Состав для обработки минерального волокна

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК Об М 15/564,03 С 25/0208 3 5/Об(5 ОБР Е У ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ ИЗ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛ(71) Институт химии высокомолекулярных соединений АН УССР и Институт новых физических и прикладных проблем АН УССР (72) В.В,Ефанова, В.В,Шевченко, В.А,Шрубович, С.В.Рябов, И.П.Петухов, Р.А.Веселовский и А. Ю, Филипович(56) Производство стеклянных волокон и тканей./Под ред. М, Д. Ходаковского. М,; Химия, 1973.Авторское свидетельство СССР Р 1. 494361, кл, 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 замасливающим составам для базальтового волокна,Известен замасливатель "парафиновая" эмульсия для стеклянного волокна и других минеральных волокон, содержащий парафин, стеарин. вазелин, трансформаторное масло, дициандиамидформальдегидную смолу, оксиэтилированные жирные спирты со степенью оксизтилирования 20 (препарат ОС - 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, НалиЫ, 1775377 А 1(54) СОСТАВ ДЛЯ ОБРАБОТКИ МИНЕРАЛЬНОГО 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 В ОСОКНС 6 Нз(СНЗ) МНСОВОСОМНСбНз(СНз)КН СООТГ, 2 С, где г( - Г ОСН 2 СН(СНз) 1 в, В -( СН 2 = = СН 2 СН 2 П(С 2 Н 5)2 СН 2 СН 2при следующем соотношении компонентов, мас,%; олигоуретандиэтилаллиламиноэтиленхлорид 0,5- 4,5; вода остальное до 100. 2 табл. чие на волокне парафиновой эмульсии снижает прочность адгезионной связси волокна со связующими. Волокно перед переработкой в стеклопластики требует дополнительной технологической операции - откига 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 растеор производных диаллиллизоцианурата, олигодиенов, алкилбензолсульфокислоту и перекись бензоила, Недостатками замасливателя являются невысокие физико-механи 1775377ческие 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.о :Политерпены 2 - 4Дициандиамидформальдегидная смола 1,5-2,5 Пластификатор, 1,5-2,5 Эмульгатор 0,9 - 1,5Полиэтиленгликоль 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 на основе полиэфирных смол, полученные с использованием указанного замасливателя, проявляют низкие физико-механические свойства, Кроме того, недостатком замасливателя является многокомпонентный состав, сложная технология его 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;ВОСО НСбНз(СНз)КНСОЯОСОИНС 6 Нз(СНз)МНСООВ "2 С-,где Я - ( - ОСН 2 СН(СНз) -1 в,й -Сн=-СН 2 СНгй(сгн 5)гснгсн 21при следующем соотношении компонентов, мас, олигоуретандиэтилаллиламиноэтиленхлорид 0,5-4,5вода остальное до 100Олигоуретандиэтилаллиламиноэтилен 5 хлорид синтезирован по предполимерномуспособу согласно следующей схеме:Н ( - 0 С Н 2 С Н(С Н 3) 180 Н+10 + 20 СМСБнз(снз)МСО -=СН 2 2 С30 На первой стадии в расплаве получаютизоцианатный форполимер реакцией олигооксипропиленгликоля ММ 1000 с толуилендиизоцианатом (смесь изомеров 2,4 - 2,6 - всоотношении 65:35) при соотношении35 МСО/ОН, На второй стадии изоцианатнойфорполимер в диметилформамидном растворе обрабатывают 2-кратньм мольнымколичеством М,М,М - диэтилаллиламиноэтанолхлорида,40 В конденсированном состоянии синтезированный олигоуретандиэтилаллиламиноэтиленхлорид представляет собой вязкоесмолообразное вещество, растворимое, ввиде, спирте, диметилформамиде, димети 45 лацетамиде.Строение полученного вещества доказывали при помощи ИК-спектров, ВИК-спектре синтезированного олигоуретандиэтилаллиламиноэтиленхлорида.,50 имеются полосы поглощения в области1710-1730 см 1, соответствующие ю С= 0уретанового флагмента, полоса при 16301640 см ", относящаяся к валентным колебаниям С= С связи.55 Молекулярная масса олигоуретандиэтилаллиламиноэтиленхлорида определяласьметодом аргентометрического титрирования и методом эксклюзионной хроматографии. Экспериментально определенная ММ40 45 50 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,Олигоуретандиэтилаллиламиноэтилен 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 у-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 5 10 15 20 25 30 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 х 1 х 2, по у гку 50 х 1 х 2,Обработка базальтового волокна раствором олигоуретандиэтилаллиламиноэтиленхлорида (согласно данных в табл, 1) позволяет повысить на 25-40;4 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.ф. 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 при1775377 гоуретандиэтилаллиламиноэтиленхлоридобщей формулы восои нсбнЯснз)5 ИНСОВОСОИНС 6 НЯСНз)ИНСООР2+2 С 1- ) Формул а изобретения где Й - ОСН 2 СН(СНЗ+18 10 В +СН 2=СН 2 СН 2 И(С 2 Н 5)2 СН 2 СН 2+ Таблица 1 ри меч в ниеь. Остальное вода до 100 Таблица 2 р и м е ч в н и е. Остальное вода до 100 Составитель В.ЧистяковаТехред М,Моргентал Корректор С.Лисина Редактор А.Соколова 17 Тираж Подписное Заказ 40 ниям и отк ытиям при ГКНТ СССР ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и откр 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5" 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,.олигоуретандиэтилал 15 лиламиноэтиленхлорид 0,5-4,5;вода остальное.