RU2717836C1 - Pigmented epoxy-phenol binder for polymer composites with fibrous fillers - Google Patents

Pigmented epoxy-phenol binder for polymer composites with fibrous fillers Download PDF

Info

Publication number
RU2717836C1
RU2717836C1 RU2019122271A RU2019122271A RU2717836C1 RU 2717836 C1 RU2717836 C1 RU 2717836C1 RU 2019122271 A RU2019122271 A RU 2019122271A RU 2019122271 A RU2019122271 A RU 2019122271A RU 2717836 C1 RU2717836 C1 RU 2717836C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
epoxy
binder
pigment
phenol
organic pigment
Prior art date
Application number
RU2019122271A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Павел Вячеславович Николаев
Евгения Павловна Константинова
Олег Евгеньевич Сергеев
Дмитрий Александрович Виноградов
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Ивановский государственный химико-технологический 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 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Ивановский государственный химико-технологический университет" filed Critical Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Ивановский государственный химико-технологический университет"
Priority to RU2019122271A priority Critical patent/RU2717836C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2717836C1 publication Critical patent/RU2717836C1/en

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32LAYERED PRODUCTS
    • B32BLAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B17/00Layered products essentially comprising sheet glass, or glass, slag, or like fibres
    • B32B17/02Layered products essentially comprising sheet glass, or glass, slag, or like fibres in the form of fibres or filaments
    • B32B17/04Layered products essentially comprising sheet glass, or glass, slag, or like fibres in the form of fibres or filaments bonded with or embedded in a plastic substance
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32LAYERED PRODUCTS
    • B32BLAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B27/00Layered products comprising a layer of synthetic resin
    • B32B27/38Layered products comprising a layer of synthetic resin comprising epoxy resins

Landscapes

  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)

Abstract

FIELD: chemistry.
SUBSTANCE: invention relates to chemical industry, specifically to a pigmented epoxy-phenol binder, which is used to produce colored high-filled polymer composites containing fibrous fillers, comprising glass fiber, carbon fiber, basalt fiber, Kevlar fiber. Pigmented epoxy-phenol binder contains low-molecular epoxy and phenol-formaldehyde oligomers as a dispersion medium, hardener – isomethyl tetrahydrophthalic anhydride, filler, as a disperse phase – an inorganic pigment and an organic pigment dye. Phenol-formaldehyde oligomer used is novolac combined with urotropin, which is a phenolic powder binder (PPB). Inorganic pigment used is an achromatic white pigment selected from a group comprising rutile modification titanium dioxide, zinc oxide. Organic pigment dye used is a pigment selected from a group comprising phthalocyanine blue, phthalocyanine green, technical carbon. Base ratio of the low-molecular epoxide oligomer to isomethyl tetrahydrophthalic anhydride is 10/8 pts.wt. Filler used is talc or omicarb. Binding phenolic powder is basis for charge. Proposed method consists in adding PPB, inorganic achromatic white pigment and filler to said organic pigment in batches with grinding. Charge is a curing accelerator-modifier for epoxy binder containing said low-molecular epoxy oligomer and isomethyl tetrahydrophthalic anhydride. Quantitative content of PPB in the charge composition ranges from 1 to 3 wt%. Charge has corresponding color due to presence of organic pigment dye. Epoxy-phenol binder contains components in the following ratio, wt%: 41.67–47.60 of low-molecular epoxy oligomer, 33.75–38.08 of isomethyl tetrahydrophthalic anhydride, 11.61–24.01 of said inorganic achromatic white pigments and fillers, 0.12-0.24 of said organic pigment dyes, 0.75–2.57 of said phenolic powder binder.
EFFECT: invention increases degree of hardening of epoxy-phenol binder, as well as increases mechanical strength and weather resistance of high-filled polymer composites.
1 cl, 5 tbl, 4 ex

Description

Изобретение относится к химической промышленности, а именно, к технологии получения цветных высоконаполненных эпоксидных композитов, дисперсной фазой в которых являются волокнистые материалы (стеклянное, углеродное, базальтовое, кевларовое волокно), а также пигменты, наполнители и функциональные добавки.The invention relates to the chemical industry, and in particular, to a technology for producing highly colored non-ferrous epoxy composites in which the dispersed phase is fibrous materials (glass, carbon, basalt, Kevlar fiber), as well as pigments, fillers and functional additives.

Известны пигментированные эпоксидные связующие, применяемые в технологии получения лакокрасочных материалов, предназначенных для получения полимерных покрытий. Основными компонентами эпоксидных связующих холодного отверждения являются термореактивные системы пигментированный эпоксидный олигомер (компонент А) - отвердитель (компонент Б). В качестве отвердителей применяются полифункциональные химические соединения - алифатические и ароматические полиамины, кетимины, ортофосфорная кислота и др. [1. Бодо Мюллер, Ульрих Пот Лакокрасочные материалы и покрытия. Принципы составления рецептур. - М.: ООО «Пейнт-Медиа, 2007. - 237 с.: 85 табл., 140 ил.].Known pigmented epoxy binders used in the technology of paints intended for polymer coatings. The main components of cold cured epoxy binders are thermosetting systems: pigmented epoxy oligomer (component A) - hardener (component B). As hardeners, polyfunctional chemical compounds are used — aliphatic and aromatic polyamines, ketimines, phosphoric acid, etc. [1. Bodo Muller, Ulrich Pot Paints and varnishes and coatings. The principles of formulation. - M .: Paint-Media LLC, 2007. - 237 pp .: 85 tablets, 140 ill.].

Отверждение сшивающими отвердителями - полиаминами, имеющими в структуре молекул первичные и вторичные аминогруппы, протекает по механизму полиприсоединения, в результате чего формируется полимерная сетчатая структура. Каталитические отвердители - третичные амины - отверждают эпоксидные олигомеры по механизму анионной полимеризации. [Сорокин М.Ф., Кочнова З.А., Шодэ Л.Г. Химия и технология пленкообразующих веществ: учеб. для вузов по специальности "Химическая технология высокомолекулярных соединений". - 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Химия, 1989. - 477 с.].Curing with crosslinking hardeners - polyamines having primary and secondary amino groups in the structure of molecules proceeds according to the polyaddition mechanism, as a result of which a polymer network structure is formed. Catalytic hardeners - tertiary amines - cure epoxy oligomers by anionic polymerization. [Sorokin M.F., Kochnova Z.A., Shode L.G. Chemistry and technology of film-forming substances: textbook. for universities with a degree in Chemical Technology of High-Molecular Compounds. - 2nd ed., Revised. and add. - M.: Chemistry, 1989. - 477 p.].

Роль отвердителя в эпоксидных связующих может выполнять соолигомер, в качестве которого чаще всего применяют новолачные или резольные фенолоформальдегидные олигомеры. В данном случае могут применяться катализаторы отверждения. В качестве катализаторов отверждения эпоксиднофенольных связующих чаще всего применяют третичные амины. Наиболее распространенным катализатором отверждения эпоксидных связующих является аминофенольный катализатор-2,4,6-трис-(диметиламинометил)-фенол (УП-606/2 или К-54). Чаще всего он применяется для катализа отверждения ангидридами дикарбоновых кислот [А.с. 1761903 СССР МКИ Е04С 5/07. Стержень для армирования бетона и способ его изготовления / С.Х. Авраменко, Л.Г. Асланова, И.Е. Евгеньев, B.Е. Карпанова, И.И. Коканов, А.Л. Левченко, Л.Г. Недобор, В.А. Семченко, C.Ф. Ткачук (СССР). - №4765786/33; заявл. 07.12.89; опубл. 15.09.92, Бюл. №34].The role of hardener in epoxy binders can be performed by a co-oligomer, in which novolac or rezol phenol-formaldehyde oligomers are most often used. In this case, curing catalysts may be used. Tertiary amines are most commonly used as catalysts for curing epoxy phenol binders. The most common catalyst for curing epoxy binders is the aminophenol catalyst-2,4,6-tris- (dimethylaminomethyl) phenol (UP-606/2 or K-54). Most often it is used to catalyze the curing of dicarboxylic acid anhydrides [A.S. 1761903 USSR MKI E04C 5/07. A rod for concrete reinforcement and a method for its manufacture / S.Kh. Avramenko, L.G. Aslanova, I.E. Evgeniev, B.E. Karpanova, I.I. Kokanov, A.L. Levchenko, L.G. Nedobor, V.A. Semchenko, C.F. Tkachuk (USSR). - No. 4765786/33; declared 12/07/89; publ. 09/15/92, Bull. No. 34].

Наиболее близким техническим решением к предполагаемому изобретению является пигментированное эпоксиднофенольное связующее, содержащее низкомолекулярный эпоксидный и резольный фенолоформальдегидный олигомеры, хроматический неорганический пигмент - оксид хрома и органический пигментный краситель ярко-оранжевого цвета - производное нафталинтетракарбоновой кислоты [А.с. 1024479 СССР, МКИ C08L 63/02, C08G 59/68, В32В 17/04, 27/38. Связующее для стеклопластика / А.С. Липатов, Э.П. Канина, В.В. Енютин, В.Г. Волков и Г.В. Архипов (СССР). - №3344986/23-05; заявл. 28.09.81; опубл. 23.06.83, Бюл. №23].The closest technical solution to the proposed invention is a pigmented epoxy phenolic binder containing low molecular weight epoxy and resol phenol formaldehyde oligomers, chromatic inorganic pigment - chromium oxide and organic pigment dye of bright orange color - a derivative of naphthalene tetracarboxylic acid [A.s. 1024479 USSR, MKI C08L 63/02, C08G 59/68, B32B 17/04, 27/38. Binder for fiberglass / A.S. Lipatov, E.P. Kanina, V.V. Yenyutin, V.G. Volkov and G.V. Arkhipov (USSR). - No. 3344986 / 23-05; declared 09/28/81; publ. 06/23/83, Bull. No. 23].

Недостатком связующего - прототипа является низкая степень его отверждения в изделии (76-77%) и обусловленная этим пониженная механическая прочность отвержденного изделия, а также низкая атмосферостойкость композитных изделий, например, стеклопластиковой арматуры или сетки.The disadvantage of the binder - prototype is the low degree of curing in the product (76-77%) and the resulting reduced mechanical strength of the cured product, as well as low weather resistance of composite products, for example, fiberglass reinforcement or mesh.

Техническим результатом изобретения является повышение степени отверждения эпоксидного связующего и обусловленной этим механической прочности волокнопластикового изделия, а также повышение его атмосферостойкости, разнообразия цветов и областей применения эпоксидных композитов.The technical result of the invention is to increase the degree of curing of the epoxy binder and the resulting mechanical strength of the fiber plastic product, as well as increasing its weather resistance, variety of colors and applications of epoxy composites.

Указанный результат достигается тем, что пигментированное эпоксиднофенольное связующее для полимерных композитов с волокнистыми наполнителями, содержащее в качестве дисперсионной среды низкомолекулярные эпоксидный и фенолоформальдегидный олигомеры, в качестве дисперсной фазы - неорганический пигмент и органический пигментный краситель, согласно изобретению, в качестве фенолоформальдегидного олигомера содержит новолак, совмещенный с уротропином, представляющий собой связующее фенольное порошковое (СФП), в качестве неорганического пигмента содержит ахроматический белый пигмент, выбранный из группы, включающей диоксид титана рутильной модификации, оксид цинка, в качестве органического пигментного красителя - пигмент, выбранный из группы, включающей фталоцианиновый голубой, фталоцианиновый зеленый, углерод технический и дополнительно содержит отвердитель изометилтетрагидрофталевый ангидрид при базовом соотношении низкомолекулярный эпоксидный олигомер: ангидрид 10/8 мас.ч., наполнитель, выбранный из группы, включающей тальк, омиакарб; при этом СФП является основой для шихты, которую получают следующим образом: к навеске органического пигмента порционно с перетиром добавляют СФП, неорганический ахроматический белый пигмент и наполнитель, причем шихта имеет соответствующий цвет, обусловленный присутствием органического пигмента, и выполняет роль ускорителя отверждения - модификатора для эпоксидного связующего, содержащего низкомолекулярный эпоксидный олигомер и изометилтетрагидрофталевый ангидрид, количество СФП - катализирующей и модифицирующей основы - вводимой в составе шихты ускорителя отверждения-модификатора, составляет от 1 до 3 мас. % к массе эпоксидного связующего, при этом компоненты эпоксиднофенольного связующего берут в следующем соотношении в мас. %;This result is achieved in that the pigmented epoxy phenolic binder for polymer composites with fibrous fillers containing low molecular weight epoxy and phenol formaldehyde oligomers as a dispersion medium, the inorganic pigment and the organic pigment dye, according to the invention, contain phenol formaldehyde oligome as oligomer as a dispersed phase with urotropine, which is a phenolic powder binder (TFP), as an inorganic o the pigment contains an achromatic white pigment selected from the group comprising rutile titanium dioxide, zinc oxide as an organic pigment dye - a pigment selected from the group including phthalocyanine blue, phthalocyanine green, technical carbon and additionally contains isomethyltetrahydrophthalic anhydride hardener low molecular weight epoxy oligomer: anhydride 10/8 parts by weight, a filler selected from the group consisting of talc, omiacarb; at the same time, TFP is the basis for the charge, which is prepared as follows: TFP, inorganic achromatic white pigment and filler are added portionwise with milling to the weighed portion of the organic pigment, and the charge has a corresponding color due to the presence of organic pigment and acts as a curing accelerator - a modifier for epoxy a binder containing a low molecular weight epoxy oligomer and isomethyl tetrahydrophthalic anhydride, the amount of TFP - a catalytic and modifying base is administered , the charge modifier curing accelerator is from 1 to 3 wt. % by weight of the epoxy binder, while the components of the epoxy phenol binder are taken in the following ratio in wt. %;

Низкомолекулярный эпоксидный олигомерLow molecular weight epoxy oligomer 41,67-47,6041.67-47.60 Изометилтетрагидрофталевый ангидридIsomethyltetrahydrophthalic anhydride 33,75-38,0833.75-38.08 Вышеуказанные неорганические ахроматическиеThe above inorganic achromatic белые пигменты и наполнителиwhite pigments and fillers 11,61-24,0111.61-24.01 Вышеуказанные органические пигментныеThe above organic pigment красителиdyes 0,12-0,240.12-0.24 Вышеуказанное связующее фенольноеThe above phenolic binder порошковоеpowder 0,75-2,570.75-2.57

Характеристика компонентовComponent Feature

1. Эпоксидное связующее получают смешением низкомолекулярных эпоксидных олигомеров марок CYD-128, YD-128, KER-828, CHS Epoxy 520, ЭД-22, ЭД-20, ЭД-16 с изометилтетрагидрофта левым ангидридом ТУ 2418-399-05842324-2004 в соотношении мас.ч. 10:8;1. An epoxy binder is prepared by mixing low molecular weight epoxy oligomers of the CYD-128, YD-128, KER-828, CHS Epoxy 520, ED-22, ED-20, ED-16 brands with isomethyl tetrahydrophyte with the left anhydride TU 2418-399-05842324-2004 in the ratio of parts by weight 10: 8;

2. Ускоритель отверждения - модификатор эпоксидных связующих представляет собой шихту, в состав которой входят:2. Curing accelerator - a modifier of epoxy binders is a mixture, which includes:

2.1. Ахроматические белые пигменты: ГОСТ 9808-84. Двуокись титана пигментная. Технические условия; ГОСТ 202-84 Межгосударственный стандарт. Белила цинковые; Хроматические пигменты неорганические, например, железоокисные ТУ 20.30.21-021-88737636;2.1. Achromatic white pigments: GOST 9808-84. Pigmented titanium dioxide. Technical conditions; GOST 202-84 Interstate Standard. Zinc white; Inorganic chromatic pigments, for example, iron oxide TU 20.30.21-021-88737636;

2.2. Наполнители карбонатные: ГОСТ Р 56775-2015 Микрокальцит, омиакарб; наполнители силикатные: микротальк ГОСТ 19 284-79, талькон Т-20, талькон ММ-20 ГОСТ, ТУ 21-25-159-90;2.2. Carbonate fillers: GOST R 56775-2015 Microcalcite, omiakarb; silicate fillers: microtalc GOST 19 284-79, talcon T-20, talcon MM-20 GOST, TU 21-25-159-90;

2.3. Углерод технический П 803 по ГОСТ 7885-86 с изм. 1-4 (сажа черная, сажа П 803, техуглерод, сажа марки ПМ-15), углерод технический импортных производителей, например Black pigment/черный пигмент Parivashchemical;2.3. Technical carbon P 803 according to GOST 7885-86 amended. 1-4 (black carbon black, P 803 carbon black, carbon black, PM-15 carbon black) imported technical carbon, for example Black pigment / black pigment Parivashchemical;

2.4. Красители органические. Пигмент голубой фталоцианиновый. Технические условия ГОСТ 6220-76 или импортные аналоги по CAS №1309-37-1, №1332-37-2;2.4. Organic dyes. The pigment is blue phthalocyanine. Specifications GOST 6220-76 or imported analogues according to CAS No. 1309-37-1, No. 1332-37-2;

2.5. Красители органические. Пигмент зеленый фталоцианиновый. Технические условия ГОСТ 4579-79 или импортные аналоги по CAS №1328-53-6;2.5. Organic dyes. Green phthalocyanine pigment. Technical conditions GOST 4579-79 or imported analogues according to CAS No. 1328-53-6;

2.6. Связующее фенольное порошковое СФП 012 А2-У12 ТУ 2257-074-05015227-2002 и других марок по ОСТ 6-05-441-78, ТУ 6-07-5751766-26-90 и др.2.6. Binding phenolic powder SFP 012 A2-U12 TU 2257-074-05015227-2002 and other brands according to OST 6-05-441-78, TU 6-07-5751766-26-90, etc.

Изобретение осуществляют следующим образом:The invention is as follows:

Предварительно проводят расчет на 100 г пигментированного эпоксиднофенольного связующего. Выбирают рецептуру шихты ускорителя отверждения - модификатора эпоксидного связующего, обеспечивающую исходную степень пигментирования (отношение масс дисперсной фазы и дисперсионной среды). Определив количественное соотношение: дисперсная фаза/дисперсионная среда, рассчитывают заданное количество ускорителя отверждения - связующего фенольного порошкового - основы ускорителя-модификатора. Рассчитывают соотношение неорганической и органической составляющей дисперсной фазы.A preliminary calculation is made for 100 g of pigmented epoxy phenol binder. The formulation of the charge of the curing accelerator is chosen - an epoxy binder modifier, which provides the initial degree of pigmentation (the ratio of the masses of the dispersed phase and the dispersion medium). Having determined the quantitative ratio: dispersed phase / dispersion medium, calculate the specified amount of the curing accelerator - phenolic powder binder - the basis of the accelerator-modifier. The ratio of the inorganic and organic components of the dispersed phase is calculated.

Далее получают ускоритель отверждения - модификатор.Then get the curing accelerator - modifier.

В фарфоровую ступку или смеситель для сыпучих материалов загружают расчетное количество органического пигментного красителя и порционно с перетиром вводят связующее фенольное порошковое (СФП) - смесь уротропина и новолака, и диспергируют систему до сегрегационно устойчивого состояния, порционно вводят неорганический наполнитель и пигмент и продолжают диспергировать систему до состояния однородности. Загрузки осуществляют в соответствии с выбранной рецептурой.A calculated amount of organic pigment dye is loaded into a porcelain mortar or mixer for bulk materials, and a phenolic powder binder (TFP), a mixture of urotropine and novolak, is introduced portionwise with milling, and the system is dispersed to a segregationally stable state, an inorganic filler and pigment are introduced portionwise and continue to disperse the system until state of homogeneity. Download is carried out in accordance with the selected recipe.

Затем получают пигментированное эпоксиднофенольное связующее: полученную дисперсную фазу-шихту вводят в эпоксидное связующее со стехиометрическим соотношением эпоксидный олигомер: изометилтетрагидрофталевый ангидрид и получают жидкий жизнеспособный компаунд - пигментированное эпоксиднофенольное связующее с вязкостью, прямо пропорциональной степени пигментирования, который используют для пропитки волокнистого наполнителя, например, стеклоровинга, на линии получения стеклопластиковой арматуры (СПА).Then a pigmented epoxy phenolic binder is obtained: the obtained dispersed phase-charge is introduced into an epoxy binder with a stoichiometric ratio epoxy oligomer: isomethyl tetrahydrophthalic anhydride and a liquid viable compound is obtained - a pigmented epoxy phenolic binder with a viscosity that is directly proportional to , on the line for producing fiberglass reinforcement (SPA).

Примеры практического осуществления изобретенияExamples of the practical implementation of the invention

Пример 1Example 1

Исходные данные для загрузочных рецептур: а) эпоксидное связующее для стеклопластика черного цвета; б) степень пигментирования 1/6; в) количество основы ускорителя отверждения - модификатора - связующего фенольного порошкового - 3% масс. к эпоксидному связующему.Initial data for loading formulations: a) epoxy binder for black fiberglass; b) the degree of pigmentation 1/6; c) the amount of the base of the curing accelerator - modifier - phenolic powder binder - 3% of the mass. to an epoxy binder.

В смеситель с быстроходной мешалкой - миксер - загружают 47,62 г. жидкого эпоксидного олигомера и 38,08 г изометилтетрагидрофталевого ангидрида. Перемешивают содержимое до однородного состояния. В полученную основу порционно дозируют 14,30 г шихты ускорителя-модификатора, содержащего 11,61 г талька, 0,12 г сажи и 2,57 г СФП. Контроль полноты смачивания осуществляют наливом на стекло и степени дисперсности - по Гриндометру - прибору «Клин», которая не должна превышать значение 50 мкм.47.62 g of a liquid epoxy oligomer and 38.08 g of isomethyltetrahydrophthalic anhydride are loaded into a mixer with a high-speed mixer - mixer. Mix the contents until smooth. 14.30 g of the charge of the accelerator-modifier containing 11.61 g of talc, 0.12 g of carbon black and 2.57 g of TFP are portioned into the resulting base. Monitoring the completeness of wetting is carried out in bulk on glass and the degree of dispersion - according to the Grindometer - the device "Wedge", which should not exceed a value of 50 microns.

Рецептура эпоксидно-фенольного связующего, полученного по примеру 1, приведена в табл. 1.The formulation of the epoxy-phenolic binder obtained in example 1, are given in table. 1.

Figure 00000001
Figure 00000001

В результате использования эпоксидного связующего и ускорителя отверждения - модификатора в количествах, приведенных выше, получаем эпоксидно-фенольное связующее для полимерных композитов черного цвета.As a result of using an epoxy binder and a curing accelerator - a modifier in the amounts given above, we obtain an epoxy-phenolic binder for black polymer composites.

Первоначальная степень пигментирования составляет 14,3/85,7=1/6. Содержание основы ускорителя отверждения - модификатора к массе эпоксидного связующего:(2,57⋅100)/85,7=3,0% мас.The initial degree of pigmentation is 14.3 / 85.7 = 1/6. The content of the base of the curing accelerator - a modifier to the mass of the epoxy binder: (2.57⋅100) / 85.7 = 3.0% wt.

Пример 2Example 2

Исходные данные для загрузочных рецептур: а) эпоксидное связующее для полимерного композита светло-синего цвета; б) степень пигментирования 1/3; в) количество основы ускорителя отверждения - модификатора - связующего фенольного порошкового - 3% мас. к эпоксидному связующему.Initial data for loading formulations: a) an epoxy binder for a light blue polymer composite; b) the degree of pigmentation 1/3; c) the amount of the basis of the curing accelerator - modifier - phenolic powder binder - 3% wt. to an epoxy binder.

В смеситель с быстроходной мешалкой - миксер - загружают 41,67 г жидкого эпоксидного олигомера и 33,33 г изометилтетрагидрофталевого ангидрида. Перемешивают содержимое до однородного состояния. В 75 г полученного эпоксидного связующего порционно при перемешивании дозируют 25,00 г шихты ускорителя отверждения - модификатора, содержащего, г: 18,02 г диоксида титана; 4,51 г талька; 0,22 г фталоцианинового голубого и 2,25 г СФП. Контроль полноты смачивания осуществляют наливом на стекло и степени дисперсности - по Гриндометру - прибору «Клин», которая не должна превышать значение 50 мкм.41.67 g of a liquid epoxy oligomer and 33.33 g of isomethyltetrahydrophthalic anhydride are loaded into a mixer with a high-speed mixer - mixer. Mix the contents until smooth. In 75 g of the obtained epoxy binder, 25.00 g of the mixture of the curing accelerator, a modifier containing, are dosed portionwise with stirring, containing: 18.02 g of titanium dioxide; 4.51 g of talc; 0.22 g phthalocyanine blue and 2.25 g TFP. Monitoring the completeness of wetting is carried out in bulk on glass and the degree of dispersion - according to the Grindometer - the device "Wedge", which should not exceed a value of 50 microns.

Рецептура эпоксиднофенольного связующего, полученного по примеру 2, приведена в табл. 2.The formulation of the epoxy phenolic binder obtained in example 2, are given in table. 2.

Figure 00000002
Figure 00000002

Первоначальная степень пигментирования по рецептуре, приведенной в табл. 2, составляет (22,53+0,22+2,25)/(41,67+33,33)=1/3; содержание основы ускорителя отверждения - модификатора к массе эпоксидного связующего: (2,25⋅100)/75=3,0% мас.The initial degree of pigmentation according to the recipe given in table. 2, is (22.53 + 0.22 + 2.25) / (41.67 + 33.33) = 1/3; the content of the base of the curing accelerator - modifier to the mass of the epoxy binder: (2.25⋅100) / 75 = 3.0% wt.

В результате использования эпоксидного связующего и ускорителя отверждения - модификатора в количествах, приведенных выше, получаем эпоксиднофенольное связующее для полимерного композита светло-синего цвета.As a result of using an epoxy binder and a curing accelerator - a modifier in the amounts given above, we obtain an epoxy phenolic binder for a light blue colored polymer composite.

Пример 3Example 3

Исходные данные для загрузочных рецептур: а) эпоксидное связующее для стеклопластика светло-зеленого цвета; б) степень пигментирования 1/6; в) количество основы ускорителя отверждения - модификатора - связующего фенольного порошкового - 1% мас. к эпоксидному связующему.Initial data for loading formulations: a) epoxy binder for fiberglass light green; b) the degree of pigmentation 1/6; c) the amount of the base of the curing accelerator - modifier - phenolic powder binder - 1% wt. to an epoxy binder.

В смесителе с быстроходной мешалкой - миксере получают 85,70 г эпоксидного связующего, для чего в смеситель загружают 47,62 г жидкого эпоксидного олигомера и 38,08 г изометилтетрагидрофталевого ангидрида. Перемешивают содержимое до однородного состояния. В 85,70 г полученного эпоксидного связующего порционно при перемешивании дозируют 14,30 г шихты ускорителя отверждения-модификатора, содержащего, г: 10,64 г омиакарба; 2,66 г цинковых белил; 0,14 г фталоцианинового зеленого и 0,86 г СФП. Контроль полноты смачивания осуществляют наливом на стекло и степени дисперсности - по Гриндометру - прибору «Клин», которая не должна превышать значение 50 мкм.85.70 g of epoxy binder are obtained in a mixer with a high-speed mixer - mixer, for which 47.62 g of liquid epoxy oligomer and 38.08 g of isomethyl tetrahydrophthalic anhydride are loaded into the mixer. Mix the contents until smooth. In 85.70 g of the obtained epoxy binder, 14.30 g of a mixture of a curing accelerator-modifier are metered in with batch with stirring, containing: 10.64 g of omiakarb; 2.66 g of zinc white; 0.14 g phthalocyanine green and 0.86 g TFP. Monitoring the completeness of wetting is carried out in bulk on glass and the degree of dispersion - according to the Grindometer - the device "Wedge", which should not exceed a value of 50 microns.

Рецептура эпоксидно-фенольного связующего, полученного по примеру 3, приведена в табл. 3The formulation of the epoxy-phenolic binder obtained in example 3 are shown in table. 3

Figure 00000003
Figure 00000003

Первоначальная степень пигментирования составляет 14,30/85,70=1/6. Содержание основы ускорителя-модификатора к массе эпоксидного связующего: (0,86⋅100)/85,7=1% мас.The initial degree of pigmentation is 14.30 / 85.70 = 1/6. The content of the base of the accelerator-modifier to the mass of the epoxy binder: (0.86⋅100) / 85.7 = 1% wt.

В результате использования эпоксидного связующего и ускорителя-модификатора в количествах, приведенных выше, получаем эпоксиднофенольное связующее для полимерного композита светло-зеленого цвета.As a result of using an epoxy binder and an accelerator-modifier in the amounts given above, we obtain an epoxy phenolic binder for a light green colored polymer composite.

Пример 4Example 4

Исходные данные для расчета загрузочных рецептур: а) эпоксидное связующее для стеклопластика черного, голубого, светло-зеленого цвета; б) степень пигментирования 1/3; в) количество основы ускорителя отверждения - модификатора - связующего фенольного порошкового - 1% мас. к эпоксидному связующему.Initial data for the calculation of loading formulations: a) an epoxy binder for fiberglass black, blue, light green; b) the degree of pigmentation 1/3; c) the amount of the base of the curing accelerator - modifier - phenolic powder binder - 1% wt. to an epoxy binder.

В смеситель с быстроходной мешалкой - миксер загружают 41,67 г жидкого эпоксидного олигомера и 33,33 г изометилтетрагидрофталевого ангидрида. Перемешивают содержимое до однородного состояния. В 75 г полученного эпоксидного связующего порционно дозируют 25,00 г шихты ускорителя отверждения - модификатора, содержащего, г: 19,21 г талька; 4,80 г диоксида титана; 0,24 г органического пигмента (фталоцианиновые голубой или зеленый, сажа) и 0,75 г СФП. Контроль полноты смачивания осуществляют наливом на стекло. Степень дисперсности определяют по Гриндометру - прибору «Клин», которая не должна превышать значение 50 мкм.41.67 g of a liquid epoxy oligomer and 33.33 g of isomethyl tetrahydrophthalic anhydride are loaded into a mixer with a high-speed mixer - mixer. Mix the contents until smooth. In 75 g of the obtained epoxy binder, 25.00 g of the mixture of the curing accelerator — a modifier containing batch, are dosed in doses: 19.21 g of talc; 4.80 g of titanium dioxide; 0.24 g of organic pigment (phthalocyanine blue or green, soot) and 0.75 g of TFP. Monitoring the completeness of wetting is carried out in bulk on glass. The degree of dispersion is determined by the Grindometer - the device "Wedge", which should not exceed the value of 50 microns.

Рецептура эпоксидно-фенольного связующего, полученного по примеру 4, приведена в табл. 4.The formulation of the epoxy-phenolic binder obtained in example 4 are shown in table. 4.

Figure 00000004
Figure 00000004

Первоначальная степень пигментирования по рецептуре, приведенной в табл. 4, составляет (24,01+0,24+0,75)/(41,67+33,33)=1/3; содержание основы ускорителя отверждения - модификатора к массе эпоксидного связующего: (0,75⋅100)/75=1,0% мас.The initial degree of pigmentation according to the recipe given in table. 4, is (24.01 + 0.24 + 0.75) / (41.67 + 33.33) = 1/3; the content of the base of the curing accelerator - modifier to the mass of the epoxy binder: (0.75⋅100) / 75 = 1.0% wt.

В результате использования эпоксидного связующего и ускорителя отверждения - модификатора в количествах, приведенных в табл. 4, получаем эпоксидно-фенольное связующее для полимерного композита черного, светло-синего и светло-зеленого цвета.As a result of using an epoxy binder and a curing accelerator - a modifier in the amounts given in table. 4, we obtain an epoxy-phenolic binder for the polymer composite in black, light blue and light green.

Применение связующего по предложенным рецептурам и технологии позволяет получать технологичные пропиточные компаунды и окрашенную стеклопластиковую арматуру с улучшенными физико-механическими и декоративными свойствами. При этом представляется возможным снизить температуру отверждения или повысить скорость движения стеклоровинга при выбранной температуре отверждения.The use of a binder according to the proposed formulations and technology allows to obtain technological impregnating compounds and colored fiberglass reinforcement with improved physical, mechanical and decorative properties. In this case, it is possible to reduce the curing temperature or increase the speed of the glass roving at the selected curing temperature.

Сравнительные данные по свойствам связующих и стеклопластиковой арматуры на их основе, полученных по рецептуре прототипа и по примерам 1-4, приведены в табл. 5.Comparative data on the properties of binders and fiberglass reinforcement based on them, obtained according to the recipe of the prototype and examples 1-4 are shown in table. 5.

Figure 00000005
Figure 00000005

Из таблицы видно, что применение эпоксиднофенольного связующего с ускорителем отверждения - модификатором свойств компаунда и СПА на его основе в виде предварительно полученной шихты позволяет увеличить прочность стеклопластиковой арматуры на 20-30%. В сравнении с требованиями ГОСТ 31938 предел прочности при сжатии увеличивается в 1,7-1,5 раза.It can be seen from the table that the use of an epoxy phenolic binder with a curing accelerator - a modifier of the properties of the compound and SPA based on it in the form of a previously obtained mixture allows to increase the strength of fiberglass reinforcement by 20-30%. In comparison with the requirements of GOST 31938, the compressive strength increases by 1.7-1.5 times.

Применение нового ускорителя отверждения - модификатора свойств компаунда и стеклопластиковой арматуры позволяет кроме того снизить температуру отверждения на 80-50°С или повысить скорость движения стеклоровинга при заданной температуре. Это приводит к снижению энергоемкости процесса и увеличению производительности линии по производству волокнонаполненных композитов - арматуры композитной полимерной, получаемой по ГОСТ 31938-2012. Улучшаются тактильные свойства поверхности стеклопластиковой арматуры.The use of a new curing accelerator - a modifier of the properties of the compound and fiberglass reinforcement can also reduce the curing temperature by 80-50 ° C or increase the speed of glass roving at a given temperature. This leads to a decrease in the energy intensity of the process and an increase in the productivity of the fiber-filled composites production line - composite polymer reinforcement obtained in accordance with GOST 31938-2012. The tactile properties of the surface of fiberglass reinforcement are improved.

Испытания эпоксиднофенольных связующих прототипа и с применением шихты ускорителя-модификатора проведены на линии СПА-1 по производству стеклопластиковой арматуры в ООО НПО «Звезда» г. Иваново. В качестве волокнистого наполнителя использовали прямой ровинг ECR17-2400 D-601 из стекла типа «Е».Tests of the epoxy phenolic binders of the prototype and with the use of a mixture of an accelerator-modifier were carried out on the line SPA-1 for the production of fiberglass reinforcement in LLC NPO Zvezda in Ivanovo. As a fibrous filler used direct roving ECR17-2400 D-601 of glass type "E".

Образцы штапеля стеклопластиковой арматуры (СПА), испытанные на прочность, были получены с соблюдением требований, изложенных в монографии [Тарнопольский, Ю.М. Методы статических испытаний армированных пластиков / Ю.М. Тарнопольский, Т.Я. Кинцис. 3-е изд., перераб. и доп. - М.: Химия, - 1981. - 272 с.] и в [ГОСТ 4651-2014 (ISO 604-2012) Пластмассы. Метод испытания на сжатие - Введ. 2015-03-01.М.:Стандартинформ, 2014, 16 с.].The samples of staple fiberglass reinforcement (SPA), tested for strength, were obtained in compliance with the requirements set forth in the monograph [Tarnopolsky, Yu.M. Methods of static testing of reinforced plastics / Yu.M. Tarnopolsky, T.Ya. Kinzis. 3rd ed., Revised. and add. - M .: Chemistry, - 1981. - 272 p.] And in [GOST 4651-2014 (ISO 604-2012) Plastics. Compression Test Method - Introduction. 2015-03-01.M.: Standartinform, 2014, 16 pp.].

Диаметр штапеля СПА составлял 10 мм, высота 10-15 мм, максимальная нагрузка 50 кН, скорость приложения нагрузки 250 мм/мин. Обработка результатов испытаний на сжатие проведена с помощью программного обеспечения разрывной машины 2099 Р-5.The diameter of the SPA staple was 10 mm, the height was 10-15 mm, the maximum load was 50 kN, and the loading rate was 250 mm / min. The compression test results were processed using the software of the tensile testing machine 2099 Р-5.

Claims (2)

Пигментированное эпоксиднофенольное связующее для полимерных композитов с волокнистыми наполнителями, содержащее в качестве дисперсионной среды низкомолекулярные эпоксидный и фенолоформальдегидный олигомеры, в качестве дисперсной фазы - неорганический пигмент и органический пигментный краситель, отличающееся тем, что в качестве фенолоформальдегидного олигомера содержит новолак, совмещенный с уротропином, представляющий собой связующее фенольное порошковое (СФП), в качестве неорганического пигмента содержит ахроматический белый пигмент, выбранный из группы, включающей диоксид титана рутильной модификации, оксид цинка, в качестве органического пигментного красителя - пигмент, выбранный из группы, включающей фталоцианиновый голубой, фталоцианиновый зеленый, углерод технический и дополнительно содержит отвердитель изометилтетрагидрофталевый ангидрид при базовом соотношении низкомолекулярный эпоксидный олигомер : ангидрид 10/8 мас.ч., наполнитель, выбранный из группы, включающей тальк, омиакарб; при этом СФП является основой для шихты, которую получают следующим образом: к органическому пигменту порционно с перетиром добавляют СФП, неорганический ахроматический белый пигмент и наполнитель, причем шихта имеет соответствующий цвет, обусловленный присутствием органического пигментного красителя, шихта представляет собой ускоритель отверждения - модификатор для эпоксидного связующего, содержащего низкомолекулярный эпоксидный олигомер и изометилтетрагидрофталевый ангидрид, количество СФП – каталитической основы, вводимой в составе шихты ускорителя отверждения-модификатора, составляет от 1 до 3 мас.% к массе эпоксидного связующего, при этом компоненты эпоксиднофенольного связующего берут в следующем соотношении, в мас.%:A pigmented epoxy phenol binder for fiber-reinforced polymer composites containing low molecular weight epoxy and phenol formaldehyde oligomers as a dispersion medium, an inorganic pigment and an organic pigment dye, characterized in that the phenol formaldehyde oligomer contains novol as the dispersed phase powder phenolic binder (TFP), as an inorganic pigment contains achromatic white a pigment selected from the group comprising rutile-modified titanium dioxide, zinc oxide as an organic pigment dye — a pigment selected from the group including phthalocyanine blue, phthalocyanine green, technical carbon and additionally contains hardener isomethyltetrahydrophthalic anhydride with a base ratio of low molecular weight epoxy molecule: 10/8 parts by weight, an excipient selected from the group consisting of talc, omiakarb; in this case, TFP is the basis for the mixture, which is prepared as follows: TFP, inorganic achromatic white pigment and filler are added to the organic pigment in portions with grinding, the mixture has a corresponding color due to the presence of an organic pigment dye, the mixture is a curing accelerator - a modifier for epoxy a binder containing a low molecular weight epoxy oligomer and isomethyltetrahydrophthalic anhydride, the amount of TFP - a catalytic base introduced into the rest of the mixture of the curing accelerator-modifier, is from 1 to 3 wt.% by weight of the epoxy binder, while the components of the epoxy phenol binder are taken in the following ratio, in wt.%: Низкомолекулярный эпоксидный олигомерLow molecular weight epoxy oligomer 41,67-47,6041.67-47.60 Изометилтетрагидрофталевый ангидридIsomethyltetrahydrophthalic anhydride 33,75-38,0833.75-38.08 Вышеуказанные неорганические ахроматическиеThe above inorganic achromatic белые пигменты и наполнителиwhite pigments and fillers 11,61-24,0111.61-24.01 Вышеуказанные органические пигментныеThe above organic pigment красителиdyes 0,12-0,240.12-0.24 Вышеуказанное связующее фенольноеThe above phenolic binder порошковоеpowder 0,75-2,570.75-2.57
RU2019122271A 2019-07-16 2019-07-16 Pigmented epoxy-phenol binder for polymer composites with fibrous fillers RU2717836C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019122271A RU2717836C1 (en) 2019-07-16 2019-07-16 Pigmented epoxy-phenol binder for polymer composites with fibrous fillers

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019122271A RU2717836C1 (en) 2019-07-16 2019-07-16 Pigmented epoxy-phenol binder for polymer composites with fibrous fillers

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2717836C1 true RU2717836C1 (en) 2020-03-26

Family

ID=69943323

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2019122271A RU2717836C1 (en) 2019-07-16 2019-07-16 Pigmented epoxy-phenol binder for polymer composites with fibrous fillers

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2717836C1 (en)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1024479A1 (en) * 1981-09-28 1983-06-23 Предприятие П/Я А-3611 Binder for glass fiber plastic
SU1098942A1 (en) * 1982-07-16 1984-06-23 Кемеровский Научно-Исследовательский Институт Химической Промышленности Кемеровского Научно-Производственного Объединения "Карболит" Process for producing polymeric binder
JPH11181252A (en) * 1997-12-18 1999-07-06 Hitachi Chem Co Ltd Decorative molded product

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1024479A1 (en) * 1981-09-28 1983-06-23 Предприятие П/Я А-3611 Binder for glass fiber plastic
SU1098942A1 (en) * 1982-07-16 1984-06-23 Кемеровский Научно-Исследовательский Институт Химической Промышленности Кемеровского Научно-Производственного Объединения "Карболит" Process for producing polymeric binder
JPH11181252A (en) * 1997-12-18 1999-07-06 Hitachi Chem Co Ltd Decorative molded product

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Yuan et al. Study of factors related to performance improvement of self-healing epoxy based on dual encapsulated healant
Varley Toughening of epoxy resin systems using low‐viscosity additives
WO2013115152A1 (en) Epoxy resin composition and fiber-reinforced composite material
KR20150097596A (en) High solids epoxy coatings
RU2717836C1 (en) Pigmented epoxy-phenol binder for polymer composites with fibrous fillers
US3751471A (en) N-hydroxybenzyl-alpha,alpha'-xylene-diamines
Donato et al. Epoxy–silica nanocomposite interphase control using task-specific ionic liquids via hydrolytic and non-hydrolytic sol–gel processes
CN108977152A (en) A kind of epoxy resin dry-hang glue
KR101802412B1 (en) Self-crosslinking recycled asphalt additive and and its manufacturing method thereof, recycled cold asphalt concrete mixture contaning the same
Mohammad et al. Mechanical properties of epoxy matrix composites toughened by liquid epoxidized natural rubber (LENR)
CN105968726B (en) Epoxy resin with double cross-linked network structures and preparation method thereof
CN113150499A (en) Epoxy resin composition for pultrusion and preparation method thereof
JP4475687B2 (en) Two-component epoxy resin adhesive for concrete structures, and repair and reinforcement methods for concrete structures using the same
Kopitsyna et al. The properties of epoxy binders modified by furan resin and polysulfone
CN115073928B (en) Phenolic resin modified asphalt and preparation method thereof
RU2688608C1 (en) Epoxy binder of cold hardening for external reinforcement systems
RU2704010C1 (en) Method of producing a pigmented aminophenol curing accelerator - modifier of epoxy composite materials
CN109517126A (en) A kind of polyurethane modified epoxy resin diluent and the low viscosity high-toughness epoxy resin composition being made from it
RU2606443C1 (en) Epoxy composition for making articles from polymer composite materials by vacuum infusion
RU2470047C2 (en) Binder for prepregs and method of producing said binder
RU2573518C1 (en) Repair composition
CN104479290A (en) Toughening type epoxy resin and preparation method thereof
CN108793829A (en) Concrete crack healant and its preparation method and application
SU1754748A1 (en) Floor coating composition
JP3450260B2 (en) Epoxy resin composition and coil casting