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Title:
SIZING COMPOSITION, SIZED GLASS FIBERS AND THEIR USE
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2000/073235
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to sizing compositions consisting of film formers, adhesion promoters, silane compounds, other sizing constituents and additives. The invention also relates to sized glass fibers and to the use thereof.

Inventors:
AUDENAERT RAYMOND (BE)
SIMON JOACHIM (DE)
JOACHIMI DETLEV (DE)
KARBACH ALEXANDER (DE)
Application Number:
PCT/EP2000/004461
Publication Date:
December 07, 2000
Filing Date:
May 17, 2000
Export Citation:
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Assignee:
BAYER AG (DE)
BAYER ANTWERPEN NV (BE)
AUDENAERT RAYMOND (BE)
SIMON JOACHIM (DE)
JOACHIMI DETLEV (DE)
KARBACH ALEXANDER (DE)
International Classes:
C03C25/26; C03C25/40; C08J5/08; D06M15/55; D06M13/513; D06M15/643; D06M101/00; (IPC1-7): C03C25/26; C08J5/08; C03C25/40
Foreign References:
US4855341A1989-08-08
US5604270A1997-02-18
US5646207A1997-07-08
Attorney, Agent or Firm:
BAYER AKTIENGESELLSCHAFT (Leverkusen, DE)
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Claims:
Patentansprüche
1. Schlichtezusammensetzung für Glasfasern mit einem pHWert zwischen 3 und 10 bestehend aus : a) 0,1 bis 20 Gew.%, bevorzugt 4 bis 10 Gew.% Polyepoxid, Poly ether, Polyolefin, Polyvinylacetat, Polyacrylatoder Polyurethan harzen oder Mischungen davon als Filmbildner, b) 0,1 bis 10 Gew.%, bevorzugt 0,3 bis 2 Gew.% monomeren organo funktionellen Silanen mit einer Alkoxysilangruppe pro Molekül, die ein, zwei oder drei Alkoxyreste aufweist, als Haftvermittler c) 0,1 bis 10 Gew.%, bevorzugt 0,3 bis 2 Gew.% wasserlöslichen oder dispergierbaren, oligomeren oder polymeren aminofunktionellen Silanverbindungen mit mehr als einer Alkoxysilangruppe pro Mole kül, die jeweils ein, zwei oder drei Alkoxyreste aufweist, und einem mittleren Molekulargewicht von > 500 g/mol, d) 0 bis 10 Gew.%, bevorzugt 0,1 bis 5 Gew.% weiteren üblichen Schlichtebestandteilen und e) 0 bis 10 Gew.%, bevorzugt 0 bis 5 Gew.% Zusätzen zur Einstellung des pHWertes zwischen 3 und 10 und f) Wasser als Rest auf 100 Gew.%.
2. Schlichtezusammensetzung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Verhältnis von Komponente b) zur Komponente c) 2 : 1 ist.
3. Schlichtezusammensetzung gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich net, dass der pHWert der Schlichtezusammensetzung zwischen 5 und 9, be sonders bevorzugt bei 7 liegt.
4. Schlichtezusammensetzung gemäß einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der pHWert durch Zugabe von Ameisen säure eingestellt wird.
5. Beschlichtete Glasfasern, dadurch gekennzeichnet, dass sie mit einer Schlichtezusammensetzung gemäß den Ansprüchen 1 bis 4 beschlichtet wer den.
6. Verwendung der beschlichteten Glasfaser gemäß Anspruch 5 zur Verstärkung von thermoplastischen und duroplastischen Polymeren.
Description:
Schlichtezusammensetzung. beschlichtete Glasfasern sowie deren Verwendun Die vorliegende Erfindung betrifft Schlichtezusammensetzungen, beschlichtete Glas- fasern sowie ihre Verwendung.

Die Eigenschaften von Verbunden aus Glasfasern und Polymeren werden in hohem Maße von der Wechselwirkung zwischen Glasfaser und der die Glasfaser umgeben- den Polymermatrix beeinflusst. Die Aufgabe der Schlichte besteht darin, den Ver- bund zwischen der Glasfaser und dem Matrixpolymer herzustellen und gleichzeitig die Herstell-und Verarbeitbarkeit der Glasfasern sicherzustellen. Als Schlichten werden Zusammensetzungen aus Wasser, polymeren Bindemitteln (den sogenannten Filmbildnem), Haftvermittlem, Gleitmitteln, Antistatika und weiteren Hilfsmitteln verwendet. Als Bindemittel verwendet man im allgemeinen organische, wasser- dispergierbare oder-lösliche Polyvinylacetat-, Polyester-, Polyesterepoxid-, Poly- urethan-, Polyacrylat-, Polyolefinharze oder deren Mischungen.

Allgemein werden Filmbildner und Haftvermittler so gewählt, dass ein. Affinität zwischen der Polymermatrix und dem auf der Glasfaseroberfläche befindlichen Filmbildnern und/oder Haftvermittlern besteht und so ein mechanischer Verbund zwischen Glasfaser und Polymermatrix hergestellt wird.

Es versteht sich daher, dass die Rezepturen der Schlichten auf die jeweilige Poly- mermatrix optimiert werden müssen und dass die Eigenschaften der Verbunde emp- findlich auf Veränderungen der Schlichtezusammensetzung reagieren.

Das bisher übliche Verfahren zur Herstellung von geschnittenen Glasfasern "Chopped Strand Verfahren", wie z. B. in"The Manufacturing Technology of Conti- nuous Glass Fibres, Loewenstein, ISBN 0-444-42185-8 beschrieben, ist durch viele Zwischenschritte, bei denen die beschlichteten Glasfasern auf cakes gewickelt wer- den, anschließend getrocknet, evtl. zwischengelagert und danach wieder abgewickelt

und geschnitten werden, sehr kostenaufwendig. Daher wird zur wirtschaftlichen Her- stellung von geschnittenen Glasfasern das bekannte"Direct Chop Verfahren"ange- wendet, bei dem die beschlichtete Glasfaser nicht mehr auf cakes gewickelt wird, sondern unmittelbar nach dem Beschlichten geschnitten wird, wie z. B. auch in"The Manufacturing Technology of Continuous Glass Fibres, Loewenstein, ISBN 0-444- 42185-8 beschrieben. Dieses Verfahren zeichnet sich besonders durch seine wirt- schaftliche Herstellungsweise aus.

Nachteil dieses Verfahrens ist, dass die mechanischen Verstärkungseigenschaften der im"Direct Chop Verfahren"hergestellten Glasfasern aus bisher nicht verstandenen Gründen um ca. 15-20 % niedriger liegen als die der Glasfasern, die mit den gleichen Schlichterezepturen nach dem konventionellen"Chopped Strand Verfahren"herge- stellt werden.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung war es daher, Glasfasern zur Verfügung zu stellen, die unabhängig vom Verfahren zur Herstellung geschnittener Glasfasern gleich gute Eigenschaften, insbesondere mechanische und thermische Eigenschaften, im Polymerverbund aufweisen. Insbesondere sollten die Eigenschaften der mit dem "Direct Chop Verfahren"hergestellten Glasfasern im Polymerverbund nicht schlechter sein als die Eigenschaften der mit den"Chopped Strand Verfahren"herge- stellten Glasfasern im Polymerverbund.

Diese Aufgabe konnte überraschenderweise durch die erfindungsgemäßen Schlichte- zusammensetzungen gelöst werden, die neben Filmbildnern, Amino-und/oder Epoxysilanen und weiteren üblichen Schlichtebestandteilen wasserlösliche oder dispergierbare, polymere oder mindestens oligomere aminofunktionelle Silanverbin- dungen enthalten.

Gegenstand der Erfindung sind Schlichtezusammensetzungen fur Glasfasern mit einem pH-Wert zwischen 3 und 10 bestehend aus

a) 0,1 bis 20 Gew.-%, bevorzugt 4 bis 10 Gew.-% Polyepoxid-, Polyether-, Polyolefin-, Polyvinylacetat-, Polyacrylat-oder Polyurethanharzen oder Mischungen davon als Filmbildner, b) 0,1 bis 10 Gew.-%, bevorzugt 0,3 bis 2 Gew.-% monomeren organofunktio- nellen Silanen mit einer Alkoxysilangruppe pro Molekül mit ein, zwei oder drei Alkoxyresten (Alkoxy ist bevorzugt Cl-C6-Alkoxy und C5-C10- Cycloalkoxy) als Haftvermittler, c) 0,1 bis 10 Gew.-%, bevorzugt 0,3 bis 2 Gew.-% wasserlöslichen oder -dispergierbaren, oligomeren oder polymeren aminofunktionellen Silanver- bindungen mit mehr als einer Alkoxysilangruppe pro Molekül mit jeweils ein, zwei oder drei Alkoxyresten pro Silangruppe (Alkoxy ist bevorzugt Cl-C6- Alkoxy und CS-Clo-Cycloalkoxy) und einem mittleren Molekulargewicht von > 500 g/mol, d) 0 bis 10 Gew.-%, bevorzugt 0,1 bis 5 Gew.-% weiteren üblichen Schlichte- bestandteilen und e) 0 bis 10 Gew.-%, bevorzugt 0 bis 5 Gew.-% Zusätzen zur Einstellung des pH- Wertes zwischen 3 und 10 und Wasser als Rest auf 100 Gew. %.

Bevorzugt ist das Verhältnis von Komponente b) zu Komponente c) 2 : 1.

Bevorzugt wird der pH-Wert der Schlichte auf pH 5-9 eingestellt. Besonders bevor- zugt ist ein pH Wert von 7. Zur Einstellung des pH-Wertes können die üblichen organischen oder anorganischen Säuren oder Basen eingesetzt werden. Bevorzugt wird als Säure Ameisensäure eingesetzt.

Die Verwendung von oligomeren Alkoxysilanen wird z. B. in US 3746738 (Union Carbide, Pepe et al.) für Glaslaminate und in US 4244844 (Saint-Gobain, Molinier et al.) speziell für Textilien in stärkehaltigen Schlichtezusammensetzungen beschrieben, die sich aufgrund der bedingten Thermostabilität von Stärke im allgemeinen nicht für die Verarbeitung von thermoplastischen Kunststoffen bei Verarbeitungstemperaturen > 100°C eignen.

Ein weiterer Gegenstand der Erfindung sind beschlichtete Glasfasern, die mit dem getrockneten Rückstand der erfindungsgemässen Schlichtezusammensetzungen über- zogen sind.

Die erfindungsgemäßen, beschlichteten Glasfasern werden zur Verstärkung von thermoplastischen und duroplastischen Polymeren verwendet.

Zur Herstellung der erfindungsgemässen, beschlichteten Glasfasern sind alle für die Glasseiden-fabrikation verwendeten, bekannten Glastypen, wie E-, A-, C-und S-Glas geeignet. Unter den genannten Glastypen für die Herstellung von Endlosglasfasern besitzen die E-Glasfasern aufgrund ihrer Alkalifreiheit, ihrer hohen Zugfestigkeit und ihrem hohen Elastizitätsmodul die größte Bedeutung für die Verstärkung von Kunst- stoffen.

Zur Beschlichtung der Glasfasern werden diese nach bekannten Verfahren mit der erfindungsgemäßen Schlichte aus : a) 0,1 bis 20 Gew.-%, bevorzugt 4 bis 10 Gew.-% Polyepoxid-, Polyether-, Polyolefin-, Polyvinylacetat-, Polyacrylat-oder Polyurethanharzen oder Mischungen davon, b) 0,1 bis 10 Gew.-%, bevorzugt 0,3 bis 2 Gew.-% monomeren organofunktio- nellen Silanen mit einer Alkoxysilangruppe pro Molekül mit ein, zwei oder

drei Alkoxyresten (Alkoxy ist bevorzugt Cl-C6-Alkoxy und C5-C10- Cycloalkoxy), c) 0,1 bis 10 Gew.-%, bevorzugt 0,3 bis 2 Gew.-% wasserlöslichen oder-disper- gierbaren, oligomeren oder polymeren aminofunktionellen Silanverbindungen mit mehr als einer Alkoxysilangruppe pro Molekül mit jeweils ein, zwei oder drei Alkoxyresten pro Silangruppe (Alkoxy ist bevorzugt Cl-C6-Alkoxy und C5-Clo-Cycloalkoxy) und einem mittleren Molekulargewicht von > 500 g/mol, d) 0 bis 10 Gew.-%, bevorzugt 0,1 bis 5 Gew.-% weiteren üblichen Schlichte- bestandteilen, e) 0 bis 10 Gew.-%, bevorzugt 0 bis 5 Gew.-% Zusätzen zur Einstellung des pH- Wertes zwischen 3 und 10 und f) Wasser als Rest auf 100 Gew.-% versehen, anschließend geschnitten und getrocknet.

In der Schlichte können weitere Komponenten wie Emulgatoren, weitere filmbilden- de Harze, weitere Haftvermittler, Gleitmittel, pH-Puffersubstanzen und Hilfsstoffe wie Netzmittel oder Antistatika enthalten sein.

Die weiteren Haftvermittler, Gleitmittel und sonstigen Hilfsstoffe, Verfahren zur Herstellung der Schlichten, Verfahren zur Beschlichtung und Nachbearbeitung der Glasfasern sind bekannt und beispielsweise in K. L. Loewenstein,"The Manufactu- ring Technology of Continuous Glass Fibres", Elsevier Scientific Publishing Corp., Amsterdam, London, New York, 1983, beschrieben.

Die Glasfasern können über beliebige Methoden beschlichtet werden, beispielsweise mit Hilfe geeigneter Vorrichtungen, wie z. B. Sprüh-oder Walzenapplikatoren. Auf die mit hoher Geschwindigkeit aus Spinndüsen gezogenen Glasfilamente können beispielsweise sofort nach ihrem Erstarren, d. h. noch vor dem Aufwickeln oder Schneiden, Schlichten aufgetragen werden. Es ist aber auch möglich, die Fasern im Anschluss an den Spinnprozess in einem Tauchbad zu beschlichten.

Als Polyepoxid-Filmbildner sind wasserdispergierte, emulgierte oder in Wasser gelöste Epoxidharze geeignet. Es handelt sich dabei um unmodifizierte oder durch Amine, saure Gruppen oder hydrophil-nichtionische Gruppen modifizierte Epoxid- harze auf der Basis von Diglycidylethern zweiwertiger Phenole wie Brenzkatechin, Resorcin, Hydrochinon, 4,4'-Dihydroxydiphenyldimethylmethan (Bisphenol A), 4,4'-Dihydroxydiphenylsulfon, Glycidylethern zweiwertiger, aromatischer, aliphatischer und cycloaliphatischer Carbonsäuren wie beispielsweise Phthalsäureanhydridbisglycidylether oder Adipin- säurebisglycidylether, Glycidylethern zweiwertiger, aliphatischer Alkohole wie Butandiolbisglycidylether, Hexandiolbisglycidylether oder Polyoxyalkylenglykol- bisglycidylether sowie Polyglycidylethern polywertiger Phenole, beispielsweise von Novolaken (Umsetzungsprodukte von ein oder mehrwertigen Phenolen mit Aldehy- den, insbesondere Formaldehyd, in Gegenwart saurer Katalysatoren), Tris- (4- hydroxyphenyl) methan oder 1,1,2,2-Tetra (4-hydroxyphenyl) ethan, Epoxid-Verbin- dungen auf der Basis von aromatischen Aminen und Epichlorhydrin, beispielsweise von Glycerin, Trimethylolpropan, Pentaerythrit und weiteren Glycidylverbindungen wie Trisglycidylisocyanurat. Als chemische Modifizierungen ist beispielsweise die Addition von Aminen oder die Addition von hydrophilen Polyethern, z. B. Polyethy- lenglykolen geeignet. Geeignete Polyepoxid-Dispersionen sind z. B. in EP-A 27 942, EP-A 311 894, US 3 249 412, US 3 449 281, US 3 997 306 und US 4 487 797 beschrieben. Bevorzugt werden in Wasser dispergierte, emulgierte oder gelöste Poly- esterepoxide auf Basis von Bisphenol A und Novolaken.

Polyurethan-Filmbildner sind in Wasser dispergierte, emulgierte oder gelöste Reak- tionsprodukte von bevorzugt difunktionellen Polyisocyanaten mit bevorzugt difunk- tionellen Polyolen und gegebenenfalls bevorzugt difunktionellen Polyaminen. Die Synthese von Polyurethan-Dispersionen, verwendbare Bausteine, die Herstellverfah- ren und ihre Eigenschaften sind dem Fachmann bekannt und beispielsweise in Houben-Weyl"Methoden der organischen Chemie", Band E 20, herausgegeben von H. Bartl und J. Falbe, Georg Thieme Verlag Stuttgart, New York 1987 auf den Seiten 1587 bis 1604,1659 bis 1681,1686 bis 1689 beschrieben.

Geeignete Isocyanate sind aliphatische, cycloaliphatische, araliphatische, aroma- tische und heterocyclische Polyisocyanate oder beliebige Gemische dieser Polyiso- cyanate, wie z. B. 1,6-Hexamethylendiisocyanat, 1-Isocyanato-3,3,5-trimethyl-5- isocyanatomethyl-cyclohexan, 2,4- und 2,6-Toluylendiisocyanat, Diphenylmethan- 2,4'- und/oder-4, 4'-diisocyanat.

Geeignete Polyole sind Polyester, also z. B. Umsetzungsprodukte von vorzugsweise zweiwertigen Polyalkoholen wie z. B. Ethylenglykol, Propylenglykol, Butylenglykol und Hexandiol mit vorzugsweise zweiwertigen Polycarbonsäuren oder deren vereste- rungsfähigen Derivaten wie z. B. Bernsteinsäure, Adipinsäure, Phthalsäure, Phthal- säureanhydrid, Maleinsäure und Maleinsäueranhydrid. Auch Polyester aus Lactonen, z. B. s-Caprolactam sind einsetzbar. Polyester können auch anteilig drei-wertige Alkohole oder Carbonsäurekomponenten wie z. B. Trimethylolpropan oder Glycerin enthalten. Weiterhin sind verzweigte oder unverzweigte Polyether geeignet, herge- stellt z. B. durch Polymerisation von Epoxiden wie z. B. Ethylenoxid, Propylenoxid oder Tetrahydrofuran mit sich selbst oder durch Anlagerung der Epoxide an Start- komponenten mit reaktionsfähigen Wasserstoffatomen wie Wasser, Alkohole, Ammoniak oder Amine.

Als sogenannte Kettenverlängerer, d. h. vorzugsweise difunktionelle Polyole oder Polyamine mit einem Molekulargewicht von kleiner als 400, werden besonders bevorzugt zweiwertige Polyalkohole wie Ethylenglykol, Propylenglykol, Buty-

lenglykol, Aminoalkohole wie Ethanolamin, N-Methyldiethanolamin sowie difunk- tionelle Polyamine wie z. B. Ethylendiamin, 1,4-Tetramethylendiamin, Hexamethylen- diamin, 1-Amino-3,3,5-trimethyl-5-aminomethylcyclohexan, Bis- (3-aminopropyl) methylamin und Hydrazin eingesetzt.

Auch Epoxidgruppen oder verkappte Isocyanatgruppen (siehe z. B. EP-A 137 427) aufweisende Polyurethan-Dispersionen,-Emulsionen oder-Lösungen sind geeignet.

Polyester-Dispersionen sind bevorzugt Umsetzungsprodukte aus den vorgenannten Polyepoxiden mit den vorgenannten Polycarbonsäuren, bzw. carboxylgruppenhalti- gen Polyestem (siehe z. B. EP-A 27 942), die keine Epoxidgruppen mehr enthalten.

Geeignete monomere organofunktionelle Silane (b) sind beispielsweise 3-Amino- propyltrimethoxysilan, 3-Aminopropyltriethoxysilan, 3-Aminopropyltris-methoxy- ethoxysilan, 3-Aminopropyl-methyl-diethoxysilan, N-Methyl-2-Aminoethyl-3- aminopropyltrimethoxysilan, N-Methyl-2-Aminoethyl-3-aminopropyl-methyl-di- methoxysilan, N-Methyl-3-aminopropyltrimethoxysilan, 3-Glycidyloxypropyltri- methoxysilan, 3-Methacryloxypropyltrimethoxysilan, 3-Mercaptopropyltrimethoxy- silan, Vinyltriethoxysilan und Vinyltrimethoxysilan.

Als Komponente (c) geeignete oligomere oder polymere aminofunktionelle Silanver- bindungen sind z. B. unvernetzte, lösliche, lineare Hamstoff-Oligomere und-Poly- mere mit freien endständigen Aminogruppen und seitenständigen Alkoxysilan- gruppen, die in organischer Lösung lagerstabil sind, und die in wässrigen Lösungs- mitteln stabile Lösungen ergeben. Insbesondere die Kombination von freien Amino- gruppen, Hamstoffgruppen und mehr als einer Alkoxysilangruppe pro Molekül führt dabei zu herausragenden Eigenschaften der Schlichte.

Bevorzugt sind wasserlösliche, oligomere oder polymere aminofunktionelle Harn- stoff-Alkoxy-Silanverbindungen erhältlich durch Reaktion von

a) 1 bis 1,8 Äquivalenten eines Diisocyanates mit b) 2 Äquivalenten eines Diamins bestehend aus bl) 80 bis 100 Gew.-% eines Diaminoalkoxysilans der Formel (I) HN (R1)-Z-N (H)-Y-Si (OR2) (3-a)R3a (I) wobei Z = C1-C6-Alkylen, C5-C10-Cycloalkylen oder Arylen, R1 = H, C1-C6-Alkyl oder C5-C10-Cycloalkyl, C3-C6-Alkylen,Y= R2 Cl-C6-Alkyl oder C5-Clo-Cycloalkyl, a = 0 bis 2 und R3 = C1-C6-Alkyl oder C5-C10-Cycloalkyk bedeuten, und b2) 0 bis 20 Gew.-% mindestens einer nichtionischen, hydrophilen Ver- bindung enthaltend Ethergruppen, die pro Molekül zwei gegenüber Isocyanatgruppen reaktionsfähige Gruppen, insbesondere Hydroxyl- und/oder Aminogruppen, aufweist.

Als Diisocyanate eignen sich bevorzugt aromatische, aliphatische, heterocyclische, monocyclische und polycyclische, bifunktionelle Isocyanatverbindungen.

A ! s Diisocyanate können vorzugsweise Diisocyanate der Formel (Il)

OCN-R-NCO (II) wobei RR= C6-C14-Arylen,C7-C20-ArylalkylenC5-C15-Cycloalkylen, oder C7-C20-Alkylarylen bedeutet.

Diisocyanate des Typs Ethylendiisocyanat, 1,2 Diisocyanato-propan, 1,3 Diisocya- nato-propan, 1,4 Butylendiisocyanat (BDI), 1,6 Diisocyanatohexan (HDI), 1,2 Diiso- cyanatocyclohexan, 1,3 Diisocyanatocyclohexan, 1,4 Diisocyanatobenzol, Bis (4-iso- cyanatocyclohexyl) methan (H12MDI), Bis (4-isocyanatocyclohexenyl) methan, Bis (4- isocyanatophenyl) methan (MDI), 2,4 und 2,6 Toluoldiisocyanat (TDI), 1,5 Diiso- cyanatonaphthalin, hydriertes Toluoldiisocyanat, 1-Isocyanatomethyl-5-isocyanato- 1,3,3, trimethyl-cyclohexane (Isophorondiisocyanat, IPDI), 1,6-Diisocyanato-2,2,4- trimethylhexan sind bevorzugt.

Besonders bevorzugt sind 1,6-Diisocyanatohexan und 1-Isocyanatomethyl-5-isocya- nato-1,3,3-trimethylcyclohexan (Isophorondiisocyanat).

Weiterhin können vorzugsweise im Mittel bis-funktionelle Isocyanate, die durch Umsetzung oder Oligomerisierung von Diisocyanaten hergestellt wurden, eingesetzt werden. So können beispielsweise bevorzugt Allophanat-, Uretdion-oder Biuret- gruppenhaltige Produkte (wie z. B. Desmodur# N 100 von Bayer AG, Leverkusen) oder partiell trimerisierte Polyisocyanate, welche Iminooxadiazindion-oder Isocya- nurat-Ringe aufvveisen (wie z. B. Desmodur (N 3400 von Bayer AG) eingesetzt wer- den.

Besonders geeignete Diaminoalkoxysilane bl) sind N-ß-(aminoethyl)-y-aminopro- pyltrimethoxysilan vonHülsAG).N-ß-(aminoethyl)-γ-amino-Damo propyltriethoxysilan, N-ß- (aminoethyl)-y-aminopropylmethyldimethoxysilan, N-ß- (aminoethyl)-N-ß- (aminoethyl)-y-aminopropyltrimethoxysilan : (CH3-CH2-O)3-Si-CH2-CH2-CH2-NH-CH2-CH2-NH2 (CH30) 3Si-CH2CH2CH2-NH-CH2CH2-NH2 (C2H5O)2(CH3)Si-CH2CH2CH2-(NH-CH2CH2)3-NHCH2CH2CH2- Si (CH3) (OC2H5) 2 (CH30) 3 Si-CH2CH2CH2-NH-CH2-C6H4-NH-H2CH2-Si (OCH3) 3 (CH30) 2 (CH3)-Si-CH2CH2CH2-NH-CH2CH2-NH-CH2CH2CH2-Si (CH3) (OCH3) 2 Besonders bevorzugt ist N-ß-(aminoethyl)-Y-aminopropyltrimethoxysilan.

Als Verbindungen unter b2) eignen sich besonders gut Verbindungen folgender For- mel : NH2- (X-0-) a-V-NH2 wobei X C-C6-Alkylen, verzweigt oder unverzweigt, a 1 bis 100 und V Cl-C6-Alkylen, verzweigt oder unverzweigt, bedeuten.

Die Polyetherketten dieser Verbindungen bestehen bevorzugt zumindest zu 80 Gew.-%, besonders bevorzugt 100 Gew.-%, aus Ethylenoxideinheiten, wobei neben diesen auch Propylenoxideinheiten vorliegen können. Bevorzugte nichtionische hydrophile Verbindungen sind beispielsweise Polyethylenglykole mit Molekularge- wichten von 300 bis 6 000 (z. B. Carbowax# 300, 2000,6000 von Union Carbide), difunktionelle Etherdiamine, wie z. B. 4,7-Dioxadecan-1,10- diamin, 4,9-Dioxadodecan-1,12-diamin, 4,7,10-Trioxadecan-1, 13-diamin, Bis- (3-

aminopropyl)-polytetrahydrofuran, Bis- (3-aminopropyl)-polytetrahydrofuran, Bis- (3- aminopropyl)-polytetrahydrofuran (Produkte Carbowax'3750,1100,2100 von BASF) sowie Polyetheramine (z. B. JeffamineD 230, D 400, D 2000, XTJ 510 (D 4 000), ED 600, ED 900, ED 2003, ED 4000, EDR 148 (XTJ 504) von Texaco Chemical Company).

Ganz besonders bevorzugt sind folgende difunktionelle Etherdiamine : 4,7-Dioxa- decan-1,10-diamin ; 4,9-Dioxadodecan-1, 12-diamin ; 4,7,10-Trioxadecan-1,13- diamin ; Bis- (3-aminopropyl)-polytetrahydrofuran 750, Bis- (3-aminopropyl)-poly- tetrahydrofuran 1 100, Bis- (3-aminopropyl)-polytetrahydrofuran 2 100 von BASF und Jeffamine@D 230, D 400, D 2 000, XTJ 510 (D 4000), ED 600, ED 900, ED 2003, ED 4000, EDR 148 (XTJ504) von Texaco Chemical Company.

Als Komponente (c) geeignete oligomere oder polymere aminofunktionelle Silanver- bindungen sind des weiteren Oligoamino-Amid-Silane wie A1387 der Fa. Witco oder oligomere oder polymere aminofunktionelle Harnstoff-Alkoxysilanverbindun- gen.

Zusätzlich können weitere Schlichtekomponenten (d) wie anionische, kationische oder nichtionische Emulgatoren, weitere filmbildende Harze, Gleitmittel wie z. B.

Polyalkylenglykolether von Fettalkoholen oder Fettaminen, Polyalkylenglykolester und Glycerinester von Fettsäuren mit 12 bis 18 C-Atomen, Polyalkylenglykole höherer Fettsäureamide mit 12 bis 18 C-Atomen und/oder Alkenylaminen, quartäre Stickstoffverbindungen z. B. ethoxylierte Imidazoliniumsalze, Mineralöle oder Wachse und Hilfsstoffe wie Netzmittel oder Antistatika wie z. B. Lithiumchlorid oder Ammoniumchlorid in den Schlichten enthalten sein. Diese weiteren Hilfsstoffe sind dem Fachmann bekannt und beispielsweise in K. L. Loewenstein,"The Manufactu- ring Technology of Continuous Glass Fibres", Elsevier Scientific Publishing Corp., Amsterdam, London, New York, 1983, beschrieben.

Die erfindungsgemäßen Glasfasern sind als Verstärkungsfasem für thermoplastische Polymere wie z. B. Polycarbonate, Polyamid-6 und Polyamid-6,6, aliphatische, aro- matische und gemischt aliphatisch/aromatische Polyesteramide, aliphatische, aroma- tische und gemischt aliphatisch/aromatische Polyester wie z. B. Polyethylen- terephthalat und Polybutylenterephthalat, Polyurethane, Polyarylensulfide oder Poly- cycloolefine sowie duroplastische Polymere wie ungesättigte Polyesterharze, Epoxid- harze und Phenol-Formaldehydharze geeignet.

Die Erfindung soll anhand der nachfolgenden Beispiele näher erläutert werden :

Beispiele Beispiel 1 (Vergleich) : Die Schlichte (siehe Tabelle 1) wurde über einen Kiss-Roll-Applikator auf Glasfa- sern mit einem Durch-messer von 14 um aufgebracht. Die Glasfasern wurden zu Cakes aufgewickelt und anschließend 10 Stunden bei 130°C getrocknet. Die Glasfa- sern wurden nach der Trocknung in 4,5 mm lange Chops geschnitten.

Beispiel 2 (Vergleich) : Die gleiche Schlichte wie in Beispiel 1 (siehe Tabelle 1) wurde über einen Kiss-Roll- Applikator auf die Glasfasern mit einem Durchmesser von 14 um appliziert. Die Glasfasern wurden direkt nach dem Applikator im Direkt Chopper geschnitten und anschließend 10 Stunden bei 130°C getrocknet.

Die Glasfasern gemäß Beispiel 1 und 2 wurden auf einem Extruder bei einer Extru- dertemperatur von 250°C zu einer Formmasse bestehend aus 70 Gew.-Teilen Poly- amid 6 (Durethan°, Handelsprodukt der Fa. Bayer AG, Leverkusen) und 30 Gew.- Teilen Glasfaser aus Beispiel 1 bzw. Beispiel 2 extrudiert und granuliert.

Von den Formmassen wurden auf einer üblichen Spritzgussmaschine 80 x 10 x 4 mm-Prüf-und Zugstäbe hergestellt. Geprüft wurden Biegefestigkeit nach DIN 53452, Zugfestigkeit nach DIN 53455 sowie die Schlagzähigkeit bei Raumtempera- tur nach Izod (ISO 180/IC).

Die Ergebnisse sind der Tabelle 2 zu entnehmen.

Tabelle 1 Schlichtekomponenten Mengenangaben in Gew.-% Beispiel2Beispiel1 Polyurethan-Dispersion Baybond# PU 0401 4 4 (Handelsprodukt der Fa. Bayer AG) 3-Aminopropyltriethoxysilan I I Gleitmittel (Polyalkylenglykol) 0,5 0,5 Wasser 94,5 94, 5 Schlichteauftrag (Bestimmung durch Glühverlust) 0,70 0,70

Tabelle 2 Formmasse mit Biegefestigkeit Zugfestigkeit Schlagzähigkeit in [Mpa] in [Mpa] in [kJ/m2] Glasfasern aus 180 276 56 Beispiel1 Glasfasern aus 165 257 46 Beispiel 2

Beispiel 3 Die Schlichten bestanden aus den Komponenten gemäß Tabelle 3 und wurden über einen Kiss-Roll-Applikator auf Glasfasern mit einem Durchmesser von 11 um auf- gebracht. Die Glasfasern wurden anschließend im Direct Chopper geschnitten und anschließend bei 130°C getrocknet.

Tabelle 3 Beispiele Schlichtekomponente 3.1.3.2.3.3.3.4.3.5.3.6. (Mengenangaben in Gew. %) 3 Aminopropyltriethoxysilan (A 1100, Handelsprodukt der 1 1 1 1 I 1 Fa. Witco, USA) Polyamino-amidsilan (A1387, Handelsprodukt der---0,5 0,5 0,5 Fa. Witco) Polyurethandispersion (Baybond PU 0401,4 4 4 4 4 4 Handelsprodukt der Fa. Bayer AG) Gleitmittel 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 (Polyalkylenglykol) Wasser 94,5 94,5 94,5 94 94 94 pH-Wert pH5 pH7 pH7 pH5 pH7 pH7 Säure CH3COOH CH3COOH HCOOH CH3COOH CH3COOH HCOOH

Beispiel 4 70 Gew.-Teile Polyamid 6 (Durethano, Fa. Bayer AG) und 30 Gew.-Teile Glasfasern aus den Beispielen 3.1,3.2,3.3,3.4,3.5 und 3.6 wurden auf einem Extruder bei einer Extrudertemperatur von 250°C zu einer Formmasse extrudiert und granuliert.

Von den Formmassen wurden auf einer üblichen Spritzgussmaschine 80 x 10 x 4 mm-Prüf-und Zugstäbe hergestellt. Geprüft wurden Biegefestigkeit nach DIN 53 452, Zugfestigkeit nach DIN 53 455 sowie die Schlagzähigkeit bei Raumtemperatur nach Izod (ISO 180/IC).

Tabelle 4 Formmasse mit Zugfestigkeit Biegefestigkeit Schlagzähigkeit Glasfasern aus Beispiel 3. 1. 167 260 52 16526151Beispiel3.2. Beispiel 25953166 18127359,2Beispiel3.4. Beispiel 3. 5. 185 278 61 Beispiel3.6. 187 280 62,9

Mit den erfindungsgemäßen Schlichten bzw. den entsprechend beschlichteten Glas- fasern wurden glasfaserverstärkte Kunststoffe erhalten, die bezüglich Zug-und Biegefestigkeit und Schlagzähigkeit bessere Eigenschaften aufweisen als entspre- chende Kunststoffe, die mit gängigen beschlichteten Glasfasern hergestellt und nach dem kostengünstigeren Direct Chop Verfahren geschnitten wurden.