Состав для обработки стеклянного волокна
Использование: для обработки стеклянного волокна, предназначенного для изготовления на его основе ровингов, тканей конструкционного назначения. Сущность : состав для обработки стеклянного волокна содержит смазку, клеящее вещество, пластификатор, пленкообразователь, эмульгатор, аппреты, уксусную кислоту и воду. Указанные компоненты состав включает в следующих соотношениях, мас.%: смазка - эмульсол Т, или эмульсол ЭКС-А, или эмульсол ЭКС-5, или эмульсол ШМ, или эмульсол ЭТ-2У - 0,25 - 1,0; клеящее вещество - дициандиамидформальдегидная смола ДЦУ, или поливинилацетатная эмульсия ПВА, или карбамидформальдегидная смола КФЖ, или латекс синтетический БС-65, или латекс синтетический БСК-70/2, или латекс синтетический ВХВД-65, или дисперсия полиуретановая латур 1052-3Ф, или скопакрилы Д7438, или Д7440, или Д8638, или Д343, или др., а также их комбинации - 0,75 - 7,5; пластификатор - дибутилфталат ДБФ, или дитутилсебацинат ДБС, или диоктилфталат ЛОФ, или диизоамилфталат ДИАФ - 0,2 - 3,5; эмульгатор - препарат ОС-20 или препарат ОС-20 в сочетании со стеароксом - 6 в соотношении 10 : 6, или вспомогательное вещество ОП-10, или вспомогательное вещество ОП-7, или синтанол ДС-10, или синтанол АЦСЕ-12, или рицинокс-80 - 0,5 - 1,7; пленкообразователь - политерпены, или соап-сток, или канифоль - 0,2 - 2,5; аппреты - -аминопропилтри этоксисилан АГМ-9, или N-бета (аминоэтил)-гаммаамино пропилтриметоксисилан А-1120, или триаминофкнкциональный силан А-1130 - 0,1 - 0,5; винилтриэтоксиэтоксисилан ГВС-9, или винилтриметоксисилан ВТМС, или винилтриэтоксисилан ВТЭС, или гаммаметакри локсипропилтримето ксисилан А-174 - 0,2 - 0,6; или би- или соконденсаты (продукты 116 - 382 или 116 - 449) - 0,1 - 0,35, а также их комбинации, уксусная кислота 0,03 - 0,1; вода - до 100. 5 табл.
Изобретение относится к химической промышленности, а именно к составам для обработки стеклянного волокна, предназначенного для изготовления на его основе стеклянных ровингов, тканей конструкционного назначения.
Известен замасливатель, используемый для обработки стеклянного волокна /1/, содержащий мас.%: Дициандиамидформальдегидная смола ДЦУ - 2,0 Эпоксидированный триэтиленгликоль ТЭГ-1 - 2,0 Дибутилсебацинат ДБС или дибутилфталат ДБФ - 2,0 Препарат ОС-20 - 1,2
Дициандиамидформальдегидная смола ДЦУ - 2,0
Политерпены - 3,0
Дибутилсебацинат ДБС или дибутилфталат ДБФ - 2,0
Полиэтиленгликоль-35 или полиэтиленгликоль-13 - 0,7
Препарат ОС-20 - 1,2

Уксусная кислота - 0,1
Вода - До 100
Недостатком данного замасливателя являются недостаточно высокие эксплуатационные характеристики стеклопластиков, изготовленных с применением армирующих материалов на его основе, а также низкая технологичность переработки стеклянной нити. Наиболее близким техническим решением, выбранным в качестве прототипа, является замасливатель для обработки стеклянного волокна /3/, содержащий, мас.%:5
Дициандиамидформальдегидная смола ДЦУ - 2,3
Политерпены - 2,0
Дибутилсебацинат ДБС - 2,0
Полиэтиленгликоль ПЭГ-35 - 0,7
Препарат ОС-20 - 1,2

Винилтриэтоксисилан ГВС-9 - 0,5
Уксусная кислота - 0,1
Эмульсол Т - 0,7
Вода - До 100
Недостатками данного замасливателя являются недостаточно высокие прочностные характеристики композиционного материала, полученного на основе стеклянных тканей, ровингов с его применением, недостаточно высокая технологичность переработки стеклянной нити, полученной на его основе, дефицитность входящих в его состав компонентов. Цель изобретения - повышение технологичности переработки стеклянной нити, повышение прочностных характеристик композиционных материалов, взаимной заменяемости дефицитных компонентов. Цель достигается тем, что состав для обработки стеклянного волокна, включающий смазку, клеящее вещество, пластификатор, пленкообразователь, эмульгатор, аппреты, уксусную кислоту и воду, содержит указанные компоненты в следующих соотношениях, мас.%:
смазка - эмульсол Т или эмульсол ЭКС-А или эмульсол ЭКС-5 или эмульсол ШМ или эмульсол ЭТ-2У - 0,25-1,0;
клеящее вещество - дициандиамидформальдегидная смола ДЦУ, или поливинилацетатная эмульсия ПВА, или карбамидформальдегидная смола КФЖ, или латекс синтетический БС-65, или латекс синтетический БСК-70/2, или латекс синтетический ВХВД-55, или дисперсия полиуретановая латур 1052-3Ф, или скопакрилы Д7438, или Д7440, или Д8638, или Д343, или др., а также их комбинации - 0,75-7,5:
пластификатор - дибутилфталат ДБФ, или дибутилсебацинат ДБС, или диоктилфталат ДОФ, или диизоамилфталат ДИАФ - 0,2-3,5;
эмульгатор: препарат ОС-20, или препарат ОС-20 в сочетании со стеароксом-6 в соотношении 10:6, или вспомогательное вещество ОП-10, или вспомогательное вещество ОП-7, или синтанол ДС-10, или синтанол АЦСЕ-12, или рицинокс-80 - 0,5-1,7;
пленкообразователь - политерпены или соап-сток или канифоль - 0,2-2,5;
аппреты -

винилтриэтоксиэтоксисилан ГВС-9, или винилтриметоксисилан ВТМС, или винилтритэтоксисилан ВТЭС, или гаммаметакрилоксипропилтриметоксисилан А-174 - 0,2-0,6;
или би- или соконденсаты (продукты 116-382 или 116-449) - 0,1-0,35;
а также их комбинации;
уксусная кислота - 0,03-0,1;
вода - до 100. Показатели качества состава. 1. Вязкость при T = 20oC, Ст. - 1,3-1,6. 2. Кислотное число, мг KOH - 0,9-2,5. 3. Внешний вид - однородный, устойчивый. 4. Стабильность при центрифугировании в течение 5 мин при скорости 2500 об/мин - расслоение отсутствует. Процесс приготовления состава для обработки стеклянного волокна состоит из следующих стадий:
1. Приготовление концентрата эмульсии. 2. Приготовление раствора клеящего вещества. 3. Приготовление растворов аппретов. 4. Смешение компонентов составов. 1. Приготовление концентрата эмульсии. В реактор с водяными обогревом и механической мешалкой нагружают 0,2-2,5 мас. % соап-стока (ТУ 10-04-02-80-91), или 0,2-2,5 мас.% политерпенов (ТУ 81-05-19-78), или 0,2-2,5 мас.% канифоли (ГОСТ 19113-84), 0,2-3,5 мас.% дибутилфталата ДБФ (ГОСТ 8728-88), или 0,2-3,5 мас.% дибутилсебацината ДБС (ГОСТ 8728-88), или 0,2-3,5 мас.% диоктилфталата ДОФ (ГОСТ 8728-88), или 0,2-3,5 мас. % диизоамилфталата ДИАФ (ТУ 6-05800159-273-95), 0,5-1,7 мас.% препарата ОС-20 (ГОСТ 10730-82), или 0,5-1,7 мас.% препарата ОС-20 в сочетании со стеароксом-6 (ГОСТ 8980-75) в соотношении 10:6, или 0,5-1,7 мас.% вспомогательного вещества ОП-10 (ГОСТ 8433-81), или 0,5-1,7 мас.% вспомогательного вещества ОП-7 (ГОСТ 8433-81), или 0,5-1,7 мас.% синтанола ДС-10 (ТУ 6-14-577-80), или 0,5-1,7 мас.% синтанола АЦСЕ-12 (ТУ 6-14-819-88), или 0,5-1,7 мас.% рицинокса-80 (ТУ 6-14-894-78), 0,25- 1,0 мас.% эмульсола Т (ТУ 6/14-254-87), или 0,25-1,0 мас.% эмульсола ЭКС-5 (ТУ 38.301-48-55-95), или 0,25-1,0 мас.% эмульсола ЭКС-А (ТУ 38.5901229-90), или 0,25-1,0 мас.% эмульсола ШМ (ТУ 38.5901184-89), или 0,25-1,0 мас.% эмульсола ЭТ-2У (ТУ38.101599-75), нагревают до Т = 80-90oC и перемешивают со скоростью 105 об/мин, добавляя воду до получения однородной смеси. II.Приготовление раствора клеящего вещества. 0,75-7,5 мас. % дициандиамидформальдегидной смолы ДЦУ (ТУ 6-14-947-78), или 0,75-7,5 мас. % поливинилацетатной эмульсии ПВА (ГОСТ 18992-80), или 0,75-7,5 мас. % карбамидформальдегидной смолы КФЖ (ГОСТ 14231-88), или 0,75-7,5 мас. % латекса синтетического марки БС-65 (ТУ 38.103550-84), или 0,75-7,5 мас. % латекса синтетического марки БСК-70 (ТУ 38.103541-88), или 0,75-7,5 мас. % латекса синтетического марки ВХВД-65 (ТУ 6-01-117087), или 0,75-7,5 мас.% дисперсии полиуретановой латур-1052-3ф (ТУ 6-05-2027-86), или 0,75-7,5 мас. % скопакрила (Д7438, или Д7440, или Д8638, или Д343Ю или др.) EG-Richtlinie 91/155/ EWG загружают в отдельную емкость с водяным обогревом и механической мешалкой, растворяют в воде при Т = 40-45oC при непрерывном перемешивании. III. Приготовление раствора аппретов. В реактор с механической мешалкой вводят воду (Т=25





смазка-эмульсол Т или ЭКС-А или эмульсол ШМ или эмульсол ЭТ-2У или эмульсол ЭКС-5 - 0,25;
клеящее вещество - дициандиамидформальдегидная смола ДЦУ, или поливинилацетатная эмульсия ПВА, или карбамидоформальдегидная смола КФЖ, или латекс синтетический БСК-70/2, или латекс синтетический ВХВД-65, или дисперсия полиуретановая латекс 1052-3Ф, или скопакрилы (Д7438, или Д7440, или Д8638, или Д343, или др.), а также их комбинации - 0,75;
пластификатор-дибутилфталат ДБФ, или дибутилсебацинат ДБС, или диоктилфталат ДОФ, или диизоамилфталат ДИАФ - 0,2;
пленкообразователь-политерпены, или соап-сток, или канифоль - 0,2;
эмульгатор-препарат ОС-20, или препарат ОС-20 в сочетании со стеароксом-6-в соотношении 10:6, или вспомогательное вещество ОП-10, или вспомогательное вещество ОП-7, или синтанол ДС-10, или синтанол АЦСЕ-12, или риуинокс-80 - 0,5;
аппреты -

винилтриэтоксиэтоксисилан ГВС-9, или винилтриметоксисилан ВТМС, или винилтриэтоксисилан ВТЭС, или гаммаметакрилоксипропилтриметоксисилан А-174 - 0,2;
или би- или соконденсаты (продукты 116-382 или 116-449) - 0,1;
а также их комбинации;
уксусная кислота - 0,03;
вода - до 100. Пример 2. Состав для обработки стеклянного волокна готовят аналогично описанному выше способу при следующем соотношении компонентов, мас.%:
смазка - эмульсол T, или эмульсол ЭКС-А, или эмульсол ШМ, или эмульсол ЭТ-2У, или эмульсол ЭКС-5 - 0,65;
клеящее вещество - дициандиамидформальдегидная смола ДЦУ, или поливинилацетатная эмульсия ПВА, или карбамидформальдегидная смола КФЖ, или латекс синтетический БС-65, или латекс синтетический БСК-70/2, или латекс синтетический ВХВД-65, или дисперсия полиуретановая латур 1052-3Ф, или скопакрилы (Д7438, или Д7440, или Д8638, или Д343, или др.), а также их комбинации - 4,05;
пластификатор - дибутилфталат ДБФ, или дибутилсебацинат ДБС, или диоктилфталат ДОФ, или диизоамилфталат ДИАФ - 2,2;
пленкообразователь - политерпены, или соап-сток, или канифоль - 1,4;
эмульгатор - препарат ОС-20, или препарат ОС-20 в сочетании со стеарокосом-6 в соотношении 10:6, или вспомогательное вещество ОП-10, или вспомогательное вещество ОП-7, или синтанол ДС-10, или синтанол АСЦЕ-12, или рицинокс-80 - 1,1;
аппреты -

винилтриэтоксиэтоксисилан ГВС-9, или винилтриметоксисилан ВТМС, или винилтриэтоксисилан ВТЭС, или гаммаметакрилоксипропилтриметоксисилан А-174 - 0,4;
или би- или соконденсаты (продукты 116-382 или 116 - 449) - 0,2;
а также их комбинации;
уксусная кислота - 0,06;
вода - до 100. Пример 3. Состав для обработки стеклянного волокна готовят аналогично описанному выше способу при следующем соотношении компонентов, мас.%:
смазка - эмульсол T, или эмульсол ЭКС-А, или эмульсол ШМ, или эмульсол ЭТ-2У, или эмульсол ЭКС-5 - 1,0;
клеящее вещество - дициандиамидформальдегидная смола ДЦУ, или поливинилацетатная эмульсия ПВА, или карбамидформальдегидная смола КФЖ, или латекс синтетический БС-65, или латекс синтетический БСК - 70/2, или латекс синтетический ВХВД-65, или дисперсия полиуретановая латур 1052-3Ф, или скопакрилы (Д7438, или Д7440, или Д8638, или Д343, или др.), а также из комбинации - 7,5;
пластификатор - дибутилфталат ДБФ, или дибутилсебацинат ДБС, или диоктилфталат ДОФ, или диизоамилфталат ДИАФ - 3,5;
пленкообразователь - политерпены, или соап-сток, или канифоль - 2,5;
эмульгатор - препарат ОС- или препарат ОС-20 в сочетании со стеароксом-6 в соотношении 10:6, или вспомогательное вещество ОП-10, или вспомогательное вещество ОП-7, или синтанол ДС-10, или синтанол АСЦЕ-12, или рицинокс-80 - 1,7;
аппреты -

винилтриэтоксиэтоксисилан ГВС-9, или винилтриметоксисилан ВТМС, или винилтриэтоксисилан ВТЭС, или гаммаметакрилоксипропилтриметоксисилан А-174 - 0,6:
или би- или соконденсаты (продукты 116 - 382, или 116 - 49, или др.), а также их комбинации - 0,35;
уксусная кислота - 0,1;
вода - до 100. Пример 4. Состав для обработки стеклянного волокна готовят аналогично описанному выше способу при следующем соотношении компонентов, мас.%:
смазка - эмульсол Т, или эмульсол ЭКС-А, или эмульсол ШМ, или эмульсол ЭТ-2У, или эмульсол ЭКС-5 - 0,2;
клеящее вещество - дициандиамидформальдегидная смола ДЦУ, или поливинилацетатная эмульсия ПВА, или карбамидформальдегидная смола КФЖ, или латекс синтетический БС-65, или латекс синтетический БСК-70/2, или латекс синтетический ВХВД-65, или дисперсия полиуретановая латур 1052-3Ф, или скопакрилы (Д7438, или Д7440, или Д8638, или Д343, или др.) а также их комбинации - 0,7;
пластификатор - дибутилфталат ДБФ, или дибутилсебацинат ДБС, или диоктилфталат ДОФ, или диизоамилфталат ДИАФ - 0,1;
пленкообразователь - политерпены, или соап-сток, или канифоль - 0,1;
эмульгатор - препарат ОС-20 в сочетании со стеароксом-6 в соотношении 10:6, или вспомогательное вещество ОП-10, или вспомогательное вещество ОП-7, или синтанол ДС-10, или синтанол АСЦЕ-12, или рицинокс-80, или препарат ОС-20 - 0,3;
аппреты -

винилтриэтоксиэтоксисилан ГВС-9, или винилтриметоксисилан ВТМС, или винилтриэтоксисилан ВТЭС, или гаммаметакрилоксипропилтриметоксисилан А-174 - 0,15;
или би- или соконденсаты (продукты 116 - 382 или 116 - 449) - 0,05;
а также их комбинации;
уксусная кислота - 0,01;
вода - до 100. Пример 5. Состав для обработки стеклянного волокна готовят аналогично описанному выше способу при следующем соотношении компонентов, мас.%:
смазка-эмульсол Т, или эмульсол ЭКС-А, или эмульсол ШМ, или эмульсол ЭТ-2У, или эмульсол ЭКС-5 - 1,2;
клеящее вещество - дициандиамидформальдегидная смола ДЦУ, или поливинилацетатная эмульсия ПВА, или карбамидформальдегидная смола КФЖ, или латекс синтетический БС-65, или латекс синтетический БСК-70/2, или латекс синтетический ВХВД-65, или дисперсия полиуретановая латур 1052-3Ф, или скопакрилы (Д7438, или Д7440, или Д8638, или Д343, или др.), а также их комбинации - 7,7;
пластификатор-дибутилфталат ДБФ, или дибутилсебацинат ДБС, или диоктилфталат ДОФ, или диизоамилфталат ДИАФ - 3,6;
пленкообразователь-политерпены, или соап-сток, или канифоль - 2,6;
эмульгатор-препарат ОС-20, или препарат ОС-20 в сочетании со стеароксом - 6 в соотношении 10: 6, или вспомогательное вещество ОП-7, или синтанол ДС-10, или синтанол АЦСЕ-12, или рицинокс-80, или вспомогательное вещество ОП-10 - 1,9;
аппреты-

винилтриэтоксиэтоксисилан ГВС-9, или винилтриметоксисилан ВТМС, или винилтриэтоксисилан ВТЭС, или гаммаметакрилоксипропилтриметоксисилан А-174 - 0,65;
или би - или соконденсаты (продукты 116-382 или 166-449) - 0,4;
уксусная кислота - 0,15;
вода - до 110. Указанными составами обрабатывают стеклянное волокно в процессе его вытягивания, подвергая далее текстильной переработке: размотке: крутке, ткачеству, а также наработке ровинга. В табл. 1 приведены составы для обработки стеклянного волокна, приготовленные по примерам 1-5, в табл. 2 - их качественные показатели. Как следует из табл. 2, необходимая стабильность обеспечивается составами, приготовленными по примерам 1, 2, 3. В табл. 3 отражены качественные показатели текстильной переработки (размотки) стеклянной нити марки БС6-34x1, выработанной на составах по примерам 1-5, в табл. 4 - качественные показатели технологического процесса наработки ровинга стеклянного марки РБН17-2520, выработанного на составах 1-5. Как видно из табл. 3, 4, наиболее технологичными являются стеклянная нить, ровинг, выработанные на составах 1, 3, 4. В табл. 5 приведены прочностные показатели стеклопластиков, изготовленных на основе стеклянных тканей марок ТСУ-4, выработанных с применением предлагаемого замасливателя и прототипа. Как следует из табл. 5, стеклопластики, изготовленные на основе стеклоткани марки ТСУ-4 с применение предлагаемого замасливателя, по прочностным показателям превосходит стеклопластик, изготовленный на основе стеклоткани ТСУ-4 (39) с применением прототипа:
- разрушающее напряжение при изгибе выше на 15%,
- разрушающее напряжение при изгибе после обработки кипящей водой в течение 2 ч. выше на 19%. Повышение прочностных характеристик композитов достигается введением в состав для обработки стеклянного волокна аппретов би- или соконденсатов (продукт 116-382 "Пента-61" или 116-449 "Пента-62"), обладающих в сравнении с амино-, винилметакрилсодержащими силанами (аппретами) повышенной функциональностью, большей длиной цепи молекул, обеспечивающими более гибкую связь волокнистого наполнителя с полимерной матрицей, лучшую адгезию к ней, а также способность успешно претерпевать значительные нагрузки, испытуемые как стекловолокнистым наполнителем, так и полимерной матрицей. Кроме того, аппреты би-, соконденсаты содержат в своих молекулах комплекс уникальных функциональных групп (амино, винил, карбоксильные, метакрильные), позволяющих использовать их для получения композитов практически со всеми видами полимерных матриц (полиэфирные, эпоксидные, фенолформальдегидные, полиуретановые, акрилатные, полиолефины и др.), исключая при этом необходимость использования сочетаний амино-, винил-, метакрилсодержащих силанов (АГМ-9 и ГВС-9 и др.). Включение в состав для обработки стеклянного волокна взаимозаменяемых компонентов позволит положительно решать вопросы по своевременной замене дефицитного сырья. Сопоставительный анализ с прототипом показывает, что предлагаемый состав для обработки стеклянного волокна отличается тем, что указанные компоненты содержат в следующих соотношениях, мас.%:
смазка - эмульсол Т, или эмульсол ЭКС-А, или эмульсол ЭКС-5, или эмульсол ШМ, или эмульсол ЭТ-2Y - 0.25-1,0;
клеящее вещество - дициандиамидформальдегидная смола ДЦУ, или поливинилацетатная эмульсия ПВА, или карбамидформальдегидная смола КФЖ, или латекс синтетический БС-65, или латекс синтетический БСК-70/2, или латекс синтетический ВХВД-65, или дисперсия полиуретановая латур 1052-3Ф, или скопакрилы Д7438, или Д7440, или Д8638, или Д343, или др., а также их комбинации -0,75-7,5;
пластификатор - дибутилфталат ДБФ, или дибутилсебацинат ДБС, или диоктилфталат ДОФ, или диизоамилфталат ДИАФ-0,2-3,5;
эмульгатор - препарат ОС-20, или препарат ОС-20 в сочетании со стеароксом-6 в соответствии 10:6, или вспомогательное вещество ОП-10, или вспомогательное вещество ОП-7, или синтанол ДС-10, или синтанол АСЦЕ-12, или рицинокс-80 - 0,5-17;
пленкообразователь - политерпены, или соапк-сток, или канифоль - 0,2-2,5;
аппреты -

винилтриэтоксиэтоксисилан ГВС09, или винилтриметоксисилан ВТМС, или винилтриэтоксисилан ВИЭС, или гаммаметакрилоксипропилтриметоксисилан А-174 - 0,2-0,6;
или би- или соконденсаты (продукты 116-382 или 116-449) -0,1-0.35;
а также их комбинации;
уксусная кислота - 0,03-0,1;
вода - до 100.
Формула изобретения
Смазка - эмульсол Т, или эмульсол ЭКС-А, или эмульсол ЭКС-5, или эмульсол ШМ, или эмульсол ЭТ-У2 - 0,25 - 1,0;
клеящее вещество - дициандиамидформальдегидная смола ДЦУ, или поливинилацетатная эмульсия ПВА, или карбамидформальдегидная смола КФЖ, или латекс синтетический БС-65, или латекс синтетический БСК-70/2, или латекс синтетический ВХВД-65, или дисперсия полиуретановая латур 1052-3Ф, или скопакрилы: Д7438, или Д7440, или Д8638, или Д343 или др. - 0,75 - 7,5,
а также их комбинации:
Пластификатор - дибутилфталат ДБФ, или дибутилсебацинат ДБС, или диоктилфталат ДОФ, или диизоамилфталат ДИАФ - 0,2 - 3,5;
Эмульгатор - препарат ОС-20, или препарат ОС-20 в сочетании со стеароксом-6 в соотношении 10 : 6, или вспомогательное вещество ОП-10, или вспомогательное вещество ОП-7, или синтанол ДС-10, или синтанол АЦСЕ-12, или рицинокс-80 - 0,5 - 1,7;
Пленкообразователь - политерпены, или соап-сток, или канифоль - 0,2 - 2,5;
Аппреты -

Винилтриэтоксиэтоксисилан ГВС-9, или винилтриметоксисилан ВТМС, или винилтриэтоксисилан ВТЭС, или гаммаметакрилоксипропилтриметоксисилан А-174 - 0,2 - 0,6,
или би- или соконденсаты (продукты 116-382 или 116-449) 0,1 - 0,35,
а также их комбинации:
Уксусная кислота - 0,03 - 0,1
Вода - До 100.
РИСУНКИ
Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3