Аппретирующий состав для стекловолокна

С П И С А Н И Е р) И 74 ЦИЗОБРЕТЕНИЯ Союз Севетсннк Соцнллнотнческнх Республнк(088.8) Государственный комитет Совета Министров СССР делам изобретений и аткрытн) Дата опубликования описания 2 2) Авторы изобретения И. В. Коновал, Нитче Рейнгард (ГДР),. И, Музыкантова, Т. А, Егорова и В. Д. Румянцевое научно-производственное объединение Пластполиме му пр эти 25 11 сдос является точно вь пенного Цель 0 тирющетаткото,сокистеклнзобрго со ста вышеуказанного то он не обеспечив прочностных свой волокном полпэтил тения - разработ тава, обеспечиваюает достатв наполена, а аппре щего боИзобретение относится к аппретирующесоставу для обработки стекловолокна,едназначенного для наполнения поли- лена. Композиции на основе полиэтилена и стекловолокна могут быть использованы в различных областях народного хозяйства, в частности в электротехнической промышленности, в приборостроении и сельском хозяйстве.Известны аппретирующие составы для обработки стекловолокна, состоящие из продукта реакции гидролизованного силок- сана с полиимином и пленкообразующего вещества гексаметоксиметилмеламина 1 или из эластомерного материала в виде конденсата из у-аминопропилтриэтоксисилана и окиси этилена 21, Обработанное такими составами стекловолокно используется для наполнения многих полимеров, в том числе и термопластов, однако для наполнения полиэтилена оно е эффективно. Молекулы полиэтилена неполярны и имеют весьма слабую адгезию к стекловолокну, обработанному перечисленными составами. В результате стеклонаполненпый полиэтилен имеет низкие прочностные свойства. Установлено, что его прочность при растяжении составляет 250 кгс/см, прочность при изгибе 290 кгс/см-, адгезионная прочность 96 кгс/см. Известен также аппретирующий состав для обработки стекловолокна, включающий у-аминопропилтриэтоксисилан, водорастворимый амин 1-пиперазинэтанол и пленкообразующее соединение винилциклогексендиоксил, в качестве растворителя для перечисленных продуктов применяется вода,31. Однако из-за отсутствия функциональных групп в полиэтилене адгезионная прочность к стекловолокну, обработанному таким составом, равна 105 кгс/см 2 и является недостаточной для стеклонаполненного полиэтилена. Предел прочности при растяжении стеклонаполненного полиэтилена, включающего 30 вес. % стекловолокна, равен 300 кгс/см.Ближайшим составом из числа известных аппретирующих составов для стекловолокна, предназначенного для наполнения полиэтилена, является состав, содержащий раствор у-аминопропилтриэтоксисилана и сополимера этилена с акриловой кислотой в смеси воды н петролейного эфира 4.510 15 20 25 Зо 35 40 45 50 55 65 360 60 Аее высокие прочностныепенного полиэтилена.Поставленная цель достигается предлагаемым аппретирующим составом для обработки стекловолокна, предназначенного длянаполнения полиэтилена, представляющимраствор пленкообразующего соединения иу-аминопропилтриэтоксисилана, отличающимся тем, что для повышения прочностных свойств композиционного материалав качестве пленкообразующего соединенияиспользуется сополимер этилена с винилацетатом (содержание винилацетата 15 -25 вес. %), а в качестве растворителя -трихлорэтилен, причем компоненты взятыв следующих соотношениях, вес.:Сополимер этилена с винилацетатом 4 - 10у-аминопропилтриэтоксисилан 1,0 - 2,5Трихлорэтилен ОстальноеЭффективность аппретирующего составаоценивалась по адгезионной прочности аппретированного стекловолокна к полиэтилену и по прочностным показателям стеклонаполненного полиэтилена.П р имер 1 (контрольный). В емкость изнержавеющей стали наливали 500 мл водыи добавляли 25 г 1-пиперазинэтанола, смесьнагревали до температуры 40 - 45 С и приинтенсивном перемешивании добавляли внее 20 г 7-аминопропилтриэтоксисилана и45 г винилциклогексендиоксида. В полученный раствор доливали 410 мл воды и перемешивали 15 мин. Готовым раствором обрабатывали стекловолокно. Для этого стекложгут непрерывно пропускали через ваннус раствором, затем через сушильную камеру, куда подавался воздух, нагретый до80 - 90 С. Стекложгут рубили на отрезкидлиной 5 -мм. Содержание полимернойпленки на волокне составляло 5 вес. %.Для получения стеклонаполненного полиэтилена 300 г рубленого стекловолокнасмешивали с 700 г полиэтилена низкойплотности. Затем смесь пропускали черезшнековый экструдер при температуре 200 Си гранулировали, гранулы смешивали с 2 гстабилизатора Х,К-дифенил-и-фенилендиамином и снова пропускали через экструдер.Для исследования свойств последнего получали стандартные образцы прессованием илитьем под давлением при 210 в 2 С идавлении 40 кгс/см. Основные физико-механические свойства стеклона пол пенногополиэтилена:Предел прочности при растяжении, кгс/см 2 300Предел прочности при изгибе,кгс/смМодуль упругости при изгибе,кгс/см 9000Адгезионная прочность, кгс/смП р им ер 2. В емкость из нержавеющейстали наливали 950 г трихлорэтилена идо 490 бавляли 40 г сополимера этилена с. винил. ацетатом (содержание винилацетата 15 вес. %). Раствор нагревали до температуры 60 С и перемешила до полного растворения сополимера. Затем добавляли 10 г у-аминопропилтриэтоксисилана. Полученным раствором обрабатывали стекловолокна. Для этого стекложгут непрерывно пропускали через ванну с раствором при температуре 55 - 65 С, затем через сушильную камеру, куда подавался воздух, нагретый до температуры 80 - 90 С. Содержание полимерной пленки на волокне составляло 4 вес. %. Стекложгут рубили на отрезки длиной 5 - 7 мм.Технология получения стеклонаполненного полиэтилена и образцов для испытаний аналогична примеру 1.Основные физико-механические свойства стеклонаполненного полиэтилена:Предел прочности при растяжении, кгс/см 2 480Предел прочности при изгибе,кгс/емМодуль упругости при изгибе,к ге/см 11000Адгезионная прочность, кгс/см 155 П р и м е р 3. В емкость из нержавеющей стали наливали 925 г трихлорэтилена и добавляли 60 г сополимера этилена с винилацетатом (содержание винилацетата 20 вес. % ). Раствор нагревали до температуры 60 С и перемешивали до полного растворения сополимера. Затем добавляли 15 г у-аминопропилтриэтоксисилана и полученным раствором обрабатывали стекловолокно. Для этого стекложгут непрерывно пропускали через ванну с раствором при температуре 55 - 65 С, затем через сушильную камеру., куда подавался воздух, нагретый до 80 - 90 С. Содержание полимерной пленки на волокне составляло 4,7 вес. о/о. Стекложгут рубили на отрезки длиной 5 - 7 мм,Технология получения стеклонаполненного полиэтилена и образцов для испытаний аналогична примеру 1,Основные физико-механические свойства стеклонаполненного полиэтилена:Предел прочности при растяжении, кгс/см 485Предел прочности при изгибе,кгс/см 500Модуль упругости при изгибе,кгс/см 11000Адгезионная прочность, кгс/см 156 П р и м е р 4. В емкость из нержавеющей стали наливали 875 г трихлорэтилена и добавляли 100 г сополимера этилена с винилацетатом (содержание винилацетата 25 вес, /,), Раствор нагревали до температуры 60 С и перемешивали до полного растворения сополимера. Затем добавляли 25 г у-аминопропилтриэтоксисилана и полученным раствором обрабатывали стекло500 Составитель В. Чистякова Техред О. Тюрина Редактор Л, Герасимова Корректоры: Л. Брахнина и Т. Добровольская Заказ 1368/16 Изд, Мо 561 Тираж 596 Подписное НПО Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5Типография, пр, Сапунова, 2 Волокно. Для этЬго стекложгут непрерывно пропускали через ванну с раствором при температуре 55 - 65 С, затем через сушильную камеру. Куда подавался воздух, нагретый до температуры 80 - 90 С. Содержание полимерной пленки на волокне составляло 5 % вес. Стекложгут рубили на отрезки длиной 5 - 7 мм.Технология получения стеклонаполненного полиэтилена и образцов для испытаний аналогична примеру 1,Основные физико-механические свойства стеклопаполненного полиэтилена:Предел прочности при растяжении, кгс/смз 490Предел прочности при изгибе,кгс/смМодуль упругости при изгибе,кгс/см 11500Адгезионная прочность, кгс/см 155 Как видно из приведенных в примерах данных, предлагаемый состав для обработки стекловолокна обеспечивает более высокую адгезию стекловолокна к полиэтилену по сравнению с известным и значительное увеличение прочностных показателей композиций стеклонаполненного полиэтилена, Так, предел прочности при растяжении на 60% выше, предел прочности при изгибе на 36 о/о выше, адгезионная прочность на 48 о/о выше,Использование предлагаемого аппретирующего состава для стекловолокна позволяет получить композиции стеклонаполненного полиэтилена с значительно лучшими прочностными свойствами.Применение композиций полиэтилена низкой йлотйОСти со стекловолокноМ, ай 11ретированным предлагаемым составом, например для футерования труб, обеспечиваетзначительное улучшение качества труб, их5 эксплуатационной надежности и долговечности. Повышение долговечности труб на20 о/ что по имеющимся результатам вполне достижимо, даст экономию народномухозяйству не менее 1 тыс. руб. на 1 т.10Формула изобретенияАппретирующий состав для стекловолокна, предназначенного для наполнения полиэтилена, содержащий сополимер этилена15 и у-аминопропилтриэтоксисилан, о т л и ч аю щ и й с я тем, что, с целью повышенияпрочностных свойств наполненного полиэтилена, состав содержит сополимер с винилацетатом с содержанием винилацетата20 15 - 25 вес. о/о и дополнительно трихлорэтилен при следующем соотношении компонентов, вес. %:Сополимер этилена с винилацетатом 4 - 1025 у-Аминопропилтриэтоксисилан 1 - 2,5Трихлорэтилен ОстальноеИсточники информации,принятые во внимание при экспертизе30 1. Патент США Мю 3664982, кл. 260 - 29.4,опу блик. 1972.2, Патент США Мо 3509012, кл, 161 - 170,опублик. 1970,3. Патент США Ма 3211684, кл. 260 в .2,35 опублик. 1965.4. Патент США Мв 3650814, кл. 117 -100 С, опублик, 1972.