Замаслювач для скляного волокна

Корисна модель відноситься до області виробництва і переробки скляного волокна, що використовується для армування пластичних полімерних мас, зокрема, поліамідів. Відомий замаслювач для скляного волокна, що містить у своєму складі полівінілацетатну емульсію, дібутилфталат, поліетиленгліколь, клеючий компонент та воду [Патент РФ № 2028985, МКИ 5 С 03 С 25/02, публ. 20.02.95, бюл.№ 5]. Замаслювач призначений для ровінгу, який розсипається, однак непридатний для отримання скляного волокна, яке використовується для армування термопластів, через нетехнологічність при рубці та переробці в термо-пластавтоматах. Відомий замаслювач для скляного волокна, що містить у своєму складі полівінілацетатну дисперсію, дібутилфталат, поліетиленгліколь, у-амінопро-пилтриетоксисилан, оцтову кислоту та воду. [Авт. св. СРСР № 1650623, МКИ 5 С 03 С 25/02; публ. 91 05 23 № 19]. Замаслювач призначений для скляного волокна, що використовується для армування пластичних мас, зокрема, поліамідів. До причин, що перешкоджають досягненню необхідного технічного результату відноситься невисока стабільність замаслювача; розшаровується при перемішуванні, а без перемішування - компоненти осаджуються. Але найбільш неприйнятне те, що нитка жовтіє при термообробці, рубане волокно нетехнологічне (гранули нестійкі, швидко розсипаються). Відомий замаслювач для скляного волокна, що містить діціандіамидформальдегідну смолу, стеарокс-6, gамінопропилтриетоксисилан, оцтову кислоту і воду [Авт. св. СРСР № 1719334, МКИ 5 С 03 С 25/02, публ. 92 03 15 № 10]. Замаслювач має низькі технологічні властивості, нитка при переробці пушить, погано рубається на короткі відрізки. Найбільш близькою до корисної моделі, що заявляється, сполукою того ж призначення по сукупності ознак є замаслювач для скляного волокна, що містить полівінілацетатну дисперсію, діціандіамидформальдегідну смолу, g-амінопропилтриетоксисилан, оцтову кислоту і воду [Декл. патент України № 50210А, МПК6 С 03 С 25/10, публ. 15.10.2002, бюл.№10], прийнятий за прототип. До причин, що перешкоджають використанню відомого замаслювача для скляного волокна для досягнення потрібного технічного результату, відноситься те, що дисперсія замаслювача нестійка (не більш 96 годин), має схильність до випадання в осад, тому не забезпечує „сплошність" покриття, а отже нитка з відомим замаслювачем не досить технологічна: пушить на устаткуванні, рубане волокно має невисоку насипну вагу, гранули неякісні і руйнуються при транспортуванні і переробці, а при термообробці набувають небажаний жовтий відтінок через використання в якості антистатика метил трис-(оксиетил)-аммонійметилсульфата (триамона). Суть корисної моделі полягає в наступному. Задача полягає в удосконаленні замаслювача для скляного волокна, призначеного для наповнення пластичних полімерних мас, і розширенні асортименту замаслювачів. Замаслювачем, що заявляється, обробляють скляне волокно, рубають на короткі відрізки (гранули) і наповняють ними, зокрема, поліаміди шляхом введення гранул у розплав для надання композиційним матеріалам високих міцнісних якостей. Для забезпечення технологічності процесів отримання скляного волокна, подальшої його переробки і підвищення якості одержуваних склонаповнених матеріалів до скляного волокна пред'являється ряд вимог: одночасно міцність, жорсткість і еластичність гранул рубаного волокна, їхня цілісність, яка повинна бути близькою до 100 відсотків, відсутність кольоровості (жовтизни) і інших, забезпечуваних як якістю скляного волокна, так і складом використовуваного замаслювача. Технічний результат - підвищення якості і технологічності скляного волокна при його виготовленні і подальшій переробці в рубане волокно (гранули) шляхом використання замаслювана для скляного волокна, що містить полівінілацетатну дисперсію, діціандіамидформальдегідну смолу, g-амінопропилтриетоксисилан, оцтову кислоту і воду, особливість якого полягає в тому, що склад замаслювана додатково містить продукт ОС-20 і стеарокс-6 при такому співвідношенні компонентів у відсотках за масою: полівінілацетатна дисперсія - 2,5 - 5,0, діціандіамидформальдегідна смола - 1,5-2,5, g-амінопропилтриетоксисилан - 0,5, оцтова кислота - 1,0 продукт ОС-20 - 0,3 - 0,6, стеарокс-6 - 0,2 - 0,4, вода демінералізована - решта. Замаслювач, що заявляється, містить клеючі речовини - полівінілацетатну дисперсію, яка надає волокну еластичність, і діціандіамидформальдегідну смолу, що надає волокну необхідну жорсткість. Для підвищення якості композиційних матеріалів до складу замаслювача введений g-амінопропилтриетоксисилан, який забезпечує адгезію - спорідненість між скляним волокном і полімерною масою. Вода є розчинником перерахованих компонентів, оцтову кислоту використовують для підкислення g-амінопропилтриетоксисилана перед розчиненням. Особливо важливим для досягнення потрібного технічного результату є те, що на відміну від прототипу, у якому в якості антистатика використовують метил-трис-(оксиетил)-амонійметилсульфат (триамон), що надає небажану жовтизну гранулам рубаного скляного волокна, до складу замаслювача введена композиція з добре сумісних між собою продуктів ОС-20 і стеарокса-6. Продукт ОС-20 (суміш поліоксиетиленових ефірів вищих жирних кислот фракції С 6-С12) має високу емульгуючу здатність, стеарокс-6 (суміш поліоксиетиленгліколевих ефірів стеаринової кислоти) - пом'якшувач і антистатик. Зазначена композиція в кількісному співвідношенні, що заявляється, є одночасно емульгатором, пом'якшувачем і антистатиком, добре поєднується з полівінілацетатною дисперсією - основною клеючою речовиною і іншими компонентами замаслювача, доповнюючи й активізуючи один одного, зокрема, додає плівці більш високу міцність, яку полівінілацетатна дисперсія не забезпечує. Склад замаслювача виведений експериментальним шляхом з урахуванням взаємного впливу компонентів і їхньої сумісності, яка досягається способом приготування замаслювача, тобто певним порядком поєднання, перемішуванням і температурним режимом, наведеним в описі. Замаслювач для скляного волокна, що заявляється, створює на волокні міцну, еластичну, суцільну плівку, яка і забезпечує волокну технологічність при виготовленні і подальшій переробці в рубане волокно, високі показники по питомому розривному навантаженню, а також насипній щільності і зовнішньому вигляду (табл. 2). Зовнішній вигляд гранул рубаного скляного волокна характеризується відсутністю забарвлення (жовтого, салатового) і цілісністю гранул. Таким чином, всі ознаки, приведені у формулі корисної моделі, необхідні і достатні для досягнення потрібного технічного результату. На таблицях представлено: табл.1 - наведено склад замаслювача, що заявляється, по прикладах, табл. 2 - фізико-механічні показники рубаного скляного волокна з використанням замаслювача, що заявляється, по прикладах у порівнянні з прототипом. Дані, що підтверджують можливість здійснення корисної моделі з одержанням вищевказаного технічного результату полягають у наступному. Замаслювач, що заявляється, (умовне маркірування замаслювача 019М) складається з комплексу клеючих речовин, пом'якшувачів, емульгатора, антистатика й інших, приведених у формулі корисної моделі компонентів у відсотках за масою: полівінілацетатна дисперсія - 2,5-5,0, діціандіамидформальдегідна смола -1,5 - 2,5, g амінопропилтриетоксисилан - 0,5, оцтова кислота - 0,1, продукт ОС-20 - 0,3 - 0,6, стеарокс-6 - 0,2 - 0,4, вода демінералізована - інше, і являє собою низькоконцентровану водяну дисперсію білого кольору й однорідного складу. Осадження і розшаровування не спостерігалося більше 96 годин, що цілком достатньо для забезпечення технологічного процесу. Замаслювач для скляного волокна готують почерговим змішуванням усіх компонентів при ретельному перемішуванні, причому, клеючі компоненти завантажують у вигляді розчинів, емульгатори й антистатики попередньо розплавляють. У змішувач ємністю 1000л заливають 200-300л води демінералізованої з температурою 25±5°С и завантажують розрахункову кількість полівінілацетатної дисперсії, перемішують протягом 15 хвилин. В окремій ємності при температурі 80±5°С готують розплав продукту ОС-20 і стеарокса-6, у який при постійному перемішуванні повільним струменем доливають воду з такою ж температурою до утворення емульсії. Потім емульсію розбавляють водою з температурою 25±5°С до співвідношення 1:5 і завантажують у змішувач. В окремій ємності готують водяний розчин g -амінопропилтриетоксисилана, використовуючи для цього підкислену оцтовою кислотою воду. У змішувач після завантаження всіх компонентів доливають воду до 100 відсотків за масою, перемішують. Готовий замаслювач наносять на скляне волокно, яке рубають на короткі відрізки, сушать і використовують для наповнення термопластів. Корисна модель ілюструється прикладами. Приклад 1 (негативний). За наведеним методом готують замаслювач такого складу, у відсотках за масою: полівінілацетатна дисперсія - 2,0, діціандіамидформальдегідна смола - 1,0, - 0,5, g-амінопропилтриетоксисилан оцтова кислота - 0,1, продукт ОС-20 - 0,1, стеарокс-6 - 0,1, вода демінералізована - решта. Скляне волокно, виготовлене з використанням замаслювана за прикладом 1, нетехнологічне: нитка пушить, розшаровується на елементарні волокна, волокно не достатньо склеєне. Фізико-механічні показники низькі: питоме розривне навантаження - 440 мН/текс, насипна вага - 320 кг/м 3, цілісність гранул рубаного волокна менше 50 відсотків. Приклад 2 (позитивний). За наведеним методом готують замаслювач такого складу, у відсотках за масою: полівінілацетатна дисперсія - 2,5, діціандіамидформальдегідна смола - 1,5, - 0,5, g-амінопропилтриетоксисилан оцтова кислота - 0,1, продукт ОС-20 - 0,3, стеарокс-6 - 0,2, вода демінералізована - решта. Скляне волокно має хорошу якість, технологічне в переробці, рубане волокно має хорошу сипкість (насипна вага - 600 кг/м 3), питоме розривне навантаження - 590 мН/текс, цілісність гранул 80 відсотків. Приклад 3 (позитивний). За наведеним методом готують замаслювач такого складу, у відсотках за масою: полівінілацетатна дисперсія - 3,5, діціандіамидформальдегідна смола - 2,0, - 0,5, g-амінопропилтриетоксисилан оцтова кислота - 0,1, продукт ОС-20 - 0,5, стеарокс-6 - 0,3, вода демінералізована - решта. Скляне волокно має хорошу якість, технологічне в переробці, рубане волокно має хорошу сипкість (насипна вага - 680 кг/м 3), питоме розривне навантаження - 602 мН/текс, цілісність гранул 85 відсотків. Приклад 4 (позитивний). За наведеним методом готують замаслювач такого складу, у відсотках за масою: полівінілацетатна дисперсія - 5,0 діціандіамидформальдегідна смола - 2,5, - 0,5, g-амінопропилтриетоксисилан оцтова кислота - 0,1, продукт ОС-20 - 0,6, стеарокс-6 - 0,4, вода демінералізована - решта. Скляне волокно має хорошу якість, технологічне в переробці, рубане волокно має хорошу сипкість (насипна вага - 720 кг/м 3), питоме розривне навантаження мН/текс - 612, цілісність гранул 88 відсотків. Приклад 5 (негативний). За наведеним методом готують замаслювач такого складу, у відсотках за масою: полівінілацетатна дисперсія - 7,5, діціандіамидформальдегідна смола - 4,0, - 0,5, g-амінопропилтриетоксисилан оцтова кислота - 0,1, продукт ОС-20 - 1,0 стеарокс-6 - 0,8, вода демінералізована - решта. Якість скляного волокна з використанням замаслювача за прикладом 5 низька, волокно нетехнологічне (замаслювач коагулює на вузлах склоплавильного агрегату), погано рубається, забиває устаткування. Питоме розривне навантаження - 480 мН/текс, насипна вага - 460 кг/м 3, цілісність гранул 65 відсотків. З наведених прикладів випливає, що найбільш прийнятними для досягнення потрібного технічного результату є склад замаслювача по прикладах 3, 4. Перевагою корисної моделі, що заявляється, на відміну від прототипу є більш висока технологічність при виробництві скляного волокна і подальшій його переробці, фізико-механічні й інші показники, що забезпечують високу якість композиційних матеріалів. За рахунок виведення із складу прийнятого за прототип замаслювача метил-трис-(оксиетил)-аммонійметилсульфата (триамона) виключається небажане забарвлення гранул, поліпшуються умови праці й екологія (відсутні аерозолі шкідливих речовин - метанолу і сірчаної кислоти). Таблиця 1. Склад замаслювача для скляного волокна по прикладах, у відсотках за масою Найменування компонента 1 2,0 1,0 0,5 0,1 0,1 0,1 Полівінілацетатна дисперсія діціандіамидформальдегідна смола g-амінопропилтриетоксисилан оцтова кислота продукт ОС-20 стеарокс-6 вода демінералізована Приклади 3 3,5 2,0 0,5 0,1 0,5 0,3 решта 2 2,5 1,5 0,5 0,1 0,3 0,2 4 5,0 2,5 0,5 0,1 0,6 0,4 5 7,5 4,0 0,5 0,1 1,0 0,8 Таблиця 2. Фізико-механічні показники рубаної склонитки з використанням замаслювача, що заявляється, у порівнянні з прототипом Найменування показників Питоме розривне навантаження мН/текс Насипна вага, кг/м 3, „Цілісність" гранул рубаного скляного волокна, % Забарвлення гранул 1 Приклади 3 4 2 Прототип 5 440 590 602 612 480 450 320 600 680 720 460 480 48 80 85 88 65 60 білий білий білий білий білий жовтосалатовий