RU2784430C1 - Method for producing low-flammability composites based on epoxy resin - Google Patents
Method for producing low-flammability composites based on epoxy resin Download PDFInfo
- Publication number
- RU2784430C1 RU2784430C1 RU2021137875A RU2021137875A RU2784430C1 RU 2784430 C1 RU2784430 C1 RU 2784430C1 RU 2021137875 A RU2021137875 A RU 2021137875A RU 2021137875 A RU2021137875 A RU 2021137875A RU 2784430 C1 RU2784430 C1 RU 2784430C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- epoxy resin
- composites
- modifier
- hardener
- flammability
- Prior art date
Links
- 239000002131 composite material Substances 0.000 title claims abstract description 32
- 239000003822 epoxy resin Substances 0.000 title claims abstract description 24
- 229920000647 polyepoxide Polymers 0.000 title claims abstract description 24
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 13
- 239000003607 modifier Substances 0.000 claims abstract description 24
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 21
- 239000004848 polyfunctional curative Substances 0.000 claims abstract description 14
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N phosphoric acid Chemical compound OP(O)(O)=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 12
- VILCJCGEZXAXTO-UHFFFAOYSA-N Triethylenetetramine Chemical compound NCCNCCNCCN VILCJCGEZXAXTO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 8
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 7
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminum Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 6
- 235000011007 phosphoric acid Nutrition 0.000 claims abstract description 6
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 claims abstract description 5
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-K [O-]P([O-])([O-])=O Chemical compound [O-]P([O-])([O-])=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-K 0.000 claims abstract description 3
- 239000010452 phosphate Substances 0.000 claims abstract description 3
- 239000000463 material Substances 0.000 abstract description 8
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 abstract description 5
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 8
- 230000003068 static Effects 0.000 description 6
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 4
- MYMOFIZGZYHOMD-UHFFFAOYSA-N oxygen Chemical compound O=O MYMOFIZGZYHOMD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 4
- 210000004544 DC2 Anatomy 0.000 description 3
- 229910000147 aluminium phosphate Inorganic materials 0.000 description 3
- 230000002530 ischemic preconditioning Effects 0.000 description 3
- -1 phosphorus-nitrogen Chemical compound 0.000 description 3
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 3
- 239000011780 sodium chloride Substances 0.000 description 3
- BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-L Carbonate dianion Chemical compound [O-]C([O-])=O BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 150000001252 acrylic acid derivatives Chemical class 0.000 description 2
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 2
- 230000000996 additive Effects 0.000 description 2
- 125000005250 alkyl acrylate group Chemical group 0.000 description 2
- 238000004132 cross linking Methods 0.000 description 2
- 125000003700 epoxy group Chemical group 0.000 description 2
- 239000003063 flame retardant Substances 0.000 description 2
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 2
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 2
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- XFZRQAZGUOTJCS-UHFFFAOYSA-N phosphoric acid;1,3,5-triazine-2,4,6-triamine Chemical compound OP(O)(O)=O.NC1=NC(N)=NC(N)=N1 XFZRQAZGUOTJCS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000004580 weight loss Effects 0.000 description 2
- BZVQIZYWIWXTHX-UHFFFAOYSA-N 2-[[methyl(oxiran-2-ylmethoxy)phosphoryl]oxymethyl]oxirane Chemical compound C1OC1COP(=O)(C)OCC1CO1 BZVQIZYWIWXTHX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- YBRVSVVVWCFQMG-UHFFFAOYSA-N 4,4'-Methylenedianiline Chemical compound C1=CC(N)=CC=C1CC1=CC=C(N)C=C1 YBRVSVVVWCFQMG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- HLBLWEWZXPIGSM-UHFFFAOYSA-N 4,4'-Oxydianiline Chemical compound C1=CC(N)=CC=C1OC1=CC=C(N)C=C1 HLBLWEWZXPIGSM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 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 1
- MQJKPEGWNLWLTK-UHFFFAOYSA-N Di(p-aminophenyl)sulphone Chemical compound C1=CC(N)=CC=C1S(=O)(=O)C1=CC=C(N)C=C1 MQJKPEGWNLWLTK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- GYZLOYUZLJXAJU-UHFFFAOYSA-N Diglycidyl ether Chemical compound C1OC1COCC1CO1 GYZLOYUZLJXAJU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004593 Epoxy Substances 0.000 description 1
- 229940018564 M-PHENYLENEDIAMINE Drugs 0.000 description 1
- WZCQRUWWHSTZEM-UHFFFAOYSA-N M-Phenylenediamine Chemical compound NC1=CC=CC(N)=C1 WZCQRUWWHSTZEM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-M acetate Chemical compound CC([O-])=O QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 150000004982 aromatic amines Chemical class 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 description 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
- GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N cobalt Chemical compound [Co] GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052803 cobalt Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010941 cobalt Substances 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 1
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000012153 distilled water Substances 0.000 description 1
- BRLQWZUYTZBJKN-UHFFFAOYSA-N epichlorohydrin Chemical compound ClCC1CO1 BRLQWZUYTZBJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 1
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 1
- 238000005755 formation reaction Methods 0.000 description 1
- 230000002706 hydrostatic Effects 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 1
- PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N manganese Chemical compound [Mn] PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052748 manganese Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011572 manganese Substances 0.000 description 1
- BDAGIHXWWSANSR-UHFFFAOYSA-M methanoate Chemical compound [O-]C=O BDAGIHXWWSANSR-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- KQEBVGPNOBFTJP-UHFFFAOYSA-N methyl bis(oxiran-2-ylmethyl) phosphate Chemical compound C1OC1COP(=O)(OC)OCC1CO1 KQEBVGPNOBFTJP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000000465 moulding Methods 0.000 description 1
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 238000010525 oxidative degradation reaction Methods 0.000 description 1
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 description 1
- 229920000137 polyphosphoric acid Polymers 0.000 description 1
- 229920001296 polysiloxane Polymers 0.000 description 1
- 125000002924 primary amino group Chemical group [H]N([H])* 0.000 description 1
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 1
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 1
- 150000003335 secondary amines Chemical class 0.000 description 1
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 1
- 238000009864 tensile test Methods 0.000 description 1
- 230000000930 thermomechanical Effects 0.000 description 1
- PYGKDFLMCGZPHX-UHFFFAOYSA-N tris(oxiran-2-ylmethyl) phosphate Chemical compound C1OC1COP(OCC1OC1)(=O)OCC1CO1 PYGKDFLMCGZPHX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005303 weighing Methods 0.000 description 1
Abstract
Description
Изобретение относится к области материалов пониженной горючести, в частности к материалам из эпоксидиановой смолы, обладающим хорошими термомеханическими характеристиками, которые могут быть использованы как в качестве самостоятельных композитов, так и в качестве связующих, для создания полимерных композиционных материалов общего и специального назначения.The invention relates to the field of materials of reduced flammability, in particular to materials made of epoxy resin with good thermomechanical characteristics, which can be used both as independent composites and as binders to create polymer composite materials for general and special purposes.
Известен способ получения электроизоляционного компаунда путем перемешивания при 50-60°С эпоксидиановой смолы и фосфорсодержащего модификатора (глицидиловый эфир, выбранный из группы триглицидилфосфат, диглицидилметилфосфат, диглицидилметилфосфонат) с последующим добавлением стехиометрического количества ароматического аминного отвердителя (4,4'-диаминодифенилметан, или 4,4'-диаминодифенилсульфон, или 4,4'-диаминодифенилоксид) [Пат. RU2247752, МПК C08G 59/14, H01B 3/40, C09D 163/02, C09J 163/02, C09K 21/12; опубл. 10.03.2005].A known method for producing an electrically insulating compound by mixing at 50-60 ° C epoxy resin and a phosphorus-containing modifier (glycidyl ether selected from the group of triglycidyl phosphate, diglycidyl methyl phosphate, diglycidyl methylphosphonate) followed by the addition of a stoichiometric amount of aromatic amine hardener (4,4'-diaminodiphenylmethane, or 4, 4'-diaminodiphenylsulfone, or 4,4'-diaminodiphenyl oxide) [US Pat. RU2247752, IPC C08G 59/14, H01B 3/40, C09D 163/02, C09J 163/02, C09K 21/12; publ. 10.03.2005].
Известен способ получения модифицированных полимерных материалов с регулируемой хрупкостью на основе эпоксидиановых смол смешением эпоксидиановой смолы, отвердителя - первичного или вторичного амина или катализатора - третичного амина, модификатора (алкилакрилаты, содержащие в молекулах объемные алкильные заместители общей формулы СnН2n+1, где n = 6-12 и/или (мет)акрилаты, содержащие карбонатные атомные группы -ОС(О)О-, и/или аминоаддукты указанных алкилакрилатов или (мет)акрилатов), с последующим отверждением полученной композиции при ступенчатом повышении температуры [Пат. RU2178424, МПК C08G 59/17, C08L 63/10, C08K 13/00, C08K 13/00, C08K 5/101, C08K 5/17; опубл. 20.01.2002].A known method for producing modified polymeric materials with controlled brittleness based on epoxy resins by mixing epoxy resin, hardener - primary or secondary amine or catalyst - tertiary amine, modifier (alkyl acrylates containing bulk alkyl substituents of the general formula C n H 2n + 1 in molecules, where n = 6-12 and/or (meth)acrylates containing carbonate atomic groups -OC(O)O-, and/or amino adducts of these alkyl acrylates or (meth)acrylates), followed by curing the resulting composition with a stepwise increase in temperature [US Pat. RU2178424, IPC C08G 59/17, C08L 63/10, C08K 13/00, C08K 13/00, C08K 5/101, C08K 5/17; publ. 01/20/2002].
Недостатком способов является необходимость отверждения композиций по ступенчатому температурно-временному режиму с высокой продолжительностью (до 59 часов) и температурой процесса до 170 °С.The disadvantage of the methods is the need for curing the compositions according to a stepped temperature-time regime with a high duration (up to 59 hours) and a process temperature of up to 170 °C.
Наиболее близким является способ получения композитов из огнестойкой эпоксидной смолы, при котором фосфорно-азотный вспучивающийся антипирен (дипентаэритритолфосфатная меламиновая соль, полифосфорная кислота или меламинфосфат) в количестве 5-20 мас.% эпоксидной смолы добавляют к эпоксидной смоле, нагревают смесь до 120 °C, перемешивают в течение 0,5 часа, охлаждают до 80 °C и добавляют 0,5 - 5 % масс. (от массы всей композиции) соли металла (ацетат, формиат, карбонат или другая органическая соль меди, марганца, никеля, кобальта или железа) и механически перемешивают в течение 0,25 часа. Далее добавляют отвердитель на основе м-фенилендиамина перемешивают. Массовое соотношение фосфорно-азотного вспучивающегося антипирена к соли металла составляет 5-15. Отверждение композита проводят при 80-160° в вакуумном сушильном шкафу в течение 6-12 часов (при ступенчатом повышении температуры нагрева) [Пат. CN101348599, МПК C08K3/26, C08K3/32, C08K5/098, C08K5/18, C08K5/521, C08L63/00; опубл. 21.01.2009].The closest is the method for producing composites from a fire-resistant epoxy resin, in which a phosphorus-nitrogen intumescent flame retardant (dipentaerythritol phosphate melamine salt, polyphosphoric acid or melamine phosphate) in an amount of 5-20 wt.% of epoxy resin is added to the epoxy resin, the mixture is heated to 120 ° C, stirred for 0.5 hours, cooled to 80 ° C and add 0.5 - 5% wt. (by weight of the entire composition) metal salts (acetate, formate, carbonate or other organic salt of copper, manganese, nickel, cobalt or iron) and mechanically stirred for 0.25 hours. Next, a hardener based on m-phenylenediamine is added and mixed. Mass ratio of phosphorus-nitrogen intumescent flame retardant to metal salt is 5-15. The curing of the composite is carried out at 80-160° in a vacuum oven for 6-12 hours (with a stepwise increase in heating temperature) [US Pat. CN101348599, IPC C08K3/26, C08K3/32, C08K5/098, C08K5/18, C08K5/521, C08L63/00; publ. 21.01.2009].
Недостатком способа является сложность реализации, заключающаяся в необходимости использования специального оборудования и высоких температур.The disadvantage of this method is the complexity of implementation, which requires the use of special equipment and high temperatures.
Задачей изобретения является разработка способа получения композитов пониженной горючести на основе эпоксидиановой смолы, обладающих повышенными физико-механическими характеристиками.The objective of the invention is to develop a method for producing low-flammability composites based on epoxy resin with improved physical and mechanical characteristics.
Техническим результатом является упрощение способа получения композитов пониженной горючести на основе эпоксидиановой смолы и получение композитов с улучшенными физико-механическими характеристиками, а также расширение области применения указанных композитов.The technical result is a simplification of the method for producing low-flammability composites based on epoxy resin and obtaining composites with improved physical and mechanical characteristics, as well as expanding the scope of these composites.
Технический результат достигается в способе получения композитов пониженной горючести на основе эпоксидиановой смолы, при котором эпоксидиановую смолу ЭД-20 смешивают с фосфатным модификатором и отвердителем аминного типа, и отверждают полученную композицию, при этом в качестве модификатора используют предварительно полученную смесь 28 моль ортофосфорной кислоты и 1 моль алюминия, в качестве отвердителя используют триэтилентетрамин, а введение модификатора, отвердителя и отверждение полученной композиции осуществляют при комнатной температуре, при следующем соотношении компонентов, масс.ч.:The technical result is achieved in a method for producing low-flammability composites based on epoxy resin, in which the epoxy resin ED-20 is mixed with a phosphate modifier and an amine-type hardener, and the resulting composition is cured, while the previously obtained mixture of 28 mol of orthophosphoric acid and 1 mole of aluminum, triethylenetetramine is used as a hardener, and the introduction of a modifier, hardener and curing of the resulting composition is carried out at room temperature, in the following ratio of components, parts by weight:
Для получения композита использовалась эпоксидиановая смола ЭД-20 (ГОСТ 10587-84), синтезированная в щелочной среде взаимодействием эпихлоргидрина с бисфенолом А. В качестве отверждающего агента использовался триэтилентетрамин (ТЭТА) (ТУ 6-02-1099-83). В качестве модифицирующей добавки применяли предварительно полученную смесь ортофосфорной кислоты (х.ч., ГОСТ 6552-80) и чистого алюминия марки ПА-1 (ГОСТ 6058-73). To obtain the composite, epoxy resin ED-20 (GOST 10587-84), synthesized in an alkaline medium by the interaction of epichlorohydrin with bisphenol A, was used. Triethylenetetramine (TETA) (TU 6-02-1099-83) was used as a curing agent. A preliminarily obtained mixture of phosphoric acid (chemically pure, GOST 6552-80) and pure aluminum grade PA-1 (GOST 6058-73) was used as a modifying additive.
Для приготовления модифицирующей добавки ортофосфорную кислоту и алюминий, взятые в мольном отношении 28:1, соответственно, смешивали и оставляли при комнатной температуре (20 - 25 °С) на 48 часов. Для приготовления композиций при комнатной температуре (20 - 25 °С) в эпоксидиановую смолу ЭД-20 при перемешивании последовательно добавляли модификатор и отвердитель в заданных массовых отношениях (100 масс.ч. : (1,11-3,89) масс.ч. : 10 масс.ч., соответственно). Отверждение композиций осуществляли в силиконовых формах. Композиты получали в течение 24 часов при комнатной температуре (20 - 25 °С).To prepare the modifying additive, phosphoric acid and aluminum, taken in a molar ratio of 28:1, respectively, were mixed and left at room temperature (20–25 °C) for 48 hours. To prepare the compositions at room temperature (20 - 25 ° C), modifier and hardener were successively added to the epoxy resin ED-20 with stirring in the specified mass ratios (100 mass.h.: (1.11-3.89) mass.h. : 10 parts by mass, respectively). The compositions were cured in silicone molds. Composites were obtained within 24 hours at room temperature (20 - 25 °C).
Реализация способа без использования повышенных температур позволяет расширить область применения получаемых композитов: композиция может быть использована не только для формовочных изделий и покрытий небольших объектов, но и может быть нанесена на открытые большие поверхности.The implementation of the method without the use of elevated temperatures makes it possible to expand the scope of the obtained composites: the composition can be used not only for molding products and coatings of small objects, but can also be applied to open large surfaces.
Полученные композиты были изучены на предмет их горючести и деформационно-прочностных свойств.The resulting composites were studied for their combustibility and deformation-strength properties.
Изгибающее напряжение, относительную деформацию и модуль при статическом изгибе определяли по ГОСТ 4648-2014 на разрывной машине производства Zwick Roell при скорости движения верхней опоры 10 мм/мин. Температуру размягчения композитов по методу Вика фиксировали в соответствии с ГОСТ 15083-2014 на приборе GT-HV2000-3. Кислородный индекс полимерных композитов определен в соответствии с ГОСТ 21793-76. Плотность образцов измеряли гидростатическим взвешиванием в соответствии с ГОСТ 15139-69 в дистиллированной воде. Содержание гель-фракции оценивали путем экстрагирования в аппарате Сокслета в течении 24 часов тоулолом согласно ГОСТ 5789-78. Процесс изучения термоокислительной деструкции проводился в воздушной среде на дериватографе системы «Паулик, Паулик, Эрдеи» при использовании динамического режима нагрева (10 °С/мин).Bending stress, relative strain, and modulus in static bending were determined according to GOST 4648-2014 on a Zwick Roell tensile testing machine at an upper support speed of 10 mm/min. The softening temperature of the composites according to the Wick method was recorded in accordance with GOST 15083-2014 on a GT-HV2000-3 instrument. The oxygen index of polymer composites is determined in accordance with GOST 21793-76. The density of the samples was measured by hydrostatic weighing in accordance with GOST 15139-69 in distilled water. The content of the gel fraction was evaluated by extraction in a Soxhlet apparatus for 24 hours with toulol according to GOST 5789-78. The process of studying thermal-oxidative degradation was carried out in air on a derivatograph of the Paulik, Paulik, Erdei system using a dynamic heating mode (10 °C/min).
Примеры составов композиций и значения кислородного индекса (КИ) для полученных из них композитов представлены в таблице 1.Examples of the compositions of the compositions and the values of the oxygen index (CI) for the composites obtained from them are presented in Table 1.
Из таблицы 1 видно, что с увеличением доли модификатора в образцах значения кислородного индекса возрастают с 21,5 до 24,5 % об. Для не модифицированного образца кислородный индекс составил 19 % об. Это свидетельствует о том, что полученные по заявленному способу композиты даже с малым количеством вводимого модификатора обладают пониженной горючестью.Table 1 shows that with an increase in the proportion of the modifier in the samples, the values of the oxygen index increase from 21.5 to 24.5% vol. For the unmodified sample, the oxygen index was 19% vol. This indicates that the composites obtained by the claimed method, even with a small amount of the introduced modifier, have a reduced flammability.
Плотность образцов с увеличением содержания модификатора изменяется в пределах 1181 - 1183 кг/м3.The density of the samples with increasing content of the modifier varies within 1181 - 1183 kg/m 3 .
Оценка деформационной теплостойкости (метод Вика) показала сравнительно небольшое увеличение данного показателя при повышении содержания модифицирующего компонента: с увеличением содержания модификатора значения деформационной теплостойкости возрастают от 86,5 до 91,0 °С. При этом, количество гель-фракции в материалах значимо не отличается. Независимо от содержания модификатора величина гель-фракции высокая и составляет около 96 %, что указывает на близкую степень сшивания полученных полимерных композитов. Вероятно, обозначенное выше повышение теплостойкости связано не с увеличением степени сшивания, а с особенностями формирования структуры отвержденного материала с участием эпоксидных групп смолы и ионов алюминия, входящих в состав модификатора.Evaluation of deformation heat resistance (Wick method) showed a relatively small increase in this indicator with an increase in the content of the modifying component: with an increase in the content of the modifier, the values of deformation heat resistance increase from 86.5 to 91.0 °C. At the same time, the amount of the gel fraction in the materials does not differ significantly. Regardless of the content of the modifier, the value of the gel fraction is high and amounts to about 96%, which indicates a close degree of crosslinking of the obtained polymer composites. It is likely that the above increase in heat resistance is associated not with an increase in the degree of crosslinking, but with the features of the formation of the structure of the cured material with the participation of epoxy groups of the resin and aluminum ions that are part of the modifier.
Термоокислительная деструкция композитов показала, что в интервале 280 - 400 °С для всех образцов наблюдается резкое увеличение скорости термоокисления материала, выражающееся в активной потере массы. Вместе с тем, следует отметить, что добавки модификатора в исследованном интервале оказывают небольшой эффект в части повышения термостойкости. Например, сравнение температур 5 % потери массы композита с 2,78 масс. ч. модификатора (состав 3), с немодифицированным образцом эпоксидного полимера показывает изменение от 325 до 340°С.Thermal-oxidative destruction of composites showed that in the range of 280–400°C for all samples, a sharp increase in the rate of thermal oxidation of the material is observed, which is expressed in active weight loss. At the same time, it should be noted that modifier additions in the studied range have a small effect in terms of increasing heat resistance. For example, comparing temperatures of 5% weight loss of a composite with 2.78 wt. including modifier (composition 3), with an unmodified sample of epoxy polymer shows a change from 325 to 340°C.
В таблице 2 представлены результаты физико-механических испытаний на статический изгиб. В таблице 3 представлены результаты физико-механических испытаний на растяжение.Table 2 presents the results of physical and mechanical tests for static bending. Table 3 presents the results of physical and mechanical tensile tests.
В результате физико-механических испытаний полученных образцов выявлено, что композиты с модификатором обладают улучшенными физико-механическими свойствами: максимальные значения разрушающего напряжения и модуля упругости при статическом изгибе составляют 59,2 МПа и 2,79 ГПа, соответственно.As a result of physical and mechanical tests of the obtained samples, it was revealed that the composites with the modifier have improved physical and mechanical properties: the maximum values of the breaking stress and the modulus of elasticity in static bending are 59.2 MPa and 2.79 GPa, respectively.
Таким образом, заявленный простой способ получения композитов пониженной горючести на основе эпоксидиановой смолы, при котором эпоксидиановую смолу ЭД-20 смешивают с модификатором из предварительно полученной смеси 28 моль ортофосфорной кислоты и 1 моль алюминия и отвердителем аминного типа при заявленных массовых соотношениях, позволяет получить композиты пониженной горючести с улучшенными физико-механическими характеристиками при комнатной температуре и расширяет область применения способа получения композитов за счет возможности использования на открытых поверхностях и больших площадях.Thus, the claimed simple method for obtaining low combustibility composites based on epoxy resin, in which the ED-20 epoxy resin is mixed with a modifier from a preliminarily obtained mixture of 28 mol of phosphoric acid and 1 mol of aluminum and an amine-type hardener at the stated mass ratios, makes it possible to obtain composites of reduced combustibility with improved physical and mechanical characteristics at room temperature and expands the scope of the method for producing composites due to the possibility of using it on open surfaces and large areas.
Claims (2)
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2784430C1 true RU2784430C1 (en) | 2022-11-24 |
Family
ID=
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5182049A (en) * | 1990-07-21 | 1993-01-26 | Bayer Aktiengesellschaft | Intumescence media and the use thereof |
| CA2075655A1 (en) * | 1991-08-13 | 1993-02-14 | Wulf Von Bonin | Fireproofing glazing containing specific gels and a process for their preparation |
| RU2338762C1 (en) * | 2007-04-27 | 2008-11-20 | Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственное объединение "Космос" | Binding substance for reinforced plastics |
| RU2383568C1 (en) * | 2008-07-15 | 2010-03-10 | Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Чувашский государственный университет им. И.Н. Ульянова | Epoxide composition |
| RU2648069C1 (en) * | 2017-06-20 | 2018-03-22 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Саратовский государственный технический университет имени Гагарина Ю.А." (СГТУ имени Гагарина Ю.А.) | Epoxy-diane resin based composition |
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5182049A (en) * | 1990-07-21 | 1993-01-26 | Bayer Aktiengesellschaft | Intumescence media and the use thereof |
| CA2075655A1 (en) * | 1991-08-13 | 1993-02-14 | Wulf Von Bonin | Fireproofing glazing containing specific gels and a process for their preparation |
| RU2338762C1 (en) * | 2007-04-27 | 2008-11-20 | Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственное объединение "Космос" | Binding substance for reinforced plastics |
| RU2383568C1 (en) * | 2008-07-15 | 2010-03-10 | Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Чувашский государственный университет им. И.Н. Ульянова | Epoxide composition |
| RU2648069C1 (en) * | 2017-06-20 | 2018-03-22 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Саратовский государственный технический университет имени Гагарина Ю.А." (СГТУ имени Гагарина Ю.А.) | Epoxy-diane resin based composition |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| Константинова Е.П. и др., Химия и химическая технология, 2007, том.50, вып.3. * |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Ma et al. | Synthesis and properties of phosphorus-containing bio-based epoxy resin from itaconic acid | |
| Wang et al. | Synthesis and properties of phosphorus‐containing epoxy resins by novel method | |
| JP6629221B2 (en) | Epoxy composition | |
| Perez et al. | Effect of DOP-based compounds on fire retardancy, thermal stability, and mechanical properties of DGEBA cured with 4, 4′-DDS | |
| Xie et al. | Synthesis of a furfural-based DOPO-containing co-curing agent for fire-safe epoxy resins | |
| CN108503842B (en) | Poly (phenylphosphonate-amide) flame retardant, preparation method thereof and application thereof in polyester | |
| CN107428915B (en) | Curing agent and curing accelerator (II) having flame retardant effect for curing epoxy resin | |
| TWI655197B (en) | Phosphorous containing compounds and process for synthesis | |
| CN105037723B (en) | A kind of Halogen-free flame-retardant prepolymer and the prepreg and laminate that are made using it | |
| Gao et al. | Thermal performance, mechanical property and fire behavior of epoxy thermoset based on reactive phosphorus-containing epoxy monomer | |
| CN108559062A (en) | A kind of epoxy resin biology base flame retardant curing agent and preparation method thereof, application | |
| CN108912169B (en) | Compound di- (4-aminophenyl) phenylphosphonate and synthesis method thereof | |
| CN114685800A (en) | Phosphorus-containing hyperbranched polyol, phosphorus-containing hyperbranched epoxy resin, preparation method thereof, composition thereof and cyanate ester resin | |
| Zhong et al. | Synthesis of eugenol-modified epoxy resin and application on wood flame retardant coating | |
| Toan et al. | Synthesis and characterization of a new phosphorus‐containing furan‐based epoxy curing agent as a flame retardant | |
| RU2784430C1 (en) | Method for producing low-flammability composites based on epoxy resin | |
| CN113234228B (en) | Boron-containing polyphosphazene amide flame retardant with efficient flame retardance and smoke suppression as well as preparation method and application thereof | |
| RU2784431C1 (en) | Method for producing composites of reduced flammability based on epoxy resin | |
| Liu et al. | A novel bio-based epoxy resin from oligomer: Excellent processability, high heat resistance, and intrinsic flame retardancy | |
| US4632973A (en) | Method of improving flame resistance of epoxy resins and resulting compositions | |
| Wang et al. | A vanillin-derived, DOPO-contained bisphenol as a reactive flame retardant for high-performance epoxy thermosets | |
| CN115044016A (en) | Halogen-free epoxidized soybean oil modified resin and preparation method and application thereof | |
| CN114230793A (en) | Modified bismaleimide prepolymer, preparation method and application thereof | |
| CN114409827A (en) | Synthesis and performance of transparent epoxy resin material with high flame-retardant performance based on chitosan derivative | |
| Zhang et al. | A new DOPO-eugenol adduct as an effective flame retardant for epoxy thermosets with improved mechanical properties |