Спосіб обробки мінеральних волокнистих матеріалів

Способ обработки минеральных волокнистых материалов путем нанесения на их поверхность водного раствора аминного отвердителя, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что обработку ведут водным раствором, содержащим 5 - 1 5 мас.% аминного отвердителя и дополнительно 4-9 мас.% бензилпиридиния хлористого, в течение 30 - 240 секунд со скоростью 0,5 - 0,8 л/мин, при линейной скорости вытяжки волокна, равной 2950 м/мин. С> Изобретение относится к технологии обработки волокнистых материалов, предназнач енных д ля производ ства стекло-, базальтопластиков, и может быть использовано в химической, нефтегазовой промышленности, а также в промышленности строительных материалов. Известен cnoccD нанесения замасливателя из смеси, включающей аддукт эпоксидов и аминов с пластификатором [1], Одним из недостатков способа является недостаточная адгезия волокна к связующему, так как эпоксидные смолы вступают в реакцию с алифатическими полиаминами и на поверхности волокна образуется полимерная пленка без реакционнослособных групп к полимерному связующему. Кроме того, известный способ обработки отличается многостадийностью и сложностью технол оги и п р иг от овл е ния , т реб ую щ е й специального оборудования и больших затрат электроэнергии. Наиболее близким к заявляемому является способ обработки стекловолокнистых материалов путем нанесения \\а их поверхность кремнииорганического амина с целью повышения адгезии [2]. Однако недостатком указанного способа является то, что состав для обработки стекловолокна отличается многокомпонентностью, наличием токсических веществ, высоким водопоглощением и недостаточной адгезией. В основу изобретения положена задача разработки такого способа обработки волокна, при котором за счет предлагаемого состава замасливателя и режимов его нанесения возникает химически прочная адгезионная связь волокна со связующим. Поставленная задача достигается тем, что в известном способе обработки минеральных волокнистых материалов путем нанесения на их поверх ность вод ного растзора аминного отвердителя, согласно со о о 00 О 13098 изобретению, обработку ведут водным раствором, содержащим 5-15 мас.% аминного отвердителя и дополнительно 4 - 9 мас.% бензилпиридинил хлористого, в течение 30 240 сек. со скоростью 0,5 - 0,8 л/мин, при 5 линейной скорости вытяжки волокна, равной 2950 м/мин. Предлагаемый замасливатель наносится на волокно из водного раствора, содержащего амин (моноцианэтилдиэтилентриамин) 10 и бензилпиридиныи хлористый. Моноцианэтилдиэтилентриамин химически инертен по отношению к бензилпиридиний хлористому, однако, имея в своем составе реакционн осп осо бны е ам ин ны е г руп пы , он 1 5 вступает в химическое взаимодействие с эпоксидными группами полимерного связующего, применяемого в дальнейшем при изготовл ении изд ел ий из вол окна, обработанного по заявляемому способу. Хи- 20 мическая связь между волокном и связующим обеспечивает высокую адгезионную прочность между ними. Кроме того, сочетание бензилпириди ний хлористого с моноцианэтилдиэтилент- 25 риамином в заявляемом соотношении в составе замасливателя обеспечивает пла стифицирующие, склеивающие и скользя щие свойства обрабатывиемому волокну. Бензилпиридиний хлористый при этом явля- 30 ется катализатором процесса отверждения эпоксидного связующего, что способствует образованию прочного граничного слоя и улучшению механических свойств при фор мировании стекло-, базальтопластиков. 35 Предлагаемый способ обработки волокна отличается простотой технологии приготовления замасливателя, экономичностью. При нанесении замасливателя менее 30 секунд и скорости менее 0,5 л/мин на повер- 40 хности волокна оказывается недостаточное количество замасливателя, что не позволяет сформировать волокно в высококачественную комплексную нить. * Если время понесения замасливателя 45 на волокно выше 240 секунд, то из-за комкования не удается получить компактную нить. Снижение скорости вытяжки волокна приводит к комкованию нити, а превышение сверх указанной величины - к обрыву нити. 50 Увеличение скорости подачи замасливателя выше 0,0 л/мин также приводит к обрыву нити. П р и м е р 1. Готовят водный раствор аминного отвердителя концентрацией 10 55 мае. % в количестве 300 л. Для этого взвеши вают 30 кг моноцианэтилдиэтилентриамина и растворяют в 249 л воды при перемешивании. К полученному раствору амина добавляют 21 кг полибензилгиридиния хлористого, тщательно перемешивают раствор до полного растворения компонентов в воде. Благодаря хорошему сочетанию этих двух ингредиентов они быстро и хорошо растворяются в воде без подогрева, при комнатной температуре. Водный расгвор замасливателя отличается низкой вязкостью и с помощью волнового замасливающего устройства наносится на непрерывную базальтовую нить, идущую из фильер. Далее обработанная замасливателем комплексная базальтовая нить наматывается на бсЗины, Аналогичным способом были приготовлены 5 составов замасливателей (таблица 1), физико-химические свойства замасливателей и оценочные свойства комплексной базальтовой нити, обраб отанной этими замасливателями, приведены в табл. 2 и 1. Используемые для приготовления замасливателя ингредиенты выпускаются предприятиями химической промышленности. Бензилпиридиний хлористый (БПХ), общей формулой сг по ТУ 601-1026-75; аминный отвердитель-моноцианэтилдиэтилеитриамин по ТУ 6-05-214-46-75. Как видно из результатов испытаний, заявляемый способ обработки волокна по сравнению с прототипом характеризуется более высокими показателями адгезии к связующему до 22 МПа (в 4 раза выше, чем в прототипе), более высокой прочностью обработанной базальтовой нити (4100 Гс), на 30% выше в сравнении с прототипом. Кроме более высоких качественных показателей, предлагаемый способ обработки волокна замасливателем отличается простотой технологии приготовления замасливателя, неограниченной его жизнеспособностью. Использование изобретения на предприятиях, выпускающих стеклянные и базальтовые волокна, позволит сократить время, трудозатраты. 13098 • Та Свойства замасли' зтеля прототипу 60 Концентрация аминного отвердителя, % Концентрация БПХ,% * Аддукт, % ** Внешний вид рН Поверх, натяжение, эрг/см Коэфф. смачивания (по отношению к воде) 7 56 1,0 1 4 3 Замасливатель по заявляемому изобретению 2 4 3 10 10 7 5 '9 4 прозрачная жидкость, слегка желт. 11,0 11,25 11,05 11,4 45,4 48.1 47.3 42,0 1,17 1.1 1,2 1,12 Стабильность блица 1 5 15 10 11,45 41,2 1.25 неограниченная * - бензилпиридиний хлористый; ** - аддукт, полученный посредством реакции присоединения вторичного диэтилентриамина с эпоксидной смолой. Таблица 2 Оценка свойств комплексной базальтовой нити Свойства Линейная плотность, гекс Разрывная нагрузка,Гс Адгезия к эпоксидному связующему, МПа Влажность, % Количество вещества, удаляемого при прокаливаниии,% Упорядник Замовлення 4098 по прототипу 100 3200 Замасливатель по заявляемому изобретению 1 3 2 4 100 100 100 100 3100 4000 4190 4000 5 100 3100 6,0 1,0 18 0,1 20 0,1 22 0,1 21 0,18 19 0,22 0,9 0,75 0,7 0,8 0,85 1,3 Техред М.Моргентал Коректор Л.Філь Тираж Підписне Державне патентне відомство України, 254655, ГСП, Киїе-53, Львівська пл., 8 Відкрите акціонерне товариство "Патент", м. Ужгород, вул.ГагарІна, 101