crosslinkable" ...
Усиливающие стеклонити получают из струек расплавленного стекла, вытекающих из отверстий фильер. Эти струйки вытягивают в форме непрерывных элементарных волокон, которые затем соединяют с образованием нити основы, затем их объединяют. Reinforcing glass fibers are obtained from streams of molten glass flowing from the openings of the spinnerets. These trickles are drawn in the form of continuous elementary fibers, which are then joined to form the warp yarn, then combined.
Перед тем, как волокна соединять с образованием нити, стекловолокна покрывают замасливателем путем пропускания через замасливающее устройство. Нанесение замасливателя необходимо для формирования нитей, что позволяет соединять нити с другими органическими и/или неорганическими материалами для получения композитов. Before the fibers are combined to form a filament, the glass fibers are coated with a sizing agent by passing through a sizing device. The application of a sizing is necessary for the formation of threads, which allows you to connect the thread with other organic and / or inorganic materials to obtain composites.
Замасливатель служит в первую очередь для смазывания и защиты нитей от абразивного износа, вызываемого трением нити при большой скорости о различные элементы машины во время вышеуказанного способа. The sizing is primarily used to lubricate and protect the threads from abrasion caused by friction of the thread at high speed against various elements of the machine during the above method.
Замасливатель также обеспечивает, в частности, после полимеризации, целостность вышеуказанных нитей путем связи элементарных волокон между собой внутри нитей. К этой целостности особенно стремятся, когда нити используют для получения текстильных материалов, в которых они подвергаются сильным механическим напряжениям. Так, если элементарные волокна плохо взаимосвязаны, то они легко разрываются и мешают работе текстильных машин. Кроме того, несвязные волокна считаются трудными при переработке. The sizing also ensures, in particular, after polymerization, the integrity of the above filaments by bonding elementary fibers to each other inside the filaments. This integrity is especially sought when yarns are used to obtain textile materials in which they are subjected to strong mechanical stresses. So, if elementary fibers are poorly interconnected, then they are easily torn and interfere with the operation of textile machines. In addition, incoherent fibers are considered difficult to process.
Замасливатель облегчает также смачивание и/или пропитку нитей армируемым материалом, и способствует образованию связей между вышеуказанными нитями и вышеуказанным материалом. От качества адгезии армируемого материала к нитям и от способности к смачиванию и/или пропитке нитей армируемыми материалами зависят, в частности, механические свойства композитов, получаемых из вышеуказанного материала и вышеуказанных нитей. The sizing also facilitates the wetting and / or impregnation of the threads with the reinforced material, and promotes the formation of bonds between the above threads and the above material. On the quality of adhesion of the reinforced material to the threads and on the ability to wet and / or impregnate the threads with reinforced materials, in particular, the mechanical properties of the composites obtained from the above material and the above threads depend.
Используемые замасливающие композиции должны быть достаточно стабильны и совместимы со скоростями вытяжки элементарных волокон, которые должны проходить через замасливатель (несколько десятков метров в секунду). Они должны быть особенно устойчивы к деформации сдвига, которая возникает при прохождении элементарных волокон через машину, и должны хорошо смачивать поверхность волокон при вышеуказанных скоростях. В случае, когда композиции полимеризуются при нагревании, они должны иметь достаточно высокую реакционную температуру для того, чтобы оставаться стабильными под фильерой. Также желательно, чтобы эти композиции обладали, после полимеризации, максимальной степенью конверсии (эта степень соответствует соотношению между количеством функций, которые прореагировали в замасливателе после термообработки, и содержанием реакционноспособных функций в замасливателе перед термообработкой) для обеспечения, в частности, получения замасленных волокон постоянного качества (замасливатель, степень, конверсии которого очень низкая по отношению к теоретически ожидаемой, способен изменяться во времени). The sizing compositions used must be sufficiently stable and compatible with the drawing speeds of the elementary fibers, which must pass through the sizing (several tens of meters per second). They must be particularly resistant to shear deformation, which occurs when elementary fibers pass through the machine, and should well wet the surface of the fibers at the above speeds. In the case when the compositions polymerize when heated, they must have a sufficiently high reaction temperature in order to remain stable under the die. It is also desirable that these compositions have, after polymerization, a maximum degree of conversion (this degree corresponds to the ratio between the number of functions that reacted in the sizing after heat treatment and the content of reactive functions in the sizing before heat treatment) to ensure, in particular, the production of oiled fibers of constant quality (a sizing, the degree of conversion of which is very low in relation to the theoretically expected, can change over time).
Большинство используемых в настоящее время замасливателей представляют собой простые в употреблении водные замасливатели, однако, их нужно наносить в больших количествах на элементарные волокна, чтобы они стали эффективными. Вода в этих замасливателях составляет, соответственно, 90 мас.% (в частности, из-за вязкости), что требует высушивания нитей перед их использованием в качестве усилителей, т.к. вода может улудшать адгезию между нитями и армируемыми материалами. Такое высушивание, длительное и дорогостоящее, должно приспосабливаться к условиям изготовления нитей, и эффективность его не всегда бывает оптимальной. Когда сушку осуществляют во время операции волокнообразования (то есть перед формированием нитей путем соединения элементарных волокон нитей), или самих элементарных волокон (международная заявка 92/05122) или самих нитей (заявка на патент США 3853605), то необходимо установить устройства для высушивания под каждую фильеру, а если сушку, в частности, осуществляют намотанных нитей, то это создает опасность неравномерной и/или селективной миграции компонентов замасливателя внутрь намотки (при том, что водные замасливатели сами по себе имеют тенденцию неравномерно распределяться на нитях), а также возможного появления окрашивания нитей или деформации намотки. Деформация намоток наблюдается также и при отсутствии высушивания, на намотках с прямыми краями (послойная намотка) из тонких нитей (то есть имеющих "титр" или "линейную массу" 300-600 текс (г/км) или менее), покрытых водными замасливателями. Most of the sizing agents currently in use are easy-to-use aqueous sizing agents, however, they need to be applied in large quantities to elementary fibers in order to become effective. Water in these sizing agents, respectively, is 90 wt.% (In particular, due to viscosity), which requires drying the threads before using them as amplifiers, because water can improve adhesion between threads and reinforced materials. Such drying, long and costly, must be adapted to the conditions of manufacture of the threads, and its effectiveness is not always optimal. When drying is carried out during a fiberization operation (that is, before the filaments are formed by combining the filament filaments), or the filaments themselves (international application 92/05122) or the filaments themselves (US patent application 3853605), it is necessary to install drying devices for each spinneret, and if drying, in particular, is carried out by wound filaments, this creates the risk of uneven and / or selective migration of sizing components into the winding (despite the fact that water sizing by themselves have tende unevenly distributed on the threads), as well as the possible appearance of dyeing of the threads or deformation of the winding. Winding deformation is also observed in the absence of drying, on windings with straight edges (layer-by-layer winding) of thin threads (that is, having a "titer" or "linear mass" of 300-600 tex (g / km) or less) coated with water sizing.
В некоторых патентах описываются неводные замасливатели, однако в этих замасливателях обычно используются осторожные в обращении органические растворители, которые могут причинить вред здоровью людей, находящихся вблизи них, поскольку они токсичны, и/или создают проблемы вязкости, которые следует решать путем нагревания этих замасливателей (патент США 4604325) или добавления соответствующих агентов (патент США 4609591). Для этих замасливателей также часто требуется установка особых устройств ниже каждой фильеры; в частности, когда нити сгруппировывают в форме намоток, необходимо обрабатывать нить перед наматыванием, чтобы избежать склеивания между собой витков каждой намотки, поскольку это склеивание затрудняет разматывание нитей. Эти обработки, эффективность которых зависит от рабочих условий, состоят, например, в полимеризации замасливателя, путем воздействия на замасленные волокна ультрафиолетового излучения, чтобы придать им необходимую целостность и облегчить работу с ними (заявка на патент США 5049407). Однако заполимеризованный замасливатель мешает скольжению филаментов друг относительно друга, и отсутствие такой подвижности вызывает, при механическом разрушении замасливателя, растрескивание нитей во время их разрезания и может вызывать проблемы при использовании нитей для текстильных целей, где используемые нити должны быть одновременно цельными и гибкими. Some patents describe non-aqueous lubricants, but these lubricants usually use cautious organic solvents that can harm the health of people near them because they are toxic and / or create viscosity problems that should be addressed by heating these lubricants (patent US 4,604,325) or additions of appropriate agents (US Pat. No. 4,609,591). These lubricants also often require the installation of special devices below each die; in particular, when the yarns are grouped in the form of windings, it is necessary to process the yarn before winding in order to avoid gluing the windings of each winding together, since this gluing makes it difficult to unwind the yarns. These treatments, the effectiveness of which depends on the operating conditions, consist, for example, in the polymerization of a sizing agent, by exposing the oiled fibers to ultraviolet radiation to give them the necessary integrity and ease of handling (US Patent Application 5049407). However, the polymerized sizing prevents slipping of the filaments relative to each other, and the lack of such mobility causes, upon mechanical destruction of the sizing, cracking of the threads during their cutting and can cause problems when using threads for textile purposes, where the threads used must be both solid and flexible.
Объектом настоящего изобретения является замасливающая композиция с улучшенными свойствами, не обладающая вышеуказанными недостатками, предназначенная для покрытия стеклонитей и способная полимеризоваться при нагревании, при этом композиция делает замасленные нити легкими в обращении, даже до полимеризации, и придает им гибкость, совместимую с их последующими обработками; кроме того, эта композиция после полимеризации обеспечивает хорошую целостность нитям и обладает значительной степенью конверсии; эта композиция также эффективно защищает волокна от абразивного износа, придает им способность хорошо сочетаться с различными армируемыми материалами для получения композитных изделий с высокими механическими свойствами; она очень стабильна, в частности, под фильерой, и совместима со скоростями вытяжки элементарных волокон. The object of the present invention is a sizing composition with improved properties that does not have the above disadvantages, intended for coating glass fibers and capable of polymerizing when heated, the composition makes the oiled threads easy to handle, even before polymerization, and gives them flexibility compatible with their subsequent processing; in addition, this composition after polymerization provides good integrity to the threads and has a significant degree of conversion; this composition also effectively protects the fibers from abrasion, gives them the ability to combine well with various reinforced materials to obtain composite products with high mechanical properties; it is very stable, in particular under the die, and is compatible with the drawing speeds of elementary fibers.
Объектом настоящего изобретения является также способ получения замасленных стеклонитей, а также замасленные стеклонити, легкие в обращении, и имеющие улучшенные характеристики, причем вышеуказанные нити являются эффективным усилителем органических и/или неорганических материалов, из которых получают композиты. The object of the present invention is also a method for producing oily glass fibers, as well as oily glass fibers, easy to handle, and having improved characteristics, the aforementioned filaments being an effective enhancer of the organic and / or inorganic materials from which the composites are obtained.
Замасливающая композиция согласно изобретению представляет собой раствор с вязкостью ниже или равной 400 сПз, содержащий менее 5 мас.% растворителя и термополимеризуемую базовую систему, причем вышеуказанная базовая система содержит по крайней мере 60 мас.% компонентов с молекулярной массой ниже 750 и по крайней мере 60 мас.% смеси:
- компонента (компонентов), содержащих по крайней мере одну реакционноспособную эпоксидную функциональную группу и
- компонента (компонентов), содержащих по крайней мере одну реакционноспособную ангидридную функциональную группу.The sizing composition according to the invention is a solution with a viscosity lower than or equal to 400 cps containing less than 5 wt.% Solvent and a thermopolymerizable base system, the above base system containing at least 60 wt.% Components with a molecular weight below 750 and at least 60 wt.% mixture:
- component (s) containing at least one reactive epoxy functional group and
- component (s) containing at least one reactive anhydride functional group.
Изобретение также относится к способу получения замасленных стеклонитей, согласно которому вытягивают множество струек из расплавленного стекла, вытекающих из множества отверстий, расположенных в основании одной или нескольких фильер, в форме одного слоя или нескольких слоев непрерывных элементарных волокон, затем элементарные волокна соединяют с образованием одной или нескольких нитей, которые объединяют на движущемся носителе, причем вышеуказанный способ состоит в нанесении на поверхность элементарных волокон в процессе вытяжки и перед соединением элементарных волокон в нить вышеуказанной замасливающей композиции. The invention also relates to a method for producing oily glass fibers, according to which a plurality of molten glass jets are drawn from a plurality of holes located at the base of one or more dies, in the form of one layer or several layers of continuous elementary fibers, then the elementary fibers are joined to form one or several threads that are combined on a moving carrier, and the above method consists in applying to the surface of elementary fibers during the drawing process and before connecting the elementary fibers into the thread of the above sizing composition.
Изобретение относится к нитям, покрытым замасливателем вышеуказанного состава, полученным согласно вышеуказанному способу. The invention relates to threads coated with a sizing of the above composition, obtained according to the above method.
В дальнейшем, под выражениями "эпоксидный(е) компонент(ы)" и "ангидридный(е) компонент(ы)" понимают, соответственно, "компонент (компоненты) по крайней мере с одной реакционноспособной эпоксидной группой " и "компонент (компоненты) по крайней мере с одной реакционноспособной ангидридной группой". Hereinafter, the expressions "epoxy (e) component (s)" and "anhydride (e) component (s)" mean, respectively, "component (components) with at least one reactive epoxy group" and "component (components) with at least one reactive anhydride group. "
В предлагаемой согласно изобретению композиции возможно присутствующими растворителями являются, главным образом, органические растворители, необходимые для растворения некоторых полимеризуемых соединений. Присутствие этих растворителей в ограниченном количестве не требует специальных мер для их удаления; более того, в большинстве случаев, замасливатели согласно изобретению вообще не содержат растворителя, то есть, соединения, играющего только роль растворителя в растворе. In the compositions according to the invention, the possible solvents present are mainly the organic solvents necessary for dissolving some of the polymerizable compounds. The presence of these solvents in a limited amount does not require special measures to remove them; moreover, in most cases, the lubricants according to the invention do not contain a solvent at all, that is, a compound playing only the role of a solvent in the solution.
Вследствие незначительной вязкости (ниже или равной 400 сПз и предпочтительно ниже или равной 200 сПз) замасливающая композиция согласно изобретению совместима с условиями получения стеклонитей прямым способом, причем вязкость композиции выбирают в зависимости от скорости вытяжки и диаметра элементарных волокон (филаментов), подвергаемых замасливанию. Композиция согласно изобретению также обладает скоростью смачивания нити, совместимой со скоростью вытяжки нитей. Due to the low viscosity (lower than or equal to 400 centipoise and preferably lower than or equal to 200 centipoise), the sizing composition according to the invention is compatible with the conditions for the production of glass fibers directly, and the viscosity of the composition is selected depending on the speed of drawing and the diameter of the elementary fibers (filaments) subjected to oiling. The composition according to the invention also has a wetting speed of the thread, compatible with the speed of drawing threads.
Под "термополимеризуемой базовой системой" согласно изобретению понимают одно или более соединений, необходимых для замасливателя, основная функция которых - участвовать в образовании структуры полимеризованного замасливателя, причем эти соединения способны термически полимеризоваться. Как правило, базовая система составляет 60-100 мас.% замасливающей композиции согласно изобретению, в частности, 70-99,5 мас.% композиции, и, в большинстве случаев, 75-90 мас.% в композиции. Under the "thermopolymerizable base system" according to the invention is meant one or more compounds necessary for the sizing, the main function of which is to participate in the formation of the structure of the polymerized sizing, and these compounds are capable of thermally polymerizing. Typically, the base system comprises 60-100 wt.% Of a sizing composition according to the invention, in particular 70-99.5 wt.% Of the composition, and, in most cases, 75-90 wt.% In the composition.
Базовая система в основном состоит (предпочтительно на 80 мас.% и достигает 100 мас.% в большинстве случаев) из эпоксидного компонента (эпоксидных компонентов) и ангидридного компонента (ангидридных компонентов), причем использование смеси этих компонентов позволяет получать, после полимеризации, эпокси-ангидридные сополимеры (сложные полиэфиры), составляющие наибольшую часть структуры полимеризованного замасливателя, и причем свойства замасленных волокон прямо зависят от этой структуры. The basic system consists mainly of (preferably 80 wt.% And reaches 100 wt.% In most cases) of an epoxy component (epoxy components) and an anhydride component (anhydride components), and using a mixture of these components allows, after polymerization, epoxy anhydride copolymers (polyesters), constituting the largest part of the structure of the polymerized lubricant, and the properties of the oiled fibers directly depend on this structure.
Кроме того, в базовой системе большинство (предпочтительно, не менее 70-75 мас. % и достигает 100 мас.%) компонента(ов) имеет молекулярную массу ниже 750, причем этот компонент (эти компоненты) обычно представляют собой в большинстве своем (и в большинстве случаев, каждый из них) вышеуказанные эпоксидные и ангидридные компоненты. In addition, in the base system, most (preferably at least 70-75 wt.% And reaches 100 wt.%) Of the component (s) has a molecular weight below 750, and this component (these components) are usually the majority (and in most cases, each of them) the above epoxy and anhydride components.
Предпочтительно, и как правило, вышеуказанные компоненты с молекулярной массой ниже 750 имеют молекулярную массу ниже 500. Точно также, в большинстве случаев, и предпочтительно, этими компонентами являются мономеры (моно- или полифункциональные, (которые будут описаны ниже), однако, базовая система также может содержать компоненты с молекулярной массой ниже 750 в виде олигомеров или полимеров с частично полимеризованными функциональными группами. Preferably, and generally, the above components with a molecular weight below 750 have a molecular weight below 500. Likewise, in most cases, and preferably, these components are monomers (mono- or polyfunctional (which will be described below), however, the basic system may also contain components with a molecular weight below 750 in the form of oligomers or polymers with partially polymerized functional groups.
Согласно некоторым вариантам осуществления, базовая система согласно изобретению при необходимости может содержать незначительную долю компонента (компонентов), участвующего в образовании структуры полимеризованного замасливателя, но не содержащего эпоксидную или ангидридную группу и/или имеющего более высокую молекулярную массу. According to some embodiments, the base system according to the invention, if necessary, may contain a small fraction of the component (s) involved in the formation of the structure of the polymerized sizing, but not containing an epoxy or anhydride group and / or having a higher molecular weight.
Согласно предпочтительному варианту осуществления изобретения, который позволяет достигать особенно удовлетворительных результатов, базовая система состоит исключительно из одного или нескольких компонентов, имеющих, по меньшей мере, одну функциональную эпоксидную группу, и одного или нескольких компонентов, имеющих, по меньшей мере, одну функциональную ангидридную группу, и/или может состоять исключительно из компонентов с молекулярной массой ниже 750. According to a preferred embodiment of the invention, which achieves particularly satisfactory results, the base system consists solely of one or more components having at least one epoxy functional group and one or more components having at least one anhydride functional group , and / or may consist solely of components with a molecular weight below 750.
Эпоксидные или ангидридные компоненты, которые могут быть использованы в базовой системе, могут иметь одну (монофункциональные компоненты) или несколько (полифункциональные компоненты) идентичных реакционноспособных групп, выбираемых среди эпоксидных и ангидридных групп. Epoxy or anhydride components that can be used in the base system can have one (monofunctional components) or several (multifunctional components) of identical reactive groups selected from epoxy and anhydride groups.
Эпоксидный компонент базовой системы может представлять собой, в частности, один или несколько следующих компонентов: простой алкилглицидиловый эфир с алифатической цепью С4-С16 и т.д.; простой крезил- или фенил- или нонилфенил- или п-трет. бутилфенил- или 2-этилгексил- и т.д. -глицидиловый эфир; лимоненэпоксид; циклогексенмонооксид; глицидиловый эфир версатовой кислоты или неодекановой кислоты; и т.д. (причем вышеуказанные компоненты являются монофункциональными компонентами); простой 1,4-бутандиол- или неопентилгликоль- или резорцин- или циклогександиметанол- или 1,6-гександиол- или диброммононеопентигликоль- и т.д. -диглицидиловый эфир; диэпоксидированное производное бисфенола-А или -F; 3,4-эпоксициклогексилметил-3,4-эпоксициклогексан-карбоксилат; бис(3,4-эпоксициклогексил)адипат; полигликоль-диэпоксид; диглицидиловый эфир гексагидрофталевого ангидрида; диглицидилгидантоин; 2-(3,4-эпоксициклогексил)-5,5-спиро-(3,4-эпоксициклогексил)-м-диоксан, винилциклогексендиоксид; простой триметилолэтан- или триметилолпропан- или трисфенилолметан- и т.д. -триглицидиловый эфир, простой триглицидиловый эфир пальмового масла; простой триглицидиловый эфир п-аминофенола; тетра(п-глицидоксифенил)этан; 4,4'-(диглицидиламино)дифенилметан; полиглицидиловый простой эфир алифатического многоатомного спирта, эпоксидированный полибутадиен; новолачная эпоксифенольная или новолачная эпоксикрезольная смола; триглицидилизоцианурат; N,N,N',N'-тетраглицидил-А,А'-бис(4-аминофенил)- или N,N,N',N'-тeтpaглицидил-A,A'-биc(4-амино-3,5-диметилфенил)- и т.д. -п-диизопропилбензол; и т. д. (эти компоненты являются полифункциональными компонентами).The epoxy component of the base system can be, in particular, one or more of the following components: a simple alkyl glycidyl ether with an aliphatic C 4 -C 16 chain, etc .; simple cresyl or phenyl or nonyl phenyl or p-tert. butylphenyl or 2-ethylhexyl, etc. -glycidyl ether; limonenepoxide; cyclohexene monoxide; glycidyl ester of versatic acid or neodecanoic acid; etc. (moreover, the above components are monofunctional components); simple 1,4-butanediol or neopentyl glycol or resorcinol or cyclohexane dimethanol or 1,6-hexanediol or dibromonone neopentiglycol, etc. diglycidyl ether; a diepoxidized bisphenol-A or -F derivative; 3,4-epoxycyclohexylmethyl-3,4-epoxycyclohexane-carboxylate; bis (3,4-epoxycyclohexyl) adipate; polyglycol diepoxide; diglycidyl ether of hexahydrophthalic anhydride; diglycidyl hydantoin; 2- (3,4-epoxycyclohexyl) -5,5-spiro (3,4-epoxycyclohexyl) m-dioxane, vinylcyclohexene dioxide; simple trimethylol ethane or trimethylol propane or trisphenylol methane, etc. Triglycidyl ether, palm triglycidyl ether; p-aminophenol triglycidyl ether; tetra (p-glycidoxyphenyl) ethane; 4.4 '- (diglycidylamino) diphenylmethane; polyglycidyl ether of aliphatic polyhydric alcohol, epoxidized polybutadiene; novolac epoxyphenol or novolac epoxycresol resin; triglycidyl isocyanurate; N, N, N ', N'-tetraglycidyl-A, A'-bis (4-aminophenyl) - or N, N, N', N'-tetraglycidyl-A, A'-bis (4-amino-3, 5-dimethylphenyl) - etc. p-diisopropylbenzene; etc. (these components are multifunctional components).
Вообще, как правило, согласно изобретению, количество одного или более эпоксидного компонента в базовой системе составляет 15-85 мас.%, в расчете на массу замасливающей композиции, в частности, около 25-70 мас.%, в расчете на массу замасливающей композиции. В большинстве случаев, это количество составляет 35-60 мас.%, в расчете на общую массу замасливающей композиции. In general, as a rule, according to the invention, the amount of one or more epoxy components in the base system is 15-85 wt.%, Based on the weight of the sizing composition, in particular about 25-70 wt.%, Based on the weight of the sizing composition. In most cases, this amount is 35-60 wt.%, Calculated on the total weight of the sizing composition.
Ангидридный(е) компонент(ы) базовой системы могут представлять собой, в частности, один или несколько следующих компонентов: ангидрид метил-бицикло(2,2,1)гептен-2,3-дикарбоновой кислоты; ангидрид гексагидрофталевой кислоты; ангидрид додецилянтарной кислоты; фталевый ангидрид; ангидрид 1,4,5,6,7,7-гексахлорбицикло-(2,2,1)-5-гептен-2,3-дикарбоновой кислоты; ангидрид эндо-цис-бицикло-(2,2,1)-гептен-2,3-дикарбоновой кислоты; тетрахлорфталевый ангидрид; пиромеллитовый диангидрид; диангидрид 1,2,3,4-циклопентантетракарбоновой кислоты; полиангидрид полиазелаиновой кислоты; ангидрид полисебациновой кислоты; глутаровый ангидрид; или сложный полиэфир-ангидрид; ангидрид бром- или дибромфталевой кислоты; циклический сульфопивалиновый ангидрид; ангидрид бициклодикарбоновой кислоты; ангидрид дифеноксифосфинил-янтарной кислоты; ангидрид алкилен-2-глутаровой кислоты; ци-клоалифатический полиангидрид; стирол-малеиновый ангидрид; циклооктадиенмалеиновый ангидрид; перхлоркумалин-малеиновый ангидрид; мирцен-моноэпоксидмалеиновый ангидрид; циклогексадиендикарбокси-малеиновый ангидрид; поли(циклопентадиенил)-малеиновый ангидрид; производное тримеллитового ангидрида (неопентилгликоль-бис(тримеллитовый) ангидрид, продукт ацидолиза ангидрида трикарбоновой кислоты и сложного эфира или амина, оксиалкилированное производное тримеллитового ангидрида); ангидрид фенилен-бис(3-бутандикарбоновой кислоты); диангидрид бензофенонтетракарбоновой кислоты; диангидрид фенилалкилпентантетракарбоновой кислоты; диангидрид алкил-замещенной трициклододеканкарбоновой кислоты; диангидрид дикарбокситетрагидронафталинянтарной кислоты; и т.д. The anhydride component (s) of the base system can be, in particular, one or more of the following components: methyl bicyclo (2,2,1) heptene-2,3-dicarboxylic acid anhydride; hexahydrophthalic anhydride; dodecyl succinic anhydride; phthalic anhydride; 1,4,5,6,7,7-hexachlorobicyclo- (2.2.1) -5-heptene-2,3-dicarboxylic acid anhydride; endo-cis-bicyclo- (2,2,1) -heptene-2,3-dicarboxylic acid anhydride; tetrachlorophthalic anhydride; pyromellitic dianhydride; 1,2,3,4-cyclopentantetracarboxylic acid dianhydride; polyazelaic acid polyanhydride; polisebacinic anhydride; glutaric anhydride; or polyester anhydride; bromo or dibromophthalic anhydride; cyclic sulfopivalin anhydride; bicyclic dicarboxylic anhydride; diphenoxyphosphinyl succinic anhydride; alkylene-2-glutaric anhydride; cycloaliphatic polyanhydride; styrene maleic anhydride; cyclooctadiene maleic anhydride; perchlorocumalin maleic anhydride; myrcene-monoepoxide maleic anhydride; cyclohexadiene dicarboxy maleic anhydride; poly (cyclopentadienyl) maleic anhydride; a derivative of trimellitic anhydride (neopentyl glycol bis (trimellitic) anhydride, an acidolysis product of tricarboxylic acid anhydride and an ester or amine, an oxyalkylated derivative of trimellitic anhydride); phenylene bis anhydride (3-butanedicarboxylic acid); benzophenone tetracarboxylic acid dianhydride; phenylalkylpentantetracarboxylic acid dianhydride; alkyl substituted tricyclodecodanecarboxylic acid dianhydride; dicarboxytetrahydronaphthalene succinic acid dianhydride; etc.
Как правило, согласно изобретению, количество ангидридного компонента (доля ангидридных компонентов) в базовой системе составляет 5-65 мас.% в расчете на общую массу замасливающей композиции, в частности, около 10-55 мас. % от общей массы композиции. В большинстве случаев, оно составляет 15-45 мас.% в расчете на общую массу замасливающей композиции. As a rule, according to the invention, the amount of anhydride component (the proportion of anhydride components) in the base system is 5-65 wt.% Based on the total weight of the sizing composition, in particular about 10-55 wt. % of the total weight of the composition. In most cases, it is 15-45 wt.% Based on the total weight of the sizing composition.
Предпочтительно, согласно изобретению, компоненты базовой системы и их количества в базовой системе выбирают таким образом, чтобы соотношение "r" между числом реакционноспособных ангидридных центров и числом реакционноспособных эпоксидных центров составляло 0,2-6 (причем одна эпоксидная функция считается как один эпоксидный реакционноспособный центр, а одна ангидридная функция считается как два реакционноспособных ангидридных центра), чтобы могла пройти в достаточной степени полимеризация замасливающей композиции, в частности, за счет образования эпоксиангидридных сополимеров (сложных полиэфиров), при проведении полимеризации путем термообработки. В большинстве случаев, согласно изобретению, это соотношение "r" составляет 0,3-4 и, предпочтительно, оно выше 0,4 и ниже или равно примерно 2,0, чтобы благоприятствовать образованию эпоксиангидридных сополимеров типа сложных диэфиров, которые более стабильны (однако, не исключается образование сополимеров типа сложных моноэфиров, когда соотношение "r" выше 1, и это может давать преимущества для усиления некоторых матриц). Preferably, according to the invention, the components of the base system and their amounts in the base system are selected so that the ratio "r" between the number of reactive anhydride centers and the number of reactive epoxy centers is 0.2-6 (moreover, one epoxy function is considered as one epoxy reactive center , and one anhydride function is considered as two reactive anhydride centers), so that the polymerization of the sizing composition can undergo a sufficient degree, in particular, due to formation epoksiangidridnyh copolymers (polyesters), and carrying out the polymerization by heat treatment. In most cases, according to the invention, this “r” ratio is 0.3-4 and, preferably, it is higher than 0.4 and lower or equal to about 2.0, in order to favor the formation of epoxy anhydride copolymers such as diesters, which are more stable (however , the formation of copolymers of the type of monoesters is not excluded when the ratio "r" is higher than 1, and this may provide advantages for enhancing some matrices).
Согласно варианту осуществления изобретения, замасливающая композиция, кроме базовой системы, включает по крайней мере один специфический катализатор, способствующий полимеризации замасливателя под действием нагрева, облегчая раскрытие ангидридных и/или эпоксидных функций, особенно в случае, когда ангидридный компонент или ангидридные компоненты базовой системы малореакционноспособны, и/или возможно в случае, когда базовая система не содержит циклоалифатических эпоксидных компонентов. Этот катализатор предпочтительно выбирают среди аминопроизводных, таких, как, например, триалкиламины, гексаметилентетрамин, продукты конденсации анилина с формальдегидом, конденсаты замещенного анилина с алифатическим альдегидом (ангидробутиральдегид/толуидин), эпокси-амины (N-2,3-диэпоксипропиланилин), основные третичные амины, N,N-диалкилалканоламины, аминированные соли поликислот, соли четвертичного аммония, соли четвертичного имид-азолина, дицианодиамид и т.д.; или среди производных бора и фосфора, таких, как, например, борорганические соли аммония, триалканоламинобораты, фторбораты, замещенные органическими заместителями фосфины и т.д.; или среди производных металлов, таких, как, например, тетрахлорид олова (SnCl4), соли двухвалентного олова, хелаты металлов, содержащие эпоксидные группы; оксиды магния, бария, цинка, кадмия и т.д.; или среди спиртов.According to an embodiment of the invention, the sizing composition, in addition to the base system, includes at least one specific catalyst that promotes the polymerization of the sizing agent by heating, facilitating the disclosure of the anhydride and / or epoxy functions, especially when the anhydride component or anhydride components of the base system are not very reactive, and / or possibly in the case where the base system does not contain cycloaliphatic epoxy components. This catalyst is preferably selected from amine derivatives, such as, for example, trialkylamines, hexamethylenetetramine, condensation products of aniline with formaldehyde, condensates of substituted aniline with aliphatic aldehyde (anhydrobutyraldehyde / toluidine), epoxy amines (N-2,3-diepoxypropylaniline) amines, N, N-dialkylalkanolamines, aminated polyacid salts, quaternary ammonium salts, quaternary imide-azoline salts, dicyanodiamide, etc .; or among derivatives of boron and phosphorus, such as, for example, organoboron ammonium salts, trialkanolaminoborates, fluoroborates substituted with organic substituents phosphines, etc .; or among metal derivatives, such as, for example, tin tetrachloride (SnCl 4 ), salts of divalent tin, metal chelates containing epoxy groups; oxides of magnesium, barium, zinc, cadmium, etc .; or among alcohols.
Полимеризацию эпоксидного и ангидридного компонентов также можно инициировать присутствием воды (даже в виде следовых количеств), гидроксильными или карбоксильными группами компонентов замасливающей композиции (присутствие, например, гидролизованных силанов), с помощью влаги окружающего воздуха и т.д. В отсутствии катализатора, такого, как указанный выше, соотношение "r", кроме того, обычно ниже 3, предпочтительно ниже 2. The polymerization of the epoxy and anhydride components can also be initiated by the presence of water (even in trace amounts), hydroxyl or carboxyl groups of the components of the sizing composition (presence, for example, hydrolyzed silanes), using moisture from the surrounding air, etc. In the absence of a catalyst, such as the one mentioned above, the ratio of "r", in addition, usually below 3, preferably below 2.
Содержание вышеуказанных специфических компонентов, играющих только роль катализаторов в замасливающей композиции, ниже 3 мас.%, в расчете на массу замасливающей композиции, в большинстве случаев ниже 1 мас.% и предпочтительно ниже или равно 0,5 мас.%, в расчете на замасливающую композицию. Присутствие катализатора, благоприятствующего раскрытию ангидридных функций, позволяет использовать менее реакционноспособные ангидриды и снижать температуру полимеризации замасливателя, как будет пояснено далее. В случае очень реакционноспособных ангидридных компонентов, таких, как фталевый ангидрид, малеиновый ангидрид или янтарный ангидрид, присутствия катализатора обычно избегают. The content of the above specific components, which play only the role of catalysts in the sizing composition, is below 3 wt.%, Based on the weight of the sizing composition, in most cases below 1 wt.% And preferably below or equal to 0.5 wt.%, Based on the sizing composition. The presence of a catalyst conducive to the disclosure of anhydride functions allows the use of less reactive anhydrides and a reduction in the polymerization temperature of the sizing agent, as will be explained later. In the case of highly reactive anhydride components, such as phthalic anhydride, maleic anhydride or succinic anhydride, the presence of a catalyst is usually avoided.
Кроме базовой системы и специфического катализатора, композиция согласно изобретению может содержать в небольшом количестве добавки, которые придают особые свойства замасливающей композиции, однако, не принимают существенного участия в структуре замасливателя, в противоположность базовой системе. Хотя эти добавки отличаются от базовой системы, они могут быть термически полимеризующимися как соединения базовой системы. In addition to the base system and the specific catalyst, the composition according to the invention may contain in a small amount additives that impart special properties of the sizing composition, however, do not significantly participate in the structure of the sizing, in contrast to the base system. Although these additives are different from the base system, they can be thermally polymerized as compounds of the base system.
Композиция согласно изобретению может содержать, в качестве добавки, по крайней мере один агент сшивки, позволяющий прикреплять замасливатель к стеклу, причем количество агента сшивки составляет 0-25 мас.%, в расчете на замасливатель, и предпочтительно ниже или равна 20 мас.%, в расчете на замасливатель. Эти агенты могут представлять собой один или несколько следующих компонентов: силаны, такие, как гамма-глицидоксипропилтриметоксисилан, гамма-метакрилоксипропилтриметоксисилан, полиэтоксилированный-пропоксилированный триметоксисилан, гамма-акрилоксипропилтриметоксисилан, винилтриметоксисилан, фениламинопропилтриметоксисилан, и т.д.; титанаты, цирконаты, силоксаны и т. д. The composition according to the invention may contain, as an additive, at least one crosslinking agent, allowing the sizing agent to be attached to the glass, the amount of the crosslinking agent being 0-25 wt.%, Calculated on the sizing, and preferably below or equal to 20 wt.%, based on the sizing. These agents may be one or more of the following components: silanes, such as gamma-glycidoxypropyltrimethoxysilane, gamma-methacryloxypropyltrimethoxysilane, polyethoxylated-propoxylated trimethoxysilane, gamma-acryloxypropyltrimethoxysilane, vinyltrimethoxysilane, phenylaminophenyl; titanates, zirconates, siloxanes, etc.
Композиция согласно изобретению также может содержать, в качестве добавки, по крайней мере один пленкообразующий агент, который выполняет только одну функцию - способствует скольжению и облегчает получение волокна, количество этого агента составляет 0-10 мас.% и предпочтительно ниже или равных 5 мас.%. Присутствие этого агента препятствует значительному трению элементарных нитей об устройство для замасливания, когда элементарные волокна вытягивают с высокой скоростью (более 40 м/с) и/или когда они очень тонкие, однако эти агенты дорогостоящие и могут вызывать ухудшение механических характеристик композитов. Такими агентами могут быть один или несколько следующих компонентов: силиконы, силоксаны или полисилоксаны, такие, как глицидил(н)полидиметилсилоксан, альфа-омега-акрилоксиполидиметилсилоксан и т.д. , производные силиконов, такие, как силиконовые масла и т.д. The composition according to the invention may also contain, as an additive, at least one film-forming agent that has only one function - it facilitates gliding and facilitates fiber production, the amount of this agent is 0-10 wt.% And preferably less than or equal to 5 wt.% . The presence of this agent prevents significant friction of the filaments on the oiling device when the filaments are pulled at a high speed (more than 40 m / s) and / or when they are very thin, but these agents are expensive and can cause deterioration of the mechanical properties of the composites. Such agents may be one or more of the following components: silicones, siloxanes or polysiloxanes, such as glycidyl (n) polydimethylsiloxane, alpha-omega-acryloxypolydimethylsiloxane, etc. derivatives of silicones, such as silicone oils, etc.
В композицию согласно изобретению также может входить, в качестве добавки, по крайней мере один используемый для текстильных целей агент, выполняющий главным образом роль смазки, в количествах, составляющих 0-15 мас. % и предпочтительно 0-8 мас.%. Этими агентами могут быть следующие компоненты: жирные сложные эфиры (возможно, этоксилированные или пропоксилированные), производные гликолей (в частности, этилен - или пропиленгликоль), такие, как изопропилпальмитат или цетилпальмитат, изобутилстеараты, дециллаураты, этиленгликольадипаты, полиэтиленгликоли или полипропиленгликоли с молекулярной массой ниже 2000, изопропилстеараты и т.д. The composition according to the invention can also include, as an additive, at least one agent used for textile purposes, which plays mainly the role of a lubricant, in amounts of 0-15 wt. % and preferably 0-8 wt.%. These agents may include the following components: fatty esters (possibly ethoxylated or propoxylated), glycol derivatives (in particular ethylene or propylene glycol), such as isopropyl palmitate or cetyl palmitate, isobutyl stearates, decylaurates, ethylene glycol adipates, polyethylene glycols and polyethylene glycols 2000, isopropyl stearates, etc.
Замасливатель также может содержать, в качестве добавки, по крайней мере один агент для адаптации нити к армируемым материалам, в частности, цементным материалам. The sizing may also contain, as an additive, at least one agent for adapting the yarn to the reinforced materials, in particular cement materials.
Замасливающая композиция согласно изобретению эффективно защищает волокна от абразивного износа, она стабильна под фильерой (композиция согласно изобретению действительно не полимеризуется до достижения 100oС и под фильерой подвергается воздействию температур, не превышающих 70oС), совместима со скоростями вытяжки элементарных волокон и не требует операции высушивания перед полимеризацией или особой обработки между нанесением замасливателя на волокно и операцией объединения замасленных волокон.The sizing composition according to the invention effectively protects the fibers from abrasion, it is stable under the die (the composition according to the invention does not polymerize until it reaches 100 ° C and is exposed to temperatures not exceeding 70 ° C under the die), is compatible with drawing speeds of elementary fibers and does not require drying operations before polymerization or special processing between applying a sizing agent on the fiber and the operation of combining oily fibers.
Кроме того, когда композицию согласно изобретению наносят на элементарные волокна в процессе вытяжки, она очень быстро распределяется по всей их поверхности с образованием практически защитной пленки на каждом волокне. Нить, полученная соединением элементарных волокон и покрытая термически необработанной композицией (то есть еще не подвергшейся полимеризации), представляет собой, таким образом, жгут из элементарных волокон, находящихся в оболочке, которые могут скользить друг по другу, при этом такая нить обладает значительной гибкостью, что особенно важно в случае, когда нить должна быть разрезана, причем наличие оболочки у элементарных волокон создает дополнительную защиту против абразивного износа. Такая нить еще нe имеет целостности в обычном смысле этого слова, то есть она не состоит из элементарных волокон, связанных между собой по типу, например, склеивания, которое обеспечивается одним или несколькими компонентами замасливателя, такими как пленкообразующие склеивающие агенты, присутствующие в значительном количестве в замасливателе. Несмотря на это, с такой нитью, покрытой пока неполимеризованной композицией, легко работать и, если нить намотана в виде упаковок, то такую нить легко снимать с упаковок, не подвергая предварительной обработке путем полимеризации замасливателя. Нити, покрытые неполимеризованной замасливающей композицией, кроме того, обладают очень хорошей способностью к смачиванию и пропитке армируемыми материалами, поэтому пропитка может быть осуществлена гораздо быстрее (что создает выигрыш в производительности), а полученные композиты имеют более однородный вид, и некоторые механические свойства их улучшаются. In addition, when the composition according to the invention is applied to elementary fibers during the drawing process, it is very quickly distributed over their entire surface with the formation of an almost protective film on each fiber. The yarn obtained by combining elementary fibers and coated with a thermally untreated composition (i.e., not yet polymerized) is thus a bundle of elementary fibers in a sheath that can slide against each other, while such a thread has considerable flexibility, which is especially important when the thread must be cut, and the presence of a sheath for elementary fibers creates additional protection against abrasive wear. Such a thread does not yet have integrity in the usual sense of the word, that is, it does not consist of elementary fibers interconnected by type, for example, gluing, which is provided by one or more sizing components, such as film-forming gluing agents, present in significant quantities in sizing. Despite this, it is easy to work with such a thread coated with a non-polymerized composition, and if the thread is wound in the form of packages, then such a thread can be easily removed from the packages without pre-processing by polymerization of the sizing. The filaments coated with an unpolymerized sizing composition also have a very good ability to wet and impregnate with reinforced materials, so the impregnation can be carried out much faster (which creates a gain in productivity), and the resulting composites have a more uniform appearance, and some of their mechanical properties improve .
Сама целостность нити путем склеивания элементарных волокон, составляющих нить, достигается в результате полимеризации замасливающей композиции под действием тепла. Эту целостность придают нитям, которые в дальнейшем подвергаются сильным механическим воздействиям, если их используют, например, для текстильной переработки (соотношение "r" композиции предпочтительно составляет около 0,5-2, если нити идут на изготовление тканей), или, в некоторых случаях, разрезанным нитям, т.е. штапелированным волокнам, предназначенным для усиления органических и/или неорганических материалов. В описанных случаях полимеризацию замасливателя предпочтительно осуществлять соответственно перед использованием нитей для текстильных целей или перед введением резаных нитей в армируемые материалы. The integrity of the thread by gluing the elementary fibers that make up the thread is achieved by polymerization of a sizing composition under the influence of heat. This integrity is imparted to yarns, which are subsequently subjected to strong mechanical stresses if they are used, for example, for textile processing (the ratio “r” of the composition is preferably about 0.5-2, if the yarn is used to make fabrics), or, in some cases cut threads, i.e. staple fibers designed to reinforce organic and / or inorganic materials. In the described cases, the polymerization of the sizing is preferably carried out respectively before using yarns for textile purposes or before introducing the cut yarns into the reinforced materials.
Достигаемая после полимеризации замасливателя целостность особенно высока, при этом содержание замасливателя на нитях относительно низкое (потери при прокаливании нитей, покрытых замасливающей композицией и/или полученных по способу изобретения, не превышают 3 мас.%). Количество замасливающей композиции, которое необходимо нанести на нити, с получением желаемого эффекта, предпочтительно, является небольшим, однако, оно позволяет получать нити, обладающие очень хорошими характеристиками, в том числе, высокой целостностью (эта целостность высока даже при содержании замасливателя на волокнах порядка 0,6 мас.%). The integrity achieved after the polymerization of the sizing agent is particularly high, while the content of the sizing agent on the threads is relatively low (the loss on ignition of the threads coated with a sizing composition and / or obtained by the method of the invention does not exceed 3 wt.%). The amount of sizing composition that needs to be applied to the yarns to obtain the desired effect is preferably small, however, it allows yarns to have very good characteristics, including high integrity (this integrity is high even when the sizing on the fibers is of the order of 0 , 6 wt.%).
Замасливающая композиция согласно изобретению после полимеризации имеет максимальную степень конверсии, причем степень конверсии ангидридных компонентов, например, близка к 100%, когда соотношение "r" примерно ниже 1. The sizing composition according to the invention after polymerization has a maximum degree of conversion, and the degree of conversion of the anhydride components, for example, is close to 100% when the ratio "r" is approximately lower than 1.
Кроме того, неожиданно было установлено, что такие свойства, как прочность нити при растяжении, согласно изобретению улучшаются после осуществления непродолжительного старения во влажной среде, по сравнению со свойствами, достигаемыми нитями до старения. In addition, it was unexpectedly found that properties such as tensile strength of the yarn according to the invention are improved after short aging in a humid environment, compared with the properties achieved by the yarn before aging.
Нити согласно изобретению могут вводиться в различные армируемые материалы с получением композитных элементов, обладающих хорошими механическими свойствами. Композиция согласно изобретению придает нитям прекрасную совместимость с армируемыми материалами, в частности, с органическими материалами, например, с эпоксидными материалами, а также с неорганическими материалами, такими, как цементные материалы. Она обеспечивает также пропитку замасленных нитей армируемыми материалами. Эта композиция особенно пригодна для получения непрерывных нитей, объединяемых в виде паковок с послойной намоткой, куличей, копсов или собранных в маты и др., или для получения резаных нитей, причем эти различные нити состоят из элементарных волокон диаметром в пределах примерно 5-20 микрон. Замасливающая композиция согласно изобретению особенно пригодна для получения непрерывных тонких нитей (с титром ниже 600 текс), находящихся в виде упаковок с послойной намоткой, в отличие от традиционных водных замасливателей. The filaments according to the invention can be introduced into various reinforced materials to obtain composite elements having good mechanical properties. The composition according to the invention gives the yarns excellent compatibility with reinforced materials, in particular with organic materials, for example epoxy materials, as well as with inorganic materials such as cement materials. It also provides impregnation of oily threads with reinforced materials. This composition is particularly suitable for producing continuous filaments, combined in the form of packages with layered winding, Easter cakes, cops or assembled into mats, etc., or to obtain cut filaments, and these various filaments consist of elementary fibers with a diameter in the range of about 5-20 microns . The sizing composition according to the invention is particularly suitable for producing continuous thin filaments (with a titer below 600 tex), which are in the form of packages with layered winding, in contrast to traditional aqueous sizing.
Замасливающую композицию согласно изобретению предпочтительно наносят в процессе проведения способа согласно изобретению на элементарные волокна, предназначенные для образования нити, затем ее полимеризуют под действием термообработки, причем вышеуказанную обработку проводят независимо от операции волокнообразования (т.о. нет необходимости устанавливать устройства под каждой фильерой) и ее можно осуществлять на различных стадиях способа после операций волокнообразования. The sizing composition according to the invention is preferably applied in the process of the method according to the invention to elementary fibers intended to form a filament, then it is polymerized by heat treatment, and the above treatment is carried out independently of the fiber formation operation (i.e. there is no need to install devices under each die) and it can be carried out at various stages of the method after fiberization operations.
Термообработку можно, в частности, осуществлять на объединенных нитях или во время получения композита путем введения замасленных волокон в органический материал. В случае, когда полученные нити объединены в виде намоток, то осуществляют термообработку намотанных нитей перед их использованием, в частности, перед текстильной переработкой. Если термообработку намотанных нитей проводят перед разматыванием нити, то желательно, чтобы витки намотанной нити, образующие паковку, имели угол пересечения, по крайней мере равный 1,5o, чтобы витки не склеивались полимеризованным замасливателем, поскольку это склеивание затрудняет размотку.Heat treatment can, in particular, be carried out on the combined threads or during the preparation of the composite by introducing oily fibers into the organic material. In the case when the obtained yarns are combined in the form of windings, then heat treatment of the wound yarns is carried out before their use, in particular, before textile processing. If the heat treatment of the wound yarns is carried out before unwinding the yarn, it is desirable that the turns of wound yarns forming a package have an intersection angle of at least 1.5 ° so that the windings do not stick together with a polymerized sizing, since this bonding makes it difficult to unwind.
Нити, полученные после соединения элементарных волокон, могут объединяться также на движущихся приемных несущих устройствах. Так, их можно наносить с помощью устройства, служащего также для вытяжки волокна, на приемную поверхность, перемещаемую в поперечном направлении к наносимым нитям с получением слоя из непрерывных хаотично расположенных нитей, образующих "мат", в этом случае термообработку нитей можно проводить на приемной поверхности, где они находятся. В случае необходимости, связующее (причем это связующее при необходимости может содержать вышеуказанный катализатор, добавляемый в замасливатель) можно добавлять в мат перед термообработкой всех объединенных нитей, причем термообработка может приводить к полимеризации одновременно связующего и замасливателя. The filaments obtained after connecting the elementary fibers can also be combined on moving receiving receiving devices. So, they can be applied using a device that also serves to draw the fibers onto the receiving surface, which is moved in the transverse direction to the applied threads to obtain a layer of continuously randomly arranged threads forming a "mat", in this case, the heat treatment of the threads can be carried out on the receiving surface , where they are. If necessary, a binder (and this binder may optionally contain the above catalyst added to the sizing) can be added to the mat before heat treatment of all the combined threads, and heat treatment can lead to the polymerization of both the binder and sizing.
Нити, перед их объединением, могут быть разрезаны с помощью приспособления, служащего также для их вытяжки, причем разрезанные волокна собираются на движущихся приемных несущих устройствах, в этом случае проводят термообработку предпочтительно разрезанных нитей, находящихся на приемных несущих устройствах. The threads, before combining them, can be cut using a device that also serves to draw them, and the cut fibers are collected on moving receiving carriers, in this case, heat treatment of preferably cut threads located on the receiving carriers is carried out.
Термообработку нитей, находящихся в виде паковок с послойной намоткой, массой в несколько килограммов, проводят в течение по крайней мере 1 часа при температуре выше примерно 140oС, предпочтительно порядка 160oС, если волокна покрыты композицией согласно изобретению, не содержащей специфического катализатора (высокая температура благоприятствует образованию более стабильных соединений), причем время обработки изменяется в зависимости от формы и массы послойной паковки, причем преобладающая часть этого времени затрачивается на повышение температуры массы стекла, содержащейся в намотке. Когда нити, покрытые композицией согласно изобретению, не содержащей специфического катализатора, объединяются на одной или нескольких перемещающихся несущих устройствах и когда на них же проводят термообработку, то время обработки составляет порядка 15-20 минут при температурах обычно выше примерно 140oС. Температура обработки, независимо от способа объединения нитей, может быть снижена на несколько десятков градусов (она может быть снижена, например, на 10-30oС и составлять примерно 120-140oС), и время обработки уменьшено, если покрывающая нити композиция содержит по крайней мере один специфический катализатор, такой, как указанный выше.Heat treatment of filaments in the form of packages with layered wrapping, weighing several kilograms, is carried out for at least 1 hour at a temperature above about 140 o C, preferably about 160 o C, if the fibers are coated with a composition according to the invention that does not contain a specific catalyst ( high temperature favors the formation of more stable compounds), and the processing time varies depending on the shape and weight of the layer-by-layer packaging, with the majority of this time spent on increasing e the temperature of the mass of glass contained in the winding. When the yarns coated with the composition according to the invention, which does not contain a specific catalyst, are combined on one or more moving supporting devices and when they are heat treated, the processing time is about 15-20 minutes at temperatures usually above about 140 o C. Processing temperature, regardless of the method combining the filaments may be reduced by several tens of degrees (it can be reduced, e.g., at 10-30 o C and between about 120-140 o C) and the treatment time reduced when the coating n ti composition comprises at least one specific catalyst such as defined above.
Стеклонити также могут быть объединены без проведения термообработки, в этом случае термообработку проводят позднее. В частности, нити могут быть объединены в виде намоток, затем их извлекают из вышеуказанных намоток для того, чтобы подвергнуть дополнительным обработкам (например, разрезанию с помощью приспособления, служащего также для их вытяжки, механическим путем), причем термообработку волокон можно проводить до, во время или после дополнительной обработки (в частности, при разрезании термообработку можно осуществлять на устройстве, на котором собраны разрезанные волокна). Glass fibers can also be combined without heat treatment, in which case heat treatment is carried out later. In particular, the filaments can be combined in the form of windings, then they are extracted from the above windings in order to undergo additional processing (for example, cutting using a device that also serves to draw them, mechanically), and the heat treatment of the fibers can be carried out before time or after additional processing (in particular, when cutting, heat treatment can be carried out on the device on which the cut fibers are collected).
Замасленные нити также могут объединяться без термообработки, тогда их подвергают термообработке после соединения нитей с органическим материалом во время получения композита, причем вышеуказанный материал может включать по крайней мере один катализатор, указанный выше. В зависимости от используемого органического материала, термообработка может сопровождаться обработкой ультрафиолетовым излучением, обработкой пучком электронов и т.д. Время термообработки во время получения композита обычно составляет по крайней мере 2 часа, при температурах выше примерно 130oС и предпочтительно порядка 180-200oС.Oiled threads can also be combined without heat treatment, then they are subjected to heat treatment after joining the threads with organic material during the preparation of the composite, and the above material may include at least one catalyst mentioned above. Depending on the organic material used, heat treatment may be accompanied by UV treatment, electron beam processing, etc. The heat treatment time during preparation of the composite is usually at least 2 hours, at temperatures above about 130 ° C. and preferably about 180-200 ° C.
Стеклонити, покрытые замасливателем согласно изобретению и/или полученные по способу изобретения, покрыты неполимеризованным замасливателем или замасливателем, полимеризуемым после термообработки. Эти нити имеют потери при прокаливании предпочтительно ниже 3 мас.%, и предпочтительно ниже 1,5%. Незначительное количество замасливателя, нанесенное на нити, позволяет значительно уменьшать проблемы склеивания между нитями, особенно когда они находятся в форме намоток, что позволяет обеспечить лучший доступ к волокнам во время пропитки армируемым материалом и является экономическим преимуществом. Glass fibers coated with a sizing according to the invention and / or obtained according to the method of the invention are coated with an unpolymerized sizing or sizing polymerized after heat treatment. These threads have a loss on ignition, preferably below 3% by weight, and preferably below 1.5%. A small amount of sizing applied on the threads can significantly reduce the problems of bonding between the threads, especially when they are in the form of windings, which allows better access to the fibers during the impregnation of the reinforced material and is an economic advantage.
Получаемые согласно изобретению нити представляют собой нити, с которыми легко работать, и после их объединения они могут находиться в различных формах, требующих или нетребующих дополнительных стадий обработки, причем эти стадии проводят до или после термообработки и/или объединения нитей. Стеклонити таким образом могут находиться в виде непрерывных нитей, резаных нитей, могут быть собраны в пряди, ленты, маты или сетки, тканые или нетканые. Нити согласно изобретению обладают особенно хорошими свойствами в отношении прочности на растяжение. The yarns obtained according to the invention are yarns that are easy to work with, and after combining them, they can be in various forms, requiring or not requiring additional processing steps, these steps being carried out before or after heat treatment and / or combining of the yarns. Glass fibers in this way can be in the form of continuous threads, cut threads, can be assembled into strands, tapes, mats or nets, woven or non-woven. The filaments according to the invention have particularly good tensile strength properties.
Композиты, предпочтительно получаемые с использованием по крайней мере одной стеклонити согласно изобретению и по крайней мере в одном органическом и/или неорганическом материале (содержание стекла в этих композитах обычно составляет 30-70 мас. %), обладают хорошими механическими свойствами, как проиллюстрировано ниже в примерах. Composites, preferably obtained using at least one glass fiber according to the invention and in at least one organic and / or inorganic material (the glass content in these composites is usually 30-70 wt.%), Have good mechanical properties, as illustrated below in examples.
Другие преимущества и характеристики изобретения даны в свете иллюстрирующих примеров, но не ограничивающих объема изобретения, в которых представлены замасливающие композиции согласно изобретению и характеристики волокон, покрытых этими композициями, и характеристики композитов, содержащих вышеуказанные волокна. Other advantages and characteristics of the invention are given in light of illustrative examples, but not limiting the scope of the invention, in which sizing compositions according to the invention and characteristics of fibers coated with these compositions and characteristics of composites containing the above fibers are presented.
ПРИМЕР 1
Элементарные волокна диаметром 14 микрон, получаемые путем вытяжки струек из расплавленного стекла согласно способу изобретения, покрывают замасливателем следующего состава, выражаемого в массовых процентах:
Компоненты базовой системы с молекулярной массой ниже 750:
Триметилолпропантриглицидиловый простой эфир (1) - 34,0%
Простой 1,4-бутандиол-диглицидиловый эфир (2) - 18,4%
1,2-Эпоксигексадекан (3) - 29,1%
Метилтетрагидрофталевый ангидрид (4) - 10,0%
Катализатор:
1-Метилимидазол (5) - 0,5%
Добавки:
Полиэтоксилированный алкилсилан (6) в качестве агента сшивки - 8,0%
Соотношение "r" в этой композиции составляет 0,24.EXAMPLE 1
Elementary fibers with a diameter of 14 microns, obtained by drawing streams of molten glass according to the method of the invention, are coated with a sizing of the following composition, expressed in mass percent:
Components of a base system with a molecular weight below 750:
Trimethylolpropantriglycidyl ether (1) - 34.0%
Simple 1,4-butanediol-diglycidyl ether (2) - 18.4%
1,2-Epoxyhexadecane (3) - 29.1%
Methyltetrahydrophthalic anhydride (4) - 10.0%
Catalyst:
1-Methylimidazole (5) - 0.5%
Additives:
Polyethoxylated alkylsilane (6) as a crosslinking agent - 8.0%
The ratio of "r" in this composition is 0.24.
Элементарные волокна соединяют с образованием нитей, которые наматывают в форме паковок с послойной намоткой, имеющих приблизительную массу 13,5 кг, затем упаковку нагревают при 140oС в течение 6 часов.Elementary fibers are combined to form filaments, which are wound in the form of packages with layered winding having an approximate weight of 13.5 kg, then the package is heated at 140 o C for 6 hours.
После этого нити снимают с намоток для измерения их прочности и их сопротивления разрыву при растяжении в условиях, определяемых согласно стандарту ИСО 3341. Результаты, полученные на 8-10 образцах (с указанием в скобках типа погрешности), представлены в прилагаемой сравнительной таблице I, в которой также указан титр и потери при прокаливании полученных нитей. After that, the threads are removed from the windings to measure their strength and their tensile strength under tension under conditions determined according to ISO 3341. The results obtained on 8-10 samples (indicating the type of error in brackets) are presented in the attached comparative table I, in which also indicates the titer and loss on ignition of the obtained filaments.
ПРИМЕР 2
Элементарные волокна диаметром 14 микрон, полученные согласно изобретению, покрывают замасливателем следующего состава (в массовых процентах):
Компоненты базовой системы с молекулярной массой ниже 750:
3,4-Эпоксициклогексилметил-3,4-эпоксициклогексанкарбоксилат (7) - 28%
Смесь на основе винилциклогексенмонооксида (8) - 28%
Смесь фталевого ангидрида с гексагидрофталевым ангидридом и тетрагидрофталевым ангидридом (9) - 28%
Добавки:
Гамма-метакрилоксипропилтриметоксисилан в качестве агента сшивки (10) - 10%
Изопропилпальмитат в качестве агента для текстильной обработки - 6%
Соотношение "r" в этой композиции составляет 0,7, и эта композиция имеет вязкость 64 сПз при 20oС.EXAMPLE 2
The elementary fibers with a diameter of 14 microns obtained according to the invention are coated with a sizing of the following composition (in mass percent):
Components of a base system with a molecular weight below 750:
3,4-Epoxycyclohexylmethyl-3,4-epoxycyclohexanecarboxylate (7) - 28%
A mixture based on vinylcyclohexene monoxide (8) - 28%
A mixture of phthalic anhydride with hexahydrophthalic anhydride and tetrahydrophthalic anhydride (9) - 28%
Additives:
Gamma-methacryloxypropyltrimethoxysilane as a crosslinking agent (10) - 10%
Isopropyl palmitate as an agent for textile processing - 6%
The ratio of "r" in this composition is 0.7, and this composition has a viscosity of 64 centipoise at 20 o C.
Элементарные волокна соединяют с образованием нити, которые наматывают в форме паковок с послойной намоткой, имеющих приблизительную массу 13,5 кг. Таким образом объединенные волокна не подвергают термообработке. Elementary fibers are combined to form filaments that are wound in the form of layered wrap packages having an approximate weight of 13.5 kg. Thus, the combined fibers are not subjected to heat treatment.
Из полученных нитей, имеющих титр 320 текс, согласно стандарту NF 57152 получают композитные пластины с параллельным расположением нитей. Усиливающей смолой является смола "Epoxy LY 556", выпускаемая в продажу под этим названием фирмой ЦИБА ГЕЙГИ, к которой добавляют на 100 мас. частей эпоксидной смолы, 90 частей отвердителя, выпускаемого в продажу под названием "HY 917" фирмой ЦИБА ГЕЙГИ, и 0,5 частей ускорителя, выпускаемого в продажу под названием "DY 070" фирмой ЦИБА ГЕЙГИ. From the obtained yarns having a titer of 320 tex, according to the standard NF 57152, composite plates with a parallel arrangement of yarns are obtained. The reinforcing resin is the resin "Epoxy LY 556", sold under the name CIBA GEYGI, to which 100 wt. parts of epoxy resin; 90 parts of hardener sold under the name "HY 917" by CIBA GAGI and 0.5 parts of an accelerator sold under the name "DY 070" by CIBA GEYGI.
Полученные пластины затем подвергают термообработке и определяют, в соответствии со стандартами ИСО 178 и ИСО 4585 механические свойства, присущие этим пластинам, такие как изгиб и деформация сдвига, до старения и после погружения этих пластин в воду при 98oС на 24 часа. Полученные на 8-10 образцах результаты представлены в приводимой в качестве приложения сравнительной таблице II, в которой даны тип используемой для пластин смолы, разрывное усилие при изгибе при содержании стекла, доведенного до 100%, до и после старения, и напряжение при разрыве при деформации сдвига до и после старения. Типы погрешностей указаны в скобках.The resulting plates are then subjected to heat treatment and, in accordance with ISO 178 and ISO 4585, the mechanical properties inherent in these plates, such as bending and shear deformation, are determined before aging and after immersion of these plates in water at 98 ° C for 24 hours. The results obtained for 8-10 samples are presented in comparative table II, which is given as an appendix, in which the type of resin used for the plates, the tensile strength in bending at a glass content adjusted to 100%, before and after aging, and the tensile stress at deformation are given shear before and after aging. Error types are indicated in parentheses.
ПРИМЕР 3
Поступают таким же образом, как и в примере 2, однако, осуществляя термообработку намотанных волокон, а не композитных пластин. Полученные в примере 2 паковку с послойной намоткой нагревают, согласно настоящему примеру, при 160oС в течение 8 часов. Никакой деформации этих послойно намотанных нитей не обнаружено. Полученные для композитных пластин согласно настоящему примеру результаты представлены в таблице II.EXAMPLE 3
They act in the same way as in example 2, however, by heat treatment of the wound fibers, and not composite plates. Obtained in example 2, the package with a layered winding is heated, according to the present example, at 160 o C for 8 hours. No deformation of these layered wound threads was found. The results obtained for composite plates according to this example are presented in table II.
Измеряют также усилие и сопротивление разрыву при растяжении термообработанных нитей, извлеченных из намоток, как и в примере 1. Результаты представлены в таблице I. The force and tensile strength under tension of the heat-treated yarns extracted from the windings are also measured, as in Example 1. The results are presented in Table I.
ПРИМЕР 4
Элементарные волокна диаметром 14 микрон, полученные согласно изобретению, покрывают замасливателем следующего состава (массовые проценты):
Компоненты базовой системы с молекулярной массой ниже 750:
3,4-Эпоксициклогексилметил-3,4-эпоксициклогексанкарбоксилат (7) - 25%
1,4-Бутандиол-диглицидиловый простой эфир (2) - 10,0%
2-Этилгексилглицидиловый простой эфир (11) - 20,0%
Ангидрид 5-метил-норборнен-2,3-дикарбоновой кислоты (12) - 36,5%
Катализатор:
1-Метилимидазол (5) - 0,5%
Добавки:
Полиэтоксилированный алкилсилан (6) в качестве агента сшивки - 8,0%
Соотношение "r" в этой композиции составляет 1,3, и эта композиция имеет вязкость 72 сПз при 20oС.EXAMPLE 4
The elementary fibers with a diameter of 14 microns obtained according to the invention are coated with a sizing of the following composition (mass percent):
Components of a base system with a molecular weight below 750:
3,4-Epoxycyclohexylmethyl-3,4-epoxycyclohexanecarboxylate (7) - 25%
1,4-Butanediol-diglycidyl ether (2) - 10.0%
2-Ethylhexylglycidyl ether (11) - 20.0%
5-methyl-norbornene-2,3-dicarboxylic acid anhydride (12) - 36.5%
Catalyst:
1-Methylimidazole (5) - 0.5%
Additives:
Polyethoxylated alkylsilane (6) as a crosslinking agent - 8.0%
The ratio of "r" in this composition is 1.3, and this composition has a viscosity of 72 centipoise at 20 o C.
Элементарные волокна соединяют с образованием нитей, которые наматывают в форме паковок с послойной намоткой массой около 13,5 кг, затем нагревают при 160oС в течение 6 часов. Усилие и сопротивление разрыву при растяжении нитей затем определяют как в примере 1 (таблица I). Абразивную стойкость нитей измеряют путем взвешивания массы рваного волокна, полученного после пропускания волокон через ряд стержней. Для различных нитей, покрытых полимеризованным замасливателем, описанным в настоящем примере, масса рваного волокна по окончании испытания составляет величину порядка 1 мг на 1 кг исследуемой нити.Elementary fibers are combined to form filaments, which are wound in the form of packages with layered winding weighing about 13.5 kg, then heated at 160 o C for 6 hours. The tensile strength and tensile strength of the strands are then determined as in example 1 (table I). The abrasion resistance of the threads is measured by weighing the mass of torn fiber obtained after passing the fibers through a series of rods. For various threads coated with the polymerized sizing described in this example, the mass of the torn fiber at the end of the test is about 1 mg per 1 kg of the test thread.
В качестве сравнения, нити, покрытые водным замасливателем на основе эмульсии из эпоксидной смолы, силанов и поверхностно-активных агентов, и высушенные обычными способами, могут давать 200, даже 500 мг рваного волокна на 1 кг нити. By comparison, yarns coated with an aqueous emulsifier based on an epoxy resin, silane and surface active agent emulsion and dried by conventional methods can produce 200, even 500 mg of torn fiber per kg of yarn.
ПРИМЕР 5
Элементарные волокна диаметром 10 микрон, полученные согласно изобретению, покрывают замасливателем следующего состава (массовые проценты):
Компоненты базовой системы с молекулярной массой ниже 750:
Диглицидиловый простой эфир на основе фенол-новолачной смолы (13) - 25,0%
1,4-Бутандиол-диглицидиловый простой эфир (2) - 10,0%
2-Этилгексилглицидиловый простой эфир (11) - 16,5%
Метилтетрагидрофталевый ангидрид (4) - 40,0%
Катализатор:
1-Метилимидазол (5) - 0,5%
Добавки:
Полиэтоксилированный алкилсилан в качестве агента сшивки - 8,0%
Соотношение "r" в этой композиции составляет 1,57, и эта композиция имеет вязкость 104 сПз при 20oС.EXAMPLE 5
The elementary fibers with a diameter of 10 microns obtained according to the invention are coated with a sizing of the following composition (mass percent):
Components of a base system with a molecular weight below 750:
Diglycidyl ether based on phenol-novolac resin (13) - 25.0%
1,4-Butanediol-diglycidyl ether (2) - 10.0%
2-Ethylhexylglycidyl ether (11) - 16.5%
Methyltetrahydrophthalic anhydride (4) - 40.0%
Catalyst:
1-Methylimidazole (5) - 0.5%
Additives:
Polyethoxylated alkylsilane as a crosslinking agent - 8.0%
The ratio of "r" in this composition is 1.57, and this composition has a viscosity of 104 centipoise at 20 o C.
Элементарные волокна соединяют с образованием нитей, которые наматывают в форме куличей массой около 7 кг, затем нагревают при 140oС в течение 6 часов. Усилие и сопротивление разрыву при растяжении нитей определяют затем как описано в примере 1 (таблица I).Elementary fibers are combined to form filaments, which are wound in the form of Easter cakes weighing about 7 kg, then heated at 140 o C for 6 hours. The tensile strength and tensile strength of the strands are then determined as described in Example 1 (Table I).
ПРИМЕР 6
Полученные согласно изобретению элементарные волокна покрывают замасливателем следующего состава (массовые проценты):
Компоненты базовой системы с молекулярной массой ниже 750:
Триметилолпропантриглицидиловый простой эфир (1) - 24%
2-Этилгексилглицидиловый простой эфир (11) - 24%
Ангидрид 5-метил-норборнен-2,3-дикарбоновой кислоты (12) - 40%
Добавки:
Гамма-метакрилоксипропилтриметоксисилан (10) в качестве агента сшивки - 12%
Соотношение "r" в этой композиции составляет 1,9.EXAMPLE 6
The elementary fibers obtained according to the invention are coated with a sizing of the following composition (mass percent):
Components of a base system with a molecular weight below 750:
Trimethylolpropantriglycidyl ether (1) - 24%
2-Ethylhexylglycidyl ether (11) - 24%
5-methyl-norbornene-2,3-dicarboxylic acid anhydride (12) - 40%
Additives:
Gamma-methacryloxypropyltrimethoxysilane (10) as a crosslinking agent - 12%
The ratio of "r" in this composition is 1.9.
Элементарные волокна соединяют с образованием нитей, которые наматывают в форме паковок с послойной намоткой. Полученную паковку не подвергают термообработке. Elementary fibers are combined to form filaments, which are wound in the form of packages with layered winding. The resulting package is not subjected to heat treatment.
Из этих нитей, которые легко сходят с полученных паковок, получают композитные пластины таким же образом, как в примере 2, затем их обрабатывают термически. Механические свойства этих пластин, измеренные в тех же условиях, что и в примере 2, представлены в таблице II. Of these yarns, which are easily removed from the resulting packages, composite plates are obtained in the same manner as in Example 2, then they are thermally processed. The mechanical properties of these plates, measured under the same conditions as in example 2, are presented in table II.
ПРИМЕР 7
Следуют той же методике работы, что и в примере 6, используя идентичную замасливающую композицию, однако с меньшим содержанием агента сшивки (11,6% вместо 12%) и, кроме того, содержащую катализатор в виде 2,4,6-тридиметиламинометилфенола, выпускаемого в продажу под названием "Protex NX3" фирмой ПРОТЕКС, в количестве 0,4% в расчете на массу композиции.EXAMPLE 7
Follow the same method of operation as in example 6, using an identical sizing composition, but with a lower crosslinking agent content (11.6% instead of 12%) and, in addition, containing a catalyst in the form of 2,4,6-tridimethylaminomethylphenol produced on sale under the name "Protex NX3" by PROTEX, in an amount of 0.4% based on the weight of the composition.
Результаты представлены в таблице II. The results are presented in table II.
ПРИМЕР 8
Полученные согласно изобретению элементарные волокна покрывают замасливателем следующего состава (массовые проценты):
Компоненты базовой системы с молекулярной массой ниже 750:
4,4'-Диаминодифенилметантетраглицидиловый простой эфир (14) - 20,0%
Крезилглицидиловый простой эфир (15) - 15,0%
Циклогександиметанол-диглицидиловый простой эфир (16) - 8,0%
Метилгексагидрофталевый ангидрид (17) - 42,0%
Катализатор:
2-Пропилимидазол (18) - 0,3%
Добавки:
Гамма-метакрилоксипропилтриметоксисилан (10) в качестве агента сшивки - 8,7%
Гамма-глицидоксипропилтриметоксисилан (19) в качестве агента сшивки - 6,0%
Соотношение "r" в этой композиции составляет 1,68.EXAMPLE 8
The elementary fibers obtained according to the invention are coated with a sizing of the following composition (mass percent):
Components of a base system with a molecular weight below 750:
4,4'-Diaminodiphenylmethanetetraglycidyl ether (14) - 20.0%
Cresylglycidyl ether (15) - 15.0%
Cyclohexanedimethanol-diglycidyl ether (16) - 8.0%
Methylhexahydrophthalic anhydride (17) - 42.0%
Catalyst:
2-Propylimidazole (18) - 0.3%
Additives:
Gamma-methacryloxypropyltrimethoxysilane (10) as a crosslinking agent - 8.7%
Gamma-glycidoxypropyltrimethoxysilane (19) as a crosslinking agent - 6.0%
The ratio of "r" in this composition is 1.68.
Затем работают как в примере 6, используя в получаемых композитных пластинах вместо эпоксидной смолы смолу на основе сложного полиэфира "М 402", выпускаемую в продажу под этим названием фирмой ЦИБА ГЕЙГИ, к которой добавляют, на 100 мас. частей смолы на основе сложного полиэфира, 20 частей агента, придающего гибкость, выпускаемого в продажу под названием "F 8010 С" фирмой ЦИБА ГЕЙГИ, 16,5 частей стирола и 1,5 части ускорителя, выпускаемого в продажу под названием "ТНМ 60" фирмой ЦИБА ГЕЙГИ. Then they work as in example 6, using instead of epoxy resin in the obtained composite plates, the resin based on the complex polyester "M 402", sold under the same name by the company CIBA GEYGI, to which is added, per 100 wt. parts of a polyester resin, 20 parts of a flexibility agent sold under the name "F 8010 C" by CIBA GAGI, 16.5 parts of styrene and 1.5 parts of an accelerator sold under the name "TNM 60" by CIBA GAYGI.
Результаты представлены в таблице II. The results are presented in table II.
ПРИМЕР 9. EXAMPLE 9
Работают таким же образом, как и в примере 6, заменяя используемую там замасливающую композицию композицией следующего состава (массовые проценты):
Компоненты базовой системы с молекулярной массой ниже 750:
Диглицидиловый простой эфир бисфенола А (20) - 21,0%
Крезилглицидиловый простой эфир (15) - 25,0%
Метилгексагидрофталевый ангидрид (17) - 42,0%
Катализатор:
Металлоорганический амин в полигликолях (21) - 0,4%
Добавки:
Гамма-метакрилоксипропилтриметоксисилан (10) в качестве агента сочетания - 11,6%
Соотношение "r" в этой композиции составляет 1,98.They work in the same way as in example 6, replacing the sizing composition used there with a composition of the following composition (mass percent):
Components of a base system with a molecular weight below 750:
Diglycidyl ether of bisphenol A (20) - 21.0%
Cresylglycidyl ether (15) - 25.0%
Methylhexahydrophthalic anhydride (17) - 42.0%
Catalyst:
Organometallic amine in polyglycols (21) - 0.4%
Additives:
Gamma-methacryloxypropyltrimethoxysilane (10) as a coupling agent - 11.6%
The ratio of "r" in this composition is 1.98.
Затем следуют методике примера 6. Результаты представлены в таблице II. Then follow the procedure of example 6. The results are presented in table II.
ПРИМЕР 10
Полученные согласно изобретению элементарные волокна покрывают замасливателем следующего состава (массовые проценты):
Компоненты базовой системы с молекулярной массой ниже 750:
Циклогександиметанол-диглицидиловый простой эфир (16) - 10,0%
2-Этилгексилглицидиловый простой эфир (11) - 14,0%
Метилгексагидрофталевый ангидрид (17) - 40,0%
Компоненты базовой системы с молекулярной массой ниже 750:
Триглицидиловый простой эфир на основе алифатического многоатомного спирта со средней молекулярной массой 1950 (22) - 20,0%
Катализатор:
2-Пропилимидазол (18) - 0,4%
Добавки:
Гамма-метакрилоксипропилтриметоксисилан в качестве агента сшивки - 11,6%
Изопропилпальмитат в качестве агента для текстильной обработки - 4,0%
Соотношение "r" в этой композиции составляет 2,96%.EXAMPLE 10
The elementary fibers obtained according to the invention are coated with a sizing of the following composition (mass percent):
Components of a base system with a molecular weight below 750:
Cyclohexanedimethanol-diglycidyl ether (16) - 10.0%
2-Ethylhexylglycidyl ether (11) - 14.0%
Methylhexahydrophthalic anhydride (17) - 40.0%
Components of a base system with a molecular weight below 750:
Triglycidyl ether based on an aliphatic polyhydric alcohol with an average molecular weight of 1950 (22) - 20.0%
Catalyst:
2-Propylimidazole (18) - 0.4%
Additives:
Gamma-methacryloxypropyltrimethoxysilane as a crosslinking agent - 11.6%
Isopropyl palmitate as an agent for textile processing - 4.0%
The ratio "r" in this composition is 2.96%.
Элементарные волокна соединяют с образованием нитей, которые наматывают в паковки с послойной структурой, затем нагревают при 145oС в течение 8 часов. Усилие и сопротивление разрыву при растяжении волокон затем определяют как в примере 1 (таблица I).Elementary fibers are combined to form filaments, which are wound into packages with a layered structure, then heated at 145 o C for 8 hours. The tensile strength and tensile strength of the fibers are then determined as in Example 1 (Table I).
Из полученных нитей, которые легко сходят с паковок, получают композитные пластины таким же образом, как и в примере 3, используя однако в качестве смолы, вместо эпоксидной смолы LY 556, эпоксидную смолу "CY 205", выпускаемую в продажу под этим названием фирмой ЦИБА ГЕЙГИ, к которой добавляют, на 100 мас. частей эпоксидной смолы, 32 мас. части отвердителя, выпускаемого в продажу под названием "НТ 972" фирмой ЦИБА ГЕЙГИ. Composite plates are obtained from the obtained filaments, which easily come off the packages, in the same manner as in Example 3, however using, instead of the LY 556 epoxy resin, the CY 205 epoxy resin sold under the name CIBA under this name GAGEY, to which is added, per 100 wt. parts of epoxy resin, 32 wt. parts of a hardener sold under the name "NT 972" by CIBA GAGI.
Механические свойства полученных пластин определяют как в примере 2, до старения и после погружения пластин в воду при 98oС на этот раз на 72 часа (таблица II).The mechanical properties of the obtained plates are determined as in example 2, before aging and after immersion of the plates in water at 98 o C this time for 72 hours (table II).
ПРИМЕР 11
Поступают, как в примере 2, используя идентичную замасливающую композицию, но содержащую меньшее количество 3,4-эпоксициклогексилметил-3,4-эпоксициклогексанкарбоксилата (9,3% вместо 28%), меньшее количество смеси на основе винилциклогексенмонооксида (18,7% вместо 28%) и большее количество смеси фталевого ангидрида с гексагидрофталевым ангидридом и тетрагидрофталевым ангидридом (58% вместо 28%). Соотношение "r" в этой композиции составляет 2,84, и эта композиция имеет вязкость 76 сПз при 20oС.EXAMPLE 11
Act as in Example 2, using an identical sizing composition, but containing a smaller amount of 3,4-epoxycyclohexylmethyl-3,4-epoxycyclohexanecarboxylate (9.3% instead of 28%), a smaller amount of a mixture based on vinylcyclohexene monoxide (18.7% instead of 28 %) and a larger amount of a mixture of phthalic anhydride with hexahydrophthalic anhydride and tetrahydrophthalic anhydride (58% instead of 28%). The ratio of "r" in this composition is 2.84, and this composition has a viscosity of 76 centipoise at 20 o C.
Результаты представлены в таблице II. The results are presented in table II.
ПРИМЕР 12
Работают, как в примере 3, используя замасливающую композицию согласно примеру 11. Результаты представлены в таблицах I и II. Абразивную стойкость волокон измеряют так же, как в примере 4. Взвешенная масса рваного волокна по окончании испытания составляет 99 мг на 1 кг нити.EXAMPLE 12
Work, as in example 3, using a sizing composition according to example 11. The results are presented in tables I and II. The abrasion resistance of the fibers is measured in the same manner as in Example 4. The weighted mass of the torn fiber at the end of the test is 99 mg per 1 kg of thread.
ПРИМЕР 13
Элементарные волокна диаметром 14 микрон, полученные согласно изобретению, покрывают замасливателем следующего состава (массовые проценты):
Компоненты базовой системы с молекулярной массой ниже 750:
3,4-Эпоксициклогексилметил-3,4-эпоксициклогексанкарбоксилат (7) - 9,25%
Смесь на основе винилциклогексенмонооксида (8) - 9,25%
Смесь фталевого ангидрида с гексагидрофталевым ангидридом и тетрагидрофталевым ангидридом (9) - 55,5%
Добавки:
Гамма-метакрилоксипропилтриметоксисилан в качестве агента сшивки (10) - 20
Изопропилпальмитат в качестве агента для текстильной обработки - 6%
Соотношение "r" в этой композиции составляет 4,19, и эта композиция имеет вязкость 62 сПз при 20oС.EXAMPLE 13
The elementary fibers with a diameter of 14 microns obtained according to the invention are coated with a sizing of the following composition (mass percent):
Components of a base system with a molecular weight below 750:
3,4-Epoxycyclohexylmethyl-3,4-epoxycyclohexanecarboxylate (7) - 9.25%
A mixture based on vinylcyclohexene monoxide (8) - 9.25%
A mixture of phthalic anhydride with hexahydrophthalic anhydride and tetrahydrophthalic anhydride (9) - 55.5%
Additives:
Gamma-methacryloxypropyltrimethoxysilane as a crosslinking agent (10) - 20
Isopropyl palmitate as an agent for textile processing - 6%
The ratio "r" in this composition is 4.19, and this composition has a viscosity of 62 centipoise at 20 o C.
Элементарные волокна соединяют с образованием нитей, которые наматывают в форме паковки с послойной намоткой массой около 13,5 кг, затем нагревают при 160oС в течение 8 часов. Усилие и сопротивление разрыву при растяжении нитей определяют как в примере 1 (таблица I).Elementary fibers are combined to form filaments, which are wound in the form of a package with layered winding weighing about 13.5 kg, then heated at 160 o C for 8 hours. The tensile strength and tensile strength when stretching the threads is determined as in example 1 (table I).
Абразивную стойкость нитей определяют так же, как в примере 4. Взвешенная масса рваного волокна по окончании испытания составляет 57 мг на 1 кг нити. The abrasion resistance of the threads is determined in the same way as in example 4. The weighted mass of the torn fiber at the end of the test is 57 mg per 1 kg of thread.
СРАВНИТЕЛЬНЫЙ ПРИМЕР
Механические характеристики композитов, полученных с помощью описанных в примерах 2, 3, 6-12 нитей, сравнивают с механическими характеристиками композитов, полученных с помощью контрольных нитей, покрытых водным замасливателем на основе эмульсии из эпоксидной смолы, силанов и поверхностно-активных агентов, причем эти последние композиты получают таким же образом, как в примерах 8 (осуществляя, однако, термообработку намотанных нитей, а не композитных пластин) и 10 (осуществляя термообработку нитей при более высокой температуре), соответственно, и механические свойства этих последних композитов, определенные как в примерах 2 и 10, соответственно, представлены в сравнительной таблице II.COMPARATIVE EXAMPLE
The mechanical characteristics of the composites obtained using the yarns described in examples 2, 3, 6-12 are compared with the mechanical characteristics of the composites obtained using control yarns coated with an aqueous sizing based on an epoxy resin emulsion, silanes and surface-active agents, these the latter composites are obtained in the same manner as in examples 8 (carrying out, however, the heat treatment of wound threads, not composite plates) and 10 (performing heat treatment of the threads at a higher temperature), corresponding to but, and mechanical properties of the latter composites, defined as in Examples 2 and 10, respectively, are presented in Comparative Table II.
Предыдущие примеры показывают, что нити, покрытые замасливателем согласно изобретению, представляют собой нити, с которыми легко работать, независимо от того, подвергнуты они термообработке или нет, и они обладают хорошими свойствами в отношении прочности при растяжении. Оказалось также, что прочность при растяжении нитей, покрытых замасливателем согласно изобретению, выше после осуществления старения во влажной среде, чем у замасленных нитей, исследованных до старения. The previous examples show that the yarns coated with the sizing according to the invention are yarns that are easy to work with, whether they are heat treated or not, and they have good tensile strength properties. It also turned out that the tensile strength of the yarns coated with the sizing according to the invention is higher after aging in a humid environment than oiled yarns studied before aging.
Полученные согласно изобретению нити, кроме того, имеют незначительные потери при прокаливании, хорошую абразивную стойкость и позволяют эффективно усиливать органические и/или неорганические материалы. The yarns obtained according to the invention, in addition, have insignificant losses during calcination, good abrasion resistance and can effectively strengthen organic and / or inorganic materials.
Незначительные количества волокон, получаемых во время испытаний на абразивную стойкость нитей, и высокие свойства в отношении прочности при растяжении также позволяют сказать, что полученные согласно изобретению нити обладают хорошей целостностью. Полученные нити также имеют хорошие показатели текстурирования. The insignificant amounts of fibers obtained during the abrasion resistance tests of the yarns and the high properties with respect to tensile strength also allow us to say that the yarns obtained according to the invention have good integrity. The resulting yarns also have good texture properties.
Нити, покрытые замасливателем согласно изобретению, кроме того, позволяют получать композиты, обладающие также высокими механическими свойствами, чем таковые композитов, получаемых из нитей, покрытых традиционными водными замасливателями. The filaments coated with the sizing according to the invention, in addition, allow to obtain composites having also high mechanical properties than those of composites obtained from threads coated with traditional aqueous sizing.
Стеклонити согласно изобретению могут служить для различных целей, например, для текстильного использования, в частности, для изготовления основ на сновальных машинах, или непосредственно в качестве усилителей, например, для усиления органических материалов (например, пластмасс) или неорганических материалов (например, цементных материалов) с получением композитных продуктов. The glass fibers according to the invention can serve for various purposes, for example, for textile use, in particular for the manufacture of warp warp bases, or directly as amplifiers, for example, for strengthening organic materials (e.g. plastics) or inorganic materials (e.g. cement materials ) to obtain composite products.
Значения индексов (1)-(22) следующие:
(1) выпускаемый в продажу под названием "Heloxy 5048" фирмой ШЕЛЛ
(2) выпускаемый в продажу под названием "Heloxy 67" фирмой ШЕЛЛ
(3) выпускаемый в продажу под названием "UVR 6216" фирмой ЮНЬОН КАРБИД
(4) выпускаемый в продажу под названием "HY 917" фирмой ЦИБА ГЕЙГИ
(5) выпускаемый в продажу под названием "DY 070" фирмой ЦИБА ГЕЙГИ
(6) выпускаемый в продажу под названием "Silquest A 1230" фирмой ОСИ
(7) выпускаемый в продажу под названием "UVR 6110" фирмой ЮНЬОН КАРБИД
(8) выпускаемый в продажу под названием "UVR 6200" фирмой ЮНЬОН КАРБИД
(9) выпускаемый в продажу под названием "HY 905" фирмой ЦИБА ГЕЙГИ
(10) выпускаемый в продажу под названием "Silquest A 174" фирмой ОСИ
(11) выпускаемый в продажу под названием "Heloxy 116" фирмой ШЕЛЛ
(12) выпускаемый в продажу под названием "НУ 906" фирмой ЦИБА ГЕЙГИ
(13) выпускаемый в продажу под названием "Araldite PY 307" фирмой ЦИБА ГЕЙГИ
(14) выпускаемый в продажу под названием "Araldite MY 722" фирмой ЦИБА ГЕЙГИ
(15) выпускаемый в продажу под названием "Heloxy 62" фирмой ШЕЛЛ
(16) выпускаемый в продажу под названием "Heloxy 107" фирмой ШЕЛЛ
(17) выпускаемый в продажу под названием "НУ 1102 BD" фирмой ЦИБА ГЕЙГИ
(18) выпускаемый в продажу под названием "Actiron NXJ 60" фирмой ПРОТЕКС
(19) выпускаемый в продажу под названием "Silquest A 187" фирмой ОСИ
(20) выпускаемый в продажу под названием "Araldite GY 250" фирмой ЦИБА ГЕЙГИ
(21) выпускаемый в продажу под названием "DY 071" фирмой ЦИБА ГЕЙГИ
(22) выпускаемый в продажу под названием "Heloxy 84" фирмой ШЕЛЛяThe values of indices (1) - (22) are as follows:
(1) marketed under the name "Heloxy 5048" by SHELL
(2) marketed under the name "
(3) marketed under the name "UVR 6216" by UNION CARBIDE
(4) marketed under the name "HY 917" by CIBA GAGEY
(5) marketed under the name "DY 070" by CIBA GAGEY
(6) marketed under the name "Silquest A 1230" by OSI
(7) marketed under the name "UVR 6110" by UNION CARBIDE
(8) marketed under the name "UVR 6200" by UNION CARBIDE
(9) marketed under the name "HY 905" by CIBA GAGEY
(10) marketed under the name "Silquest A 174" by OSI
(11) marketed under the name "Heloxy 116" by Shell
(12) marketed under the name "NU 906" by CIBA GAGEY
(13) marketed under the name "Araldite PY 307" by CIBA GAGEY
(14) marketed under the name "Araldite MY 722" by CIBA GAGEY
(15) marketed under the name "
(16) marketed under the name "Heloxy 107" by Shell
(17) marketed under the name "NU 1102 BD" by CIBA GEYGI
(18) marketed under the name "Actiron NXJ 60" by PROTEX
(19) marketed under the name "Silquest A 187" by OSI
(20) marketed under the name "Araldite GY 250" by CIBA GAGEY
(21) marketed under the name "DY 071" by CIBA GAGEY
(22) marketed under the name "
Claims (13)
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
FR9513128 | 1995-11-07 | ||
FR9513128 | 1995-11-07 | ||
FR9600067 | 1996-01-05 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU97113712A RU97113712A (en) | 1999-06-20 |
RU2182135C2 true RU2182135C2 (en) | 2002-05-10 |
Family
ID=9484291
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU97113712/03A RU2182135C2 (en) | 1995-11-07 | 1996-10-29 | Glass thread covered with oiling compound; oiling compound; method for producing oiled glass threads and composite based on mentioned glass threads |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
PL (1) | PL321209A1 (en) |
RU (1) | RU2182135C2 (en) |
ZA (1) | ZA969037B (en) |
-
1996
- 1996-10-28 ZA ZA9609037A patent/ZA969037B/en unknown
- 1996-10-29 RU RU97113712/03A patent/RU2182135C2/en not_active IP Right Cessation
- 1996-10-29 PL PL96321209A patent/PL321209A1/en unknown
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
PL321209A1 (en) | 1997-11-24 |
ZA969037B (en) | 1997-12-18 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2155169C2 (en) | Lubricating composition for glass fibers, method of preparing thereof, and composites based thereon | |
US6187435B1 (en) | Sizing composition for glass strands, process using this composition and resulting products | |
US4029623A (en) | Glass fiber sizing compositions for the reinforcement of resin matrices | |
US4056651A (en) | Moisture and heat resistant coating for glass fibers | |
US4049865A (en) | Glass fibers containing a dual polyester resin size | |
US4038243A (en) | Glass fiber sizing compositions for the reinforcement of resin matrices | |
TW472080B (en) | Sizing composition for glass yarns, process using this composition and products resulting therefrom | |
US5961684A (en) | Sizing composition for glass strands, process using this composition and resulting products | |
US3817898A (en) | Sizing composition and glass fibers treated therewith | |
SK103896A3 (en) | Glass yarn sizing composition, method using same, and resulting products | |
US4530860A (en) | Migration-free size for glass fibers | |
US6185963B1 (en) | Fiber strand package having a size with low solvent content | |
RU2182135C2 (en) | Glass thread covered with oiling compound; oiling compound; method for producing oiled glass threads and composite based on mentioned glass threads | |
ZA200309284B (en) | Sized glass fibres, sizing composition and composites comprising said fibres. | |
US5352483A (en) | Preadhered melt spun spin-drawn polyester filaments | |
US3369926A (en) | Method of applying glass-resin coupling compositions to galss strands | |
US4455400A (en) | Migratin-free size for glass fibers | |
JPS63501141A (en) | polyester emulsion | |
FR2743361A1 (en) | Glass yarn sizing composition | |
JPS6065117A (en) | Production of polyester fiber for reinforcing rubber | |
MXPA99000589A (en) | Procedure to produce ensimated glass threads and products result |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20031030 |