Стеклонить, покрытая замасливающей композицией, замасливающая композиция, способ получения замасленных стеклонитей и композит на основе указанных стеклонитей

Стеклонить, покрытая замасливающей композицией, замасливающая композиция, способ получения замасленных стеклонитей и композит на основе указанных стеклонитей

Реферат

 

Изобретение относится к замасливающей композиции для стеклонитей, образованной раствором с вязкостью ниже или равной 400 сПз, включающим менее 5 мас. % растворителя и содержащим по крайней мере одну базовую термически полимеризуемую систему, причем вышеуказанная базовая система содержит, по крайней мере, 60 мас.% компонентов с молекулярной массой ниже 750 и, по крайней мере, 60 мас. % смеси компонента (компонентов), по крайней мере, с одной реакционноспособной эпоксидной группой и компонента (компонентов), по крайней мере, с одной реакционноспособной ангидридной группой. Композиция может включать катализатор, агент сшивки, пленкообразующий агент, текстильный агент. Изобретение также относится к способу получения замасленных стеклонитей, в котором используют эту композицию, к получаемым согласно этому способу нитям. Технический результат изобретения - получение замасливателя, придающего нитям гибкость, хорошую целостность и эффективную защиту от абразивного износа, а также способность хорошо сочетаться с различными материалами при получении композитных изделий. 4 с. и 9 з.п. ф-лы, 2 табл.

Изобретение относится к замасливающей композиции для стеклонитей, причем эта композиция реакционноспособна при нагревании. Настоящее изобретение относится также к способу получения усиливающих стеклонитей с использованием этой композиции, а также к стеклонитям и к композитам на основе этих нитей.

В данном описании под терминами "полимеризация", "полимеризовать", "полимеризуемый". .. понимают, соответственно, "полимеризация и/или сшивка", "полимеризовать и/или сшивать", "полимеризуемый и/или сшиваемый"...

Усиливающие стеклонити получают из струек расплавленного стекла, вытекающих из отверстий фильер. Эти струйки вытягивают в форме непрерывных элементарных волокон, которые затем соединяют с образованием нити основы, затем их объединяют.

Перед тем, как волокна соединять с образованием нити, стекловолокна покрывают замасливателем путем пропускания через замасливающее устройство. Нанесение замасливателя необходимо для формирования нитей, что позволяет соединять нити с другими органическими и/или неорганическими материалами для получения композитов.

Замасливатель служит в первую очередь для смазывания и защиты нитей от абразивного износа, вызываемого трением нити при большой скорости о различные элементы машины во время вышеуказанного способа.

Замасливатель также обеспечивает, в частности, после полимеризации, целостность вышеуказанных нитей путем связи элементарных волокон между собой внутри нитей. К этой целостности особенно стремятся, когда нити используют для получения текстильных материалов, в которых они подвергаются сильным механическим напряжениям. Так, если элементарные волокна плохо взаимосвязаны, то они легко разрываются и мешают работе текстильных машин. Кроме того, несвязные волокна считаются трудными при переработке.

Замасливатель облегчает также смачивание и/или пропитку нитей армируемым материалом, и способствует образованию связей между вышеуказанными нитями и вышеуказанным материалом. От качества адгезии армируемого материала к нитям и от способности к смачиванию и/или пропитке нитей армируемыми материалами зависят, в частности, механические свойства композитов, получаемых из вышеуказанного материала и вышеуказанных нитей.

Используемые замасливающие композиции должны быть достаточно стабильны и совместимы со скоростями вытяжки элементарных волокон, которые должны проходить через замасливатель (несколько десятков метров в секунду). Они должны быть особенно устойчивы к деформации сдвига, которая возникает при прохождении элементарных волокон через машину, и должны хорошо смачивать поверхность волокон при вышеуказанных скоростях. В случае, когда композиции полимеризуются при нагревании, они должны иметь достаточно высокую реакционную температуру для того, чтобы оставаться стабильными под фильерой. Также желательно, чтобы эти композиции обладали, после полимеризации, максимальной степенью конверсии (эта степень соответствует соотношению между количеством функций, которые прореагировали в замасливателе после термообработки, и содержанием реакционноспособных функций в замасливателе перед термообработкой) для обеспечения, в частности, получения замасленных волокон постоянного качества (замасливатель, степень, конверсии которого очень низкая по отношению к теоретически ожидаемой, способен изменяться во времени).

Большинство используемых в настоящее время замасливателей представляют собой простые в употреблении водные замасливатели, однако, их нужно наносить в больших количествах на элементарные волокна, чтобы они стали эффективными. Вода в этих замасливателях составляет, соответственно, 90 мас.% (в частности, из-за вязкости), что требует высушивания нитей перед их использованием в качестве усилителей, т.к. вода может улудшать адгезию между нитями и армируемыми материалами. Такое высушивание, длительное и дорогостоящее, должно приспосабливаться к условиям изготовления нитей, и эффективность его не всегда бывает оптимальной. Когда сушку осуществляют во время операции волокнообразования (то есть перед формированием нитей путем соединения элементарных волокон нитей), или самих элементарных волокон (международная заявка 92/05122) или самих нитей (заявка на патент США 3853605), то необходимо установить устройства для высушивания под каждую фильеру, а если сушку, в частности, осуществляют намотанных нитей, то это создает опасность неравномерной и/или селективной миграции компонентов замасливателя внутрь намотки (при том, что водные замасливатели сами по себе имеют тенденцию неравномерно распределяться на нитях), а также возможного появления окрашивания нитей или деформации намотки. Деформация намоток наблюдается также и при отсутствии высушивания, на намотках с прямыми краями (послойная намотка) из тонких нитей (то есть имеющих "титр" или "линейную массу" 300-600 текс (г/км) или менее), покрытых водными замасливателями.

В некоторых патентах описываются неводные замасливатели, однако в этих замасливателях обычно используются осторожные в обращении органические растворители, которые могут причинить вред здоровью людей, находящихся вблизи них, поскольку они токсичны, и/или создают проблемы вязкости, которые следует решать путем нагревания этих замасливателей (патент США 4604325) или добавления соответствующих агентов (патент США 4609591). Для этих замасливателей также часто требуется установка особых устройств ниже каждой фильеры; в частности, когда нити сгруппировывают в форме намоток, необходимо обрабатывать нить перед наматыванием, чтобы избежать склеивания между собой витков каждой намотки, поскольку это склеивание затрудняет разматывание нитей. Эти обработки, эффективность которых зависит от рабочих условий, состоят, например, в полимеризации замасливателя, путем воздействия на замасленные волокна ультрафиолетового излучения, чтобы придать им необходимую целостность и облегчить работу с ними (заявка на патент США 5049407). Однако заполимеризованный замасливатель мешает скольжению филаментов друг относительно друга, и отсутствие такой подвижности вызывает, при механическом разрушении замасливателя, растрескивание нитей во время их разрезания и может вызывать проблемы при использовании нитей для текстильных целей, где используемые нити должны быть одновременно цельными и гибкими.

Объектом настоящего изобретения является замасливающая композиция с улучшенными свойствами, не обладающая вышеуказанными недостатками, предназначенная для покрытия стеклонитей и способная полимеризоваться при нагревании, при этом композиция делает замасленные нити легкими в обращении, даже до полимеризации, и придает им гибкость, совместимую с их последующими обработками; кроме того, эта композиция после полимеризации обеспечивает хорошую целостность нитям и обладает значительной степенью конверсии; эта композиция также эффективно защищает волокна от абразивного износа, придает им способность хорошо сочетаться с различными армируемыми материалами для получения композитных изделий с высокими механическими свойствами; она очень стабильна, в частности, под фильерой, и совместима со скоростями вытяжки элементарных волокон.

Объектом настоящего изобретения является также способ получения замасленных стеклонитей, а также замасленные стеклонити, легкие в обращении, и имеющие улучшенные характеристики, причем вышеуказанные нити являются эффективным усилителем органических и/или неорганических материалов, из которых получают композиты.

Замасливающая композиция согласно изобретению представляет собой раствор с вязкостью ниже или равной 400 сПз, содержащий менее 5 мас.% растворителя и термополимеризуемую базовую систему, причем вышеуказанная базовая система содержит по крайней мере 60 мас.% компонентов с молекулярной массой ниже 750 и по крайней мере 60 мас.% смеси: - компонента (компонентов), содержащих по крайней мере одну реакционноспособную эпоксидную функциональную группу и - компонента (компонентов), содержащих по крайней мере одну реакционноспособную ангидридную функциональную группу.

Изобретение также относится к способу получения замасленных стеклонитей, согласно которому вытягивают множество струек из расплавленного стекла, вытекающих из множества отверстий, расположенных в основании одной или нескольких фильер, в форме одного слоя или нескольких слоев непрерывных элементарных волокон, затем элементарные волокна соединяют с образованием одной или нескольких нитей, которые объединяют на движущемся носителе, причем вышеуказанный способ состоит в нанесении на поверхность элементарных волокон в процессе вытяжки и перед соединением элементарных волокон в нить вышеуказанной замасливающей композиции.

Изобретение относится к нитям, покрытым замасливателем вышеуказанного состава, полученным согласно вышеуказанному способу.

В дальнейшем, под выражениями "эпоксидный(е) компонент(ы)" и "ангидридный(е) компонент(ы)" понимают, соответственно, "компонент (компоненты) по крайней мере с одной реакционноспособной эпоксидной группой " и "компонент (компоненты) по крайней мере с одной реакционноспособной ангидридной группой".

В предлагаемой согласно изобретению композиции возможно присутствующими растворителями являются, главным образом, органические растворители, необходимые для растворения некоторых полимеризуемых соединений. Присутствие этих растворителей в ограниченном количестве не требует специальных мер для их удаления; более того, в большинстве случаев, замасливатели согласно изобретению вообще не содержат растворителя, то есть, соединения, играющего только роль растворителя в растворе.

Вследствие незначительной вязкости (ниже или равной 400 сПз и предпочтительно ниже или равной 200 сПз) замасливающая композиция согласно изобретению совместима с условиями получения стеклонитей прямым способом, причем вязкость композиции выбирают в зависимости от скорости вытяжки и диаметра элементарных волокон (филаментов), подвергаемых замасливанию. Композиция согласно изобретению также обладает скоростью смачивания нити, совместимой со скоростью вытяжки нитей.

Под "термополимеризуемой базовой системой" согласно изобретению понимают одно или более соединений, необходимых для замасливателя, основная функция которых - участвовать в образовании структуры полимеризованного замасливателя, причем эти соединения способны термически полимеризоваться. Как правило, базовая система составляет 60-100 мас.% замасливающей композиции согласно изобретению, в частности, 70-99,5 мас.% композиции, и, в большинстве случаев, 75-90 мас.% в композиции.

Базовая система в основном состоит (предпочтительно на 80 мас.% и достигает 100 мас.% в большинстве случаев) из эпоксидного компонента (эпоксидных компонентов) и ангидридного компонента (ангидридных компонентов), причем использование смеси этих компонентов позволяет получать, после полимеризации, эпокси-ангидридные сополимеры (сложные полиэфиры), составляющие наибольшую часть структуры полимеризованного замасливателя, и причем свойства замасленных волокон прямо зависят от этой структуры.

Кроме того, в базовой системе большинство (предпочтительно, не менее 70-75 мас. % и достигает 100 мас.%) компонента(ов) имеет молекулярную массу ниже 750, причем этот компонент (эти компоненты) обычно представляют собой в большинстве своем (и в большинстве случаев, каждый из них) вышеуказанные эпоксидные и ангидридные компоненты.

Предпочтительно, и как правило, вышеуказанные компоненты с молекулярной массой ниже 750 имеют молекулярную массу ниже 500. Точно также, в большинстве случаев, и предпочтительно, этими компонентами являются мономеры (моно- или полифункциональные, (которые будут описаны ниже), однако, базовая система также может содержать компоненты с молекулярной массой ниже 750 в виде олигомеров или полимеров с частично полимеризованными функциональными группами.

Согласно некоторым вариантам осуществления, базовая система согласно изобретению при необходимости может содержать незначительную долю компонента (компонентов), участвующего в образовании структуры полимеризованного замасливателя, но не содержащего эпоксидную или ангидридную группу и/или имеющего более высокую молекулярную массу.

Согласно предпочтительному варианту осуществления изобретения, который позволяет достигать особенно удовлетворительных результатов, базовая система состоит исключительно из одного или нескольких компонентов, имеющих, по меньшей мере, одну функциональную эпоксидную группу, и одного или нескольких компонентов, имеющих, по меньшей мере, одну функциональную ангидридную группу, и/или может состоять исключительно из компонентов с молекулярной массой ниже 750.

Эпоксидные или ангидридные компоненты, которые могут быть использованы в базовой системе, могут иметь одну (монофункциональные компоненты) или несколько (полифункциональные компоненты) идентичных реакционноспособных групп, выбираемых среди эпоксидных и ангидридных групп.

Эпоксидный компонент базовой системы может представлять собой, в частности, один или несколько следующих компонентов: простой алкилглицидиловый эфир с алифатической цепью С₄-С₁₆ и т.д.; простой крезил- или фенил- или нонилфенил- или п-трет. бутилфенил- или 2-этилгексил- и т.д. -глицидиловый эфир; лимоненэпоксид; циклогексенмонооксид; глицидиловый эфир версатовой кислоты или неодекановой кислоты; и т.д. (причем вышеуказанные компоненты являются монофункциональными компонентами); простой 1,4-бутандиол- или неопентилгликоль- или резорцин- или циклогександиметанол- или 1,6-гександиол- или диброммононеопентигликоль- и т.д. -диглицидиловый эфир; диэпоксидированное производное бисфенола-А или -F; 3,4-эпоксициклогексилметил-3,4-эпоксициклогексан-карбоксилат; бис(3,4-эпоксициклогексил)адипат; полигликоль-диэпоксид; диглицидиловый эфир гексагидрофталевого ангидрида; диглицидилгидантоин; 2-(3,4-эпоксициклогексил)-5,5-спиро-(3,4-эпоксициклогексил)-м-диоксан, винилциклогексендиоксид; простой триметилолэтан- или триметилолпропан- или трисфенилолметан- и т.д. -триглицидиловый эфир, простой триглицидиловый эфир пальмового масла; простой триглицидиловый эфир п-аминофенола; тетра(п-глицидоксифенил)этан; 4,4'-(диглицидиламино)дифенилметан; полиглицидиловый простой эфир алифатического многоатомного спирта, эпоксидированный полибутадиен; новолачная эпоксифенольная или новолачная эпоксикрезольная смола; триглицидилизоцианурат; N,N,N',N'-тетраглицидил-А,А'-бис(4-аминофенил)- или N,N,N',N'-тeтpaглицидил-A,A'-биc(4-амино-3,5-диметилфенил)- и т.д. -п-диизопропилбензол; и т. д. (эти компоненты являются полифункциональными компонентами).

Вообще, как правило, согласно изобретению, количество одного или более эпоксидного компонента в базовой системе составляет 15-85 мас.%, в расчете на массу замасливающей композиции, в частности, около 25-70 мас.%, в расчете на массу замасливающей композиции. В большинстве случаев, это количество составляет 35-60 мас.%, в расчете на общую массу замасливающей композиции.

Ангидридный(е) компонент(ы) базовой системы могут представлять собой, в частности, один или несколько следующих компонентов: ангидрид метил-бицикло(2,2,1)гептен-2,3-дикарбоновой кислоты; ангидрид гексагидрофталевой кислоты; ангидрид додецилянтарной кислоты; фталевый ангидрид; ангидрид 1,4,5,6,7,7-гексахлорбицикло-(2,2,1)-5-гептен-2,3-дикарбоновой кислоты; ангидрид эндо-цис-бицикло-(2,2,1)-гептен-2,3-дикарбоновой кислоты; тетрахлорфталевый ангидрид; пиромеллитовый диангидрид; диангидрид 1,2,3,4-циклопентантетракарбоновой кислоты; полиангидрид полиазелаиновой кислоты; ангидрид полисебациновой кислоты; глутаровый ангидрид; или сложный полиэфир-ангидрид; ангидрид бром- или дибромфталевой кислоты; циклический сульфопивалиновый ангидрид; ангидрид бициклодикарбоновой кислоты; ангидрид дифеноксифосфинил-янтарной кислоты; ангидрид алкилен-2-глутаровой кислоты; ци-клоалифатический полиангидрид; стирол-малеиновый ангидрид; циклооктадиенмалеиновый ангидрид; перхлоркумалин-малеиновый ангидрид; мирцен-моноэпоксидмалеиновый ангидрид; циклогексадиендикарбокси-малеиновый ангидрид; поли(циклопентадиенил)-малеиновый ангидрид; производное тримеллитового ангидрида (неопентилгликоль-бис(тримеллитовый) ангидрид, продукт ацидолиза ангидрида трикарбоновой кислоты и сложного эфира или амина, оксиалкилированное производное тримеллитового ангидрида); ангидрид фенилен-бис(3-бутандикарбоновой кислоты); диангидрид бензофенонтетракарбоновой кислоты; диангидрид фенилалкилпентантетракарбоновой кислоты; диангидрид алкил-замещенной трициклододеканкарбоновой кислоты; диангидрид дикарбокситетрагидронафталинянтарной кислоты; и т.д.

Как правило, согласно изобретению, количество ангидридного компонента (доля ангидридных компонентов) в базовой системе составляет 5-65 мас.% в расчете на общую массу замасливающей композиции, в частности, около 10-55 мас. % от общей массы композиции. В большинстве случаев, оно составляет 15-45 мас.% в расчете на общую массу замасливающей композиции.

Предпочтительно, согласно изобретению, компоненты базовой системы и их количества в базовой системе выбирают таким образом, чтобы соотношение "r" между числом реакционноспособных ангидридных центров и числом реакционноспособных эпоксидных центров составляло 0,2-6 (причем одна эпоксидная функция считается как один эпоксидный реакционноспособный центр, а одна ангидридная функция считается как два реакционноспособных ангидридных центра), чтобы могла пройти в достаточной степени полимеризация замасливающей композиции, в частности, за счет образования эпоксиангидридных сополимеров (сложных полиэфиров), при проведении полимеризации путем термообработки. В большинстве случаев, согласно изобретению, это соотношение "r" составляет 0,3-4 и, предпочтительно, оно выше 0,4 и ниже или равно примерно 2,0, чтобы благоприятствовать образованию эпоксиангидридных сополимеров типа сложных диэфиров, которые более стабильны (однако, не исключается образование сополимеров типа сложных моноэфиров, когда соотношение "r" выше 1, и это может давать преимущества для усиления некоторых матриц).

Согласно варианту осуществления изобретения, замасливающая композиция, кроме базовой системы, включает по крайней мере один специфический катализатор, способствующий полимеризации замасливателя под действием нагрева, облегчая раскрытие ангидридных и/или эпоксидных функций, особенно в случае, когда ангидридный компонент или ангидридные компоненты базовой системы малореакционноспособны, и/или возможно в случае, когда базовая система не содержит циклоалифатических эпоксидных компонентов. Этот катализатор предпочтительно выбирают среди аминопроизводных, таких, как, например, триалкиламины, гексаметилентетрамин, продукты конденсации анилина с формальдегидом, конденсаты замещенного анилина с алифатическим альдегидом (ангидробутиральдегид/толуидин), эпокси-амины (N-2,3-диэпоксипропиланилин), основные третичные амины, N,N-диалкилалканоламины, аминированные соли поликислот, соли четвертичного аммония, соли четвертичного имид-азолина, дицианодиамид и т.д.; или среди производных бора и фосфора, таких, как, например, борорганические соли аммония, триалканоламинобораты, фторбораты, замещенные органическими заместителями фосфины и т.д.; или среди производных металлов, таких, как, например, тетрахлорид олова (SnCl₄), соли двухвалентного олова, хелаты металлов, содержащие эпоксидные группы; оксиды магния, бария, цинка, кадмия и т.д.; или среди спиртов.

Полимеризацию эпоксидного и ангидридного компонентов также можно инициировать присутствием воды (даже в виде следовых количеств), гидроксильными или карбоксильными группами компонентов замасливающей композиции (присутствие, например, гидролизованных силанов), с помощью влаги окружающего воздуха и т.д. В отсутствии катализатора, такого, как указанный выше, соотношение "r", кроме того, обычно ниже 3, предпочтительно ниже 2.

Содержание вышеуказанных специфических компонентов, играющих только роль катализаторов в замасливающей композиции, ниже 3 мас.%, в расчете на массу замасливающей композиции, в большинстве случаев ниже 1 мас.% и предпочтительно ниже или равно 0,5 мас.%, в расчете на замасливающую композицию. Присутствие катализатора, благоприятствующего раскрытию ангидридных функций, позволяет использовать менее реакционноспособные ангидриды и снижать температуру полимеризации замасливателя, как будет пояснено далее. В случае очень реакционноспособных ангидридных компонентов, таких, как фталевый ангидрид, малеиновый ангидрид или янтарный ангидрид, присутствия катализатора обычно избегают.

Кроме базовой системы и специфического катализатора, композиция согласно изобретению может содержать в небольшом количестве добавки, которые придают особые свойства замасливающей композиции, однако, не принимают существенного участия в структуре замасливателя, в противоположность базовой системе. Хотя эти добавки отличаются от базовой системы, они могут быть термически полимеризующимися как соединения базовой системы.

Композиция согласно изобретению может содержать, в качестве добавки, по крайней мере один агент сшивки, позволяющий прикреплять замасливатель к стеклу, причем количество агента сшивки составляет 0-25 мас.%, в расчете на замасливатель, и предпочтительно ниже или равна 20 мас.%, в расчете на замасливатель. Эти агенты могут представлять собой один или несколько следующих компонентов: силаны, такие, как гамма-глицидоксипропилтриметоксисилан, гамма-метакрилоксипропилтриметоксисилан, полиэтоксилированный-пропоксилированный триметоксисилан, гамма-акрилоксипропилтриметоксисилан, винилтриметоксисилан, фениламинопропилтриметоксисилан, и т.д.; титанаты, цирконаты, силоксаны и т. д.

Композиция согласно изобретению также может содержать, в качестве добавки, по крайней мере один пленкообразующий агент, который выполняет только одну функцию - способствует скольжению и облегчает получение волокна, количество этого агента составляет 0-10 мас.% и предпочтительно ниже или равных 5 мас.%. Присутствие этого агента препятствует значительному трению элементарных нитей об устройство для замасливания, когда элементарные волокна вытягивают с высокой скоростью (более 40 м/с) и/или когда они очень тонкие, однако эти агенты дорогостоящие и могут вызывать ухудшение механических характеристик композитов. Такими агентами могут быть один или несколько следующих компонентов: силиконы, силоксаны или полисилоксаны, такие, как глицидил(н)полидиметилсилоксан, альфа-омега-акрилоксиполидиметилсилоксан и т.д. , производные силиконов, такие, как силиконовые масла и т.д.

В композицию согласно изобретению также может входить, в качестве добавки, по крайней мере один используемый для текстильных целей агент, выполняющий главным образом роль смазки, в количествах, составляющих 0-15 мас. % и предпочтительно 0-8 мас.%. Этими агентами могут быть следующие компоненты: жирные сложные эфиры (возможно, этоксилированные или пропоксилированные), производные гликолей (в частности, этилен - или пропиленгликоль), такие, как изопропилпальмитат или цетилпальмитат, изобутилстеараты, дециллаураты, этиленгликольадипаты, полиэтиленгликоли или полипропиленгликоли с молекулярной массой ниже 2000, изопропилстеараты и т.д.

Замасливатель также может содержать, в качестве добавки, по крайней мере один агент для адаптации нити к армируемым материалам, в частности, цементным материалам.

Замасливающая композиция согласно изобретению эффективно защищает волокна от абразивного износа, она стабильна под фильерой (композиция согласно изобретению действительно не полимеризуется до достижения 100^oС и под фильерой подвергается воздействию температур, не превышающих 70^oС), совместима со скоростями вытяжки элементарных волокон и не требует операции высушивания перед полимеризацией или особой обработки между нанесением замасливателя на волокно и операцией объединения замасленных волокон.

Кроме того, когда композицию согласно изобретению наносят на элементарные волокна в процессе вытяжки, она очень быстро распределяется по всей их поверхности с образованием практически защитной пленки на каждом волокне. Нить, полученная соединением элементарных волокон и покрытая термически необработанной композицией (то есть еще не подвергшейся полимеризации), представляет собой, таким образом, жгут из элементарных волокон, находящихся в оболочке, которые могут скользить друг по другу, при этом такая нить обладает значительной гибкостью, что особенно важно в случае, когда нить должна быть разрезана, причем наличие оболочки у элементарных волокон создает дополнительную защиту против абразивного износа. Такая нить еще нe имеет целостности в обычном смысле этого слова, то есть она не состоит из элементарных волокон, связанных между собой по типу, например, склеивания, которое обеспечивается одним или несколькими компонентами замасливателя, такими как пленкообразующие склеивающие агенты, присутствующие в значительном количестве в замасливателе. Несмотря на это, с такой нитью, покрытой пока неполимеризованной композицией, легко работать и, если нить намотана в виде упаковок, то такую нить легко снимать с упаковок, не подвергая предварительной обработке путем полимеризации замасливателя. Нити, покрытые неполимеризованной замасливающей композицией, кроме того, обладают очень хорошей способностью к смачиванию и пропитке армируемыми материалами, поэтому пропитка может быть осуществлена гораздо быстрее (что создает выигрыш в производительности), а полученные композиты имеют более однородный вид, и некоторые механические свойства их улучшаются.

Сама целостность нити путем склеивания элементарных волокон, составляющих нить, достигается в результате полимеризации замасливающей композиции под действием тепла. Эту целостность придают нитям, которые в дальнейшем подвергаются сильным механическим воздействиям, если их используют, например, для текстильной переработки (соотношение "r" композиции предпочтительно составляет около 0,5-2, если нити идут на изготовление тканей), или, в некоторых случаях, разрезанным нитям, т.е. штапелированным волокнам, предназначенным для усиления органических и/или неорганических материалов. В описанных случаях полимеризацию замасливателя предпочтительно осуществлять соответственно перед использованием нитей для текстильных целей или перед введением резаных нитей в армируемые материалы.

Достигаемая после полимеризации замасливателя целостность особенно высока, при этом содержание замасливателя на нитях относительно низкое (потери при прокаливании нитей, покрытых замасливающей композицией и/или полученных по способу изобретения, не превышают 3 мас.%). Количество замасливающей композиции, которое необходимо нанести на нити, с получением желаемого эффекта, предпочтительно, является небольшим, однако, оно позволяет получать нити, обладающие очень хорошими характеристиками, в том числе, высокой целостностью (эта целостность высока даже при содержании замасливателя на волокнах порядка 0,6 мас.%).

Замасливающая композиция согласно изобретению после полимеризации имеет максимальную степень конверсии, причем степень конверсии ангидридных компонентов, например, близка к 100%, когда соотношение "r" примерно ниже 1.

Кроме того, неожиданно было установлено, что такие свойства, как прочность нити при растяжении, согласно изобретению улучшаются после осуществления непродолжительного старения во влажной среде, по сравнению со свойствами, достигаемыми нитями до старения.

Нити согласно изобретению могут вводиться в различные армируемые материалы с получением композитных элементов, обладающих хорошими механическими свойствами. Композиция согласно изобретению придает нитям прекрасную совместимость с армируемыми материалами, в частности, с органическими материалами, например, с эпоксидными материалами, а также с неорганическими материалами, такими, как цементные материалы. Она обеспечивает также пропитку замасленных нитей армируемыми материалами. Эта композиция особенно пригодна для получения непрерывных нитей, объединяемых в виде паковок с послойной намоткой, куличей, копсов или собранных в маты и др., или для получения резаных нитей, причем эти различные нити состоят из элементарных волокон диаметром в пределах примерно 5-20 микрон. Замасливающая композиция согласно изобретению особенно пригодна для получения непрерывных тонких нитей (с титром ниже 600 текс), находящихся в виде упаковок с послойной намоткой, в отличие от традиционных водных замасливателей.

Замасливающую композицию согласно изобретению предпочтительно наносят в процессе проведения способа согласно изобретению на элементарные волокна, предназначенные для образования нити, затем ее полимеризуют под действием термообработки, причем вышеуказанную обработку проводят независимо от операции волокнообразования (т.о. нет необходимости устанавливать устройства под каждой фильерой) и ее можно осуществлять на различных стадиях способа после операций волокнообразования.

Термообработку можно, в частности, осуществлять на объединенных нитях или во время получения композита путем введения замасленных волокон в органический материал. В случае, когда полученные нити объединены в виде намоток, то осуществляют термообработку намотанных нитей перед их использованием, в частности, перед текстильной переработкой. Если термообработку намотанных нитей проводят перед разматыванием нити, то желательно, чтобы витки намотанной нити, образующие паковку, имели угол пересечения, по крайней мере равный 1,5^o, чтобы витки не склеивались полимеризованным замасливателем, поскольку это склеивание затрудняет размотку.

Нити, полученные после соединения элементарных волокон, могут объединяться также на движущихся приемных несущих устройствах. Так, их можно наносить с помощью устройства, служащего также для вытяжки волокна, на приемную поверхность, перемещаемую в поперечном направлении к наносимым нитям с получением слоя из непрерывных хаотично расположенных нитей, образующих "мат", в этом случае термообработку нитей можно проводить на приемной поверхности, где они находятся. В случае необходимости, связующее (причем это связующее при необходимости может содержать вышеуказанный катализатор, добавляемый в замасливатель) можно добавлять в мат перед термообработкой всех объединенных нитей, причем термообработка может приводить к полимеризации одновременно связующего и замасливателя.

Нити, перед их объединением, могут быть разрезаны с помощью приспособления, служащего также для их вытяжки, причем разрезанные волокна собираются на движущихся приемных несущих устройствах, в этом случае проводят термообработку предпочтительно разрезанных нитей, находящихся на приемных несущих устройствах.

Термообработку нитей, находящихся в виде паковок с послойной намоткой, массой в несколько килограммов, проводят в течение по крайней мере 1 часа при температуре выше примерно 140^oС, предпочтительно порядка 160^oС, если волокна покрыты композицией согласно изобретению, не содержащей специфического катализатора (высокая температура благоприятствует образованию более стабильных соединений), причем время обработки изменяется в зависимости от формы и массы послойной паковки, причем преобладающая часть этого времени затрачивается на повышение температуры массы стекла, содержащейся в намотке. Когда нити, покрытые композицией согласно изобретению, не содержащей специфического катализатора, объединяются на одной или нескольких перемещающихся несущих устройствах и когда на них же проводят термообработку, то время обработки составляет порядка 15-20 минут при температурах обычно выше примерно 140^oС. Температура обработки, независимо от способа объединения нитей, может быть снижена на несколько десятков градусов (она может быть снижена, например, на 10-30^oС и составлять примерно 120-140^oС), и время обработки уменьшено, если покрывающая нити композиция содержит по крайней мере один специфический катализатор, такой, как указанный выше.

Стеклонити также могут быть объединены без проведения термообработки, в этом случае термообработку проводят позднее. В частности, нити могут быть объединены в виде намоток, затем их извлекают из вышеуказанных намоток для того, чтобы подвергнуть дополнительным обработкам (например, разрезанию с помощью приспособления, служащего также для их вытяжки, механическим путем), причем термообработку волокон можно проводить до, во время или после дополнительной обработки (в частности, при разрезании термообработку можно осуществлять на устройстве, на котором собраны разрезанные волокна).

Замасленные нити также могут объединяться без термообработки, тогда их подвергают термообработке после соединения нитей с органическим материалом во время получения композита, причем вышеуказанный материал может включать по крайней мере один катализатор, указанный выше. В зависимости от используемого органического материала, термообработка может сопровождаться обработкой ультрафиолетовым излучением, обработкой пучком электронов и т.д. Время термообработки во время получения композита обычно составляет по крайней мере 2 часа, при температурах выше примерно 130^oС и предпочтительно порядка 180-200^oС.

Стеклонити, покрытые замасливателем согласно изобретению и/или полученные по способу изобретения, покрыты неполимеризованным замасливателем или замасливателем, полимеризуемым после термообработки. Эти нити имеют потери при прокаливании предпочтительно ниже 3 мас.%, и предпочтительно ниже 1,5%. Незначительное количество замасливателя, нанесенное на нити, позволяет значительно уменьшать проблемы склеивания между нитями, особенно когда они находятся в форме намоток, что позволяет обеспечить лучший доступ к волокнам во время пропитки армируемым материалом и является экономическим преимуществом.

Получаемые согласно изобретению нити представляют собой нити, с которыми легко работать, и после их объединения они могут находиться в различных формах, требующих или нетребующих дополнительных стадий обработки, причем эти стадии проводят до или после термообработки и/или объединения нитей. Стеклонити таким образом могут находиться в виде непрерывных нитей, резаных нитей, могут быть собраны в пряди, ленты, маты или сетки, тканые или нетканые. Нити согласно изобретению обладают особенно хорошими свойствами в отношении прочности на растяжение.

Композиты, предпочтительно получаемые с использованием по крайней мере одной стеклонити согласно изобретению и по крайней мере в одном органическом и/или неорганическом материале (содержание стекла в этих композитах обычно составляет 30-70 мас. %), обладают хорошими механическими свойствами, как проиллюстрировано ниже в примерах.

Другие преимущества и характеристики изобретени