纤维用的涂层组合物制作方法

马丁·查尔斯·福劳特, 莱那德·约瑟夫·阿基马

1991年9月25日

1991年2月12日

1990年2月13日

欧文斯-科尔宁格·费伯格拉斯公司

C03C25/26GK1054785SQ9110125

涂层 纤维 组合

1.一种含水涂层组合物，它基本上包括(以重量百分数表示)重量%聚碳酸酯前体材料15～35水溶性聚合物.5～2粘度调节剂 .02～.10分散剂 .5～2.0除泡剂 微量催化剂 0.009～.021水 余量2.如权利要求1的涂层组合物，其最终固体含量范围为16～36重量%3.一种含水涂层组合物，它基本上包括(以重量百分数表示)重量%聚碳酸酯前体材料 20～25水溶性聚合物 1.0～1.5粘度调节剂 .04～.06分散剂 .5～1.0除泡剂 微量催化剂 .012～.015水 余量4.如权利要求1的涂层组合物，其最终固体含量范围为23～27重量%5.一种含水涂层组合物，它基本上包括(以重量百分数表示)重量%聚碳酸酯前体材料 22.5水溶性聚合物 1.2粘度调节剂 0.05分散剂 .89除泡剂 微量催化剂 .014水 含量6.如权利要求5的涂层组合物，其最终固体含量为大约25重量%7.一束细丝，其表面至少有一部分涂敷有由权利要求1的含水涂层组合物经蒸发掉水后所产生的剩余物8.一束细丝，其表面至少有一部分涂敷有由权利要求3的含水涂层组合物经蒸发掉水后所产生的剩余物9.一束细丝，其表面至少有一部分涂敷有由权利要求5的含水涂层组合物经蒸发掉水后所产生的剩余物10.根据权利要求7的一束细丝，其中细丝由玻璃纤维制成11.一种用权利要求7的细丝增强的树脂制品12.一种用权利要求10的玻璃纤维增强的树脂制品

本发明涉及一种用于纤维的涂层组合物，具体地说，该涂层组合物可用于涂敷结构复合物中所用的柔性玻璃纤维绳股众所周知，使用各种热固性和热塑性化合物可以制造模塑组合物具体地说，这样一种组合物，即聚碳酸酯前体(称作LexanRRMP，可以从General Electric买到)，它具有人们所希望的性能，这使得它具有热塑性树脂和热固性树脂的双重作用然而在试图用它制造涂敷的玻璃纤维绳股或粗纱时，却遇到了问题，这种绳股或粗纱上带有足够高的最终固体含量，同时尚含有柔性的粗纱，后者很少或不会由于聚碳酸酯前体材料的粉化而使聚碳酸酯前体从粗纱上脱落下来说在已驚奇地发现，与这些已知的涂层组合物有关联的上述问题，可用一种水溶性聚合物或一种粘合剂予以解决也已驚奇地发现，可以配制一个种含水的涂层组合物，它包括这种水溶性聚合物，聚碳酸酯前体材料，以及其他组份如粘度调节剂，分散剂，除泡剂，催化剂等等这种组合物可使人们趁机利用LexanRRMP聚碳酸酯前体材料的热塑性/热固性特点本发明对准一种涂层组合物，它可在玻璃纤维绳股或粗纱上产生最终固体含量高的聚碳酸酯前体LexanRRMP聚合物，后者是Gene-ral Electric Company开发和供应的专卖材料本发明的一个方面是提供一种含水的涂层组合物，它包括聚碳酸酯前体材料，一种水溶性聚合物成膜剂，一种增稠剂或粘度调节剂，一种分散剂，一种除泡剂，一种催化剂，其余的是水借助使用水溶性成膜聚合物，可将GE LexanRRMP粉料应用于粘附在玻璃纤维上所形成的涂敷的玻璃纤维可用于制造玻璃纤维增强产品本发明的涂层组合物可使玻璃绳股或粗纱具有极好的柔性，涂层很少或根本没有因粉化而从粗纱上脱落下来本发明的这些和那些方面以及其优点在考虑了下面对本发明的详细说明后将变得更加清楚了本发明适用于通常用来增强聚合物树脂的任何玻璃纤维这里所用的术语“玻璃纤维”是指通过拉细一股或多股熔融玻璃而形成的细丝，以及将玻璃纤维细丝在形成时即收拢在一起而做成的绳股该术语也表示通过应用和/或搓捻许多绳股而制成的编织物或非编织物更可取的是，本发明的浆料配方用于E型纤维本发明实际应用的各个组分都是可以从商店购买到的，并且在制备体现本发明特征的配制物时可以彼此互相简单掺混本发明的涂层组合物包括一种聚碳酸酯前体材料，一种成膜物，一种增稠剂或粘度调节剂，一种分散剂，一种除泡材料，一种催化剂，其余的是水根据本发明还提供一些纤维，在该纤维的至少一部分表面上涂敷有本发明的涂层组合物根据优选的实例，本发明所用的聚碳酸酯前体材料是LexanRRMP材料，它是General Electric的专卖产品其加工特征是，LexanRRMP材料既以与热固性材料相似的方式起作用，又具有与热塑性材料相似的最终特性当LexanRRMP材料被加热时，它在约150℃软化，在200°～250℃成为流体在250°～300℃，在催化剂存在下，LexanRRMP材料聚合形成高分子量热塑材料通过使用粘合剂或成膜物，本发明使得LexanRRMP材料在玻璃纤维上获得高负载在优选的实例中，粘合剂或成膜物是水溶性聚氧乙烯聚合物，例如来自Union Carbide Corporation的PoLyox WSR-N-3333在本发明的涂层组合物中，为使聚碳酸酯前体LexanRRMP粒子保持悬浮状态，可使用各种适用的增稠剂或粘度调节剂，一种特别适用的增稠剂是Drew Chemical Corporation供应的Drewfloc 270本发明的涂层组合物可含有任何适用的分散剂一种适用的分散剂是可从Rohm and Haas Company公司买到的Triton X100，它是一种辛基苯氧基聚乙氧基乙醇另外，本发明的涂层组合物可包含一种除泡材料，例如可从Nopco Chemical Company买到的No peo NTW涂层组合物还含有一种适用的催化剂，它可帮助LexanRRMP进行聚合General Electric建议或者使用水杨酸锂，或者使用四苯基硼酸四丁基铵尽管发现这两种催化剂都是合格的，但水杨酸锂更好本发明浆料组合物的其余物是水除了催化剂以外，涂层组合物的各种成分最好是中性的，它们既不加速也不减慢LexanRRMP聚碳酸酯前体材料的聚合速率具体地说，本含水涂层组合物的大致含量(重量百分数)如下表Ⅰ组份 范围 重量百分数聚碳酸酯前体 15～35 20～25成膜物或粘合剂乳液 0.5～2.0 1.0～1.5增稠剂/粘度调节剂 .02～.10 .04～.06分散剂 .2～2 .5～1.0除泡剂 微量 微量催化剂(聚碳酸酯重量的.06%) .009～.021 .012～0.015去离子水 余量 余量最终固体含量范围为16～36重量%，优选值为大约23～27重量%使用了浆料组合物以便在纤维上沉积一层干燥的涂层，其数量相当于纤维重量的大约30%(LOI)实施例1由下列组分按配方制备一种创造性的涂层组合物表Ⅱ重量百分数由General Electric生产的Lexan RMP，粉末状聚碳酸酯前体 22.5由Union Carbide Corp生产的PoLox WSR-N-3333 1.2由Drew Chemieal Corp生产的Drewfloc 270粘度调节剂 0.05由Rohm & Haas生产的Triton X100分散剂 0.89由Nopco Chemical生产的Nopco NTW除泡剂 微量催化剂，水杨酸锂 0.014水 余量最终的固体含量为大约25重量%此涂层组合物用来在纤维上沉积一层干燥的涂层，其数量相当于纤维重量的大约30%(LOI)成膜物对LexanRRMP涂层组合物的聚合速率没有影响中性成膜物对与LexanRRMP材料一起使用尤其重要，因为使用酸性材料将会停止聚合反应，而使用碱性材料将导致过早聚合在表Ⅱ所列的含水涂层组合物尤其适用于涂敷不同大小的玻璃粗纱根据本发明，可在玻璃粗纱上获得LexanRRMP的柔性的30%负载(LOI)根据本发明所形成的玻璃粗纱特别适用于制作予型件，用它制作的予型件具有良好的润湿特性，并且在予型件中具有均匀的树脂含量因此，根据本发明所制成的产品具有所要求的柔性，低成粉性，高负载能力，和所希望的固化特性含水涂层组合物可用联机或脱机的方法施加到玻璃绳股上典型的是，在玻纤形成的过程中将特定的聚合物施加上去的场合，在含水涂层组合物中含有粉状配制物的情况下，把联机方法用于正在形成的玻纤而在脱机方法中，玻璃绳股被拉伸穿过浸渍浴，然后通过脱模装置模头，穿过一烘箱以除去过量的水，然后干燥此粘合材料，或使此粘合材料凝固，并缠在卷绕辊上当参考了根据本发明的优选配方后，本技术领域的内行人会承认，可以作出各种改进，而这些改进将是在所附权利要求范围之内的，以致包括了全部的相当的配方、组合物等等