NO782584L - Fremgangsmaate for fremstilling av forsterkningsfibre av glass - Google Patents

Description

Fremgangsmåte for fremstilling av forsterkningsfibre av glass.

Foreliggende oppfinnelse vedrorer belegging av glassfibre og anvendelse av slike fibre for forsterkning av plastmaterialer.

Oppfinnelsen vedrorer spesielt belegging av glassfibre som anvendes for forsterkning av plater av stopemasse (sheet molding compound) som også benevnes preimpregnert .SMC, hvorfra man under påvirkning av varme og trykk fremstiller stopte produkter av forsterket plastmateriale.

Under anvendelsen av preimpregnert materiale for å fremstille artikler av plastmateriale forsterkt med glassfibre, plaserer man vanligvis én eller flere elementer som benevnes sjikt av en plate sammensatt av harpiks og oppkut-tede glassfibre som på forhånd er fremstilt i sentrum av en form i en presse, og ved påvirkning av varme og trykk fremstilles artikkelen. Man anvender vanligvis et sjikt hvor overflaten tilsvarer ca. 60% av overflaten i artikkelen som skal stopes, og dette fordi plastmaterialet og glassfibrene skal kunne flyte i alle retninger for fullstendig å fylle formen og for å fremstille en stopt artikkel med en jevn forsterkning. Den fremstilte artikkel ved hjelp av denne fremgangsmåte selges vanligvis rett fra formen og den bor derfor ha flere karakteristiske egenskaper. Den bor spesielt ha gode mekaniske egenskaper og ha en feilfri overflate.

En feilfri overflate defineres hovedsakelig etter folgende to kriterier: - fravær av fremspringende glassfibre på overflaten av den stopte artikkel. F. eks. skal man ikke med folesansen kunne merke at materialet er forsterket med glassfibre. Videre skal en undersøkelse med lys på kloss hold ikke kunne avslore overflatefeil. I virkeligheten undersoker man noyaktig jevnheten i et stopt produkt hvor harpiksen.ikke er forsterket - og fravær av synlige glissfibre, ved forskjell i farge i forhold til harpiksmatrisen. Uansett farge på det ferdige produkt, og derfor uavhengig av det pigment som er tilsatt harpiksen, skal ikke fibrene være synlige på overflaten av den stopte artikkel.

De karakteristiske trekk som er nevnt foran og som bor være tilstede i stopte produkter fra preimpregnert SMC oppnås hovedsakelig ved de spesifikke kvaliteter på glassfiberen som anvendes for forsterkning. Og disse spesielle kvaliteter gis fibrene ved det belegg som påfores dem.

Glassfibrene som anvendes for forsterkning av preimpregnert SMC underkastes en behandling som tilpasser dem for forsterkning av plastmaterialer i sin alminnelighet. Behandlingen bor samle fibrene til en enkelt tråd, belegge dem med en smorende hud for å beskytte fibrene mot gjensidig gnidning, bevare integriteten i tråden under oppspolingsopera-sjonene, og fremme forbindelsen mellom glass og den syntetiske harpiks under forsterkningen av plastmaterialet. Videre bor behandlingen av tråden gi dem spesielle egenskaper som tilpasser dem anvendelse i SMC. Spesielt bor tråden ha en god flyteevne under stopeoperasjonen for den forsterkede artikkel. Således bor tråden fordele seg i hele harpiksen og gi artikkelen de bnskede mekaniske egenskaper. Behandlingen bor like- . ledes tillate at tråden deler seg opp i de enkelte fibre under stopningen for at fordelingen mellom glass og harpiks skal være så fin som mulig. Hvis oppdelingen opptrer for tidlig, for stopningen, eller når denne begynner, er flytingen av tråden dårlig. Av denne grunn bor tråden ha en god likevekt mellom, integritet og. fordeling, noe som bestemmes ved den behandling fibrene får.'Endelig bor fibrene ha en god evne til "for-svinning", dvs. at fibrene bor "ikke være synlige på overflaten av det stopte produkt.

De behandlinger som anvendes for fibrene for å til-passe dem forsterkning av preimpregnert SMC er allerede beskrevet. Likeledes er det kjent ifolge fransk patent 2.110.469 å belegge en fiber som anvendes i preimpregnert SMC ved hjelp av en vandig dispersjon som hovedsakelig inneholder en modifisert epoksydharpiks, en emulsjon av en kopolymer av poly-vinylacetat og en N-metylolakrylamid, en kopolymer av vinylacetat og etaylen i form av en emulsjon, en voks av typen etylenglykol, et smoremiddel som inneholder en amid-/ester-antistatisk middel, et ikke-ionisk smoremiddel og en mineral-olje, en silikonemulsjon og et "brodannende middel, gamma-metakryloksypropyltrimetoksysilan. Sammensetningen av beleg-ringspreparatet. som er nevnt ovenfor gir glassfibre visse av

de egenskaper som gjor fibrene anvendelige for SMC-behandling,-spesielt en god flyteevne. På den annen side gis fibrene ikke visse andre egenskaper slik at overflateegenskapene på de fremstilte artikler fremstilt av forsterket harpiks med fibre som er belagt med preparatet ikke er tilfredsstillende spesielt fordi fibrene forblir synlige, og dette er grunnen til at enkelte artikler fremstilt med utgangspunkt i preimpregnert SMC enten er granulert på overflaten eller har fått et malingsstrbk.

Foreliggende oppfinnelse fjerner de forannevnte ulemper- og foreslår en ny behandling av glassfibrene ved hjelp av et nytt belegningspreparat. Den nye behandling ifolge oppfinnelsen gir glassfibre som når de anvendes i SMC gjor det

■mulig å tilveiebringe en ferdig, stopt artikkel som har gode mekaniske egenskaper på grunn av en jevn forsterkning, samtidig som man får en feilfri overflate spesielt ved at fibrene ikke lenger er synlige på overflaten av artiklen.

Ifolge oppfinnelsen fremstilles glassfibre belagt med et belegg som gjor at de passer for forsterkning i preimpregnert SMC ved fblgende operasjoner: - man trekker mekanisk med stdr hastighet fibre av smeltet glass, - man belegger fibrene ved hjelp av et vandig belegningspreparat , - man samler fibrene under trekkingen i form av tråder som rulles opp i baller, tbrkes og deretter omdannes til en lagdelt tråd i form av en spole, eller man samler direkte den lagdelte tråden på en spole og tbrker den.

Fremgangsmåten erkarakterisert vedat man belegger fibrene ved hjelp av et vandig preparat som omfatter en emulsjon av en kopolymer av vinylacetat og akrylmonomerer hvor minst én har en epoksydfunksjon, ett.eller flere brodannende midler av typen organosilaner, et antistatisk middel såsom et hygroskopisk salt, og eventuelt krystalliserbar eddiksyre.

Kopolymeren som består av vinylacetat og akrylmonomerer hvor minst én er en epoksydfunksjon, gir fibre, sammen med de andre bestanddeler i preparatet, egenskaper som gjor at det passer for forsterkning av impregnert SMC og gir fibrene spesielt den egenskap at den forsvinner i det endelige produkt.

I en foretrukket utførelse ifolge oppfinnelsen, inneholder preparatet én eller flere smoremidler som er valgt blant fblgende forbindelser: enkle eller modifiserte kationiske polyetylenemulsjoner, kationiske aminoforbindelser og ikke-ioniske overflateaktive midler. Polyetylenemulsjonene kan spesielt være polyetylenemulsjoner som markedsføres under betegnelsen "Polappret 1045" av Schimmet et Schwarz, kationiske modifiserte polyetylenemulsjoner slik som de som benevnes "Velustrol KPA" og markedsføres av BASF og"Sopromine 1159" av Soprosoie. Kationiske aminoforbindelser kan spesielt være de som markedsføres under betegnelsen "Sodamine S 34" og "Sodamine CA" av Barnier. De ikke-ioniske overflateaktive midler er f.eks. polyetylenglykol-monolaurat med molekylvekt på 300 og hydrogynert polyoksyetyle.n-ricinolje.

Av de nevnte smoremidler anvender man spesielt hydrogenert polyetylenricinolje. Som man vil vise i de føl-gende eksempler, vil tilsatsen av denne forbindelsen i belegningspreparatet gi et ende bedre utséende på det endelige produkt.

Det er foretrukket å tilsette belegningspreparatet én eller flere epoksyder, i opplbsning i form av modifiserte epoksyder eller i emulsjon. Tilsatsen letter fremstillingen av de belagte fibre. Man har konstatert at tilsatsen av epoksyder i belegningspreparåter letter oppsnellingen for å få flerlagstråden og man unngår spesielt "klumping".

Som det vil bli beskrevet i det følgende, er utseendet i det endelige produkt en funksjon av konsentrasjonen av de forskjellige bestanddeler i preparatet: Spesielt vil sluttproduktet man får ved å anvende fremgangsmåten ifolge oppfinnelsen ha en god overflate når forsterkningen er belagt med en vandig opplosning som inneholder, for 100 vektprosent belegningspreparat, fblgende andeler av de forskjellige hovedbestanddeler: - 0 - 6 vektprosent av en vandig opplosning av én eller flere modifiserte epoksydharpikser eller en emulsjon av én eller flere epoksydharpikser, - 4 - 20 vektprosent av en emulsjon av;en kopolymer-av vinylacetat og akrylmonomerer hvor minst én er en epoksyd-funks jon,

0,01 1 vektprosent av et brodannende middel

såsom et organosilan,

- 0,1 - 1 vektprosent av eb hygroskopisk salt,

- 0 - 2 vektprosent av et smoremiddel,

- 0 - 1 vektprosent av en krystalliserbar eddiksyre, Pluss vann for å utgjore 100%.

Det brodannende middel er vanligvis et organosilan eller en blanding av organosilaner som er valgt blant aminpsilaner såsom aminioproyltrietoksysilan, aminoprolyltri-metoksysilan, (3-aminoetyl- 6 -aminopropyltrietoksysilan, p~aminoetyl-<X->aminopropyltrimetoksysilan, vinylsilaner såsom

metakryloksypropyltrimetoksysilan, vinyl-tri" - (3-metoksyetoksy-silan.

I en spesiell utfbrelse som er spesielt passende for industrielt bruk, belegges glassfibrerie ved hjelp av - fblgende belegningspreparat: - 2 - 3 vektprosent av en opplosning eller en emulsjon av epoksyharpiks, - 10 vektprosent av en kopolymer av vinylacetat og akrylmonomerer hvor minst én er en epoksyfunksjon, - 0,2 vektprosent gamma-metakryloksypropyltrimetoksysilan,

- 0,3 % litiumklorid,

- 0,2 % hydrogenert polyoksyetylenricinolje,

- 0,3 % eddiksyre,

og resten opp til 100% av avionisert vann. Tbrrstoffet i dette preparat er mellom 7 og 8%, noe

som tilsvarer ca. 1,3 - 2% belegg på de tørkede glassfibre.

Glassfibren som tilveiebringes ifolge fremgangsmåten etter oppfinnelsen har 0,3 - 3% belegg i forhold til totalvekten av de belagte fibre og har en god integritet målt etter den fremgangsmåte som er beskrevet i det etter-følgende, og integriteten er i størrelsesorden 1,2-1,3-

Den forer seg godt under oppsnellingsoperasjonen, spesielt når belegget ..inneholder en epoksyharpiks. De belagte fibre er godt beskyttet. De er ufølsomme overfor statisk elek-trisitet.

Andre karakteristiske trekk og fordeler ved oppfinnelsen vil fremgå av den etterfølgende beskrivelse og de spesielle eksempler..

Eksempel 1

Man fremstiller et belegningspreparat som inneholder folgende produkter uttrykt i prosentandeler .beregnet på grunn-lag av, totalsammensetningen:

- 2 % av en vandig opplosning av en modifisert epoksyharpiks med strukturen:

hvor x = 8 - 10 og

n i gjennomsnitt ca. 3,5,

noe som man benevner modifisert epoksy A.

- 1 % av en vandig opplosning som inneholder en modifisert epoksyharpiks med strukturen:

hvor n i gjennomsnitt er ca. 3,5

og som man betegner modifisert epoksy B..

10 % av en emulsjon av en kopolymer av vinylacetat

og akrylmonomerenehvor minst én er en epoksyfunksjon,

- 0,2 % av et brodannende middel, gamma-metakryloksypropyltrimetoksysilan,

- 0,3 % litiumklorid,

- 0,2 % hydrogenert polyoksyetylenricinolje,

og resten opp til 100 % utgjores av avionisert vann.

pH i preparatet er mellom 4 og 5 og torrstoffet 7-8 vektprosent.

Man fremstiller en opplosning av modifisert epoksyharpiks B ved å plasere 1000 deler av en forbindelse C med formelen:

med n gjennomsnitt ca. 3,5

i en reaktor med 1000 deler etylenglykol eller etylenglykol-monoetyleter. Når harpiksen er opplost, tilsettes langsomt under tilbakelbp 85 deler dietanolamin. Når tilsatsen er av-' sluttet, lar man reaksjonen gå under tilbakelbp i ca. 1 time.

Man får en opplosning av modifisert epoksyd B med strukturen: .

med en gjennomsnittlig n på ca. 3,5.

Man fremstiller en opplosning av modifisert epoksyharpiks A ved å plasere 2051 deler av den samme forbindelse C som allerede er beskrevet i en reaktor med 878,7 deler etyl-glykolacetat. Man oppvarmer under tilbakelop til 105°C for å opplbse harpiksen. Deretter hever man temperaturen til 120°C og tilsetter langsomt under omroring og tilbakelop, 165,7 deler dietanolamin. Når tilsatsen er avsluttet, lar man reaksjonen gå under tilbakelop i ca. 1 time.

Man tilsetter deretter 6,6 deler kaliumkarbonat og 1019,3 deler polyetylenglykolmonooleat med molekylvekt 300. Man lar reaksjonen gå i 4 timer. Man tilsetter til slutt 878,7 deler etylenglykol.

Man får en opplosning av:

med n gjennomsnitt ca. 3,5 og x : 8 - 10.

Emulsjonen av kopolymer av yenylacetat og akrylmonomerer hvor minst én er en epoksydfunksjon, fremstilles av selskapet Produits Chimiques Rousselot og markedsfbres under betegnelsen "DZ 23". Akrylmonomerene er spesielt akrylsyre og etylakrylat. Akrylmonomeren ved epoksyfunksjon er glycidylmetakrylat. Innholdet av oksygen er ca. 0,2% i forhold til totalemulsjonen, noe som tilsvarer en prosentandel glycidylmetakrylatmonomer på ca. 3% i forhold til totalmengden monomer i kopolymeren. Emulsjonen "DZ 23" stabiliseres av . polyvinylalkohol. Torrstoffet er 50 - 60% og molekylvekten på kopolymeren er i størrelsesorden 300.000.

Silan som anvendes som brodanningsmiddel er en vandig opplosning eller hydrolysat av gamma-metakryloksypropyltrimetoksysilan hydrolysert ved pH 4 og konsentrasjonen er van-lig vis under 1%.

Den hydrogenerte polyoksyetylenricinolje har fblgende struktur:

For å fremsbringe belegningspreparatet dispergerer man på forhånd epoksydene A og B. For å gjore dette samler man de to moderopplbsningene av modifiserte epoksyder, man tilsetter eddiksyre i et forhold på ca. 40 g pr. kg moderopplbsning. Man rbrer med en rbrer av typen Ekato utstyrt med en propell. Man fortsetter omrbringen og tilforer langsomt det avioniserte vannet. Når man har tilsatt like meget vann som moderopplbsning, befinner man seg på inversjonspunktet og på dette punkt tilsetter man en omtrent tilsvarende mengde vann for å redusere viskositeten.

Man kan nå fremstille belegningspreparatet. I en beholder plaserer man i de mengder som er benyttet foran hydrolysatet av silan, hvoretter man tilsetter kopolymeropp-løsningen "DZ 23" som på forhånd er fortynnet med sin vekt i vann, deretter epoksyddispersjonen og man tilsetter deretter ricinoljen som på forhånd er opplost i ca. 3 ganger sin egen vekt i vann deioniserte ved 60°C og avkjblt til 20°C

ved tilsats av kaldt vann, og man tilsetter endelig en vandig opplosning på ca. 6 vektprosent litiumklorid.

Man fremstiller nå glassfibrene. Fibrene av glass

E tilveiebragt ved smelting av'glasskuler eller ved direkte smelting har en diameter på 10 - 14 mikron og samles i tråder på 40 - 80 tex (l tex: 1 gram pr. 1000 meter tråd) etterat de er påfort det foran nevnte belegningspreparat. Tråden rulles opp på kjent måte for å danne baller. Ballene tbrkes i varm luft ved 130°C i 12 timer. Trådene fra flere baller rulles deretter opp i tråder hvor den totale finhet kan vari-ere og fores over på sneller. Den belagte glasstråd inneholder 1,6% belegg i forhold til totalvekten av den belagte fiber. De belagte fibre er integrerte og integriteten som måles ved den fremgangsmåte som nå blir beskrevet, er på 1,2.

For å måle integriteten på de belagte tråder, går man frem på fblgende måte: J Man kutter opp trådstykker på ca. 50 mm som man sprer tilfeldig på en plan overflate vanligvis av glass. På glassplaten plaseres en kvadratisk ramme inn-delt i 16 kvadrater med sidekant på ca. 2 cm. Antall trådstykker pr. kvadrat er i størrelsesorden enkelte enheter vanligvis 4-5. Man registrerer trådene som befinner seg.

i hvert kvadrat. Man gir et poeng for en integrert tråd som består av en enkel stilk. Man gir to poeng til en tråd som delvis er oppdelt i fibre og man gir 3 poeng til en tråd som fullstendig er delt opp i fibre og hvor integriteten er meget dårlig. Målet på integritet kan således.variere fra 1-3. Man legger sammen poengene i hvert kvadrat. Totalt antall poeng i et kvadrat divideres med antall tråder som kvadratet

omfatter. Man går frem på denne måte i hvert av de 16 kvadrater. Man får endelig gjennomsnittlig statis,M.sk_.jLntegritet som i dette.eksemplet har verdien 1,2.

Trådene belagt ifolge eksemplet har en god stivhet på ca. 165 målt etter en fremgangsmåte som er beskrevet i det etterfølgende.

Man tar 50 cm av en flerlags tråd som man fester

på midten i et punkt. Tråden danner en bue og man måler korden den spenner over i en avstand på 75 mm fra forankrings-. punktet. I dette eksemplet har korden en lengde på 165 mm.

Tråden er godt beskyttet. Belegget er delvis opp-losélig, opptil 60% i styren. Fibrene belagt anvendes som forsterkning i preimpregnert SMC, som vil bli beskrevet i det etterfølgende.

Eksempel 2

Man fremstiller en glasstråd på tilsvarende måte som i eksempel 1 med den forskjell at belegningspreparatet som

er fremstilt for fibreringen ikke inneholder modifisert epoksyd A og at torrstoffinnholdet er 6,6%. .Glasstråden har 1,6 vektprosent belegg. Integriteten er 1,2, stivheten er 170. Belegget er opplbselig til ca. 60% i styren. Under fremstillingen av fibren, kan man observere en liten tendens til klumping under oppsnellingen.

Eksempel 3

Man fremstiller en glasstråd på tilsvarende måte som i eksempel 1 med den forskjell at belegningspreparatet fremstilt for fibreringen ikke inneholder modifisert epoksyd B. Torr-. stoffinnholdet er 7,2 vektprosent. Den tilveiebragte tråd

har 1,4 vektprosent belegg. Integriteten er 1,3 og stivheten 135. Belegget er opplbselig til ca. 60% i styren.

Eksempel 4

Man fremstiller en glasstråd på tilsvarende måte

som i eksempel 1 med den forskjell at belegningspreparatet som er fremstilt for fibreringen hverken inneholder modifisert epoksyd A eller modifisert B. Torrstoffinnholdet er 5,8%.

Den tilveiebragte tåd har 1,3 vektprosent belegg. Belegget

er opplbselig til ca. 50% i styren. Man observerer en klar tendens til klumping under oppsnellingen, noe som gjor denne operasjon meget vanskelig.•

Eksempel 5

Man fremstiller en glasstråd på tilsvarende måte

som i eksempel 1, men'forskjellen er at man erstatter den hydrogenerte polyoksyetylenricinolje med et annet smoremiddel med samme andel, og dette smoremiddel er en blanding av mine-ralolje, silikon og polyetylenglykol. Torrstoffinnholdet i belegget er 7,8%. Den tilveiebragte tråd har 1,7 vektprosent belegg. Integriteten er 1,3 og stivheten er 160. Belegget er opplbselig til ca. 60% i styren. Man kan under fremstillingen legge merke til en tendens til klumping i opps-nellingen. Eksempel 6

Man fremstiller en glasstråd på tilsvarende måte som i eksempel 1 med den forskjell at man erstatter oppløs-ningen av modifiserte epoksyharpikser A og B av en emulsjon av en annen epoksyharpiks. Epoksyharpiksene som går inn har den generelle formel C som allerede er beskrevet, men n er mellom 0 og 2. Man fremstiller emulsjonen av epoksyharpiks med utgangspunkt i fblgende komponenter:

og avionisert vann for å få en emulsjon med 50% torrstoff.

Bisfenol A/epiklorhydrin D-harpiks er "Araldite CY 207" som markedsføres under betegenlsen av Ciba Prochal. Det er en epoksyharpiks med formel C med molekylvekt 435, en epoksyindeks på 4,6 og med n gjennomsnitt på ca. 0,3«

"Antarox Co 970" virker som emulgerende middel.

Det er et kondensat av etylenoksyd i en'nonylfenol og markeds-føres under denne betegnelsen avGAF.

Polyvinylpyrrolidbn K 90 er likeledes markesfbrt av

GAF.

Emulsjonen av epoksyharpiks beskrevet ovenfor går inn i belegningspreapratet som andeler som de modifiserte epoksyharpikser, dvs. i størrelsesorden 2%.

Torrstoffet i preparatet er 7,8 vektprosent.

Den fremstilte tråd påfbres belegget ifolge eksemplet og har 1,4% belegg. Integriteten er 1,1 og stivheten 160.

Belegget er opplbselig til ca. 70% i styren.

Eksempel 7

Man fremstiller en glasstråd på tilsvarende' måte som i eksempel 1, med den forskjell at man erstatter oppløs-ningene av modifiserte epoksyharpikser med en emulsjon av en annen epoksyharpiks. Emulsjonen fremstilles med utgangspunkt av fblgende komponenter og de fblgende andeler:

avionisert vann i en tilstrekkelig mengde til at emulsjonen inneholder 50% torrstoff.

Harpiksen av bisfenol A/epiklorhydrin E er "Araldite BR 16" som markedsføres under betegnelsen av Ciba Prochal. Det er en epoksyharpiks, betegnet på forhånd med C, méd molekylvekt 870 og en epoksyindeks på 2,3 og n gjennomsnitt på ca. 2. Emulsjonen går inn i belegningspreparatet i størrel-sesorden 2 vektprosent. Tbrrstoffet i preparatet er 7,7%. Den fremstilte tråd påfbres belegget ifolge eksemplet og har 1,45% belegg. Integriteten er 1,1 og stivheten 150. Belegget er opplbselig til ca. 70% i styren.

Eksempel 8

Glasstråden fremstilles på tilsvarende måte som

i eksempel 1, men forskjellen er at man ikke anvender hydrogenert polyoksyetylenricinolje eller andre tilsvarende smoremidler. Man får en tråd som har egenskaper som tilnærmet er lik tråden fra eksempel 1.

I det etterfølgende beskrives'fremstillingseksem-pier for belagt tråd ved hjelp av belegningspreparatene ifolge oppfinnelsen.

Eksempel 9

Man fremstiller en glasstråd på tilsvarende måte som i eksempel 1, men belegningspreparatet som anvendes inneholder ikke kopolymer av vinylacetat og akrylmonomerer hvor minst én er en epoksyfunksjon.

Denne kopolymer er erstattet i preparatet av en kopolymer av vinylacetat og N-metylolakrylamid som.markeds-føres under betgnelsen "1252828<:>" av National Staren Company.

Torrstoffet i belegget er 7,5%. Den belagte tråd har 1,75% belegg. Integriteten er 1,2 og stivheten 155. Belegget er opplbselig til 50% i styren.

Eksempel 10.

Man fremstiller glasstråd på tilsvarende måte som

i eksempel 1 ved hjelp av et belegningspreparat som er beskrevet i fransk patent 2.186.440 og som omfatter ricinolje og andre bestanddeler som er angitt nedenunder:

Torrstoffinnholdet er 3,3%. Belagt tråd har 0,65% belegg, tråden har en meget dårlig integritet, poeng 1,35, stivheten er 150. Man kan under oppsnellingsoperasjonen regi-strere en stor tendens til klumping, noe som gjor operasjonen vanskelig. Belegget er opplbselig til ca. 45% i styren.

Eksempel 11

Man fremstiller en glasstråd på tilsvarende måte

som i eksempel 1 og anvender det samme preparat, men med en forskjellig andel bestanddeler.

Torrstoffet er 8,2%, den belagte tråd har et belegg-på 1,6 vektprosent. Tråden har en integritet på 1,2 og en 'stivhet på 151. Belegget er opplbselig til 35% i styren.

Eksempel 12

Man fibrerer glasset som foran, men anvender et belegningspreparat for klassisk SMC som er beskrevet i eksempel i fransk patent 2.110.469. Den belagte tråd har 1,3% belegg. Tråden har en integritet på 1,2 og en stivhet på

150.

Man anvender glasstrådene som er belagt etter eksemplene foran for forsterkning av preimpregnert SMC. Forskjellige typer forsterkede, preimpregnerte masser fremstilles, og man fremstiller spesielt en hvit preimpregnert, en grå preimpregnert, en blå preimpregnert og en preimpregnert masse av typen "lav krympning".

Fra disse preimpregnerte masser fremstilles stopte artikler i form av plater hvor man bedommer overflatene for å fastlegge fordelene ifolge oppfinnelsen.

Preimpregnert hvit masse;

I en sylindrisk mottaker utstyrt med en rbrer,

plaseres 100 deler av en harpiks som utgjor grunnmaterialet i den preimpregnerte masse og som er en umettet polyester av typen ortoftalester, som markedsfbres under betegnelsen "Leguval ¥ 20" av Bayer. Denne harpiksen selges i form av en væske som inneholder 30% styrenmonomer. Man tilsetter under-omrbring og ved værelsetemperatur en del katalysator for hby temperatur, f.eks. tertiobutylperbenzoat som markedsfbres under betegnelsen "Trigonox C" av- Chalonnaise des Peroxydes og som foreligger i form av en væske. Man tilsetter deretter

en del titanoksyd som markedsføres under betegnelsen "Kronos. RN 61" av Société Internationale du Titane. Man tilforer deretter, i hvilken som helst rekkefolge, kalsiumkarbonat i form av hvitt pulver hvor partiklene har en gitt diameter, f.eks. tilsettes 40 deler "Millicarb" hvor partiklene har en diameter på 2,5 mikron og 60 deler "Omya-BL" hvor partiklene har en gjennomsnittlig diameter på 5 mikron og som markedsfores av OMYA. Man tilsetter et anti-skumdannende middel i form av 3 deler sinkstearat og 3 deler av et poly-etylenpulver med hoy tetthet som markedsfores under b-etegnel- • sen "Coathyléne type HA 1681" av det sveitsiske selskap Plaslabor. Når blandingen er homogenisert, tilsettes et modningsmiddel som kan være MgO fra Merck. Blandingen fores deretter opp til en temperatur på ca. 35°C. Man får en pasta som plaseres på en polyetylenplate ved hjelp av en skrape på en SMC-maskin. På dette fbrste Jiarpiksbelegget plaseres en duk fibre plasert ifolge et av de forangående eksempler. Glasstråden er skåret opp i form av trådbiter med lengde på 25 - 50 mm ved hjelp av en "Finn Fram" kniv plasert over SMC-maskinen. Man plaserer deretter et annet belegg harpiks som dekkes med en annen tynn plate av polyetylen. Glassfibrene utgjor ca. 30 vektprosent av den totale blanding.

Blandingen fores mellom valser som har til hensikt

å la harpiksen stromme på tvers av glassfibrene og den rulles opp for å danne en valse som kan manipuleres ved hjelp av ytre polyetylenplater. Man lar valsen strokne under væfelse-temperatur i flere dager eller i flere måneder hvis dette er nodvendig.

Ved slutten av denne perioden er den preimpregnerte massen klar til å anvendes. Man skjærer av et stykke av den preimpregnerte platen som har en overflate på ca. 60% av overflaten på det ferdige stopte produkt, og man fjerner de to be-skyttelsesplatene av polyetylen og plaserer stykket i formen. Artiklen presstopes ved en temperatur på ca. 150°C under et trykk på ca. 50 bar. Pressepperasjonen varer ca. 1 minutt pr. mm tykkelse. I vårt tilfelle, har man fremstilt plater med en diameter på 170 mm og en tykkelse på 4 mm.

Man fremstiller flere plater for hver av trådene fremstilt ,etter eksemplene•1 - 12. De tilveiebragte plater undersokes med hensyn på overflateegenskaper og spesielt med hensyn på fibrenes synlighet ved fargeforskjell eller ved fremspring. Man gir 5 poen når glassfiberen ikke' syns i

materialet, noe som tilsvarer et utmerket resultat. Man gir derimot 1 poeng når resultatet er meget dårlig, dvs. når man klart kan se fibrene i harpiksen. Man gir 3+ når utseendet'ligger mellom 3 og 4. I tilfellet med hvit masse, fremstilt som ovenfor, er resultatet for fibrene fra eksemplene 1, 8,

10, 11 og 12 gitt i den etterfølgende-tabell:

Fibrene ifolge eksempel 10 og 11 har en blåfarge som antageligvis skyldes volan som inngår i belegningspreparatet, noe som gjor dem meget synbare i harpiksen.

Preimpregnert grå masse

Den preimpregnerte grå masse fremstilles ved samme-fremgangsmåte som er beskrevet foran, men med harpiks med folgende sammensetning:

Den grå "Stratyrex" er et grått pigment som markedsfores under denne betegnelsen av Rhone Polene Petrochimie.

Man fremstiller preimpregnert grå masse for hver av glassfibrene som er fremstilt ifolge eksempel 1-12.

De tilveiebragte plater undersokes med hensyn til sitt utseende. Resultatene er gjengitt i folgende tabell:

Preimpregnert blå masse

Den preimpregnerte blå SMC fremstilles ifolge samme, fremgangsmåte som beskrevet foran med en harpiks med folgende sammensetning:

Den blå ferro er et pigment som markedsfores av Ferro under betegnelsen "VD 201".

Man fremstiller en preimpregnert blå masse for hver av glasstrådene fremstilt ifolge eksemplene 1-12. Utseendet på platene er registrert i etterfølgende tabell:

Fibrene er vanligvis mer synlige i blåfarget materiale enn i det gråfargede materiale.

Preimpregnert masse av typen " lav krympning"

Man fremstiller en preimpregnert masse med lav krympning ifolge fremgangsmåten beskrevet foran med en har^piks som har fblgende sammensetning:

"Paraplex P 340!' er en umettet polyester som markedsfores under denne betegnelsen av Rohm & Haas. "Paraplex P 701" likledes fra Rohm & Haas er en akrylpolymer i opplosning i styren som virker som en krympningskompensator. Harpiksen forsterkes med glassfibre som er fremstilt foran ifolge eksemplene og i en andel på 30 vektprosent.

De tilveiebragte plater med fibre fremstilt ifolge eksemplene 1, 10 og 12 er vurdert med hensyn på utseendet.

De tilveiebragte plater fra preimpregnert forsterket masse med glassfibre ifolge oppfinnelsen og spesielt fra eksemplene 1-8 har vanligvis en god overflate, bedre enn plater forsterket med fibre som er fremstilt ved andre fremgangsmåter f.eks. 9 - 12, uansett hvilken preimpregnert masse som anvendes. De preimpregnerte masser som anvender den belagte fiber ifolge opffinnelsen gir stopte artikler hvor fibrene er vanskelige å oppdage. Artiklene fremstilt ifolge oppfinnelsen kan markedsfores direkte fra formen under å underkastes granulering eller ved at det påfores et malingslag for å forbedre utseendet.

Fibrene som er belagt ifolge oppfinnelsen kan likeledes benyttes til andre anvendelser såsom fremstilling av matter eller forformet for kaldstoping eller for samtidig på-sproyting.

Claims (19)

1. Fremgangsmåte for fremstilling av glassfibre som er belagt med et belegg for at de skal kunne anvendes i preimpregnert SMC (sheet molding compound) masse hvor man benyt-ter fblgende operasjoner:

- man trekker mekanisk med stor hastighet fibre av smeltet glass, - man belegger fibrene ved hjelp av et vandig belegningspreparat, - man samler glassfibrene under trekkingen i form av tråder som rulles opp i baller, tbrkes og deretter samles i flere lags tråder i form av sneller, eller man samler direkte flerlagstråden i form av sneller og tbrker disse, karakterisert ved at fibrene belegges ved hjelp av et vandig belegningspreparat som omfatter: .0-6 vektprosent av en vandig opplosning av én eller flere modifiserte epoksyharpikser eller en emulsjon av én eller flere epoksyharpikser, .4-20 vektprosent av en emulsjon av en, vinyl- acetatkopolymer og akrylmonomerer hvor minst én er en epoksydfunksjon, . 0,02 - 1 vektprosent av et brodannende middel såsom et organosilan, . 0,2-1 vektprosent av et hygroskopisk salt, .0-2 vektprosent av et smoremiddel, .0-1 vektprosent av krystalliserbar eddiksyre, oh , resten opp til-100% av avionisert vann.

2. Fremgangsmåte for fremstilling av glassfibre ifolge krav 1, karakterisert ved at smoremidlet i belegningspreparatet er valgt blant fblgende forbindelser: enkle modifiserte kationiske polyetylenemulsjoner, kationiske aminoforbindelser og ikke-ioniske overflateaktive midler.,

3. Fremgangsmåte for fremstilling av glassfibre ifolge krav 2, karakterisert ved at de ikke-ioniske overflateaktive midler velges blant polyetylenglykol-monolaurat med molekylyekt 300 og hydrogeriert polyoksyetylenricinolje.

4. Fremgangsmåte for fremstilling av glassfibre ifolge et hvilket som helst av kravene 1-3, karakterisert ' v; e d at smoremidlet' er hydrogenert polyoksyetylenricinolje.

5. Fremgangsmåte for fremstilling av glass fibre ifolge et hvilket som helst av kravene 1-4, karakterisert ved at kopolymeren av vinylacetat og akrylmonomerer hvor minst én er en epoksydfunksjon i hovedtrekkene består av vinylacetatmonomerer, akrylsyre, etylakrylat og glyci-dylmetylmetakrylat og at molekylvekten er ca. 300.000.

6. Fremgangsmåte for fremstilling av glassfibre ifolge et hvilket som helst av kravene 1- 5, karakterisert ved at brodanningsmidlet er et organosilan eller en blanding av organosilaner valgt blant aminosilaner såsom aminopropyltrietoksysilan, aminopropyltrimetoksysilan, (3-aminoetyl- -aminopropyltrietoksysilan, (3-amino-etyl- -aminopropyltrimetoksysilan eller vinylsilaner såsom metakryloksypropyltrimetoksysilan og vinyltri-(3-metoksyetoksysilan.

7. Fremgangsmåte for fremstilling av glassfibre ifolge et hvilet som helst av kravene 1-6, karakterisert ved at det hydgroskopiske salt er litiumklorid.

8. Fremgangsmåte for fremstilling av glassfibre ifolge et hvilket som helst av kravene 1-7, karakterisert ved at det vandige belegningspreparat omfatter - 2 - 3 vektprosent av en opplosning eller en dispersjon av epoksyharpikser-, - 10 vektprosent av en kopolymer av vinylacetat og akrylpolymerer hvor minst én er en epoksyfunksjon, - 0,' 2 vektprosent gamma-metakryloksypropyltrimetoksysilan, -0,3 vektprosent litiuraklorid, 0,2 vektprosent hydrogenert polyoksyetylenricinolje, - 0,3 vektprosent krystalliserbar eddiksyre, - resten opp til 100% av avionisert vann.

9. Fremgangsmåte for fremstilling av glassfibre ifolge et hvilket som helst av kravene 1-8, karakterisert ved at oppløsningen av epoksyharpiks i hovedtrekkene er en opplosning av ■ en modifisert epoksyharpiks med strukturen:

hvor n middel er ca. 3,5.

10. Fremgangsmåte for fremstilling av glassfibre ifolge et hvilket som helst av kravene 1-8, karakterisert ved at oppløsningen av epoksyharpikser i hovedtrekkene er en opplosning av modifisert epoksyharpiks med strukturen:

med x = 8 - 10 og n middel ca. 3,5.

11. Fremgangsmåte for fremstilling av glassfibre ifolge et hvilket som helst av kravene 1-8, karakterisert vedat opplbsningen av epoksyharpikser er en blanding av en opplosning av modifisert epoksyharpiks B og en opplosning av en modifisert epoksyharpiks A hvor opplbsningen av harpiks B utgjor 0,2-2 vektprosent av belegningspreparatet mens opplbsningen av harpiks A utgjor 0,3 - 4 vektprosent av belegningspreparetet.

12. Fremgangsmåte for fremstilling av glassfibre ifolge et hvilket som helst av kravene 1 <*-> 8, karakterisert vedat emulsjonen av epoksyharpiks i hovedtrekkene er en emulsjon av én eller en blanding av epoksyharpikser med strukturen:

med n middel mellom 0 og 2.

13. Fremgangsmåte for fremstilling av glassfibre ifolge krav 12, karakterisert ved at n er ca. 0,4 og at epoksyharpiksen har en epoksyindeks på 4,6.

14. Fremgangsmåte for.fremstilling av glassfibre ifolge krav 12, karakterisert ved at n er ca. 2 og epoksyharpiksen har en epoksyindeks på 2,3.

15. Glassfibre, karakterisert ved at de er fremstilt ifolge fremgangsmåten ifolge et hvilket som helst av kravene 1-14.

16. Glassfibre ifolge krav 15, karakterisert ved at vekten av belegget på en fiber utgjor mellom 0,3 og 3 vektprosent av totalvekten av den belagte fiber, etter at den er tbrket.

17. Forsterket plastmasse, karakterisert ved at den omfatter glassfibre fremstilt ifolge et hvilket som helst av kravene 1 - 14.

18. Preimpregnert SMC som omfatter en harpiks såsom en umettet polyester, tilsatsstoffer såsom kalsiumkarbonat, et antiskumdannende middel såsom sinkstearat eller et polyetylen, en katalysator for hoy temperatur, magnesiumoksyd og belagte glassfibre, karakterisert ved at glassfibrene er fremstilt ifolge fremgangsmåten ifolge et hvilket som helst av kravene 1-14.

19. Stopte plastartikler, karakterisert ved at de.er fremstilt av en plastmasse ifolge kravene ■ 17 og 18. • «