Замаслювач для скляного волокна

Замаслювач для скляного волокна, до складу якого входить поліуретано-ва емульсія і вода, який відрізняється тим, що додатково містить дщіандіамидформальдепдну смолу, препарат ОС 20, g - амінопропи лтриетокси силан, оцтову кислоту та катюнно-поверхнево-активну речовину при такому співвідношенні компонентів у відсотках за масою поліуретанова емульсія 2,0-6,0 діціандіамидформапьдепдна смола 0,3-1,0 препарат ОС-20 0,3-1,0 g - амінопропи лтриетокси силан 0,1-0,8 оцтова кислота 0,03-0,16 катюнно-поверхнево-активна речовина 0,01-0,1 вода решта Корисна модель відноситься до галузі хімічної технології, а саме, до сполук замаслювачів для обробки скляного волокна, призначених для виготовлення склонаповнених термопластів, зокрема, поліамідів Відомий замаслювач для скляного волокна, що містить дщіандіамидформальдепдну смолу, препарат ОС-20, у амінопропилтриетоксисилан, оцтову кислоту і воду ["Виробництво і застосування замаслювачів для скляного волокна Методичні рекомендацГ/ НВО "Склопластик", М , 1987р] До причин, що перешкоджають використанню відомого замаслювача відноситься те, що склонаповнені поліаміди, отримані на основі армуючих матеріалів з його використанням, мають низькі експлуатаційні характеристики Відомий замаслювач для скляного волокна, що містить дщіандіамидформальдепдну смолу, у- амінопропилтриетоксисилан, оцтову кислоту і воду |Декл патент України №50210А "Замаслювач для скляного волокна", МПК6 С03С25/02, публ 15 10 2002, бюл №10] До причин, що перешкоджають використанню відомого замаслювача відноситься те, що полівінілацетатна дисперсія, на основі якої він приготовлений, не дозволяє досягти високих експлуатаційних властивостей склонаповнених поліамідів Найбільш близькою до корисної моделі, що за явлений, сполукою того ж призначення по сукупності ознак є замаслювач для скляного волокна, до складу якого входить поліуретанова емульсія і вода [Асв СРСР №1715735 "Замаслювач для скляного волокна", МКИ5 С03С25/02, публ 29 02 92, бюл №8] До причин, що перешкоджають досягненню зазначеного технічного результату при використанні відомого замаслювача, прийнятого за найближчий аналог, відносять те, що склонаповнені поліаміди, виготовлені з використанням рубаного скляного волокна, обробленого відомим замаслювачем, мають низькі М Н С Н характеристики Щ1Т1 Суть корисної моделі полягає в наступному Скляними волокнами армують багато з пластичних матеріалів з метою надання їм конструкційних властивостей жорсткості, МІЦНОСТІ та інших Відомо багато композицій замаслювачів, однак на практиці майже для кожного нового матеріалу добирається або розробляється конкретний вид замаслювача, що наносять на скляне волокно, яке для наповнення термопластів, зокрема, поліамідів, повинне мати особливу технолопчність у переробці бути достатньо міцним, пластичним, не нести на собі статичної електрики, володіти адгезією до термопластів Поряд з пластичністю скляне волокно повинне бути жорстким, щоб його можна було рубати на короткі відрізки, і щоб вологе скляне волокно, на яке нанесено замаслювач з клеючими речовинами, не забивалося і не залипало в обладнанні Але головна вимога - це хо CO CM ST 7223 роше розподілення наповнювача (скляного волокна) у матеріалі, що наповнюється, та їх взаємна адгезія один до одного, від чого залежать мщністні характеристики поліамідів Задача полягає в удосконаленні матеріалу для наповнення термопластів, зокрема, поліамідів Технічний результат - підвищення технолопчності скляного волокна при виготовленні і переробці, а також підвищення фізико-механічних показників склонаповнених поліамідів за рахунок рівномірного розподілення рубаного скловолокна в поліаміді шляхом нанесення на скляне волокно замаслювача, до складу якого входять поліуретанова емульсія і вода, зпдно корисної моделі додатково містить діціандіамидформальдепдну смолу, препарат ОС-20, у- амінопропилтриетоксисилан, оцтову кислоту і катюнноповерхнево-активну речовину при наступному співвідношенні інгредієнтів у відсотках за масою поліуретанова емульсія 2,0-6,0, діціандіамидформальдепдна смола 0,3-6,0, препарат ОС-20 0,3-1,0, -амінопропилтриетоксисилан 0,1-0,8, оцтова кислота 0,03-0,16, катіонно-поверхнево активна речовина 0,01-0,1, вода решта Приготування замаслювана, що заявлений, у виробничих умовах, наробіток з його використанням рубаного скляного волокна і склонаповнених поліамідів, а також їхнє дослідження показали, що сполука замаслювана для скляного волокна забезпечує одержання потрібного технічного результату, а саме, поліуретанова емульсія (неоксил 8200 або неоксил 9851), яка є основою замаслювача, що заявлений, яка має клеючі властивості, додає скляному волокну необхідну твердість і одночасно еластичність Поліуретанова емульсія також поліпшує когезійні властивості скляного волокна, це означає, що окремі філаменти з'єднуються в комплексну нитку, причому, при вмісті поліуретанової емульсії менше 2,0 ВІДСОТКІВ за масою скляне волокно нетехнолопчне розшаровується на окремі волокна і пушить, а вище 6,0 - волокно дуже тверде, склеюється і налипає на обладнання До складу замаслювача, що заявлений, введена добавка - катюнно-поверхнево-активна речовина (наприклад, неоксил АО-5620), основне призначення якої - зняття статичної електрики та надання скляному волокну "ковзного" ефекту (сипкості), у сполуці замаслювача, що заявлений, при даному кількісному співвідношенні добавка стабілізує замаслювач від розшарувань, підтримуючи всі компоненти в зваженому стані, що сприяє кращому змочуванню замаслювачем кожного філамента в комплексній нитці, тим самим додає плинність і сипкість рубаному скловолокну, зберігаючи при цьому ЦІЛІСНІСТЬ гранул Інші компоненти традиційні по призначенню, а саме, дщіандіамидформальдепдна смола - інша клеюча речовина, також склеює волокно, додаючи йому необхідну твердість, у амінопропилтриетоксисилан, маючи спорідненість як зі скляним волокном так і з термопластами, забезпечує їх взаємну адгезію, препарат ОС-20 - емульгатор і антистатик, оцтова кислота служить для підкислення води перед розчиненням у амінопропилтриетоксисилана, вода є носієм та розчинником перерахованих інгредієнтів, оптимальне кількісне співвідношення яких визначено експериментальним шляхом Дослідження також показали, що застосуванням замаслювача для скляного волокна складу, що заявлений, досягається зазначений технічний результат, а саме, забезпечена необхідна технолопчність одержання рубаного скляного волокна, яке відрізняється від найближчого аналогу особливими сипкістю і "ковзним" ефектом, від чого наповнювач рівномірно розподіляється в розплаві поліаміду, і необхідною твердістю волокна, що у свою чергу підвищує МЩНІСТНІ характеристики склонаповнених поліамідів практично всіх марок У таблиці 1 надано склад замаслювана, який заявлений, у таблиці 2 - фізико-механічні показники поліаміду на прикладі марки ПА6-210 КС, наповненого скляним волокном з використанням замаслювана, у порівнянні з найближчим аналогом Дані, які підтверджують можливість здійснення корисної моделі з отриманням потрібного технічного результату, такі Замаслювач, що заявлений (умовне маркірування замаслювача Е-1), складається з комплексу клеючих, антистатичних, стабілізуючих і інших компонентів, у відсотках за масою поліуретанова емульсія 2,0-6,0, дщіандіамидформальдепдна смола 0,3-1,0, препарат ОС-20 0,3-1,0, -амінопропилтриетоксисилан 0,1-0,8, оцтова кислота 0,03-0,16, катюнно-поверхнево-активна речовина 0,01-0,1, вода решта, являє собою низькоконцентровану водяну дисперсію білого кольору й однорідного складу, несхильну до розшаровування протягом технологічно доцільного часу, яка зберігає стабільність протягом 96 годин, що цілком достатньо для забезпечення процесу одержання скляного волокна При постійному гравітаційному перемішуванні замаслювач зберігає свої властивості і не розшаровується більш тривалий час, що важливо, наприклад, при транспортуванні його на деякі відстані або при технолопчних зупинках виробництва Процес виготовлення замаслювача досить складний через різні фізичні і ХІМІЧНІ властивості використовуваних компонентів, що в однакових умовах не розчиняються у воді і не змішуються одночасно, тому приготування замаслювача здійснюють у кілька операцій готування водяного розчину поліуретанової емульсії в співвідношенні =1 10, готування водяного розчину катюнноповерхнево-активної речовини в співвідношенні = 1 60, готування водяного розчину діціандіамидформальдепдної смоли в співвідношенні ~ 1 10, готування емульгуючої емульсії - водяного розчину препарату ОС-20 у співвідношенні з розчинником = 1,2 10, розчинення у- амінопропилтриетоксисилана у 7223 воді в співвідношенні =1 100 з доведенням рН розчину до 6 додаванням оцтової кислоти, змішування всіх компонентів, додавання води до необхідної концентрації Кожну операцію виконують при постійному перемішуванні в окремих ємностях, виготовлених з нержавіючої сталі і споряджених мішалками, що забезпечують швидкість обертання не менше 60 об/хв При цьому важливо строго дотримувати умови проведення кожної операції, співвідношення і ПОСЛІДОВНІСТЬ уведення компонентів Порушення технолопчного режиму приводить до коагуляції, розшарування замаслювача, інших необоротних наслідків У змішувач ємністю, наприклад, 100 л заливають ЗО л дистильованої води з температурою +25±5°С і при постійному перемішуванні поступово вливають розрахункову КІЛЬКІСТЬ поліуретанової емульсії (неоксил 8200 або неоксил 9851), перемішують протягом 10-15 хвилин В окрему ємність заливають 3 л дистильованої води з температурою +80±5°С і при постійному перемішуванні додають розрахункову КІЛЬКІСТЬ катюнно-поверхнево-активно» речовини (наприклад, неоксил 5620), перемішують протягом 10-15 хвилин Потім, не припиняючи перемішування, додають ще 5 л дистильованої води з температурою +25±5°С, чим охолоджують розчин до температурі +35±5°С Готовий розчин вливають у змішувач Також в окрему ємність завантажують 7 л дистильованої води і розрахункову КІЛЬКІСТЬ діціандіамидформальдепдної смоли Перемішують протягом 1015 хвилин при температурі +25±5°С Готовий розчин вливають у змішувач В окрему ємність завантажують препарат ОС-20, попередньо розплавлений при температурі +80±5°С до рідкої однорідної маси Потім при перемішуванні поступово вливають 5 л дистильованої води з температурою +80±5°С до утворення однорідної емульсп, перемішують протягом 10-15 хвилин, після чого вливають у змішувач В окрему ємність завантажують 8 л дистильованої води з температурою +25±5°С і розрахункову КІЛЬКІСТЬ у амінопропилтриетоксисилана, перемішують протягом 15 хвилин, потім додають оцтову кислоту до одержання розчину з рН = 6±5, перемішують ще 15 хвилин і вливають у змішувач Після додавання розчину останнього компонента в змішувач доливають воду в КІЛЬКОСТІ ДО 100 Л І перемішують протягом 15-20 хвилин Приготовлений замаслювач наносять на скляне волокно в процесі його виготовлення, яке рубають на відрізки необхідної довжини, сушать і використовують для наповнення термолласлв Корисна модель ілюструється на прикладі найбільш часто використовуваного в промисловості поліаміду марки ПА 6-210 КС Приклад 1 (негативний) Готують замаслювач такого складу, у відсотках за масою поліуретанова емульсія 1,5, діціандіамидформальдепдна смола 0,2, препарат ОС-20 0,1, -амінопропилтриетоксисилан 0,1, оцтова кислота 0,02, катюнно-поверхнево-активна речовина 0,005, вода решта Отримане волокно, оброблене замаслювачем складу за прикладом 1 низькотехнолопчне в переробці, нитка пушить, розсипається, забиває обладнання Фізико-механічні показники, що характеризують якість склонаповненого поліаміду, низькі (див табл 2) згинаюча напруга п/м руйнування, МПа 170, ударна в'язкість, КДЖ/М 18,0 Приклад 2 (позитивний) Готують замаслювач такого складу, у відсотках за масою поліуретанова емульсія 2,0, діціандіамидформальдепдна смола 0,3, препарат ОС-20 0,3, -амінопропилтриетоксисилан 0,2, оцтова кислота 0,05, катюнно-поверхнево-активна речовина 0,01, вода решта Скляне волокно, оброблене замаслювачем за прикладом 2, добре переробляється, рівномірно розподіляється в розплаві поліаміду Фізикомеханічні показники склонаповненого поліаміду високі (табл 2) згинаюча напруга п/м руйнування, МПа 200, ударна в'язкість, КДЖ/М 2 23,4 Приклад 3 (позитивний) Готують замаслювач такого складу, у відсотках за масою поліуретанова емульсія 3,5, дщіандіамидформальдепдна смола 0,5, препарат ОС-20 0,5, -амінопропилтриетоксисилан 0,3, оцтова кислота 0,06, катюнно-поверхнево-активна речовина 0,03, вода решта Скляне волокно, оброблене замаслювачем за прикладом 3, добре переробляється, рівномірно розподіляється в розплаві поліаміду, що підтверджується високими фізико-механічними показниками склонаповненого поліаміду (табл 2) згинаюча напруга п/м руйнування, МПа 214, ударна в'язкість, КДЖ/М 2 25,0 Приклад 4 (позитивний) Готують замаслювач такого складу, у відсотках за масою поліуретанова емульсія 4,5, дщіандіамидформальдепдна смола 0,7, препарат ОС-20 0,6, -амінопропилтриетоксисилан 0,5, оцтова кислота 0,1, катюнно-поверхнево-активна речовина 0,05, вода решта Скляне волокно з використанням заявленого замаслювача за прикладом 4 технолопчне в переробці, у розплаві поліаміду розподіляється рівномірно, про що свідчать високі фізико-механічні показники склонаповненого поліаміду (табл 2) згинаюча напруга п/м руйнування, МПа 266, ударна в'язкість, КДЖ/М 2 43,6. 7223 Приклад 5 (позитивний) Готують замаслювач такого складу, у відсотках за масою поліуретанова емульсія 5,0, діціандіамидформальдепдна смола 0,9, препарат ОС-20 0,8 -амінопропилтриетоксисилан 0,6, оцтова кислота 0,12, катюнно-поверхнево-активна речовина 0,06, вода решта Скляне волокно, оброблене замаслювачем за прикладом 5, добре переробляється, рівномірно розподіляється в розплаві поліаміду, склонаповнений поліамід характеризується високими фізикомеханічними показниками (табл 2) згинаюча напруга п/м руйнування, МПа 260, ударна в'язкість, КДЖ/М 2 8 - амінопропилтриетоксисилан 0,9, оцтова кислота 0,2, катюнно-поверхнево-активна речовина 0,15, вода решта Скляне волокно, оброблене замаслювачем за прикладом 7, нетехнолопчне в переробці налипає на обладнання, важко рубається на короткі відрізки, що погано розподіляються в розплаві поліаміду Отриманий склонаповнений поліамід має досить низькі фізико-механічні показники (табл 2) згинаюча напруга п/м руйнування, МПа 160, ударна в'язкість, КДЖ/М 2 17,4 Склад замаслювача і фізико-механічні показники склонаповненого поліаміду приведені в таблицях 1 і 2, з яких випливає, що заявлений склад замаслювана є оптимальним для одержання потрібного технічного результату Таким чином, приведені дані свідчать про виконання такої сукупності умов замаслювач призначений для використання в промисловості при виробництві скляного волокна для наповнення термопластів, і може бути викорис 40,6 Приклад 6 (позитивний) Готують замаслювач такого складу, у відсотках за масою поліуретанова емульсія 6,0, дщіандіамидформальдепдна смола 1,0, препарат ОС-20 1,0, -амінопропилтриетоксисилан 0,8, оцтова кислота 0,16, катюнно-поверхнево-активна речовина 0,1, вода решта Отримане скляне волокно, оброблене замаслювачем за прикладом 6, технологічне, добре переробляється, рівномірно розподіляється в розплаві поліаміду, що підтверджується хорошими фізико-механічними показниками скло-наповненого поліаміду (табл 2) згинаюча напруга п/м руйнування, МПа 169, ударна в язкість, кДЖ/м2 26,9 Приклад 7 (негативний) Готують замаслювач такого складу, у відсотках за масою поліуретанова емульсія 7,0, дщіандіамидформальдепдна смола 1,5, препарат ОС-20 1,2, таний у ХІМІЧНІЙ промисловості, для складу замаслювача, що заявлений, в тому виді, як він охарактеризований у формулі винаходу, підтверджена можливість його здійснення за допомогою описаних у заявці способів і методів Перевага замаслювача, що заявлений, в тому, що він забезпечує одержання жорсткого та одночасно пластичного скляного волокна з особливим "ковзним" ефектом, що зберігається й у рубаного волокна Це позитивно позначається на всіх операціях по виготовленню і переробці скляного волокна, а рубане скляне волокно має особливу сипкість, що сприяє його рівномірному розподілові в розплаві термопласту, зокрема, поліаміду, підвищуючи його МІЦНІСТЮ характеристики Замаслювач складу, що заявлений, може бути використаний при виготовленні інших видів волокон Таблиця 1 Склад замаслювача для скляного волокна у відсотках за масою Найменування компонентів пол уретанова емульсія діціандіамидформальдепдна смола препарат ОС 20 амінопропилтриетоксисилан оцтова кислота катюнно-поверхнево-активна речовина вода 1 15 02 01 01 0 02 0005 2 20 03 03 02 005 001 3 35 05 05 03 006 0 03 Приклади 4 45 07 06 05 01 0 05 решта 5 50 09 08 06 012 006 6 60 10 10 08 016 01 7 70 1 5 12 09 02 015 Таблиця 2 Фізико-механічн показники скло наповненого поліамщу наповненого рубами скловолокном на замаслювані який заявлении у порівнянні з найближчим аналогом Найменування показників Масова частина скло наповнювача % Гнучка напруга при зруинуванн МПа Ударна в язкість кДЖЛ/ Комп ютерна верстка М Клюкін прототип 299 160 22 4 1 27 0 170 180 2 298 200 23 4 Підписне 3 29 9 214 25 0 Приклади 4 300 266 436 5 301 260 406 6 300 169 26 9 Тираж 28 прим Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності вул Урицького 45 м Київ МСП 03680 Україна ДП Український інститут промислової власності вул Глазунова, 1 м Київ-42 01601 7 27 3 160 174