RU2250241C2 - Thermally curable binder for composite materials - Google Patents

Thermally curable binder for composite materials Download PDF

Info

Publication number
RU2250241C2
RU2250241C2 RU2003110622/04A RU2003110622A RU2250241C2 RU 2250241 C2 RU2250241 C2 RU 2250241C2 RU 2003110622/04 A RU2003110622/04 A RU 2003110622/04A RU 2003110622 A RU2003110622 A RU 2003110622A RU 2250241 C2 RU2250241 C2 RU 2250241C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
composite materials
resin
thermally curable
condensation product
glycidyl ether
Prior art date
Application number
RU2003110622/04A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2003110622A (en
Inventor
В.Н. Николаев (RU)
В.Н. Николаев
Original Assignee
Николаев Валерий Николаевич
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Николаев Валерий Николаевич filed Critical Николаев Валерий Николаевич
Priority to RU2003110622/04A priority Critical patent/RU2250241C2/en
Publication of RU2003110622A publication Critical patent/RU2003110622A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2250241C2 publication Critical patent/RU2250241C2/en

Links

Landscapes

  • Epoxy Resins (AREA)

Abstract

FIELD: polymer materials and composites.
SUBSTANCE: invention relates to epoxide compositions, in particular to preparation of hot-molded thermally curable epoxide compositions used as binders in manufacture of composite materials and products thereof. Binder comprises 60-70% 4,4'-isopropylidenediphenol epoxide resin, amine-type curing agent, and additionally 5-15% aliphatic epoxide resin (DEG-1) and 1-5% phenyl glycidyl ether. Curing agent (utilized in balancing amounts) is aniline-formaldehyde condensation product, condensation being carried out in presence of acid catalyst and giving aminobenzylaniline as main condensation product.
EFFECT: achieved high and stable physicochemical characteristics of glass-plastic articles.
2 tbl, 5 ex

Description

Изобретение относится к области технологии эпоксидных композиций, в частности к получению термоотверждаемых эпоксидных композиций горячего формования, используемых в качестве связующего для производства композиционных материалов, и изделий из них, например армированных пластиков пултрузионным методом.The invention relates to the field of technology of epoxy compositions, in particular to the production of thermosetting hot-formed epoxy compositions used as a binder for the production of composite materials and products from them, for example, reinforced plastics by the pultruded method.

Изобретение может быть использовано в строительной промышленности, а именно для изготовления пластиковых арматурных элементов для армирования строительных бетонных конструкций, которые также могут быть использованы в несущих сборных конструкциях, как конструкционный материал для замены металлических и деревянных изделий. Изобретение предназначено также для использования в качестве пропиточных составов, клеев, покрытий, связующих для конструкционных стеклопластиков, изготавливаемых также методом мокрой намотки.The invention can be used in the construction industry, namely for the manufacture of plastic reinforcing elements for reinforcing building concrete structures, which can also be used in load-bearing prefabricated structures, as a structural material for replacing metal and wooden products. The invention is also intended for use as impregnating compositions, adhesives, coatings, binders for structural fiberglass, also produced by wet winding.

Известна композиция связующего для изготовления базальтопластиковых арматурных стержней, содержащая в масс.ч. эпоксидную диановую смолу, 2,4,6-трис-(диметиламино)метилфенол (Ускоритель УП 606\2) и полиметиленполифенилполиамин, являющийся продуктом взаимодействия анилина и формальдегида, и содержащий 51-57 вес.% диаминодифенилметана, в основном 95-97 вес.%, 4,4- изомера.A known binder composition for the manufacture of basalt-plastic reinforcing bars, containing in parts by weight epoxy diane resin, 2,4,6-tris- (dimethylamino) methylphenol (Accelerator UP 606 \ 2) and polymethylene polyphenylpolyamine, which is the product of the interaction of aniline and formaldehyde, and containing 51-57 wt.% diaminodiphenylmethane, mainly 95-97 wt. %, 4,4-isomers.

Известна полимерная композиция, включающая эпоксидную диановую смолу, диглицидиловый эфир полиэпихлоргидрина, диглицидиловый эфир диэтиленгликоля, эвтектическую смесь ароматических аминов и салициловую кислоту (а.с. N 1014859, кл. С 08 L 63/02, 1983 г.).A known polymer composition comprising an epoxy diane resin, polyepichlorohydrin diglycidyl ether, diethylene glycol diglycidyl ether, a eutectic mixture of aromatic amines and salicylic acid (A.S. N 1014859, class C 08 L 63/02, 1983).

Недостатком композиции является ее малая пригодность для изготовления стеклопластиковых изделий методом мокрой намотки (особенно в промышленном масштабе) вследствие высокой вязкости при температуре 20°С (2500 сПа) и, как следствие, некачественная пропитка армирующего материала (ровингов, крученых нитей, лент), отрицательно влияющая на достижение высоких и стабильных физико-механических показателей стеклопластиковых изделий.The disadvantage of the composition is its low suitability for the manufacture of fiberglass products by wet winding (especially on an industrial scale) due to the high viscosity at a temperature of 20 ° C (2500 cPa) and, as a consequence, poor-quality impregnation of the reinforcing material (rovings, twisted threads, tapes), negatively affecting the achievement of high and stable physical and mechanical properties of fiberglass products.

Наиболее близкой к предлагаемой по технической сущности является термоотверждаемая композиция, используемая для изготовления композиционных материалов, включающая эпоксидную диановую смолу, диглицидиловый эфир диэтиленгликоля и эвтектическую смесь ароматических аминов, содержащая дополнительно смесь диоксановых спиртов и их высококипящих эфиров со стабилизатором ионолом, а в качестве ароматических аминов - метафенилендиамин и 4,4-диаминодифенилметан при следующем соотношении компонентов, мас.ч.: эпоксидная диановая смола 100, диглицидиловый эфир диэтиленгликоля 25-35, смесь диоксановых спиртов и их высококипящих эфиров со стабилизатором ионолом 4-12, эвтектическая смесь ароматических аминов, содержащая метафенилендиамин и 4,4-диаминодифенилметан в соотношении 35:65-65:35:20-40.Closest to the proposed technical essence is a thermoset composition used for the manufacture of composite materials, including epoxy diane resin, diglycidyl ether of diethylene glycol and a eutectic mixture of aromatic amines, additionally containing a mixture of dioxane alcohols and their high boiling point esters with ionol stabilizer, and as aromatic amines - metaphenylenediamine and 4,4-diaminodiphenylmethane in the following ratio of components, parts by weight: epoxy diane resin 100, digly idilovy ether 25-35, the mixture of dioxane alcohols and their esters with boiling stabilizer ionol 4-12, the eutectic mixture of aromatic amine comprising meta-phenylenediamine and 4,4-diaminodiphenylmethane in a ratio of 35: 65-65: 35: 20-40.

Предлагаемое изобретение решает задачу - расширения ассортимента термоотверждаемых эпоксидных композиций, применяемых для изготовления композиционных материалов.The present invention solves the problem of expanding the range of thermosetting epoxy compositions used for the manufacture of composite materials.

Указанная задача решается тем, что известная композиция термоотверждаемого связующего для композиционных материалов, включающая эпоксидную диановую смолу, диглицидиловый эфир диэтиленгликоля и аминный отвердитель, согласно изобретению дополнительно содержит фенилглицидиловый эфир, а в качестве отвердителя она содержит Бензам АБА, представляющий собой продукт конденсации анилина и формальдегида в присутствии кислотного катализатора и содержащий аминобензиланилин в качестве основного вещества, при следующем соотношении компонентов в мас.%This problem is solved in that the known composition of the thermosetting binder for composite materials, including epoxy diane resin, diethylene glycol diglycidyl ether and amine hardener, additionally contains phenyl glycidyl ether according to the invention, and it contains benzam ABA as a hardener, which is a condensation product of aniline and formaldehyde the presence of an acid catalyst and containing aminobenzylaniline as the main substance, in the following ratio of components s in wt.%

Эпоксидная диановая смола 60-70Epoxy Dianan resin 60-70

Диглицидиловый эфир диэтиленгликоля 5-15Diethylene glycol diglycidyl ether 5-15

Фенилглицидиловй эфир 1-5Phenylglycidyl ether 1-5

Отвердитель остальноеHardener rest

Композицию готовят смешением исходных компонентов при комнатной температуре и используют для изготовления армированных пластиков.The composition is prepared by mixing the starting components at room temperature and used for the manufacture of reinforced plastics.

В таблице 1 приведены варианты состава предлагаемой композиции и ее свойства. В таблице 2 приведены результаты испытаний арматурных стержней (d 5-6 мм), изготовленных из предлагаемой композиции методом пултрузии с последующим термоотверждением.Table 1 shows the options for the composition of the proposed composition and its properties. Table 2 shows the test results of reinforcing bars (d 5-6 mm), made of the proposed composition by pultrusion followed by thermosetting.

Таблица 1Table 1 № п/пNo. p / p Состав композиции в мас. %The composition in wt. % Свойства композицииComposition properties   ЭДED ДЭГ-1DEG-1 ФГЭFGE Бензам АБАBenzam ABA Прочность на разрыв, МПаTensile strength, MPa Модуль упругости, МПаModulus of elasticity, MPa Относит. удлинение в%Relates. elongation in% 11 6060 1010 22 2828 33,133.1 230230 9,19.1 22 6565 55 22 2828 39,039.0 276276 13,013.0 33 6868 22 11 2929th 45,345.3 300300 26,026.0 44 6262 33 55 30thirty 42,442,4 280280 20,920.9 55 6767 77 33 2323 25,525.5 200200 18,118.1 Примечание: ЭД - эпоксидная диановая смола, в примерах 1 и 2 использована смола ЭД-20, в остальных ЭД-22; ДЭГ-1 - диглицидиловый эфир диэтиленгликоля; ФГЭ-фенилглицидиловый эфир.Note: ED is an epoxy diane resin; in examples 1 and 2, ED-20 resin is used, in the rest of ED-22; DEG-1 - diglycidyl ether of diethylene glycol; PGE-phenyl glycidyl ether. Таблица 2table 2 № составаComposition number Состав стержня в мас. %The composition of the rod in wt. % Свойства полученных стержнейProperties of the resulting rods   СвязующееBinder НаполнительFiller Плотность, г/см3 Density, g / cm 3 Прочность на растяжение МПа (н/мм2)Tensile Strength MPa (n / mm 2 ) Прочность на изгиб МПа (н/мм2)Flexural strength MPa (n / mm 2 ) Щелочестойкость, в%Alkali resistance, in% 1.1. 2.2. 3.3. 4.4. 5.5. 6.6. 7.7. 11 2525 7575 1,921.92 10801080 740740 8,08.0 22 2323 7777 1.931.93 12001200 850850 3,53,5 33 30thirty 7070 1,911.91 11801180 840840 3,83.8 44 20twenty 8080 1,911.91 10701070 760760 7,47.4 55 2525 7575 1,921.92 12301230 850850 4.24.2

Примечание:Note:

1. В примерах 1 и 4 в качестве наполнителя использовано стекловолокно, в остальных - базальтовый ровинг.1. In examples 1 and 4, fiberglass was used as a filler, in the rest - basalt roving.

2. Щелочестойкость - потеря прочности на разрыв после выдержки образца в 4%-ном растворе гидроокиси натрия при 95°С в течение суток.2. Alkali resistance - loss of tensile strength after holding the sample in a 4% sodium hydroxide solution at 95 ° C for a day.

Claims (1)

Термоотверждаемое связующее для композиционных материалов, включающее эпоксидную диановую смолу и аминный отвердитель, отличающееся тем, что дополнительно содержит алифатическую эпоксидную смолу ДЭГ-1 и фенилглицидиловый эфир, а в качестве отвердителя содержит Бензам АБА, представляющий собой продукт конденсации анилина и формальдегида в присутствии кислотного катализатора и содержащий аминобензиланилин в качестве основного вещества при следующем соотношении компонентов, мас.%:A thermosetting binder for composite materials, including an epoxy Dianova resin and an amine hardener, characterized in that it additionally contains an aliphatic epoxy resin DEG-1 and phenyl glycidyl ether, and as a hardener contains Benzam ABA, which is a condensation product of aniline and formaldehyde in the presence of an acid catalyst containing aminobenzylaniline as the main substance in the following ratio of components, wt.%: Эпоксидная диановая смола 60-70Epoxy Dianan resin 60-70 Алифатическая эпоксидная смола ДЭГ-1 5-15Aliphatic epoxy resin DEG-1 5-15 Фенилглицидиловый эфир 1-5Phenyl glycidyl ether 1-5 Отвердитель ОстальноеHardener Else
RU2003110622/04A 2003-04-14 2003-04-14 Thermally curable binder for composite materials RU2250241C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2003110622/04A RU2250241C2 (en) 2003-04-14 2003-04-14 Thermally curable binder for composite materials

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2003110622/04A RU2250241C2 (en) 2003-04-14 2003-04-14 Thermally curable binder for composite materials

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2003110622A RU2003110622A (en) 2005-02-10
RU2250241C2 true RU2250241C2 (en) 2005-04-20

Family

ID=35207998

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2003110622/04A RU2250241C2 (en) 2003-04-14 2003-04-14 Thermally curable binder for composite materials

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2250241C2 (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2447104C1 (en) * 2010-10-05 2012-04-10 Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство промышленности и торговли Российской Федерации (Минпромторг России) Epoxide compound
RU2509653C1 (en) * 2012-08-27 2014-03-20 Общество с ограниченной ответственностью Научно-производственная фирма "УралСпецАрматура" Composite reinforcements
RU2584013C1 (en) * 2014-12-29 2016-05-20 Открытое акционерное общество "Композитные трубы" Nano-modified epoxy binder for composite materials

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
В.А.ЛАПИЦКИЙ и др. Физико-механические свойства эпоксидных полимеров и стеклопластиков. - Киев: Наукова Думка, 1986, с.22-23. *

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2447104C1 (en) * 2010-10-05 2012-04-10 Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство промышленности и торговли Российской Федерации (Минпромторг России) Epoxide compound
RU2509653C1 (en) * 2012-08-27 2014-03-20 Общество с ограниченной ответственностью Научно-производственная фирма "УралСпецАрматура" Composite reinforcements
EA022218B1 (en) * 2012-08-27 2015-11-30 Общество с ограниченной ответственностью Научно-производственная фирма "УралСпецАрматура" Composite reinforcement
RU2584013C1 (en) * 2014-12-29 2016-05-20 Открытое акционерное общество "Композитные трубы" Nano-modified epoxy binder for composite materials

Also Published As

Publication number Publication date
RU2003110622A (en) 2005-02-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN107542226B (en) Reinforced building block made of Autoclaved Aerated Concrete (AAC)
TWI611081B (en) Rebar, method of production and use
US20120149266A1 (en) Method to Produce a Composite Material
EP3178861A1 (en) Latent epoxy resin formulations for liquid impregnation processes for making fibre reinforced composite materials
EP3255079A1 (en) Epoxy resin composition containing 2- (3,3,5-trimethylcyclohexyl) propane-1,3-diamine as curing agents
EP3255078A1 (en) Epoxy resin composition containing 2- (2,2,6,6-tetramethylpiperidine-4-yl) propane-1,3-diamine as curing agents
CN101864169A (en) Glass fiber reinforced polyphenylene sulfide resin composite material
FR2487371A1 (en) LIQUID BINDER SYSTEM BASED ON EPOXY RESIN AND CURING AMINO, AND ITS APPLICATION TO THE PRODUCTION OF FIBER REINFORCED PLASTIC MATERIALS
EP3178862A1 (en) Latent epoxy resin formulations for liquid impregnation processes for the manufacture of fiber reinforced composites
CN111434704A (en) Monoalkylated diamines for epoxy formulations: novel curing agents for epoxy systems
EP2953991B1 (en) Curable composition having high fracture strength
RU2250241C2 (en) Thermally curable binder for composite materials
US11365283B2 (en) Epoxy resin-based fibre matrix compositions containing alkyl-substituted ethylene amines
JP2018053065A (en) Epoxy resin composition for fiber-reinforced composite material and fiber-reinforced composite material
US11332571B2 (en) Epoxy resin system for structural composites
CN114773817B (en) Glass fiber reinforced plastic pultrusion profile and preparation method thereof
RU2623774C1 (en) Cold curing epoxide composition
RU2718782C1 (en) Epoxy binder, prepreg based thereon and article made therefrom
RU2335515C1 (en) Epoxy binding agent for prepregs, prepreg based on it, and article made thereof
EP4038122B1 (en) Benzoxazine resin composition, prepreg, and fiber-reinforced composite material
RU2447104C1 (en) Epoxide compound
RU2411268C1 (en) 4,4'-bis-(glycidylamino)-3,3'-dichlorodiphenylmethane oligomer and polymeric binder for composite materials based on said oligomer
RU2021133428A (en) FIBER-MATRIX COMPOSITIONS BASED ON EPOXY RESIN WITH ALKYL-SUBSTITUTED ETHYLENAMINES
JPS61166826A (en) Epoxy resin composition
CN114729108A (en) Epoxy resin composition, prepreg, and fiber-reinforced composite material

Legal Events

Date Code Title Description
PC41 Official registration of the transfer of exclusive right

Effective date: 20111011

QB4A Licence on use of patent

Free format text: PLEDGE

Effective date: 20120203