RU2339662C1 - Epoxy binding agent for fiberglass - Google Patents
Epoxy binding agent for fiberglass Download PDFInfo
- Publication number
- RU2339662C1 RU2339662C1 RU2007120230/04A RU2007120230A RU2339662C1 RU 2339662 C1 RU2339662 C1 RU 2339662C1 RU 2007120230/04 A RU2007120230/04 A RU 2007120230/04A RU 2007120230 A RU2007120230 A RU 2007120230A RU 2339662 C1 RU2339662 C1 RU 2339662C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- fiberglass
- binding agent
- epoxy
- boric acid
- glass fiber
- Prior art date
Links
Landscapes
- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к получению стеклопластиков, в которых в качестве армирующих наполнителей используют стеклоткань, стекломаты, стеклоровинг и т.д., предназначенных преимущественно для применения в качестве конструкционной арматуры, работающей в условиях воздействия агрессивных сред, и может быть использовано также для изготовления высокопрочных стеклопластиков для различных отраслей машиностроения, судостроения и т.д.The invention relates to the production of fiberglass, in which fiberglass, fiberglass, glass roving, etc. are used as reinforcing fillers, intended primarily for use as structural reinforcement operating in aggressive environments, and can also be used for the manufacture of high-strength fiberglass for various branches of engineering, shipbuilding, etc.
Конструкционный стеклопластик на основе непрерывных стеклянных волокон обладает высоким уровнем физико-механических характеристик вдоль направления оси армирования (превышающим прочность большинства конструкционных сталей), низким коэффициентом теплопроводности, относительно высокой диэлектрической проницаемостью, очень малым (по сравнению со сталями и высокопрочными материалами) удельным весом. Но несмотря на все это промышленности требуются стеклопластики еще с более высокими физико-механическими характеристиками, в частности стеклопластики, способные длительное время сопротивляться воздействию агрессивных сред.Structural fiberglass based on continuous glass fibers has a high level of physicomechanical characteristics along the direction of the reinforcement axis (exceeding the strength of most structural steels), low thermal conductivity, relatively high dielectric constant, very small (compared with steels and high-strength materials) specific gravity. But despite all this, industry requires fiberglass with even higher physical and mechanical characteristics, in particular fiberglass, capable of resisting aggressive environments for a long time.
Широкое применение эпоксидных смол в различных отраслях промышленности связано со специфическим комплексом технологических и эксплуатационных свойств. Эпоксидные олигомеры можно получать как в жидком, так и в твердом состоянии. Отверждаются они в широком интервале температур с применением различных классов отвердителей. Отвержденные эпоксиды имеют высокие значения адгезионной и когезионной прочности, химически- и атмосферостойкости.The widespread use of epoxy resins in various industries is associated with a specific set of technological and operational properties. Epoxy oligomers can be obtained both in liquid and in solid state. They cure in a wide temperature range using various classes of hardeners. Cured epoxides have high values of adhesive and cohesive strength, chemical and weather resistance.
Известны технические полимерные связующие для стеклопластиков [1, 2, 3, 4, 5], где основным компонентом связующего является эпоксидная смола.Known technical polymer binders for fiberglass [1, 2, 3, 4, 5], where the main component of the binder is an epoxy resin.
Существенными недостатками указанных технических решений являются:Significant disadvantages of these technical solutions are:
- низкие прочностные характеристики стеклопластика;- low strength characteristics of fiberglass;
- наличие в составе связующего ацетона и спирта, вызывающие низкую адгезию связующего к стекловолокну;- the presence in the composition of the binder of acetone and alcohol, causing low adhesion of the binder to fiberglass;
- низкая технологичность вследствие слишком малого или большого времени гелеобразования связующего;- low manufacturability due to too short or long gelation time of the binder;
- низкое значение коэффициента химического старения стеклопластика;- low coefficient of chemical aging of fiberglass;
- низкая технологичность связующего, связанная с синтезом хлормедного комплекса.- low adaptability of the binder associated with the synthesis of chlorinated complex.
Наиболее близкой к заявленной композиции является полимерная композиция [6], включающая следующие компоненты при их соотношении, мас.ч.: 100 эпоксидной смолы ЭД-20, 80 изометилтетрагидрофталевого ангидрида, 5 пластификатора ЭДОС и 1,5 2,4,6 трис(диметиламинометл)фенола УП-606/2.Closest to the claimed composition is a polymer composition [6], comprising the following components in their ratio, parts by weight: 100 epoxy resin ED-20, 80 isomethyl tetrahydrophthalic anhydride, 5 EDOS plasticizer and 1.5, 2.4.6 tris (dimethylaminomethyl ) phenol UP-606/2.
Недостатком указанного технического решения [6] является наличие пластификатора ЭДОС, находящегося в составе композиции, приводящего к снижению модуля упругости, прочности и долговечности эпоксидной композиции [7] и испаряющегося с течением времени из состава отвержденной композиции.The disadvantage of this technical solution [6] is the presence of an EDOS plasticizer, which is part of the composition, leading to a decrease in the elastic modulus, strength and durability of the epoxy composition [7] and evaporates over time from the composition of the cured composition.
Предложенное техническое решение направлено на создание эпоксидной композиции для стеклопластиков, обладающей повышенными физико-механическими характеристиками, высокой способностью сопротивления воздействию агрессивных сред, однородностью и беспористостью после горячего отверждения.The proposed technical solution is aimed at creating an epoxy composition for fiberglass, with improved physical and mechanical characteristics, high resistance to aggressive media, uniformity and porelessness after hot curing.
Связующее для стеклопластиков включает, мас.%: 56,11-56,42 эпоксидной смолы ЭД-22, 42,10-42,29 изометилтетрагидрофталевого ангидрида, 0,79 ускорителя полимеризации 2,4,6-трис(диметиламинометил)фенола УП-606/2 и 0,5-1,0 полиметилен-п-трифенилового эфира борной кислоты. Новую композицию отличает от известных дополнительное содержание полиметилен-п-трифенилового эфира борной кислоты в количестве 0,5-1,0 мас.%, придающее связующему улучшенные физико-механические свойства, высокую способность сопротивляться воздействию агрессивных сред.The binder for fiberglass includes, wt.%: 56,11-56,42 epoxy resin ED-22, 42,10-42,29 isomethyl tetrahydrophthalic anhydride, 0.79 polymerization accelerator 2,4,6-tris (dimethylaminomethyl) phenol UP- 606/2 and 0.5-1.0 polymethylene-p-triphenyl ester of boric acid. The new composition differs from the known additional content of polymethylene-p-triphenyl ester of boric acid in an amount of 0.5-1.0 wt.%, Which gives the binder improved physical and mechanical properties, high ability to resist the effects of aggressive environments.
Предложенное связующее для стеклопластиков представляет собой эпоксидную композицию, в которой содержится полиметилен-п-трифениловый эфир борной кислоты.The proposed binder for fiberglass is an epoxy composition that contains polymethylene-p-triphenyl ether of boric acid.
Предложенное связующее для стеклопластиков представляет собой эпоксидную композицию, в которой содержится полиметилен-п-трифениловый эфир борной кислоты (или политрифениловый эфир борной кислоты).The proposed binder for fiberglass is an epoxy composition that contains polymethylene-p-triphenyl ester of boric acid (or polytriphenyl ester of boric acid).
Изготовление эпоксидного связующего для стеклопластика с модифицирующей добавкой полиметилен-п-трифенилового эфира борной кислоты осуществляется следующим образом.The manufacture of an epoxy binder for fiberglass with a modifying additive of polymethylene-p-triphenyl ether of boric acid is carried out as follows.
Пример 1Example 1
На первом этапе готовят навеску изометилтетрагидрофталевого ангидрида и полиметилен-п-трифенилового эфира борной кислоты. В обогреваемый реактор с мешалкой заливают 42,29 мас.% изометилтетрагидрофталевого ангидрида, добавляют 0,50 мас.% полиметилен-п-трифенилового эфира борной кислоты, затем при температуре 60-65°С осуществляют перемешивание в течение 160-180 мин до полного растворения. Далее добавляют в реактор 56,42 мас.% эпоксидной смолы ЭД-22 и 0,79 мас.% 2,4,6-трис(диметиламинометил)фенола УП-606/2, предварительно подогретых до 45°С. Затем примешивают связующее в течение 4-5 мин.At the first stage, a portion of isomethyltetrahydrophthalic anhydride and polymethylene-p-triphenyl ester of boric acid are prepared. 42.29 wt.% Of isomethyltetrahydrophthalic anhydride is poured into a heated reactor with a stirrer, 0.50 wt.% Of polymethylene-p-triphenyl ester of boric acid is added, then stirring is carried out at a temperature of 60-65 ° C for 160-180 min until complete dissolution . Next, 56.42 wt.% Epoxy resin ED-22 and 0.79 wt.% 2,4,6-tris (dimethylaminomethyl) phenol UP-606/2, preheated to 45 ° C, are added to the reactor. Then the binder is mixed for 4-5 minutes.
Полученное связующее заливают в пропиточную ванну, через которую протягивают ровинг РБН 17-4800-202. Пропитанный стеклоровинг подвергается сушке, формованию и отверждению протяжкой с температурой нагрева от 50°С до 160°С при скорости нагрева 10°С/мин и последующей выдержкой на 160±2°С до полного отверждения с последующим охлаждением на воздухе.The resulting binder is poured into an impregnation bath through which the roving RBN 17-4800-202 is pulled. The impregnated glass roving is dried, molded and cured by a broach with a heating temperature from 50 ° C to 160 ° C at a heating rate of 10 ° C / min and subsequent exposure to 160 ± 2 ° C until completely cured, followed by cooling in air.
Пример 2 осуществляется аналогично примеру 1 при следующем соотношении компонентов, мас.%: эпоксидная смола ЭД-22 56,28; изометилтетрагидрофталевый ангидрид 42,18; 2,4,6-трис(диметиламинометил)фенол УП-606/2 0,79; полиметилен-п-трифенилового эфира борной кислоты 0,75 (согласно таблице 1).Example 2 is carried out analogously to example 1 in the following ratio of components, wt.%: Epoxy resin ED-22 56.28; isomethyl tetrahydrophthalic anhydride 42.18; 2,4,6-tris (dimethylaminomethyl) phenol UP-606/2 0.79; 0.75 polymethylene-p-triphenyl ester of boric acid (according to table 1).
Пример 3 осуществляется аналогично примеру 1 при следующем соотношении компонентов, мас.%: эпоксидная смола ЭД-22 56,11; изометилтетрагидрофталевый ангидрид 42,10; 2,4,6-трис(диметиламинометил)фенол УП-606/2 0,79; полиметилен-п-трифенилового эфира борной кислоты 1,0 (согласно таблице 1).Example 3 is carried out analogously to example 1 in the following ratio of components, wt.%: Epoxy resin ED-22 56.11; isomethyl tetrahydrophthalic anhydride 42.10; 2,4,6-tris (dimethylaminomethyl) phenol UP-606/2 0.79; polymethylene p-triphenyl ester of boric acid 1.0 (according to table 1).
Оценка технологичности у образцов эпоксидного связующего проводилась путем определения времени гелеобразования при температуре 120°С (стальной диск с диаметром отверстия 20 мм и глубиной 5 мм); оценка физико-механических показателей у полученных стеклопластиковых образцов проводилась путем определения предела прочности при сжатии, разрушающего напряжения при растяжении, предела прочности при поперечном изгибе; оценка влияния агрессивных сред на образцы стеклопластика проводилась путем химического старения в среде Са(ОН)2 при температуре 150°С в течение 14 часов и определения предела прочности при поперечном изгибе.The manufacturability assessment of epoxy binder samples was carried out by determining the gelation time at a temperature of 120 ° C (steel disk with a hole diameter of 20 mm and a depth of 5 mm); physical and mechanical parameters of the obtained fiberglass samples were evaluated by determining the compressive strength, tensile stress, tensile strength in transverse bending; the influence of aggressive media on fiberglass samples was evaluated by chemical aging in Ca (OH) 2 medium at a temperature of 150 ° C for 14 hours and determining the tensile strength in lateral bending.
Результаты испытаний приведены в таблице 2. Из данных таблицы 2 очевидно, что образцы с добавкой полиметилен-п-трифенилового эфира борной кислоты в количестве 0,75 мас.% обладают более высокими физико-механическими характеристиками по сравнению с другими образцами, где брали навески в количестве 0,5 мас.% и 1,0 мас.%.The test results are shown in table 2. From the data of table 2 it is obvious that samples with the addition of polymethylene-p-triphenyl ester of boric acid in an amount of 0.75 wt.% Have higher physical and mechanical characteristics compared to other samples, where weighed the amount of 0.5 wt.% and 1.0 wt.%.
Предлагаемая отвержденная эпоксидная композиция (пример 1, 2, 3) обладает высоким качеством - беспористый, однородный материал после горячего отверждения.The proposed cured epoxy composition (example 1, 2, 3) is of high quality - a non-porous, uniform material after hot curing.
Полученные образцы (пример 1, 2, 3) обладают существенно высокими физико-механическими характеристиками стеклопластика по сравнению с известными эпоксидными связующими, и, таким образом, предлагаемое техническое решение позволяет рекомендовать полученное новое эпоксидное связующее для стеклопластиков в качестве нового связующего горячего отверждения, обладающего высокими физико-механическими свойствами, однородностью, беспористостью и химической стойкостью к воздействию агрессивных сред.The obtained samples (example 1, 2, 3) have significantly high physical and mechanical characteristics of fiberglass in comparison with the known epoxy binders, and thus, the proposed technical solution allows us to recommend the obtained new epoxy binder for fiberglass as a new hot cure binder with high physical and mechanical properties, uniformity, porosity and chemical resistance to aggressive environments.
Полученное связующее для стеклопластиков было испытано в лабораторных условиях кафедры ХТВМС Бийского технологического института, а в ноябре 2006 года было запущено в производство на экспериментальной линии по производству стеклопластиковой арматуры ООО "Бийского завода стеклопластиков".The obtained binder for fiberglass was tested in laboratory conditions of the department of HTVMS of Biysk Technological Institute, and in November 2006 it was put into production on the experimental line for the production of fiberglass reinforcement of Biysk Fiberglass Plant LLC.
Список литературыBibliography
1. Патент SU 1024479 от 23.06.1983.1. Patent SU 1024479 from 06.23.1983.
2. Патент RU 2028334 от 09.02.1995.2. Patent RU 2028334 dated 02/09/1995.
3. Патент SU 975749 от 23.11.1982.3. Patent SU 975749 from 11.23.1982.
4. Патент RU 2172328 от 20.08.2001.4. Patent RU 2172328 of 08.20.2001.
5. Ленский М.А., Белоусов A.M., Ананьева Е.С., Ишков А.В. Синтез и исследование термостойкой борсодержащей фенолформальдегидной смолы // Вестник Томского государственного университета. Бюллетень оперативной научной информации. "Композиционные материалы специального назначения". Томск: Томский государственный университет, 2006. №65. С.66-70.5. Lensky M.A., Belousov A.M., Ananiev E.S., Ishkov A.V. Synthesis and study of heat-resistant boron-containing phenol-formaldehyde resin // Tomsk State University Bulletin. Bulletin of operational scientific information. "Composite materials for special purposes." Tomsk: Tomsk State University, 2006. No. 65. S.66-70.
6. Патент RU 2160291 от 10.12.2000.6. Patent RU 2160291 dated 10.12.2000.
7. Энциклопедия полимеров / Под ред. В.А.Кабанова и др. - М.: Советская энциклопедия. - 1974. Т.2. - 1032 с.7. Encyclopedia of Polymers / Ed. V.A. Kabanova et al. - M.: Soviet Encyclopedia. - 1974.V.2. - 1032 s.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2007120230/04A RU2339662C1 (en) | 2007-05-30 | 2007-05-30 | Epoxy binding agent for fiberglass |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2007120230/04A RU2339662C1 (en) | 2007-05-30 | 2007-05-30 | Epoxy binding agent for fiberglass |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2339662C1 true RU2339662C1 (en) | 2008-11-27 |
Family
ID=40193157
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2007120230/04A RU2339662C1 (en) | 2007-05-30 | 2007-05-30 | Epoxy binding agent for fiberglass |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2339662C1 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2560370C1 (en) * | 2014-02-19 | 2015-08-20 | Открытое акционерное общество "Авангард" (ОАО "Авангард") | Hybrid epoxy-triphenol binding agent with application of novolac resin |
RU2584013C1 (en) * | 2014-12-29 | 2016-05-20 | Открытое акционерное общество "Композитные трубы" | Nano-modified epoxy binder for composite materials |
-
2007
- 2007-05-30 RU RU2007120230/04A patent/RU2339662C1/en not_active IP Right Cessation
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Вестник Томского Государственного Университета. Композиционные материалы специального назначения. - Томск, 2006, № 65, с.66-70. ЛИ X., НЕВИЛЛ К. Справочное руководство по эпоксидным смолам. - М.: Энергия, 1973, с.330. * |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2560370C1 (en) * | 2014-02-19 | 2015-08-20 | Открытое акционерное общество "Авангард" (ОАО "Авангард") | Hybrid epoxy-triphenol binding agent with application of novolac resin |
RU2584013C1 (en) * | 2014-12-29 | 2016-05-20 | Открытое акционерное общество "Композитные трубы" | Nano-modified epoxy binder for composite materials |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Yin et al. | Self-healing woven glass fabric/epoxy composites with the healant consisting of micro-encapsulated epoxy and latent curing agent | |
RU2744893C1 (en) | Polymer carbon fiber composition and method for its production | |
RU2540084C1 (en) | Polymer composition | |
RU2339662C1 (en) | Epoxy binding agent for fiberglass | |
CN109897162B (en) | Epoxy resin with release function, cured product and carbon fiber composite material thereof | |
RU2509653C1 (en) | Composite reinforcements | |
CN112673038B (en) | Epoxy resin composition, molding material for fiber-reinforced composite material, and fiber-reinforced composite material | |
Hong et al. | Effects of water or alkali solution immersion on the water uptake and physicochemical properties of a pultruded carbon fiber reinforced polyurethane plate | |
Al-Safy et al. | A study of the use of high functionality-based resin for bonding between CFRP and concrete under harsh environmental conditions | |
Kandpal et al. | Mechanical properties of multifunctional epoxy resin/glass fiber reinforced composites modified with poly (ether imide) | |
RU2770088C1 (en) | Polyphenylene sulphide composite materials with carbon fibres and method for production thereof | |
EP3794053B1 (en) | Improved curative composition | |
Choi et al. | A study on the preparation of the eco-friendly carbon fibers-reinforced composites | |
Santos et al. | Phenolic resin and its derivatives | |
RU2767562C1 (en) | Polyphenylene sulphide composite materials with finished carbon fibres and method for production thereof | |
JPH0254846B2 (en) | ||
He et al. | Effects of novolac resin modification on mechanical properties of carbon fiber/epoxy composites | |
KR102566686B1 (en) | Prepregs and Fiber Reinforced Composites | |
JP2004269812A (en) | Phenol resin composition for fiber-reinforced composite material and fiber-reinforced composite material | |
RU2773524C1 (en) | Carbon fibre-reinforced polyphenylene sulphide composite materials and method for production thereof | |
RU2767549C1 (en) | Composite materials based on polyphenylene sulphide, carbon fibres and method for production thereof | |
JP3754166B2 (en) | Method for producing fiber-reinforced phenolic resin molded product | |
JPH0262578B2 (en) | ||
SU479791A1 (en) | Composite material | |
Guruprasad et al. | Influence on mechanical properties of epoxy polymer matrix composites reinforced with surface treated woven strand mat E-glass fibers |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20090531 |