玻璃纱的上浆组合物,如此得到的玻璃纱和含有所述纱的复合材料制造技术

本发明专利技术涉及一种上浆组合物，它由一种含有５重量％以下溶剂和含有热聚合基本系统的溶液组成，所述的系统含有至少６０重量％其分子量小于７５０的组分和至少６０重量％一种混合物组分，该混合物组成如下：一种或多种具有至少一个环氧活性官能团的组分，一种或多种具有至少一个胺活性官能团，优选地伯胺或仲胺活性官能团的组分，和一种或多种具有至少一个羟基活性官能团的组分。本发明专利技术另一个目的涉及使用上述上浆组合物涂布的玻璃纱。得到的玻璃纱能用于增强有机或无机材料。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

Sizing composition for glass yarn, glass yarn obtained thereby and composite material containing said yarn

The invention relates to a sizing composition, which is composed of a containing 5 wt% or less solvent and solution composition containing thermal polymerization of the basic system, the system contains at least 60 wt.% of its molecular weight less than 750 component and at least 60 wt% of a mixture, the mixture composition is as follows: a has at least one or more epoxy active functional group, one or more with at least one amine active groups, preferably Dibo or secondary amine functional group composition, and one or more with at least one hydroxyl functional group composition. Another object of the present invention relates to glass yarns coated with the sizing composition. The resulting glass yarns can be used to strengthen organic or inorganic materials.

【技术实现步骤摘要】
,如此得到的玻璃纱和含有所述纱的复合材料的制作方法
本专利技术涉及一种玻璃纱(fils)的上浆组合物(compositiond’ensimage)，得到的玻璃纱以及加入所述玻璃纱的复合材料。采用已知方式可由喷丝头孔流出的熔融玻璃流生产增强玻璃纱。这些玻璃流束拉制成连续单丝形式，然后这些单丝聚集成底纱(fils debase)，这些底纱接着收集成各种形式连续纱线轴、连续或切断纱毡片、切断纱等。单丝聚集成纱前，使这些单丝通过一个上浆设备而涂布一种上浆。这种涂布上浆是必不可少的，首先为了生产这种纱，其次为了制备将作为增强剂的所述纱和其它有机和/或无机材料组合在一起的复合材料。这种上浆首先起到润滑剂的作用，可防止在上述过程中纱与所遇到各种部件之间高速摩擦所产生的磨损。重要的是玻璃纱具有滑动能力，这种能力足以承受后续的转化操作，例如在适当支持件或机织上退卷或收卷，以便尽可能地避免能破坏单丝的摩擦作用。上浆的另一个作用是使上述纱成为一个整体，即在纱内这些单丝彼此结合成为一个整体。在这些纱受到大的机械应力，特别是拉伸的纺织应用中，更特别要考虑这种整体性。因此，这些单丝彼此不粘结时，它们在受到应力时就更容易断裂，于是产生毛屑，从而干扰纺织机的操作，甚至确实需要完全停车。因此，特别涉及形成线轴时，因为单丝断裂出现在边缘，人们可以认为未聚集的纱难以处理。除了感觉外观不非常令人满意外，更困难的是从这些线卷退卷这些纱。上浆的另一个作用是通过在纱与这些材料之间产生键合而促进其待增强材料浸润和/或浸渍纱束。所得到复合材料的机械性能取决于材料与纱的粘结质量，还取决于这种材料浸润和/或浸渍丝束的能力。在大多数情况下，上浆使得有可能获得具有改善机械性能的复合材料。该上浆组合物还应该与生产纱的条件相容，生产纱尤其需要单丝达到每秒几十米的高拉制速度。它们还应该承受单丝通过时引起的剪切力，特别是关于粘度，它不应该波动太大，还应该能合理地浸润单丝表面，以便能沿其整个长度达到均匀的覆盖。它们用于聚合时，该上浆组合物在喷丝头下的温度(约60-100℃)应该还是稳定的。特别地，对此希望看到，为了避免因某些组分挥发而出现的浓度波动问题，可聚合组分在指出的温度下应具有低的蒸汽压。为了保证生产具有稳定质量的上浆玻璃纱，控制转化度也很重要，其转化度定义为上浆中已反应的官能团数与起始的反应官能团数之比。为了防止上浆随时间推移而改变，该转化度特别应该非常接近于预料的理论转化度。一般地，上浆组合物的选择应满足上述作用，不应在室温下储存与在喷丝头较高温度条件下进行化学反应而导致粘度显著增加。非常普遍使用的上浆是低粘度含水上浆，它们易于使用，但在单丝上沉积量必须很大。该上浆的水含量一般是80重量％以上，使用纱前需要对纱进行干燥处理，因为水特别会使纱与待增强材料之间的粘结降低。热处理干燥是一种冗长而又昂贵的操作，这种操作要求精确调节生产纱的条件。这样一种处理对于上浆的纱不是中性的。上浆纱特别呈卷装形式时，因不均匀和/或选择性的迁移，纱着色与卷装变形都可能造成上浆组分分布的改变。没有干燥时，在用含水上浆涂布的细纱(线密度或纱数小于600特(g/km))直边卷装(或粗纱)上也观察到这种变形。为了解决上述这些问题，曾提出所谓的“无水”上浆组合物，即溶剂含量小于5重量％。例如在下面专利申请中描述过这样一些组合物FR-A-2 727 972提供了玻璃纱上浆组合物，该组合物在UV辐射或电子束作用下进行聚合。这种组合物含有可聚合的基本系统，它含有至少一种分子量小于750，有至少一个环氧官能团的组分，并且还含有至少60重量％一种或多种分子量小于750，有至少一个环氧、羟基、乙烯基醚、丙烯酸或甲基丙烯酸官能团的组分。FR-A-2 772 369公开了玻璃纱上浆组合物，它在沉积在纱束上后不需要接着进行热处理段。该组合物含有至少60重量％能聚合的组分，这些组分(其中至少60％)是分子量小于750的组分和这些可聚合组分，它们含有至少一种由一种或多种具有至少一个丙烯酸和/或甲基丙烯酸活性官能团的组分，和一种或多种具有至少一个伯胺和/或仲胺官能团的组分组成的混合物，至少20重量％具有至少两个丙烯酸、甲基丙烯酸、伯胺和/或仲胺活性官能团的这些组分。刚提到的这些无水组合物含有高比例的能在室温下聚合的单体。如果在玻璃单丝上涂布组合物与纱卷绕之间的时间非常短，一般不到一秒，一般用不完全聚合的上浆涂布卷装圈。在纱直接卷绕成直边卷装(粗纱)的条件下，聚合作用动力学还常常不足以允许有效堵住第一层纱。在后续层的累积作用下，较低的层有下沉的趋势，因此在卷绕期间会造成卷装尺寸特性的改变。这些观测缺陷(变形、长度增加等)使这样的卷装不能用在打算使用它们的设备上。在刚公开的条件下，上浆组合物应能够以液体状沉积在单丝上，在纱卷绕期间还应能很快地变成胶凝状。达到胶凝态所需要的时间(“胶凝时间”)取决于沉积时的温度，在通常的生产单丝条件下，这个温度一般是约60-100℃。胶凝时间还取决于人们希望得到的卷装类型，根据其构建方式(直边、交叉角等)，胶凝时间变化范围可以非常宽。因此，打算用来制成直边卷装的上浆组合物，在室温(约25℃)测定的胶凝时间是10-40分钟，优选地15-30分钟时即被认为是令人满意的。涉及制成“饼(gteauk)”类卷装时，优选地寻找具有较大胶凝时间，约100分钟的上浆组合物。另外，该胶凝时间也对最后丝性能，特别是有关其完整性有影响，其完整性一般随聚合反应变得更快而降低。可以按照两种方式沉积以一种或多种环氧化合物和一种或多种胺聚合为基的上浆组合物使用含有所有环氧和胺化活性化合物的组合物仅一步进行沉积，或首先用含有一类活性化合物(环氧或胺)的第一组合物与用含有其它类活性化合物(胺或环氧)的第二组合物分两步涂布单丝。无论选择哪一种方式，看来胶凝时间是相对长的，约两小时或两小时以上。使用高反应性化合物，特别是伯胺化合物，和/或增加在该组合物中这些化合物的量也有可能降低胶凝时间。尽管如此，已知这些胺的毒性程度高，在沉积温度(约60-100℃，如前面所指出的)下的蒸汽压也常常高。因此最好限制其使用，防止在这样环境下工作的人们的身体健康受到任何伤害。本专利技术的一个目的是通过一种或多种含有一个或多个环氧官能团的化合物、一种或多种含有一个或多个胺官能团的化合物和含有一个或多个羟基官能团的化合物的反应，达到控制打算用于涂布玻璃纱的可聚合上浆组合物的胶凝时间，因此有可能根据目的的应用调节这个时间。本专利技术的另一个目的是提出一种上浆组合物，其中伯胺含量应保持尽可能低，同时胶凝时间保持与玻璃纱生产条件相适应。本专利技术的另一个目的是已涂布上述上浆组合物的玻璃纱，这些纱具有高硬度和高整体性，并且还能有效地增强用于制备复合材料的有机和/或无机材料。本专利技术的上浆组合物是由含有5重量％以下溶剂和含有可热聚合的基本系统的溶液组成的，所述的系统含有至少60重量％其分子量小于750的组分和至少60重量％混合物组分，该混合物组成如下·一种或多种具有至少一个环氧活性官能团的组分，·一种或多种具有至少一个胺活性官能团，优选地伯胺或仲胺活性官能团的组分，和·和一一种或多种具有至少一个羟基活性官能团的组分。在本专利技术中，下面的术语具有以下的意义本文档来自技高网...

【技术保护点】
用上浆组合物涂布的玻璃纱，该上浆组合物是由含有５重量％以下溶剂和含有热聚合基本系统的溶液组成，所述的系统含有至少６０重量％其分子量小于７５０的组分和至少６０重量％混合物组分，该混合物组成如下：.一种或多种具有至少一个环氧活性官能团的 组分，.一种或多种具有至少一个胺活性官能团，优选地伯胺或仲胺活性官能团的组分，.和一种或多种具有至少一个羟基活性官能团的组分。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：P穆瓦罗，
申请(专利权)人：法国圣戈班韦特罗特斯有限公司，
类型：发明
国别省市：FR[法国]