Замаслювач для скляного волокна

Корисна модель відноситься до складів замаслювачів для виготовлення скляного волокна, призначеного для отримання армованих полімерних композицій, зокрема, поліефірних в'яжучих із скловолокнистим наповнювачем. Відомий замаслювач для мінерального волокна на основі діціандіамидформальдегідної смоли, що містить поліетиленгліколь, силан і воду. [Патент UA №5755 „Замаслювач для мінеральних волокон з гірських порід", МПК 6 С03С25/02, публ.29.12.94. Бюл. №8-1]. До причин, що перешкоджають досягненню зазначеного технічного результату при використанні відомого замаслю-вача відноситься те, що він дає найкращі показники при виготовленні базальтових волокон за рахунок використання водорозчинної олігомерної смоли і поліетиленгліколю; для скляних волокон відомий замаслювач не підходить. Відомий замаслювач для скляного волокна на основі діціандіамидформальдегідної смоли, що містить препарат ОС-20 і воду [„Виробництво і застосування замаслювачів для скляного волокна" Методичні рекомендації. М., НПО „Склопластик", 1967]. До причин, що перешкоджають досягненню зазначеного нижче технічного результату відноситься те, що даний склад замаслювача, сприяючи взаємній адгезії скловолокнистих наповнювачів з поліефірним в'яжучим, не забезпечує достатню швидкість просочення склонаповнювача; якість отриманих склоармованих композицій і їхні міцнісні характеристики досить низькі. Найбільш близькою до корисної моделі, що заявляється, сполукою того ж призначення по сукупності ознак є замаслювач для скляного волокна, який містить полівінілацетатну дисперсію, діціандіамидформальдегідну смолу, поліетиленгліколь, вінілтриетоксисилан і воду. [Патент 2028985, Росія, „Замаслювач для скляного волокна", МКИ 5 С03С25/02, публ. 20.02.95. Бюл. №5] прийнятий за прототип. До причин, що перешкоджають досягненню зазначеного технічного результату при використанні відомого замаслювача, відноситься те, що даний замаслювач використовують для просочення скляного волокна, призначеного переважно для армування виробів з мінеральних в'яжучих, а при використанні поліефірного в'яжучого не забезпечується достатня адгезія між скляним волокном і в'яжучим. Суть корисної моделі полягає у наступному Відомо, що при виробленні скляного волокна поверхню волокон покривають замаслювачем - складною багатокомпонентною водяною дисперсією, що утворює на волокні гнучку, еластичну плівку, основне призначення якої - забезпечити технологічність скляної нитки, ламкої по своїй природі, тобто надати нитці компактність, цілісність, стійкість до механічних впливів. Для замаслювання скляного волокна, призначеного для армування термореактивних і термопластичних смол, використовують так звані „прямі" замаслювачі, до складу яких додатково вводять агенти, які поліпшують адгезію між скловолокном і в'яжучим, щоб забезпечити міцний зв'язок на границі розділу скловолокно - в'яжуче, причому, майже для кожної системи „в'яжуче - скляне волокно" необхідний індивідуальний склад замаслювача, що забезпечує потрібний технічний результат. Задача полягає в розширенні асортименту замаслювачів. Технічний результат - підвищення міцнісних характеристик склонапов-неного композиційного матеріалу на основі поліефірного в'яжучого за рахунок створення монолітної структури системи „скляне волокно - в'яжуче", що досягається шляхом використання замаслювача для скляного волокна, до складу якого входять полівінілацетатна дисперсія, диціандіамідформальдегідна смола, поліетиленгліколь, вінілтриетоксисилан і вода, а особливість полягає в тому, що замаслювач додатково містить неповну водяну емульсію бісфенольної поліефірної смоли, препарат ОС-20, стеарокс-6, 3-метакрилоксипропілметоксисилан і оцтову кислоту при такому співвідношенні компонентів, у відсотках за масою: неповна водяна емульсія бісфенольної поліефірної смоли 2,0-4,0, полівінілацетатна дисперсія 0,1-0,4, диціандіамідформальдегідна смола 1,25, препарат ОС-20 0,3-0,6, стеарокс-6 0,2-0,4, вінілтриетоксисилан 0,3, 3метакрилоксипропілтриметоксисилан 0,3, поліетиленгліколь 0,2-0,5, оцтова кислота 0,01, вода демінералізована решта Якісний і кількісний склад замаслювана (умовне маркування замаслювача У-9), що заявляється, сформований з урахуванням того, що скляне волокно призначене як наповнювач для армування поліефірного в'яжучого. Для утворення плівки, що обволікає волокно і склеює філаментні нитки, поряд з використовуваними в найближчому анологу полівінілацетатною дисперсією і діціандіамид-формальдегідною смолою, які надають волокну потрібні пластичність і жорсткість, до складу замаслювача введена неповна водяна емульсія бісфенольної смоли, яка створює хорошу когезію між філаментами скляного волокна, що при переробці його в композиційні матеріали підвищує їх міцнісні і діелектричні властивості. Особливо важливо, що для надання системі „скляне волокно - замаслювач - поліефірна смола" особливих когезійних властивостей до складу замаслювача, що заявляється, введені апрети (агенти зчеплення), причому, комплекс підібраний саме для зазначеної системи і складається з двох узятих у рівних частках апретів вінілтриетоксисилана і 3-метакрилоксипропілтриметоксисилана з різними по своїй дії функціональними групами, що при оптимально підібраній змульгованій композиції клеючих речовин діють багатофункціонально, прискорюючи розкриття вільних радикалів і зв'язків, підсилюючи зчеплення з поліефірним в'яжучим і прискорюючи час просочення. При цьому оптимальна швидкість просочення, яка забезпечена комплексом апретів, що заявляється, - не тільки наслідок хорошої адгезії системі „скляне волокно - замаслювач - поліефірне в'яжуче", але і необхідний параметр технологічного процесу, за яким контролюється одержання монолітної, однорідної структури склоармованих композиційних матеріалів без розшарувань і повітряних включень, тобто є необхідною умовою одержання якісних виробів зі стабільно високими фізико-механічними властивостями, збереження їх у процесі експлуатації, перешкоджаючи руйнівній дії вологи на границі розділу „скляне волокно поліефірна смола". Як емульгатори використовують препарат ОС-20 і стеарокс-6, як пом'якшувач - поліетиленгліколь. Оцтову кислоту використовують для стабілізації рН замаслювача. Вода - природний розчинник, для приготування замаслювача використовують демінералізовану воду, щоб виключити вплив на якість замаслювача мінеральних і інших домішок. Якісний і кількісний склад замаслювача, наведений у формулі корисної моделі, забезпечує йому низькі міграційні властивості, високу технологічність у переробці за рахунок рівномірного розподілу замаслювача по всій поверхні скляного волокна, яке зберігається в готових композиційних матеріалах. Таким чином, усі наведені у формулі та обґрунтовані в описі суттєві ознаки корисної моделі, необхідні та достатні для його здійснення. У таблицях наведено: у табл.1 - склад замаслювача для скляного волокна за прикладами, у табл.2 - швидкість просочення склонаповнювача по прикладах. Дані, що підтверджують можливість здійснення корисної моделі з отриманням вищевказаного технічного результату полягають у такому. Замаслювач, що заявляється, містить речовини, які надають необхідні властивості самому замаслювачу (в'язкість, стабільність, стійкість до розшарування), і комплекс речовин, що забезпечують технологічність скляного волокна при виготовленні і переробці, а також сприяють одержанню виробів із заданими властивостями, у відсотках за масою: клеючі речовини неповну водяну дисперсію бісфенольної поліефірної смоли 2,0-4,0, полівінілацетатну дисперсію 0,1-0,4, діціандіамидформальдегідну смолу 1,25, емульгатори препарат ОС-20 0,3-0,6, стеарокс-6 0,2-0,4, апрети вінілтриетоксисилан 0,3, 3метакрилоксипропілтриметоксисила н 0,3, пом'якшувач поліетиленгліколь 0,2-0,5, а також оцтову кислоту 0,01, воду демінералізовану решта. Процес виготовлення замаслювача для скляного волокна складається з наступних стадій: - виготовлення водяного розчину неповної водяної дисперсії бісфенольної поліефірної смоли в співвідношенні 1:10, - виготовлення водяного розчину діціандіамидформальдегідної смоли в співвідношенні 1:10; - виготовлення водяного розчину полівінілацетатної дисперсії в співвідношенні 1:5; - виготовлення водяного розчину з попередньо розплавлених при температурі 80±5°С продукту ОС-20, стеарокса-6 і поліетиленгліколю; - виготовлення водяного розчину вінілтриетоксисилана в співвідношенні 1:5; - виготовлення водяного розчину 3-метакрилоксипропілтриметоксисилана в співвідношенні 1:5, розчинення ведуть у підкисленій оцтовою кислотою воді при постійному перемішуванні зі швидкістю обертання мішалки »300об/хв. Змішувач заповнюють водою приблизно на 1/3 об'єму. Потім при працюючій мішалці завантажують підготовлені компоненти строго в зазначеній послідовності, після чого додають воду до необхідного об'єму, ретельно перемішують. Готовий до використання замаслювач являє собою однорідну емульсію білого кольору, стійку до розшарування протягом 10 діб, а при гравітаційному перемішуванні - до 30 діб. Корисна модель ілюструється прикладами (табл.1 і 2). Приклад 1 (негативний) Для виготовлення замаслювача для скляного волокна беруть компоненти в такому співвідношенні, у відсотках за масою: неповна водяна емульсія бісфенольної поліефірної смоли 0,5 полівінілацетатна дисперсія 0,05 диціандіамідформальдегідна смола 0,5 препарат ОС-20 0,1 стеарокс-6 0,05 вінілтриетоксисилан 0,3 0,3 3-метакрилоксипропілтриметоксисилан поліетиленгліколь 0,1 оцтова кислота 0,01 вода демінералізована решта . Замаслювач наносять на скляне волокно в процесі наробітку, потім волокно переробляють у виріб, просочують поліефірною смолою. Волокно при переробці нетехнологічне: нитка „пушить", рветься. Швидкість просочення, по якій контролюється процес - 22сек. Отриманий виріб має нерівномірну, ослаблену структуру, фізико-механічні показники виробу низькі (у таблиці не наведено). Приклад 2 (позитивний) Для виготовлення замаслювача беруть компоненти в такому співвідношенні, у відсотках за масою: неповна водяна емульсія бісфенольної поліефірної смоли 2,0 полівінілацетатна дисперсія 0,1 диціандіамідформальдегідна смола 0,9 препарат ОС-20 0,3 стеарокс-6 0,2 вінілтриетоксисилан 0,3 3-метакрилоксипропілтриметоксисилан 0,3 поліетиленгліколь 0,2 оцтова кислота 0,01 вода демінералізована Решта . Замаслювач наносять на скляне волокно в процесі наробітку, потім волокно переробляють у виріб, просочують поліефірною смолою. Волокно в переробці технологічне, компоненти замаслювача забезпечують швидкість просочення 9сек, структура виробу однорідна, монолітна. Приклад 3 (позитивний) Для виготовлення замаслювача беруть компоненти в такому співвідношенні, у відсотках за масою: неповна водяна емульсія бісфенольної поліефірної смоли 3,0 полівінілацетатна дисперсія 0,3 диціандіамідформальдегідна смола 1,1 препарат ОС-20 0,3 стеарокс-6 0,3 вінілтриетоксисилан 0,3 0,3 3-метакрилоксипропілтриметокеисилан поліетиленгліколь 0,3 оцтова кислота 0,01 вода демінералізована решта . Замаслювач наносять на скляне волокно в процесі виготовлення, потім волокно переробляють у виріб, просочують поліефірною смолою. Волокно в переробці технологічне, компоненти замаслювача забезпечують швидкість просочення 10сек, структура виробу однорідна, монолітна, фізико-механічні показники високі. Приклад 4 (позитивний) Для виготовлення замаслювача беруть компоненти в такому співвідношенні у відсотках за масою: неповна водяна емульсія бісфенольної поліефірної смоли 4,0 полівінілацетатна дисперсія 0,4 диціандіамідформальдегідна смола 1,25 препарат ОС-20 0,6 стеарокс-6 0,4 вінілтриетоксисилан 0,3 3-метакрилоксипропілтриметоксисилан 0,3 поліетиленгліколь 0,5 оцтова кислота 0,01 вода демінералізована решта . Волокно в переробці технологічне, компоненти замаслювача забезпечують швидкість просочення 12сек, структура виробу однорідна, монолітна. Приклад 5 (негативний) Для виготовлення замаслювача беруть компоненти в такому співвідношенні, у відсотках за масою: неповна водяна емульсія бісфенольної поліефірної смоли 6,5 полівінілацетатна дисперсія 1,0 диціандіамідформальдегідна смола 2,0 препарат ОС-20 1,5 стеарокс-б 0,7 вінілтриетоксисилан 0,3 0,3 3-метакрилоксипропілтриметоксисилан поліетиленгліколь 1,0 оцтова кислота 0,01 вода демінералізована решта . Волокно при переробці нетехнологічне, замаслювач коагулює на замаслюючому валку. З наведених прикладів випливає, що наведені у формулі компоненти замаслювача в співвідношенні, що заявляється, забезпечують одержання необхідного технічного результату, тобто ознаки корисної моделі необхідні і достатні для її здійснення. При цьому найбільш оптимальним за отриманими результатами є склад замаслювача за прикладом 2. Перевагою замаслювача, що заявляється, є те, що система з двох апретів, узятих у рівних частках і оптимально підібрана емульгована композиція клеючих речовин діє багатофункціонально, посилюючи зчеплення скляного волокна з поліефірним в'яжучим, забезпечуючи потрібну якість композиційних матеріалів і виробів з них. Таблиця 1 Склад замаслювана для скляного волокна по прикладах, у відсотках за масою Найменування компонента неповна водяна емульсія бісфенольної поліефірної смоли полівінілацетатна дисперсія диціандіамідформальдегідна смола препарат ОС-20 стеарокс-6 вінілтриетоксисилан 3-метакрилоксипропілтриметоксисилан поліетиленгліколь оцтова кислота вода демінералізована 1 2 Приклади 3 4 5 0,5 2,0 3,0 4,0 6,5 0,05 0,5 0,1 0,05 0,3 0,3 0,1 0,01 0,1 0,9 0,3 0,2 0,3 0,3 0,2 0,01 0,3 1,1 0,4 0,3 0,3 0,3 0,3 0,01 Решта 0,4 1,25 0,6 0,4 0,3 0,3 0,5 0,01 1,0 2,0 1,5 0,7 0,3 0,3 1,0 0,01 Таблиця 2 Швидкість просочення поліефірним в'яжучим скляного волокна з замаслювачем, що заявляється, по прикладах, сек. Приклад 1 22 Приклад 2 9 Приклад 3 10 Приклад 4 12 Приклад 5 21