CZ305686B6 - Epoxidová pryskyřice plněná organicko-anorganickým plnivem přírodního původu a způsob její přípravy - Google Patents
Epoxidová pryskyřice plněná organicko-anorganickým plnivem přírodního původu a způsob její přípravy Download PDFInfo
- Publication number
- CZ305686B6 CZ305686B6 CZ2014-595A CZ2014595A CZ305686B6 CZ 305686 B6 CZ305686 B6 CZ 305686B6 CZ 2014595 A CZ2014595 A CZ 2014595A CZ 305686 B6 CZ305686 B6 CZ 305686B6
- Authority
- CZ
- Czechia
- Prior art keywords
- epoxy resin
- filler
- filled
- resin
- range
- Prior art date
Links
- 239000003822 epoxy resin Substances 0.000 title claims abstract description 85
- 229920000647 polyepoxide Polymers 0.000 title claims abstract description 85
- 239000011256 inorganic filler Substances 0.000 title claims abstract description 15
- 229910003475 inorganic filler Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 15
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims description 4
- 239000000945 filler Substances 0.000 claims abstract description 62
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 37
- 238000000227 grinding Methods 0.000 claims abstract description 22
- 229920005989 resin Polymers 0.000 claims abstract description 22
- 239000011347 resin Substances 0.000 claims abstract description 22
- 239000002154 agricultural waste Substances 0.000 claims abstract description 18
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims abstract description 14
- 239000004593 Epoxy Substances 0.000 claims abstract description 12
- 235000007164 Oryza sativa Nutrition 0.000 claims abstract description 12
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 claims abstract description 12
- 235000009566 rice Nutrition 0.000 claims abstract description 12
- 239000010959 steel Substances 0.000 claims abstract description 12
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 claims abstract description 9
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims abstract description 8
- 239000010703 silicon Substances 0.000 claims abstract description 8
- 238000000265 homogenisation Methods 0.000 claims abstract description 7
- RPNUMPOLZDHAAY-UHFFFAOYSA-N Diethylenetriamine Chemical compound NCCNCCN RPNUMPOLZDHAAY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 5
- 229910052593 corundum Inorganic materials 0.000 claims abstract description 4
- 239000010431 corundum Substances 0.000 claims abstract description 4
- 240000007594 Oryza sativa Species 0.000 claims abstract 2
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 36
- 239000004848 polyfunctional curative Substances 0.000 claims description 18
- 239000010903 husk Substances 0.000 claims description 13
- 230000004580 weight loss Effects 0.000 claims description 11
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 6
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 4
- 238000004132 cross linking Methods 0.000 claims description 4
- 125000003700 epoxy group Chemical group 0.000 claims description 4
- 241000195955 Equisetum hyemale Species 0.000 claims description 2
- 240000005979 Hordeum vulgare Species 0.000 claims description 2
- 235000007340 Hordeum vulgare Nutrition 0.000 claims description 2
- 238000000746 purification Methods 0.000 claims description 2
- 239000002699 waste material Substances 0.000 claims 1
- 238000011049 filling Methods 0.000 description 13
- 241000209094 Oryza Species 0.000 description 10
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 5
- 241000196324 Embryophyta Species 0.000 description 4
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 4
- BRLQWZUYTZBJKN-UHFFFAOYSA-N Epichlorohydrin Chemical compound ClCC1CO1 BRLQWZUYTZBJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- IISBACLAFKSPIT-UHFFFAOYSA-N bisphenol A Chemical compound C=1C=C(O)C=CC=1C(C)(C)C1=CC=C(O)C=C1 IISBACLAFKSPIT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 238000011068 loading method Methods 0.000 description 2
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 2
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 2
- -1 polypropylene Polymers 0.000 description 2
- 239000004698 Polyethylene Substances 0.000 description 1
- 239000004743 Polypropylene Substances 0.000 description 1
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 1
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 description 1
- 238000004026 adhesive bonding Methods 0.000 description 1
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000003851 biochemical process Effects 0.000 description 1
- 238000005266 casting Methods 0.000 description 1
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 1
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 1
- LNEPOXFFQSENCJ-UHFFFAOYSA-N haloperidol Chemical compound C1CC(O)(C=2C=CC(Cl)=CC=2)CCN1CCCC(=O)C1=CC=C(F)C=C1 LNEPOXFFQSENCJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005470 impregnation Methods 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 1
- 239000003607 modifier Substances 0.000 description 1
- 238000010672 photosynthesis Methods 0.000 description 1
- 230000029553 photosynthesis Effects 0.000 description 1
- 229920000573 polyethylene Polymers 0.000 description 1
- 239000002986 polymer concrete Substances 0.000 description 1
- 229920001155 polypropylene Polymers 0.000 description 1
- 238000004382 potting Methods 0.000 description 1
- RMAQACBXLXPBSY-UHFFFAOYSA-N silicic acid Chemical compound O[Si](O)(O)O RMAQACBXLXPBSY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002689 soil Substances 0.000 description 1
Landscapes
- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
- Epoxy Resins (AREA)
Abstract
Podstatou řešení je, že organicko-anorganickým plnivem epoxidové pryskyřice jsou namleté slupky charakteru zemědělského odpadu přírodního původu obsahující ve vysušeném stavu do 12-ti hmotnostních procent křemíku a to v množství 0,1 až 1,0 g na 100 g epoxidové pryskyřice s velikostí částic plniva v rozmezí 1 až 100 mikrometrů. Po vytvrzení materiálu plněné pryskyřice vykazuje materiál plněné pryskyřice v množství 0,1 g na 100 g epoxidové pryskyřice po 20 000 třecích cyklech hodnotu koeficientu tření 0,39 oproti koeficientu tření pryskyřice bez plniva 0,410, a materiál plněné pryskyřice v množství 1,0 g na 100 g epoxidové pryskyřice vykazuje hodnotu koeficientu tření 0,36 oproti koeficientu tření pryskyřice bez plniva 0,410 a to po 20 000 třecích cyklech. Rovněž je dosaženo po vytvrzení plněné pryskyřice menšího úbytku její hmotnosti v důsledku opotřebení materiálu. Podstatou způsobu přípravy epoxidové pryskyřice je, že slupky charakteru zemědělského odpadu přírodního původu, příkladně slupky rýže seté se melou ve vibračním stroji s frekvencí 25 až 35 Hz, přičemž prvé hrubé mletí slupek se provede s jednou ocelovou koulí o velikosti průměru 20 mm po dobu 4 až 6 minut, druhé jemné mletí se provede ve shodném vibračním stroji a za shodných podmínek se třemi ocelovými koulemi o velikosti průměru 3 mm po dobu 4 až 6 minut a finální ultra jemné mletí se provede ve shodném vibračním stroji za shodných podmínek s jednou ocelovou koulí o velikosti průměru 10 mm v kombinaci s třiceti pěti korundovými koulemi o velikosti průměru 3 mm do získání částic plniva ze zemědělského odpadu přírodního původu v rozmezí od 1 do 100 .mi.m. Následně se navážené množství takto získaného plniva bez dalších úprav vmíchá do epoxidové pryskyřice a následuje homogenizace po dobu alespoň 5 minut při 40 až 60 otáčkách za minutu. Takto připravený epoxidový materiál se vytvrdí přidáním diethylentriaminu.
Description
Epoxidová pryskyřice plněná organicko-anorganickým plnivem přírodního původu a způsob její přípravy
Oblast techniky
Vynález se týká epoxidové pryskyřice s přídavkem organicko-anorganického plniva charakteristického složení přírodního původu s charakterem zemědělského odpadu a způsobu přípravy této epoxidové pryskyřice, která dosahuje dále uvedených mechanických parametrů. Je použitelná 10 v těch odvětvích průmyslu, ve kterých jsou používány technologie, jako jsou impregnace, zalévání, odlévání a lepení, příprava štěrkových hmot, polymerbetonových hmot a také tam, kde má být zajištěno nízké opotřebení materiálu na bázi epoxidových pryskyřic při jeho opakovaném namáhání. Příprava epoxidové směsi je realizována vmícháním a následnou homogenizací adekvátního množství plniva o charakteristickém složení a velikosti jeho částic. Po vytvrzení směsi je dosaže15 no požadovaných parametrů. Příprava plnívaje zajišťována postupným namletím materiálu za normální teploty.
Dosavadní stav techniky
Polymemí materiály jsou velmi často modifikovány vláknovými nebo částicovými plnivy s cílem zlepšit jejich užitné vlastnosti. Z dostupné odborné literatury je možné získat informace týkající se větší či menší vhodnosti využití částicových plniv na bázi keramiky nebo kovů, které mohou ovlivnit tribologické vlastnosti polymemí matrice. Vliv plniv na bázi oxidu hlinitého a oxidu 25 křemičitého na vlastnosti polypropylénu a polyetylénu byl dosud dostatečně zdokumentován.
Přídavky částic tohoto typu jsou primárně cíleny ke snížení ceny produktu a zvýšení jeho tuhosti. Bylo zjištěno, že oxid křemičitý (silika) má významný vliv na zvýšení elektrických, tepelných a mechanických parametrů kompozitních systémů. Tvar částic plniva, jejich velikost, měrný povrch plniva, množství plniva v polymemí matrici má značný vliv na mechanické, ale i tribolo30 gické vlastnosti. Nevýhodou těchto plniv je však jejich cena.
Malá pozornost byla dosud věnována využití plniv na rostlinné bázi, která jsou charakteristická svým složením a ve kterých se vyskytuje vyšší obsah oxidu křemičitého. Některé druhy rostlin mají schopnost absorbovat koloidní roztok kyseliny orthokřemičité z půdy, ve které rostou a v 35 důsledku řady biochemických procesů a fotosyntézy dochází k vytváření systému částic oxidu křemičitého, které rostlině zajišťují specifický způsob ochrany.
Bylo zjištěno, že části rostlin tohoto typu namleté na vhodnou velikost mohou zajistit pokles koeficientu tření a zároveň zvýšit odolnost vůči opotřebení. Na základě této skutečnosti byla pozor40 nost věnována přírodním plnivům majícím charakter zemědělského odpadu s potřebným obsahem oxidu křemičitého, která vykazují značný potenciál stát se plnivy, kterými bude dosaženo zvýšení odolnosti vůči opotřebení v případě epoxidových pryskyřic. Tento poznatek byl proto dále rozpracován a je součástí předloženého řešení.
Podstata vynálezu
Podstatou řešení podle vynálezu je přidání takového množství přísady charakteristického složení do standardní epoxidové pryskyřice, že po její dispergaci, homogenizaci směsi, přidání tvrdidla 50 a následném vytvrzení takto připravené směsi je zřejmá změna koeficientu tření a opotřebení.
Bylo prokázáno, že hodnoty tvrdosti a Youngova modulu pružnosti použité plněné epoxidové pryskyřice se zásadně nemění a nedochází ani ke změně charakteru původní epoxidové pryskyřice.
Podstatou přípravy epoxidové pryskyřice podle vynálezu je úprava přírodního plniva organickoanorganického původu mletím. Plnivo, které vykazuje charakteristické složení s obsahem křemíku je po procesu mletí charakterizováno svojí velikostí částic. Plnivo je možné následně standardním způsobem přidat do epoxidové pryskyřice, ve které je dispergováno a homogenizováno v takovém množství, že po dispergaci a homogenizaci takto připravené směsi, přidání tvrdidla a po následném vytvrzení této směsi je zřejmá změna koeficientu tření k nižším hodnotám a také k menšímu opotřebení epoxidové pryskyřice.
Organicko-anorganickým plnivem epoxidové pryskyřice jsou namleté slupky charakteru zemědělského odpadu přírodního původu obsahující ve vysušeném stavu do 12-ti hmotnostních procent křemíku, a to v množství 0,1 až 1,0 dsk s velikostí Částic plniva v rozmezí 1 až 100 mikrometrů. Plnění epoxidové pryskyřice je vyjádřené jednotkou dsk, což znamená, že například plnění 0,1 dsk je adekvátní směsi vytvořené ze 100g epoxidové pryskyřice, ke které se přidá 0,1 g plniva. Obdobně plnění 1,0 dsk značí, že ke 100 g epoxidové pryskyřice je přidáno 1,0 g plniva. Užitou nízkomolekulámí epoxidovou pryskyřici tvoří 5,2 až 5,5 mol.kg“' epoxidových skupin, epoxidový hmotnostní ekvivalent je 182 až 192 g.mor', hustota pří 20 °C se pohybuje v rozmezí 1,16 až 1,17 g.cnf3 a viskozita při 25 °C je v rozsahu 12,0 až 14,5 Pa.s.
Epoxidová pryskyřice po vytvrzení při plnění 0,1 dsk a po 20 000 třecích cyklech vykazuje hodnotu tření 0,390 oproti koeficientu tření epoxidové pryskyřice bez plniva ve výši 0,410. Úbytek hmotnosti materiálu plněné vytvrzené epoxidové pryskyřice v důsledku opotřebení je o 55 % hmotnostních menší oproti epoxidové pryskyřici bez plniva při hodnotě užití plniva 0,1 dsk a po 20 000 třecích cyklech. Rovněž tak epoxidová pryskyřice splněním v množství 1,0 dsk po 20 000 třecích cyklech vykazuje hodnotu koeficientu tření 0,360 oproti koeficientu tření epoxidové pryskyřice bez plniva 0,410. Také úbytek hmotnosti materiálu plněné vytvrzené epoxidové pryskyřice v důsledku opotřebení je o 75 % hmotnostních menší oproti epoxidové pryskyřici bez plniva při hodnotě užití plniva 1,0 dsk a po 20 000 třecích cyklech.
Materiál plněné epoxidové pryskyřice vykazuje po vytvrzení tvrdost podle stupnice Vickerse hodnotu v rozsahu 20 až 23 HV a modul pružnosti v rozsahu 2,5 až 3,5 GPa.
Způsob přípravy nízkomolekulámí epoxidové pryskyřice plněné organicko-anorganickým plnivem přírodního původu spočívá v tom, že se jako organicko-anorganického plniva epoxidové pryskyřice užije namletý zemědělský odpad přírodního původu obsahující ve vysušeném stavu do 12-ti hmotnostních procent křemíku. Prvé hrubé mletí slupek zemědělského odpadu se provede ve vibračním stroji s frekvencí vibrací 25 až 35 Hz osazeném jednou ocelovou koulí o velikosti průměru 20 mm po dobu 4 až 6 minut, druhé jemné mletí se provede ve shodném vibračním stroji za stejných podmínek se třemi ocelovými koulemi o velikosti průměru 3 mm po dobu 4 až 6 minut. Následuje finální ultra jemné mletí ve shodném vibračním stroji a za shodných podmínek s jednou ocelovou koulí o velikosti průměru 10 mm v kombinaci s třicetipěti korundovými koulemi o velikosti průměru 3 mm do získání částic plniva ze zemědělského odpadu přírodního původu v rozmezí od 1 do 100 pm. Takto získané plnivo se v požadovaném množství a bez dalších úprav vmíchá do epoxidové pryskyřice a následně se homogenizuje po dobu alespoň 5 minut při 40 až 60 otáčkách za minutu, přičemž pokud není do homogenizované směsi přidáno okamžitě tvrdidlo a nedojde k síťovací reakci, je nutné směs homogenizovat vždy před přidáním tvrdidla. Vlastní mletí zemědělského odpadu přírodního původu se provede při běžné laboratorní teplotě a bez jeho předchozího přečišťování.
Homogenizace směsi po přidání adekvátního množství diethylentriaminu probíhá po dobu 2 až 3 minuty při 40 až 60 otáčkách za minutu načež se směs ponechá po dobu 48 hodin při běžné laboratorní teplotě a relativní vlhkosti 50 až 60 % vytvrdit, přičemž dotvrzování směsi proběhne při shodných podmínkách za dalších 7 až 10 dnů.
Zemědělským odpadem přírodního původu jsou zejména slupky rýže seté nebo části ječmene setého nebo přírodním zdrojem plniva jsou také části přesličky rolní.
Objasnění výkresů
Obr. 1 představuje grafické vyjádření hmotnostního úbytku dvou vzorků plněné epoxidové pryskyřice vůči hmotnostnímu úbytku naplněné epoxidové pryskyřice po vykonání 20 000 třecích cyklů, přičemž hmotnostní úbytek klesl z hodnoty 9,70 ± 0,35 mg u neplněné epoxidové pryskyřice na 4,00 ± 0,30 mg u pryskyřice plněné 0,1 dsk namletého plniva a na hodnotu 2,30 ± 0,15 mg u pryskyřice plněné 1,0 dsk namletého plniva.
Příklady uskutečnění vynálezu
Příklad 1
Vzorek materiálu byl připraven z nízkomolekulámí epoxidové pryskyřice a přírodního plniva charakteru zemědělského odpadu. Nízkomolekulámí epoxidová pryskyřice je standardně průmyslově vyráběna reakcí bisfenolu A s epichlorhydridem bez modifikujících složek. Obsahuje 5,2 až 5,5 mol.kg-1 epoxidových skupin, epoxidový hmotnostní ekvivalent je 182 až 192 g.mof1, hustota při 20 °C se pohybuje v rozmezí 1,16 až 1,17 g.cm“3 a viskozita při 25 °C je v rozsahu 12,0 až 14,5 Pa.s. Epoxidová pryskyřice je standardně vytvrzována tvrdidlem na bázi epichlorhydrinu.
Přírodním plnivem byly namleté vysušené rýžové slupky s obsahem křemíku 12 hmotnostních % a velikostí namletých částic plniva, která se pohybovala v rozmezí od 10 do 50 pm. Ke 100 g epoxidové pryskyřice bylo přidáno množství 0,1 g plniva, což odpovídá plnění 0,1 dsk. Při plnění epoxidové pryskyřice 0,1 dsk plnivem připraveným z namletých rýžových slupek dochází ke snížení koeficientu tření z původní hodnoty platné pro naplněnou epoxidovou pryskyřici, která je rovna 0,410 ± 0,014, na hodnotu 0,390 ± 0,010.
U předmětné směsi došlo také ke snížení opotřebení kompaktního vytvrzeného materiálu vytvořeného z výše charakterizované epoxidové pryskyřice a plniva. Toto opotřebení je vyjádřené hmotnostním úbytkem hmoty vzorku v miligramech. Hmotnostní úbytek klesl z hodnoty 9,70 ± 0,35 mg u neplněné epoxidové pryskyřice na 4,00 ± 0,30 mg u pryskyřice plněné 0,1 dsk namletého plniva popsaných parametrů po vykonání 20 000 třecích cyklů (obr. 1).
U shora popsané vytvrzené epoxidové směsi nedošlo k zásadní změně tvrdosti materiálu, tvrdost neplněné epoxidové pryskyřice je rovna hodnotě 22 HV, tvrdost kompaktního vytvrzeného materiálu při výše uvedeném plnění se pohybuje v rozmezí 21 až 22 HV. LJ této vytvrzené směsi došlo také k poklesu Youngova modulu pružnosti materiálu, modul pružnosti naplněné epoxidové pryskyřice je roven hodnotě 3,4 GPa, modul pružnosti kompaktního vytvrzeného materiálu při výše uvedeném plnění se pohyboval v rozmezí 2,5 až 3 GPa.
Mletí plniva, v tomto případě rýžových slupek, které je přidáno do uvedené standardní epoxidové pryskyřice, bylo provedeno následujícím způsobem: první hrubé mletí bylo provedeno jednou ocelovou koulí o velikosti 20 mm po dobu 5 minut, druhé jemné mletí bylo provedeno třemi ocelovými koulemi o velikosti 3 mm po dobu 5 minut a finální, ultra jemné mletí, bylo prováděno jednou ocelovou koulí o velikosti 10 mm v kombinaci s třicetipěti koulemi o velikosti průměru 3 mm, vyrobených z korundu. Velikost získaných částic se pohybuje v rozmezí od 10 do 50 pm. Mletí plniva bylo prováděno ve vibračním stroji při běžné laboratorní teplotě, frekvence vibrací, při kterých dochází k přeměně celých rýžových slupek v částice je 30 Hz. Slupky nejsou před mletím přečišťovány.
Navážené množství plniva se bez dalších úprav vmíchá do epoxidové pryskyřice a následně se homogenizuje po dobu 5 minut při 40 až 60 otáčkách za minutu. Pokud není do homogenizované směsi přidáno okamžitě tvrdidlo a nenastává rozběhnutí síťovací reakce, je nutné epoxidovou směs homogenizovat opakovaně kdykoliv před přidáním tvrdidla, neboť plnivo v epoxidové pryskyřici sedimentuje.
K takto homogenizované směsi bylo přidáváno adekvátní množství tvrdidla diethylentriaminu v množství uvedeném výrobcem použité epoxidové pryskyřice. Homogenizace směsi po přidání tvrdidla proběhla po dobu 2 až 3 minut při 40 až 60 otáčkách za minutu. Následné vytvrzování probíhá po dobu 48 hodin při teplotě 23 °C a relativní vlhkosti 50 až 60 %, doba dotvrzování směsi probíhá při stejných podmínkách po dobu dalších 7 až 10 dnů. Poté dosahuje vytvrzený materiál konečných hodnot požadovaných fyzikálních a mechanických parametrů.
Příklad 2
Vzorek epoxidového materiálu byl připraven shodně jako v příkladu 1 z nízkomolekulámí epoxidové pryskyřice a z přírodního plniva charakteru zemědělského odpadu tvořeného rýžovými slupkami s následujícími charakteristikami. Epoxidová pryskyřice je standardně vytvrzována tvrdidlem na bázi epichlorhydrinu.
Přírodní plnivo namleté rýžové slupky, je charakteristické obsahem křemíku do 12 hmotnostních % a velikostí namletých částic plniva, která se pohybuje v rozmezí od 1 do 100 pm. Pro tento konkrétní příklad byly rýžové slupky namlety na velikost v rozsahu 1 až 12 pm. Ke 100 g epoxidové pryskyřice bylo přidáno množství 1 g plniva, což odpovídá plnění 1 dsk. Plnění 1 dsk je adekvátní směsi vytvořené ze 100 g epoxidové pryskyřice, ke které se přidá 1 g plniva. Při tomto plnění 1 dsk plniva připraveného z namletých rýžových slupek došlo ke snížení koeficientu tření z původní hodnoty platné pro naplněnou epoxidovou pryskyřici, která je rovna 0,41 ± 0,014, na hodnotu 0,36 ± 0,008.
U popsané epoxidové směsi došlo ke snížení opotřebení kompaktního vytvrzeného materiálu vytvořeného z výše charakterizované epoxidové pryskyřice a plniva. Toto opotřebení je vyjádřené hmotnostním úbytkem hmoty vzorku v miligramech. Hmotnostní úbytek klesl z hodnoty 9,70 ± 0,35 mg u neplněné epoxidové pryskyřice na 2,30 ± 0,15 mg u pryskyřice plněné 1 dsk namletého plniva popsaných parametrů po vykonání 20 000 třecích cyklů (obr. 1).
U vytvrzené epoxidové směsi nedošlo ani k zásadní změně tvrdosti materiálu, tvrdost neplněné epoxidové pryskyřice je rovna hodnotě 22 HV, tvrdost kompaktního vytvrzeného materiálu při uvedeném plnění 1 dsk se pohybuje v rozmezí 21 až 23 HV. U vytvrzené směsi došlo k poklesu Youngova modulu pružnosti materiálu, modul pružnosti naplněné epoxidové pryskyřice je roven hodnotě 3,4 GPa, modul pružnosti kompaktního vytvrzeného materiálu při uvedeném plnění se pohybuje v rozmezí 2,5 až 3 GPa.
Mletí organicko-anorganického plniva bylo prováděno ve vibračním stroji při běžné laboratorní teplotě zcela obdobně jako u příkladu 1. Frekvence vibrací, při kterých dochází k přeměně celých rýžových slupek v částice byla 35 Hz. Slupky nejsou před mletím přečišťovány.
Navážené množství namletého plniva přírodního původu o hodnotě 1,0 dsk se bez dalších úprav vmíchá do epoxidové pryskyřice a následně se homogenizuje po dobu 5 minut při 40 až 60 otáčkách za minutu. Pokud není do homogenizované směsi přidáno okamžitě tvrdidlo a nenastává rozběhnutí síťovací reakce, je nutné epoxidovou směs homogenizovat opakovaně kdykoliv před přidáním tvrdidla, neboť plnivo v epoxidové pryskyřici sedimentuje.
K takto homogenizované směsi bylo přidáváno adekvátní množství tvrdidla diethylentriaminu v množství uvedeném výrobcem použité epoxidové pryskyřice. Homogenizace směsi po přidání tvrdidla proběhla po dobu 2 až 3 minut při 40 až 60 otáčkách za minutu. Následné vytvrzování probíhá po dobu 48 hodin při teplotě 23 °C a relativní vlhkosti 50 až 60 %, doba dotvrzování směsi probíhala při stejných podmínkách po dobu dalších 7 až 10 dnů. Poté dosahuje vytvrzený materiál požadovaných konečných hodnot fyzikálních a mechanických parametrů uvedených výše.
Claims (10)
- PATENTOVÉ NÁROKY1. Epoxidová pryskyřice plněná organicko-anorganickým plnivem přírodního původu, kdy epoxidová pryskyřice obsahuje 5,2 až 5,5 mol.kg“1 epoxidových skupin, epoxidový hmotnostní ekvivalent je 182 až 192 g.mor', hustota při 20 °C se pohybuje v rozmezí 1,16 až 1,17 g.cm'3 a viskozita při 25 °C je v rozsahu 12,0 až 14,5 Pa.s, vyznačující se tím, že organicko-anorganickým plnivem epoxidové pryskyřice jsou namleté slupky charakteru zemědělského odpadu přírodního původu obsahující ve vysušeném stavu do 12-ti hmotnostních procent křemíku, a to v množství 0,1 až 1,0 g na 100 g epoxidové pryskyřice s velikostí částic plniva v rozmezí I až 100 mikrometrů.
- 2. Epoxidová pryskyřice podle nároku 1, vyznačující se tím, že po vytvrzení materiálu plněné pryskyřice vykazuje materiál plněné pryskyřice v množství 0,1 na 100 g epoxidové pryskyřice po 20 000 třecích cyklech hodnotu koeficientu tření 0,39 oproti koeficientu tření pryskyřice bez plniva 0,410.
- 3. Epoxidová pryskyřice podle nároku 1, vyznačující se tím, že po vytvrzení materiálu plněné pryskyřice vykazuje materiál plněné pryskyřice v množství 1,0 na 100 g epoxidové pryskyřice po 20 000 třecích cyklech hodnotu koeficientu tření 0,36 oproti koeficientu tření pryskyřice bez plniva 0,410.
- 4. Epoxidová pryskyřice podle nároků la2, vyznačující se tím, že po vytvrzení materiálu plněné pryskyřice vykazuje materiál plněné pryskyřice v množství 0,1 na 100 g epoxidové pryskyřice po 20 000 třecích cyklech úbytek hmotnosti plněné pryskyřice v důsledku opotřebení materiálu menší o 55 % hmotnostních oproti pryskyřici bez plniva.
- 5. Epoxidová pryskyřice podle nároků la3, vyznačující se tím, že po vytvrzení materiálu plněné pryskyřice vykazuje materiál plněné pryskyřice v množství 1,0 na 100 g epoxidové pryskyřice po 20 000 třecích cyklech úbytek hmotnosti plněné pryskyřice v důsledku opotřebení materiálu menší o 75 % hmotnostních oproti pryskyřici bez plniva.
- 6. Epoxidová pryskyřice podle nároku 1, vyznačující se tím, že po vytvrzení materiálu plněné pryskyřice vykazuje tvrdost podle stupnice Vickerse v rozsahu 20 až 23 HV a modul pružnosti v rozsahu 2,5 až 3,5 GPa.
- 7. Způsob přípravy nízkomolekulámí epoxidové pryskyřice plněné organicko-anorganickým plnivem přírodního původu podle nároků 1 až 6, kdy epoxidová pryskyřice obsahuje 5,2 až 5,5 mol.kg“1 epoxidových skupin, epoxidový hmotnostní ekvivalent je 182 až 192 g-mol“1, hustota při 20 °C se pohybuje v rozmezí 1,16 až 1,17 g.cm3 a viskozita při 25 °C je v rozsahu 12,0 až 14,5 Pa.s, vyznačený tím, že se jako organicko-anorganického plniva epoxidové pryskyřice užije namletý zemědělský odpad přírodního původu obsahující ve vysušeném stavu do 12-ti hmotnostních procent křemíku, přičemž prvé hrubé mletí slupek zemědělského odpadu se provede ve vibračním stroji s frekvencí vibrací 25 až 35 Hz osazeném jednou ocelovou koulí o velikosti průměru 20 mm po dobu 4 až 6 minut, druhé jemné mletí se provede ve shodném vibračním stroji a za shodných podmínek se třemi ocelovými koulemi o velikosti průměru 3 mm po dobu 4 až 6 minut a finální ultra jemné mletí se provede ve shodném vibračním stroji za shodných podmínek s jednou ocelovou koulí o velikosti průměru 10 mm v kombinaci s třicetipěti korundovými koulemi o velikosti průměru 3 mm do získání částic plniva ze zemědělského odpadu přírodního původu v rozmezí od 1 do 100 pm, načež se navážené množství takto získaného plniva bez dalších úprav vmíchá do epoxidové pryskyřice a následně se homogenizuje po dobu alespoň 5 minut při 40 až 60 otáčkách za minutu, přičemž pokud není do homogenizované směsi přidáno okamžitě tvrdidlo a nedojde k síťovací reakci, je nutné směs homogenizovat opakovaně kdykoliv před přidáním tvrdidla.
- 8. Způsob přípravy nízkomolekulámí epoxidové pryskyřice plněné organicko-anorganickým plnivem podle nároku 7, vyznačený tím, že homogenizace směsi po přidání adekvátního množství diethylentriaminu probíhá po dobu 2 až 3 minuty při 40 až 60 otáčkách za minutu a směs se ponechá po dobu 48 hodin při běžné laboratorní teplotě a relativní vlhkosti 50 až 60 % vytvrdit, přičemž dotvrzování směsi proběhne při shodných podmínkách za dalších 7 až 10 dnů.
- 9. Způsob přípravy nízkomolekulámí epoxidové pryskyřice plněné organicko-anorganickým plnivem podle nároku 7, vyznačený tím, že mletí zemědělského odpadu přírodního původu se provede při běžné laboratorní teplotě a bez jeho předchozího přečišťování.
- 10. Způsob přípravy nízkomolekulámí epoxidové pryskyřice plněné organicko-anorganickým plnivem podle nároku 7, vyznačený tím, že zemědělským odpadem přírodního původu jsou slupky rýže seté nebo části ječmene setého nebo přírodním zdrojem plniva jsou části přesličky rolní.
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CZ2014-29950U CZ27491U1 (cs) | 2014-09-02 | 2014-09-02 | Epoxidová pryskyřice plněná organicko- anorganickým plnivem přírodního původu |
| CZ2014-595A CZ305686B6 (cs) | 2014-09-02 | 2014-09-02 | Epoxidová pryskyřice plněná organicko-anorganickým plnivem přírodního původu a způsob její přípravy |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CZ2014-595A CZ305686B6 (cs) | 2014-09-02 | 2014-09-02 | Epoxidová pryskyřice plněná organicko-anorganickým plnivem přírodního původu a způsob její přípravy |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CZ2014595A3 CZ2014595A3 (cs) | 2016-02-03 |
| CZ305686B6 true CZ305686B6 (cs) | 2016-02-03 |
Family
ID=51939049
Family Applications (2)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CZ2014-29950U CZ27491U1 (cs) | 2014-09-02 | 2014-09-02 | Epoxidová pryskyřice plněná organicko- anorganickým plnivem přírodního původu |
| CZ2014-595A CZ305686B6 (cs) | 2014-09-02 | 2014-09-02 | Epoxidová pryskyřice plněná organicko-anorganickým plnivem přírodního původu a způsob její přípravy |
Family Applications Before (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CZ2014-29950U CZ27491U1 (cs) | 2014-09-02 | 2014-09-02 | Epoxidová pryskyřice plněná organicko- anorganickým plnivem přírodního původu |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CZ (2) | CZ27491U1 (cs) |
Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CS460385A2 (en) * | 1985-06-24 | 1991-08-13 | Ladislav Prof Dr Drsc Rendos | Flat material of secondary raw materials and method of its production |
| CZ3576U1 (cs) * | 1995-02-28 | 1995-06-26 | Jaroslav Trubač | Směs syntetické pryskyřice s plnivy určená k výrobě písma a dekorativních předmětů |
| CN101260222A (zh) * | 2008-04-22 | 2008-09-10 | 广西师范学院 | 阻燃香蕉纤维环氧树脂复合材料的制备方法 |
| CZ22122U1 (cs) * | 2011-01-17 | 2011-04-26 | Ceská zemedelská univerzita v Praze, | Polymerní částkový kompozit na bázi odpadů |
| CZ23853U1 (cs) * | 2012-04-02 | 2012-05-21 | Ceská zemedelská univerzita v Praze, Technická fakulta | Polymemí částkový kompozit s plnivem s rozdílnými mechanickými a chemickými vlastnostmi |
| CZ23852U1 (cs) * | 2012-04-02 | 2012-05-21 | Ceská zemedelská univerzita v Praze, Technická fakulta | Polvmerní částkový kompozit s plnivem na bázi odpadních třísek z procesu frézování |
| CZ2011852A3 (cs) * | 2011-12-20 | 2013-07-31 | Technická univerzita v Liberci - Katedra strojírenské technologie, oddelení tvárení kovu a zpracování plastu | Kompozit se syntetickou polymerní matricí a bunicinou ve forme prírodních vlákenných plniv |
-
2014
- 2014-09-02 CZ CZ2014-29950U patent/CZ27491U1/cs not_active IP Right Cessation
- 2014-09-02 CZ CZ2014-595A patent/CZ305686B6/cs not_active IP Right Cessation
Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CS460385A2 (en) * | 1985-06-24 | 1991-08-13 | Ladislav Prof Dr Drsc Rendos | Flat material of secondary raw materials and method of its production |
| CZ3576U1 (cs) * | 1995-02-28 | 1995-06-26 | Jaroslav Trubač | Směs syntetické pryskyřice s plnivy určená k výrobě písma a dekorativních předmětů |
| CN101260222A (zh) * | 2008-04-22 | 2008-09-10 | 广西师范学院 | 阻燃香蕉纤维环氧树脂复合材料的制备方法 |
| CZ22122U1 (cs) * | 2011-01-17 | 2011-04-26 | Ceská zemedelská univerzita v Praze, | Polymerní částkový kompozit na bázi odpadů |
| CZ2011852A3 (cs) * | 2011-12-20 | 2013-07-31 | Technická univerzita v Liberci - Katedra strojírenské technologie, oddelení tvárení kovu a zpracování plastu | Kompozit se syntetickou polymerní matricí a bunicinou ve forme prírodních vlákenných plniv |
| CZ23853U1 (cs) * | 2012-04-02 | 2012-05-21 | Ceská zemedelská univerzita v Praze, Technická fakulta | Polymemí částkový kompozit s plnivem s rozdílnými mechanickými a chemickými vlastnostmi |
| CZ23852U1 (cs) * | 2012-04-02 | 2012-05-21 | Ceská zemedelská univerzita v Praze, Technická fakulta | Polvmerní částkový kompozit s plnivem na bázi odpadních třísek z procesu frézování |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CZ27491U1 (cs) | 2014-11-18 |
| CZ2014595A3 (cs) | 2016-02-03 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Azman et al. | Mechanical, structural, thermal and morphological properties of epoxy composites filled with chicken eggshell and inorganic CaCO3 particles | |
| Salasinska et al. | Evaluation of highly filled epoxy composites modified with walnut shell waste filler | |
| Sombatsompop et al. | Fly ash particles and precipitated silica as fillers in rubbers. I. Untreated fillers in natural rubber and styrene–butadiene rubber compounds | |
| Deka et al. | Bio‐based hyperbranched polyurethane/clay nanocomposites: adhesive, mechanical, and thermal properties | |
| KR19990088435A (ko) | 입상피복비료및이의제조방법 | |
| Pang et al. | Understanding the role of a silane-coupling agent in bio-based polyurethane nanocomposite-coated fertilizers | |
| Soares et al. | Epoxy modified with urea-based ORMOSIL and isocyanate-functionalized polybutadiene: Viscoelastic and adhesion properties | |
| CN104119941A (zh) | 一种改性沥青的制备方法 | |
| Wang et al. | Effect of a coupling agent on the properties of hemp‐hurd‐powder‐filled styrene–butadiene rubber | |
| CN104387562B (zh) | 聚氨酯弹性体代木材料及其制备方法 | |
| CZ305686B6 (cs) | Epoxidová pryskyřice plněná organicko-anorganickým plnivem přírodního původu a způsob její přípravy | |
| CN107573482A (zh) | 一种聚氨酯浮力材料及其制备方法 | |
| Song et al. | Effect of polyhedral oligomeric silsesquioxane on water sorption and surface property of Bis‐GMA/TEGDMa composites | |
| KR101174849B1 (ko) | 기계화학적 결합 장치를 이용한 탄소나노튜브-에폭시 수지 복합체의 제조방법 및 이에 의한 복합체 | |
| Zhou et al. | Effect of a novel environmentally friendly additive of polyaspartic acid on the properties of urea formaldehyde resins/montmorillonite | |
| KR101569169B1 (ko) | 항균성 인조잔디 충진용 고무칩 | |
| CN1233735C (zh) | 一种环氧树脂组合物及其制备方法 | |
| EP2734584B1 (en) | Enhanced thermoset resins containing pre-treated natural origin cellulosic fillers | |
| CN109796751A (zh) | 一种聚氨酯/纳米沸石弹性体复合材料的制备方法 | |
| CN111051379A (zh) | 树脂组合物和包含树脂组合物的材料 | |
| WO2016019575A1 (en) | Biomass compositions and methods for their preparation | |
| CN113683749A (zh) | 一种抗高过载轻质聚脲及其制备方法 | |
| US20080044661A1 (en) | Isocyanate Composition Comprising a Vegetable Oil and Composites Therefrom | |
| CN102167822A (zh) | 一种氰酸酯/微胶囊树脂体系及其制备方法 | |
| Kamal et al. | Viscosity Effect on the Reinforcement Properties of Silica Filled ENR Rubber Compound |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | Patent lapsed due to non-payment of fee |
Effective date: 20220902 |