RU2467032C2 - Basalt-filled polyamide composition - Google Patents

Basalt-filled polyamide composition Download PDF

Info

Publication number
RU2467032C2
RU2467032C2 RU2010151024/05A RU2010151024A RU2467032C2 RU 2467032 C2 RU2467032 C2 RU 2467032C2 RU 2010151024/05 A RU2010151024/05 A RU 2010151024/05A RU 2010151024 A RU2010151024 A RU 2010151024A RU 2467032 C2 RU2467032 C2 RU 2467032C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
polyamide
basalt
composition
filler
basalt wool
Prior art date
Application number
RU2010151024/05A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Сергей Владимирович Арзамасцев (RU)
Сергей Владимирович Арзамасцев
Серафима Ефимовна Артеменко (RU)
Серафима Ефимовна Артеменко
Владимир Витальевич Павлов (RU)
Владимир Витальевич Павлов
Original Assignee
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Саратовский государственный технический университет"
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 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Саратовский государственный технический университет" filed Critical Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Саратовский государственный технический университет"
Priority to RU2010151024/05A priority Critical patent/RU2467032C2/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2467032C2 publication Critical patent/RU2467032C2/en

Links

Landscapes

  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)

Abstract

FIELD: chemistry.
SUBSTANCE: invention relates to field of filled polymer polyamide-based compositions and can be used for manufacturing by casting under pressure if various parts of construction, electrotechnical and general purpose, which possess high heat resistance and higher mechanical properties. Composition contains polyamide and filler - crushed wastes of basalt basalt wool. As polyamide it contains polyamide PA 6 in amount 100 wt fr., and as filler - crushed wastes of basalt wool with particle size 40-63 mcm in amount 15 wt fr. Application of the invention ensures increase of composition destructing bending stress by 42%, composition destructing rupture stress by 33%, shock viscosity - by 66% and elasticity module in 3.3 times.
EFFECT: application of basalt wool as filler makes it possible to eliminate its utilisation, which is important from both economical and ecological points of view.
1 tbl, 5 ex

Description

Изобретение относится к области наполненных полимерных композиций на основе полиамидов, предназначенных для изготовления литьем под давлением различных деталей конструкционного и общего назначения, обладающих повышенными механическими свойствами.The invention relates to the field of filled polymer compositions based on polyamides, intended for the manufacture by injection molding of various structural and general purpose parts with enhanced mechanical properties.

Известна минералонаполненная полиамидная композиция, которая содержит, мас.ч., алифатический полиамид (100), силикатный наполнитель (10-65), фторорганическая модифицирующая добавка, выбранная из групп: H(CF2CF2)nCH2OH, где n=5-8; (H(CF2CF2)nCH2-O-C(O))pR, где n=1-5, р=1, 2, R=алкил, алкилен, арил, арилен, замещенный арилен, или их смеси (0,1-1,0). Изобретение позволяет получать наполненные силикатными наполнителями композиции алифатических полиамидов с улучшенным комплексом физико-механических свойств (ударная вязкость и деформационная теплостойкость), при этом величина ударной вязкости по Шарпи увеличивается в 1,3-1,4 раза, а деформационная теплостойкость на 8-10°С. [Патент RU 2082732, МПК C08L 177/00 С08К 003/34, опубл. 27.06.1997].Known mineral-filled polyamide composition, which contains, by weight, an aliphatic polyamide (100), a silicate filler (10-65), an organofluorine modifying additive selected from the groups: H (CF 2 CF 2 ) n CH 2 OH, where n = 5-8; (H (CF 2 CF 2 ) n CH 2 —OC (O)) p R, where n = 1-5, p = 1, 2, R = alkyl, alkylene, aryl, arylene, substituted arylene, or mixtures thereof ( 0.1-1.0). EFFECT: invention makes it possible to obtain compositions of aliphatic polyamides filled with silicate fillers with an improved set of physicomechanical properties (impact strength and deformation heat resistance), while Charpy impact strength increases by 1.3-1.4 times, and deformation heat resistance by 8-10 ° FROM. [Patent RU 2082732, IPC C08L 177/00 S08K 003/34, publ. 06/27/1997].

Недостатком этой полиамидной композиции является то, что введение наполнителя и модификатора не приводит к увеличению таких физико-механических характеристик, как разрушающее напряжение при растяжении и изгибе.The disadvantage of this polyamide composition is that the introduction of a filler and a modifier does not lead to an increase in such physical and mechanical characteristics as tensile and bending tensile stress.

Известна минералонаполненная полиамидная композиция, которая в качестве наполнителя содержит микротальк, в состав которого входят SiO2 (35-50%), MgO (28-35%), Al2O3 (18-26%) в количестве 25 мас.ч. на 100 мас.ч. полиамида. Данная композиция характеризуется стабильностью размеров литьевых изделий, повышенной деформационной теплостойкостью, низким короблением и усадкой /ТУ РБ 500048054.024-2002/.Known mineral-filled polyamide composition, which contains microtalc as a filler, which includes SiO 2 (35-50%), MgO (28-35%), Al 2 O 3 (18-26%) in an amount of 25 parts by weight per 100 parts by weight polyamide. This composition is characterized by dimensional stability of injection molded products, increased deformation resistance to heat, low warpage and shrinkage / TU RB 500048054.024-2002 /.

Недостатком композиции являются невысокие физико-механические характеристики - разрушающее напряжение при растяжении и изгибе, ударная вязкость.The disadvantage of the composition is its low physical and mechanical characteristics - tensile and bending tensile stress, impact strength.

Известна минералонаполненная полиамидная композиция, которая в качестве наполнителя содержит микрокаолин, в состав которого входят SiO2 (47-78%), MgO (0,2-0,9%), Al2O3 (14-36%) в количестве 25 мас.ч. на 100 мас.ч. полиамида. Изделия из этих композиций характеризуются изотропностью механических свойств по всем направлениям, повышенной деформационной теплостойкостью, стабильностью размеров литьевых изделий, низким короблением и усадкой, декоративным внешним видом /ТУ РБ 500048054.024-2002/.Known mineral-filled polyamide composition, which contains microcoline as a filler, which includes SiO 2 (47-78%), MgO (0.2-0.9%), Al 2 O 3 (14-36%) in an amount of 25 parts by weight per 100 parts by weight polyamide. Products from these compositions are characterized by isotropic mechanical properties in all directions, increased deformation heat resistance, dimensional stability of injection molded products, low warpage and shrinkage, decorative appearance / TU RB 500048054.024-2002 /.

Недостатком этой композиции являются невысокие физико-механические характеристики.The disadvantage of this composition is the low physical and mechanical characteristics.

Наиболее близким решением к заявляемой композиции по технической сущности (взятой нами за прототип) является базальтонаполненная полиамидная композиция на основе вторичного полиамида, содержащая в своем составе в качестве наполнителя измельченный до размеров частиц 200-600 мкм отход базальтовой ваты, в состав которой входят SiO2 (44-55%), Fe+Fe2O3 (10-18%), MgO (4-12%), Al2O3 (10-19%) в количестве 15 мас.ч. на 100 мас.ч. вторичного полиамида. Недостатком этой композиции являются невысокие физико-механические характеристики: разрушающее напряжение при разрыве - 56,4 МПа, разрушающее напряжение при изгибе - 133,9 МПа, ударная вязкость - 5,5 кДж/м2 / Базальтонаполненный композиционный материал на основе вторичного полиамида / Павлов В.В., Арзамасцев С.В., Артеменко С.Е., Голяхова А.А. // Перспективные полимерные композиционные материалы. Альтернативные технологии. Переработка. Применение. Экология: доклады Международной конференции "Композит-2010". - Саратов: Сарат. гос. техн. ун-т, 2010. - С.455-457. - ISBN 978-5-7433-2275-6/.The closest solution to the claimed composition according to its technical nature (taken as a prototype) is a basalt-filled polyamide composition based on secondary polyamide, containing basalt wool waste, crushed to particle sizes 200-600 μm, which contains SiO 2 ( 44-55%), Fe + Fe 2 O 3 (10-18%), MgO (4-12%), Al 2 O 3 (10-19%) in an amount of 15 parts by weight per 100 parts by weight secondary polyamide. The disadvantage of this composition is the low physical and mechanical characteristics: breaking stress at break - 56.4 MPa, breaking stress at bending - 133.9 MPa, impact strength - 5.5 kJ / m 2 / Basalt-filled composite material based on secondary polyamide / Pavlov V.V., Arzamastsev S.V., Artemenko S.E., Golyakhova A.A. // Promising polymer composite materials. Alternative technologies. Recycling. Application. Ecology: reports of the International Conference "Composite 2010". - Saratov: Sarat. state tech. Univ., 2010 .-- S.455-457. - ISBN 978-5-7433-2275-6 /.

Задачей заявляемого изобретения является разработка новой полимерной композиции на основе полиамида, позволяющей повысить ее прочностные характеристики, улучшить комплекс физико-механических свойств конечных изделий.The task of the invention is the development of a new polymer composition based on polyamide, which allows to increase its strength characteristics, to improve the complex of physico-mechanical properties of the final products.

Технический результат достигается тем, что в базальтонаполненной полиамидной композиции, включающей полиамид и наполнитель - измельченные отходы базальтовой ваты, в качестве полиамида содержится полиамид ПА 6, а в качестве наполнителя измельченные отходы базальтовой ваты с размером частиц 40-63 мкм при следующем соотношении компонентов, мас.ч.:The technical result is achieved by the fact that in a basalt-filled polyamide composition including polyamide and filler — crushed waste of basalt wool, polyamide PA 6 is contained as polyamide, and crushed waste of basalt wool with a particle size of 40-63 microns is used as filler in the following ratio of components, wt .h .:

Полиамид ПА 6Polyamide PA 6 100one hundred Указанный отходIndicated waste    базальтовой ватыbasalt wool 15fifteen

Использование в базальтонаполненной полиамидной композиции измельченных отходов базальтовой ваты с размером частиц 40-63 мкм обеспечивает технический эффект, заключающийся в существенном повышении таких свойств, как разрушающее напряжение при растяжении, разрушающее напряжение при изгибе, ударная прочность, модуль упругости.The use of shredded basalt wool waste with a particle size of 40-63 μm in a basalt-filled polyamide composition provides a technical effect, which consists in a significant increase in properties such as tensile stress, tensile bending stress, impact strength, elastic modulus.

Техническим результатом настоящего изобретения является создание базальтонаполненной полиамидной композиции, которая характеризуется повышенными разрушающим напряжением при растяжении, разрушающим напряжением при изгибе, ударной вязкостью, модулем упругости.The technical result of the present invention is the creation of a basalt-filled polyamide composition, which is characterized by increased tensile tensile stress, bending tensile stress, impact strength, elastic modulus.

Изобретение реализуется следующим образом: гранулят первичного полиамида ПА 6 смешивают с измельченными в шаровой мельнице и затем просеянными через сито отходами базальтовой ваты, после чего из приготовленной таким образом смеси на литьевой машине изготавливают стандартные образцы по ГОСТ 12019-66 и определяют разрушающее напряжение при растяжении и относительное удлинение при разрыве по ГОСТ 11262-80, разрушающее напряжение при изгибе по ГОСТ 4648-71, ударную вязкость по ГОСТ 4647-80, модуль упругости по ГОСТ 9550-81.The invention is implemented as follows: the granules of primary polyamide PA 6 are mixed with basalt wool waste sintered in a ball mill and then sieved through a sieve, after which standard samples are made from the mixture prepared in such a way by the injection machine according to GOST 12019-66 and tensile stress is determined and elongation at break according to GOST 11262-80, breaking stress at bending according to GOST 4648-71, impact strength according to GOST 4647-80, elastic modulus according to GOST 9550-81.

Примеры наполненной измельченными отходами базальтовой ваты полиамидной композиции и результаты ее испытаний приведены в таблице 1.Examples of polyamide composition filled with crushed waste basalt wool and the results of its tests are shown in table 1.

Состав и свойства композицийThe composition and properties of the compositions Наименование компонентов и показателейName of components and indicators ПрототипPrototype 1one 22 33 4four 55 Вторичный полиамид ПА 6 (ТУ 6-13-3-88)Secondary polyamide PA 6 (TU 6-13-3-88) 100one hundred           ПА 6PA 6   100one hundred 100one hundred 100one hundred 100one hundred 100one hundred Измельченный отход базальтовой ваты с размерами частиц 200-600 мкмGround basalt wool waste with a particle size of 200-600 microns 15fifteen           Измельченный отход базальтовой ваты с размерами частиц 40-135 мкмGround basalt wool waste with particle sizes of 40-135 microns     15fifteen       Измельченный отход базальтовой ваты с размерами частиц 63-90 мкмGround basalt wool waste with a particle size of 63-90 microns       15fifteen     Измельченный отход базальтовой ваты с размерами частиц 50-63 мкмGround basalt wool waste with particle sizes of 50-63 microns         15fifteen   Измельченный отход базальтовой ваты с размерами частиц 40-50 мкмGround basalt wool waste with a particle size of 40-50 microns           15fifteen Разрушающее напряжение при изгибе, МПаBreaking stress, MPa 80,580.5 96,296.2 103,0103.0 105,0105.0 107,1107.1 108,2108,2 Разрушающее напряжение при разрыве, МПаBreaking stress at break, MPa 56,456.4 39,539.5 74,974.9 75,075.0 75,075.0 76,776.7 Удлинение при разрыве, %Elongation at break,% 2,62.6 27,127.1 4,64.6 5,25.2 4,74.7 4,74.7 Ударная вязкость, кДж/м2 Impact strength, kJ / m 2 24,024.0 16,816.8 23,423,4 20,620.6 40,040,0 32,032,0 Модуль упругости. МПаElastic modulus. MPa 976976 23962396 30123012 31323132 32353235 32213221

Из приведенных в табл.1 данных следует, что разрушающее напряжение при изгибе возрастает на 42% по сравнению с прототипом, разрушающее напряжение при разрыве - на 33%, ударная вязкость - на 66%, модуль упругости - в 3,3 раза. Существенное повышение прочностных характеристик происходит при использовании в качестве наполнителя измельченной базальтовой ваты с размерами частиц 40-63 мкм. Дальнейшее снижение размеров частиц ниже 40 мкм существенно увеличивает время и энергозатраты на измельчение, что экономически нецелесообразно.From the data given in table 1, it follows that the breaking stress during bending increases by 42% compared with the prototype, the breaking stress at break - by 33%, impact strength - by 66%, elastic modulus - by 3.3 times. A significant increase in strength characteristics occurs when crushed basalt wool with particle sizes of 40-63 microns is used as filler. A further decrease in particle sizes below 40 microns significantly increases the time and energy consumption for grinding, which is not economically feasible.

Следует отметить, что базальтовая вата является отходом производства, и использование в качестве наполнителя позволяет исключить ее утилизацию, что важно как с экономической, так и с экологической точек зрения.It should be noted that basalt wool is a waste product, and its use as a filler eliminates its disposal, which is important both from an economic and environmental point of view.

Claims (1)

Базальтонаполненная полиамидная композиция, включающая полиамид и наполнитель - измельченные отходы базальтовой ваты, отличающаяся тем, что в качестве полиамида содержит полиамид ПА 6, а в качестве наполнителя измельченные отходы базальтовой ваты с размером частиц 40-63 мкм при следующем соотношении компонентов, мас.ч.:
Полиамид ПА 6 100 Указанный отход   базальтовой ваты 15
Basalt-filled polyamide composition comprising polyamide and filler — shredded basalt wool waste, characterized in that it contains PA 6 polyamide as a polyamide, and shredded basalt wool waste with a particle size of 40-63 μm in the following ratio of components, wt.h. :
Polyamide PA 6 one hundred Indicated waste basalt wool fifteen
RU2010151024/05A 2010-12-13 2010-12-13 Basalt-filled polyamide composition RU2467032C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2010151024/05A RU2467032C2 (en) 2010-12-13 2010-12-13 Basalt-filled polyamide composition

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2010151024/05A RU2467032C2 (en) 2010-12-13 2010-12-13 Basalt-filled polyamide composition

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2467032C2 true RU2467032C2 (en) 2012-11-20

Family

ID=47323419

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2010151024/05A RU2467032C2 (en) 2010-12-13 2010-12-13 Basalt-filled polyamide composition

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2467032C2 (en)

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4663368A (en) * 1984-03-03 1987-05-05 Turner & Newall Plc Friction materials and their manufacture
RU2082732C1 (en) * 1993-10-15 1997-06-27 Акционерное общество закрытого типа "Внедренческий научно-исследовательский институт технологии эластомеров и полимеров" Polymeric composition
RU2212381C2 (en) * 1999-07-30 2003-09-20 Ппг Индастриз Огайо, Инк. Fiber glass reinforced prepreg (versions), laminate (versions)
RU2265037C1 (en) * 2004-07-22 2005-11-27 Открытое акционерное общество "Белкард" Compositional tribotechnical material
RU2306380C2 (en) * 2001-02-28 2007-09-20 Оуэнс Корнинг Method for cracked paved surface repair
RU87705U1 (en) * 2008-12-17 2009-10-20 Общество с ограниченной ответственностью Торговый Дом "Фабрика Нетканых Материалов" GEOSYNTHETIC MATERIAL (OPTIONS)

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4663368A (en) * 1984-03-03 1987-05-05 Turner & Newall Plc Friction materials and their manufacture
RU2082732C1 (en) * 1993-10-15 1997-06-27 Акционерное общество закрытого типа "Внедренческий научно-исследовательский институт технологии эластомеров и полимеров" Polymeric composition
RU2212381C2 (en) * 1999-07-30 2003-09-20 Ппг Индастриз Огайо, Инк. Fiber glass reinforced prepreg (versions), laminate (versions)
RU2306380C2 (en) * 2001-02-28 2007-09-20 Оуэнс Корнинг Method for cracked paved surface repair
RU2265037C1 (en) * 2004-07-22 2005-11-27 Открытое акционерное общество "Белкард" Compositional tribotechnical material
RU87705U1 (en) * 2008-12-17 2009-10-20 Общество с ограниченной ответственностью Торговый Дом "Фабрика Нетканых Материалов" GEOSYNTHETIC MATERIAL (OPTIONS)

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
ПАВЛОВ В.В., АРЗАМАСЦЕВ С.В., АРТЕМЕНКО С.Е., ГОЛЯХОВА А.А. Базальтонаполненный композиционный материал на основе вторичного полиамида, Перспективные полимерные композиционные материалы. Доклады Международной конференции "Композит-2010". - Саратов: Саратовский гос. ун-т, 2010, с.455-457. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Alsaadi et al. Effect of pistachio shell particle content on the mechanical properties of polymer composite
CN102226023B (en) Composite board based on mixed waste polymers and preparation method thereof
CN101260230B (en) Hot-pressing forming artificial stone material and preparation method thereof
EP1961787A1 (en) Filled polyamide moulding material with reduced water absorption
KR102267585B1 (en) Thermally conductive plastic
Verma et al. Experimental characterization of modified epoxy resin assorted with almond shell particles
RU2017111045A (en) METHOD FOR IMPROVING CRACKING RESISTANCE OF POLYISOCIANURATE-CONTAINING REACTION PRODUCTS
KR102036890B1 (en) Functional Elastic Chip for Artificial Turf and Manufacturing Method Thereof
Vu et al. Effect of additive-added epoxy on mechanical and dielectric characteristics of glass fiber reinforced epoxy composites
CN102532881B (en) Acicular wollastonite powder composite material for nylon 6 modification and preparation method thereof
RU2467032C2 (en) Basalt-filled polyamide composition
CN103709602A (en) Toughening aging-resistant epoxy resin composition for pultrusion molding and preparation method thereof
BR8400530A (en) COMPOSITION FOR THE PRODUCTION OF AGGLOMERATES WITH HIGH RESISTANCE TO COMPRESSION AND IMPACTS REINFORCEMENT MATERIAL PRE-IMPREGNATED WITH SYNTHETIC RESIN (PREPREG), AND AGGLOMERATE
Xiao et al. New micro-structure designs of a polypropylene (pp) composite with improved impact property
Kocaman et al. Eco-friendly natural filler based epoxy composites
CN106543487B (en) A kind of rubber using slag micro powder as rubber filler
RU2495894C1 (en) Low-flammable chemical-resistant polymer composition
CN105273307A (en) Long glass fiber reinforced PP (polypropylene) composite material and preparation method thereof
CN109943041A (en) A kind of enhancing regrown material and its application
KR101592411B1 (en) Room Temperature-Curing Ascon Composition Using Seaweeds and Bio Resin and Constructing Methods Using Thereof
CN103113671A (en) Safety helmet, material used for manufacturing safety helmet and preparation method of material
Achukwu et al. Fabrication of palm kernel shell epoxy composites and study of their mechanical properties
CN102408669B (en) Fly ash fiber modified phenolic molding compound and manufacture method thereof
CN103160073A (en) Modified phenolic glass fiber reinforced plastic composite material
Onwumere et al. Effect of alkaline treatment on mechanical and thermal properties of coconut shell particulates reinforced epoxy composite

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20121214