Состав для обработки минерального волокна

 

Использование: обработка поверхности минерального волокна, в частности базальтового волокна при производстве полиэфирных базальтопластиков. Сущность изобретения: состав для обработки минерального волокна на водной основе, включающий органическую составляющую, содержит в качестве органической составляющей олигоуретандиэтилаллиламиноэтиленхлорид формулы н'ОСОГ\1НСбНз(СНз) NHCOROCONHC6H3(CH3)NHCOOR, ^'^2СГ, где R - [ ОСН2СН(СНз) ]i8, н'-[ СН2 = '= СН2СН2П(С2Н5)2СН2СН2 ] при следующем соотношении компонентов, мас.%: олигоуретандиэтилаллиламииоэтиленхлорид 0,5- 4,5; вода остальное до 100. 2 табл.(Л

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4933453/05 (46) 15.11.92. Бюл. N 42 (71) Институт химии высокомолекулярных соединений АН УССР и Институт новых физических и прикладных проблем АН УССР (72) В.В,Ефанова, В.B.Øåâ÷åíêo, В.А,LUpyбович, С.В.Рябов, И.П.Петухов, Р.А.Веселовский и А. Ю. Филипович (56) Производство стеклянных волокон и тканей./Под ред. M. Д. Ходаковского. М,;

Химия, 1973.

Авторское свидетельство СССР

NÜ. 449944336611,, кKл, С 03 С 25/02, 1973.

Авторское свидетельство СССР йг 827434, кл, С 03 С 25/02, 1979, Черняк К, И. Эпоксидные компаунды и их применение. — Судпромгиз, 1963.

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

Известен замасливатель "парафиновая" эмульсия для стеклянного волокна и других минеральных волокон, содержащий парафин, стеарин. вазелин, трансформаторное масло, дициа ндиамидформал ьдегидную смолу, оксиэтилированные жирные спирты со степенью оксиэтилирования 20 (препарат ОС вЂ” 20) и воду.

Однако нить, полученная на известном замасливателе, характеризуется недостаточно высокой прочностью.

Стеклопластики, полученные с использованием нитей, обработанных парафиновой эмульсией, характеризуются низкими физикомеханическими показателями. Нали Ы 1775377 А1 (я) 5 С 03 С 25/02, D OG M 15/564, С 08 J 5/06 (54) СОСТАВ ДЛЯ ОБРАБОТКИ МИН ЕРАЛЬНОГО ВОЛОКНА (57) Использование: обработка поверхности минерального волокна, в частности базальтового волокна при производстве полиэфирных базальтопластиков. Сущность изобретения: состав для обработки минерального волокна на водной основе, включающий органическую составляющую, содержит в качестве органической составляющей олигоуретандиэтилаллиламиноэтиленхлорид формулы R ОСОКНС6НЗ(СНЗ)

МНСОВОСОМНС6Нз(СНЗ)КН СООТГ. 2СГ, где R — (ОСН2СН(СНз) )is, R -(CHz = = СН СН П(СгНБ) СНзСНг ) при следующем соотношении компонентов, мас.%: олигоуретандиэтилаллиламиноэтиленхлорид 0,54,5; вода остальное до 100. 2 табл. чие на волокне парафиновой эмульсии снижает прочность адгезионной связи волокна со связующими. Волокно перед переработкой в стеклопластики требует дополнительной технологической операции — от>кига парафиновой эмульсии.

Однако при отжиге стекловолокна теряется 50% прочности нити. Кроме того, замасливатель, имеющий многокомпонентный состав, требуег для приготовления аппаратурного оформления и затрат электроэнергии.

Известен также замасливатель для стекловолокна и других минеральных волокон, представляющий собой водный раствор производных диаллиллизоцианурата, олигодиенов, алкилбензолсульфокислоту и перекись бенэоила. Недостатками замасливателя являются невысокие физико-механи 1775377 ческие свойства получаемого пластика, многокомпонентность, токсичность.

Указанные замасливатели могут быть использовано и для базальтового волокна.

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

Политерпены 2 — 4

Дициандиамидформальдегидная смола 1,5-2,5

Пластификатор. 1,5 — 2,5

Эмульгатор 0,9 — 1,5

Полиэтиленгликоль 0,5 — 0,9 а-аминопропилтриэтоксисилан 0,1-0,5

Винилтриоксисилан 0,3-0,7

Вода Остальное до 100 состав замасливателя обеспечивает достаточно высокие физико-химические свойства пластиков. Однако базальтопластики íà основе полиэфирных смол, полученные с использованием указанного замасливателя, проявляют низкие физико-механические свойства, Кроме того, недостатком замасливателя является многокомпонентный состав, сложная технология em приготовления (подогрев, специальная химическая аппаратура, строгая последовательность введения компонентов).

Целью изобретения является повышение физико-механических характеристик полиэфирных базальтопластиков и упрощение технологии его приготовления.

Поставленная цель достигается тем, что состав для обработки минерального волокна, на водной основе, включающий органическую составляющую, согласно предлагаемому изобретению, в качестве органической составляющей содержит олигоуретандиэтилаллиламиноэтиленхлорид формулы;

R ОСОКНСбНз(СНз)КНСОВОСОКНС6Нз (СНз)КНСООВ 2CI, где R — (— ОСН2СН(СНз) )-1в, R — (СН=-CH2CHzN(C2H5)2CHzCH2) при следующем соотношении компонентов,;4 мас, олигоуретандиэтилаллиламиноэтиленхлорид 0,5-4,5 вода остальное до 100

Олигоуретандиэтилаллиламиноэтилен

5 хлорид синтезирован по предполимерному способу согласно следующей схеме:

Н-(— ОСН2СН(СНз) -)- sOH+

10 + 20СКСБНз(СНз)КСО— ОСКС6Нз(СНз)КНСО— (ОСН2СН(СНз) -)-18

ОСОКНС Нз(СНз)КСО МДИ +

4 СН2СНСН2К (С2Нв)2 CHzCH2OHCI

20 - (СН2=СНСН2К(СгН5)г

СН2СН2ОСОПНСБНз(СНз)К НСО(-ОСНгСН(СНз))18 OCONH C6Hç(CÍ3)

NHOC0CH2CHz(CzHs)2NCH2CH=

=СН2 2СГ

30 На первой стадии в расплаве получают изоцианатный форполимер реакцией олигооксипропиленгликоля MM 1000 с толуилендиизоцианатом (смесь изомеров 2,4 — 2,6 — s соотношении 65:35) при соотношении

35 NCO/OÍ-2, На второй стадии изоцианатной форполимер в диметилформамидном растворе обрабатывают 2-KpBTHblM мольным количеством N,N,N — диэтилаллиламиноэтанолхлорида, 40 В конденсированном состоянии синтезированный олигоуретандиэтилаллиламиноэтиленхлорид представляет собой вязкое смолообразное вещество, растворимое, в виде, спирте, диметилформамиде, димети45 лацетамиде.

Строение полученного вещества доказывали при помощи ИК-спектров. В

ИК-спектре синтезированного олигоуретандиэтилаллиламиноэтиленхлорида, 50 имеются полосы поглощения в области

1710-1730 см 1, соответствующие v С= 0 уретанового флагмента, полоса при 16301640 см, относящаяся к валентным колебаниям С= С связи.

55 Молекулярная масса олигоуретандиэтилаллиламиноэтиленхлорида определялась методом аргентометрического титрирования и методом эксклюзионной хроматографии. Экспериментально определенная MM

1775377

55 методом титрования (1830) хроматографически (1820 хорошо согласуется с теоретически рассчитанной (1796).

От применения олигоуретандиэтилаллиламиноэтиленхлорида в качестве эамасливателя получен эффект повышения физико-механических характеристик полиэфирных базальтопластиков и упрощения технологии приготовления замасливателя.

Заявляемый состав для обработки базальтового волокна позволяет вводить в водный раствор только один компонент в качестве органического вещества — олигоуретандиэтилламиноэтиленхлорид.

Олигоуретандиэтилаллилами ноэтилен хлорид выполняет роль мягчителя, пластификатора, эмульгатора, антивспенивателя, клеящего вещества. Один компонент, а именно олигоуретандиэтилалилламиноэтиленхлорид обеспечивает получение высококачественной хорошо склеенной нити. пригодной к дальнейшей переработке как в ткани и в пластики, Предлагаемый олигоуретандиэтилаллиламиноэтиленхлорид а качестве замасливателя обеспечивает повышение физико-механических свойств базальтопла-, стиков на основе полиэфирных смол, упрощение технологии приготовления замасливателя. Кроме того, предлагаемый состав для обработки базальтового волокна также может быть использован для обработки стекловолокна, в результате которой физико-механические характеристики стеклопластиков также повышаются.

Для экспериментальной проверки заявляемого состава были приготовлены растворы олигоуретандиэтилаллигаминоэтиленхлорида в дистиллированной воде семи концентраций (табл. 1) и раствор замасливателя по прототипу состава, мас. :

Политерпены 3

Дициандиамидформальдегидная смола 2

Пластификатор 2

Эмульгатор 1,1

Полиэтиленгликоль 0,7 р-Аминопропилтриэтоксисилан 0,3

Винилтриэтоксисилан 0,5

Вода Остальное до 100

Для приготовления предлагаемого замасливателя не требуется подогрев и энергоемкое смесительное оборудосание.

Предлагаемый олигоуретандиэтилаллиламиноэтиленхлорид хорошо растворим в воде.

Приготовленными растворами было обработано базальтовое волокно непосредственно при выходе из фильер. Свойства этих

35 волокон приведены в табл. 1. Иэ полученных партий базальтового волокна, обработанных растворами, были изготовлены базальтовые ткани с характеристикой: переплетение — полотняное, число нитей на 10 см по основе — 160, по утку — 88, линейная плотность базальтовых нитей по основе — 50 х1 х 2, по у гку 50 х1 х 2.

Обработка базальтового волокна раствором олигоуретандиэтилаллиламиноэтиленхлорида (согласно данных в табл. 1) позволяет повысить на 25-40 разрывную нагрузку и в 4-6 раз повысить адгезию к полиэфирному связующему по сравнению с прототипом.

Базальтовые ткани отличались только концентрацией растворов олигоуретандиэтилаллиламиноэтиленхлорида, который применяли для обработки волокна.

Из образцов ткани на основе волокон, обработанных предлагаемыми составами и составами по прототипу, были приготовлены образцы базальтопластика на основе полиэфирного связующего ПН 609 — 21 — М и проведены физико-механические испытания. Резугьтаты испытаний, представленные в табл. 2, подтверждаются актом испытаний заявляемого состава для обработки минерального волокна, Адгезионная прочность к поверхности базальта, обработанного раствором эамасливателя, определялась согласно ГОСТ

14760 — 69. Физико-механические свойства пластика определялись по известным методикам.

Как видно из таблицы, оптимальным содержанием олигоуретана в растворе является 2 мас. . При этом по сравнению с прототипом адгезионная прочность возрастает в 3,2 раза, прочность пластика на сжатие в 2,5 раза, на растяжение в 2 раза, на сдвиг -1,7 раза, уменьшается водопоглощение пластика, т.к. увеличивается водостойкость.

Анализ полученных результатов позволяет заключить, что предлагаемое изобретение повышает физико-механические свойства базальтопластика, Кроме того, олигоуретандиэтилаллиламиноэтиленхлорид является легко растворимым веществом, что не требует энергоемкой аппаратуры для приготовления раствора замасливателя и тем самым упрощает технологию получения базальтового волокна и снижает энергозатраты, что позволяет рекомендовать состав для обработки минерального волокна в качестве замасливателя.

Состав для обработки минеральных волокон предг:.олагается использовать при

1775377 гоуретандиэтилаллиламиноэтиленхлорид общей формулы

R OCON НС6Нз(СНз) 5 ИНСОВОСОИНС6Нз(СНз)1чНСООР

2 Р СII

Формула изобретения гдв R — (ОСН2СН(СНЗ+ а, 10 R +CH2-CH2CH2N(C2HS)2CH2CH2+

Таблица 1 р и меч в н иеь. Остальное вода до 100

Таблица 2 р и м е ч в н и e*. Остальное вода до 100

Составитель В.Чистякова

Техред M,Moðãåíòàë Корректор С.Лисина

Редактор А.Соколова l7 Тираж Подписное

Заказ 40 ниям и отк ытиям при ГКНТ СССР

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и откр

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

Производственно-издательский комбинат Патент", . р д, у, " г. Ужго о, л,Гагарина, 101 производстве непрерывного базальтового волокна.

Использование изобретения экономично и эффективно, так как не требует специального оборудования для приготовления.

Состав для обработки минерального волокна на водной основе, включающий органическую составляющую, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения физико-механических характеристик полиэфирных базальтопластиков и упрощения его технологии приготовления, он содержит в качестве органической составляющей олипри следующем соотношении компонентов, мас, . олигоуретандиэтилал15 лиламиноэтиленхлорид 0,5-4,5; вода остальное.