RU2790641C2 - Lubricant for continuous basalt fiber - Google Patents
Lubricant for continuous basalt fiber Download PDFInfo
- Publication number
- RU2790641C2 RU2790641C2 RU2021116873A RU2021116873A RU2790641C2 RU 2790641 C2 RU2790641 C2 RU 2790641C2 RU 2021116873 A RU2021116873 A RU 2021116873A RU 2021116873 A RU2021116873 A RU 2021116873A RU 2790641 C2 RU2790641 C2 RU 2790641C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- lubricant
- basalt
- wetting agent
- gamma
- acid
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Description
Изобретение относится к химической промышленности, а именно к комплексным замасливателям, которые применяются для аппретирования непрерывных базальтовых волокон, предназначенных для изготовления ровинга, базальтовых тканей и базальтопластиков конструкционного назначения с эпоксидной матрицей.The invention relates to the chemical industry, namely to complex lubricants, which are used for sizing continuous basalt fibers intended for the manufacture of roving, basalt fabrics and structural basalt plastics with an epoxy matrix.
Комплексные многофункциональные замасливатели типа «два в одном», сочетающие в себе функции технологического и адгезионного назначения, являются современной тенденцией создания универсальных замасливателей для непрерывных базальтовых и стеклянных волокон /1. Ivashchenko E.A. Sizing and Finishing Agents for Basalt and Glass Fibers. - Theoretical Foundations of Chemical Engineering, 2009, Vol. 43, No. 4, pp. 511-516. 2. Dhand V., Mittal G., Rhee K.Y. A short review on basalt fiber reinforced polymer composites. - Composites, 2015, Part B, No. 73, pp. 166-180/. Такие замасливатели по технологическим требованиям должны:Complex multifunctional lubricants of the "two in one" type, combining the functions of technological and adhesive purposes, are a modern trend in the creation of universal lubricants for continuous basalt and glass fibers /1. Ivashchenko E.A. Sizing and Finishing Agents for Basalt and Glass Fibers. - Theoretical Foundations of Chemical Engineering, 2009, Vol. 43, no. 4, pp. 511-516. 2. Dhand V., Mittal G., Rhee K.Y. A short review on basalt fiber reinforced polymer composites. - Composites, 2015, Part B, No. 73, pp. 166-180/. According to technological requirements, such lubricants must:
а) Обеспечивать склейку множества отдельных элементарных волокон друг с другом в процессе кручения и образования первичной нити, одновременно не допуская склеивания нитей друг с другом на бобине.a) Ensure that a plurality of individual filaments are bonded to each other during twisting and primary yarn formation, while preventing the yarns from bonding to each other on the bobbin.
б) Облегчать процесс размотки и кручения первичных нитей.b) Facilitate the process of unwinding and twisting of primary threads.
в) Обеспечивать защиту первичной нити от истирания и механических повреждений при прохождении ее через многочисленные направляющие органы текстильных машин во время переработки в текстильные изделия (ткани, геосетки, прошивной материал).c) Protect the primary thread from abrasion and mechanical damage when it passes through the numerous guides of textile machines during processing into textile products (fabrics, geogrids, stitching material).
г) Создавать на нити прочную, эластичную и устойчивую к истиранию функциональную адгезионно активную пленку, равномерно распределенную по диаметру элементарной нити и ее длине.d) To create a strong, elastic and abrasion-resistant functional adhesive active film on the thread, evenly distributed over the diameter of the elementary thread and its length.
д) Препятствовать накоплению статического электрического заряда при трении.e) Prevent the accumulation of static electric charge during friction.
е) Не иметь неприятный запах и не вызывать кожные заболевания у персонала.f) Do not have an unpleasant odor and do not cause skin diseases to personnel.
ж) Должны быть на водной основе, технологичны при приготовлении и стабильны в течение 3-24 часов перед применением.g) Must be water-based, workable and stable for 3-24 hours prior to use.
По своим эксплуатационным свойствам комплексные замасливатели должны:According to their operational properties, complex lubricants should:
а) Увеличивать адгезию полимерной матрицы к поверхности волокон в композиционных материалах.a) Increase the adhesion of the polymer matrix to the surface of fibers in composite materials.
б) Обеспечивать увеличение жесткости (модуля упругости) и прочности при межслоевом сдвиге композитного материала.b) Provide an increase in stiffness (modulus of elasticity) and strength during interlaminar shear of the composite material.
в) Не ухудшать механические, термические и диэлектрические свойства матрицы из-за диффузии низкомолекулярных веществ с поверхности обработанного волокна.c) Do not degrade the mechanical, thermal and dielectric properties of the matrix due to the diffusion of low molecular weight substances from the surface of the treated fiber.
В зависимости от химической природы волоконного наполнителя и полимерного связующего (реактопласта: эпоксидная или фенольная смола, полиуретан, полиэфир, винилэфир, или термопласта: полипропилен, полиэтилентерефталат, полисульфон и т.п.) целенаправленно разрабатывают многокомпонентные замасливатели с наилучшим сочетанием технологических, эксплуатационных и экономических показателей.Depending on the chemical nature of the fiber filler and polymer binder (thermoplastic: epoxy or phenolic resin, polyurethane, polyester, vinyl ether, or thermoplastic: polypropylene, polyethylene terephthalate, polysulfone, etc.), multicomponent lubricants are purposefully developed with the best combination of technological, operational and economic indicators.
Известен патент РФ 2389698 (МПК С03С 25/24, опубл. 20.05.2010). Техническим результатом, на который направлено изобретение, является уменьшение энергозатрат и времени на приготовление замасливателя. Указанный технический результат достигается тем, что замасливатель для обработки стеклянного и базальтового волокон содержит небольшое число компонентов и включает дициандиамидформальдегидную смолу ДЦУ-ТСТ-23, смазку МАС-4, органосиланы, уксуксную кислоту и воду, при следующем соотношении компонентов, мас.%:Known RF patent 2389698 (IPC C03C 25/24, publ. 20.05.2010). The technical result, to which the invention is directed, is the reduction of energy consumption and time for the preparation of the lubricant. This technical result is achieved by the fact that the lubricant for processing glass and basalt fibers contains a small number of components and includes DCU-TST-23 dicyandiamide-formaldehyde resin, MAS-4 lubricant, organosilanes, acetic acid and water, in the following ratio of components, wt.%:
вода - остальноеwater - the rest
При этом в качестве органосиланов используют гамма-метакрилоксипропил-триметоксисилан, гамма-глицидоксипропилтриметоксисилан и гамма-аминопропил-триэтоксисилан.In this case, gamma-methacryloxypropyl-trimethoxysilane, gamma-glycidoxypropyltrimethoxysilane and gamma-aminopropyl-triethoxysilane are used as organosilanes.
Недостатком замасливателя является недостаточные физико-механические свойства базальтопластиков на основе волокна, аппретированного указанным составом.The disadvantage of the lubricant is the insufficient physical and mechanical properties of basalt-based plastics based on fiber finished with the specified composition.
Известен патент РФ 2167838 (С03С 25/26, 25/40, опубл. 27.05.2001), по которому обработку минерального волокна осуществляют замасливающим составом со следующим соотношением компонентов, мас.%:Known RF patent 2167838 (С03С 25/26, 25/40, publ. 27.05.2001), according to which the processing of mineral fiber is carried out with a lubricant composition with the following ratio of components, wt.%:
Техническим результатом изобретения является улучшение технологичности процессов выработки и размотки, уменьшение обрывности, пушения, количества ворса при крутке, улучшение производительности процессов текстильной переработки.The technical result of the invention is to improve the manufacturability of the production and unwinding processes, to reduce breakage, fluffing, the amount of pile during twisting, and to improve the productivity of textile processing processes.
Недостатком замасливателя является недостаточные физико-механические свойства базальтопластиков на основе волокна, аппретированного указанным составом.The disadvantage of the lubricant is the insufficient physical and mechanical properties of basalt-based plastics based on fiber finished with the specified composition.
Наиболее близким к предлагаемому изобретению техническим решением является патент РФ 2641360 (МПК С03С 25/40, опубл. 17.01.2018).The technical solution closest to the proposed invention is the patent of the Russian Federation 2641360 (IPC С03С 25/40, publ. 01/17/2018).
Замасливатель для базальтового волокна содержит следующие компоненты, мас.%:The lubricant for basalt fiber contains the following components, wt.%:
Технический результат - увеличение прочности аппретированного базальтового волокна: удельная разрывная нагрузка на волокно увеличивается более чем на 20%.EFFECT: increase in the strength of the finished basalt fiber: the specific breaking load on the fiber increases by more than 20%.
Недостатком известного замасливателя является недостаточные физико-механические свойства базальтопластиков на основе аппретированного указанным составом базальтового волокна, которые зависят не только от разрывной прочности армирующего волокна, но и от величины адгезионного взаимодействия наполнителя и полимерной матрицы.A disadvantage of the known lubricant is the insufficient physical and mechanical properties of basalt plastics based on basalt fiber dressed with the specified composition, which depend not only on the tensile strength of the reinforcing fiber, but also on the magnitude of the adhesive interaction of the filler and the polymer matrix.
Технической задачей изобретения является повышение уровня прочностных характеристик базальтопластов, предшествующего уровня техники, на основе непрерывного базальтового волокна и эпоксидной матрицы, которая реализуется за счет применения низкомолекулярных двух- и трехосновных органических кислот, например, щавелевой и лимонной, и эффективной смачивающей добавки: концентрированный водный раствор бис(2-этилгексил)сульфосукцината натрия (продукт марки КС-2).The technical objective of the invention is to increase the level of strength characteristics of prior art basalt based on continuous basalt fiber and epoxy matrix, which is realized through the use of low molecular weight dibasic and tribasic organic acids, for example, oxalic and citric, and an effective wetting agent: concentrated aqueous solution sodium bis (2-ethylhexyl) sulfosuccinate (product of brand KS-2).
Известно (3. Джигирис Д.Д., Махова М.Ф. Основы производства базальтовых волокон и изделий. - М.: Теплоэнергетик, 2002. - 411 с.), что базальтовые волокна имеют пористую структуру поверхности (примерно 3-5 об.%) и обладают адсорбционной способностью, поэтому применение низкомолекулярных органических веществ, адсорбирующихся на развитой поверхности волокна и способных закрепляться на ней за счет комплексообразования, например, по карбоксильным группам, с окислами металлов (Al2O3, Fe2O3, FeO, MgO, CaO, TiO2), будет способствовать увеличению адгезионного взаимодействия эпоксидной матрицы к волокну наполнителя. Важно отметить, что содержание реакционноспособных окислов металлов в базальте составляет более 36%, и что оставшиеся непрореагировавшими карбоксильные группы многоосновных кислот в дальнейшем могут взаимодействовать с эпоксидной матрицей. В связи с этим, предполагалось, что применение многоосновных органических кислот, образующих комплексы с оксидами металлов базальтового волокна, может повысить прочность базальтопластов. Интересно также было проверить эффективность такой низкомолекулярной добавки как фурфуриловый спирт, способной к адсорбции на поверхности базальтового волокна и химическому взаимодействию с эпоксидным связующим при изготовлении базальтопластиков.It is known (3. Dzhigiris D.D., Makhova M.F. Fundamentals of the production of basalt fibers and products. - M .: Teploenergetik, 2002. - 411 p.) that basalt fibers have a porous surface structure (approximately 3-5 vol. %) and have adsorption capacity, therefore, the use of low molecular weight organic substances adsorbed on the developed surface of the fiber and capable of being fixed on it due to complex formation, for example, by carboxyl groups, with metal oxides (Al 2 O 3 , Fe 2 O 3 , FeO, MgO , CaO, TiO 2 ), will increase the adhesive interaction of the epoxy matrix to the filler fiber. It is important to note that the content of reactive metal oxides in basalt is more than 36%, and that the remaining unreacted carboxyl groups of polybasic acids can further interact with the epoxy matrix. In this regard, it was assumed that the use of polybasic organic acids that form complexes with metal oxides of basalt fiber can increase the strength of basalt plastics. It was also interesting to test the effectiveness of such a low molecular weight additive as furfuryl alcohol, capable of adsorption on the surface of basalt fiber and chemical interaction with an epoxy binder in the manufacture of basalt plastics.
Плохая смачиваемость базальтового волокна замасливателями на водной основе приводит к наличию на их поверхности участков, не покрытых защитно-адгезионной пленкой, что отрицательно сказывается на физико-механических свойствах самого волокна и композитов на их основе. Поэтому предполагалось, что применение быстродействующих эффективных смачивателей с поверхностно-активными свойствами может повысить качество аппретированного волокна. Для разработки новых рецептур замасливателей нами был выбран продукт с наибольшей скоростью смачивания поверхностей марки СК-2 (ОАО «Ивхимпром», ТУ 2484-370-05744685-2015), представляющий собой концентрированный водный раствор бис(2-этилгексил)сульфосукцината натрия.Poor wettability of basalt fiber with water-based lubricants leads to the presence of areas on their surface that are not covered with a protective adhesive film, which adversely affects the physical and mechanical properties of the fiber itself and composites based on them. Therefore, it was assumed that the use of fast acting effective wetting agents with surface active properties could improve the quality of the sized fiber. To develop new formulations of lubricants, we chose the product with the highest surface wetting rate of the brand SK-2 (JSC Ivkhimprom, TU 2484-370-05744685-2015), which is a concentrated aqueous solution of sodium bis(2-ethylhexyl)sulfosuccinate.
Технический результат, который получается от использования изобретения, заключается в создании замасливающих композиций для обработки непрерывных базальтовых волокон, обеспечивающих требуемый уровень физико-механических показателей волокнистых материалов по всем стадиям текстильной переработки, а также высокий уровень характеристик наполненных реакто- и термопластов.The technical result obtained from the use of the invention is to create lubricant compositions for processing continuous basalt fibers that provide the required level of physical and mechanical properties of fibrous materials at all stages of textile processing, as well as a high level of characteristics of filled thermoplastics and thermoplastics.
Разработанные составы замасливателей приведены в таблице 1. Замасливатели наносили на непрерывное базальтовое волокно в производственных условиях ООО «Каменный век». После нанесения замасливателя на волокно в виде жгутов 600 текс из 1054 элементарных волокон с диаметром 17 мкм жгуты наматывали на шпули и сушили при 130°С в течение 24 часов. Полученные образцы после термообработки использовали для изготовления микропластиков.The developed lubricant compositions are shown in Table 1. The lubricants were applied to continuous basalt fiber under the production conditions of Kamenny Vek LLC. After applying the lubricant to the fiber in the form of tows of 600 tex of 1054 elementary fibers with a diameter of 17 μm, the tows were wound on spools and dried at 130°C for 24 hours. The samples obtained after heat treatment were used for the manufacture of microplastics.
На фиг. 1. изображены бобины с высушенным аппретированным непрерывным базальтовым волокном.In FIG. 1. bobbins with dried finished continuous basalt fiber are shown.
Примеры осуществления изобретения.Examples of the invention.
Пример 1. Приготовление 100 кг раствора замасливателя БВА-6Example 1. Preparation of 100 kg of BVA-6 lubricant solution
В емкость объемом 160 л, снабженную механической мешалкой, при постоянном перемешивании со скоростью 200 об/мин. вносят поочередно 50 кг обессоленной (дистиллированной) воды, 300,00 г (0,30 мас.%) лимонной кислоты, 200,00 г (0,20 мас.%) щавелевой кислоты, 640 г (0,64 мас.%) гамма-глицидоксипропил-триметоксисилана марки «Dynasylan Glymo» (фирма «Evonic»), 5000,00 г (5,00 мас.%) водной эпоксидной дисперсии марки «ВЭП-74Е» (ООО «НПФ «Рекон»), 1200 г (1,20 мас.%) сополимера окиси этилена и окиси пропилена, блокированного толуилендиизоцианатом с молекулярной массой 20000 (ООО «Макромер»), 42,42 кг обессоленной воды, затем скорость перемешивания снижают до 30-40 об/мин и вносят 240 г (0,24 мас.%) смачивателя марки «СК-2» (ОАО «Ивхимпром»). Смесь перемешивают в течение 30 минут и получают 100 кг замасливателя готового к нанесению на базальтовое волокно.Into a 160 l container equipped with a mechanical stirrer, with constant stirring at a speed of 200 rpm. contribute alternately 50 kg of demineralized (distilled) water, 300.00 g (0.30 wt.%) citric acid, 200.00 g (0.20 wt.%) oxalic acid, 640 g (0.64 wt.%) gamma-glycidoxypropyl-trimethoxysilane brand "Dynasylan Glymo" (firm "Evonic"), 5000.00 g (5.00 wt.%) aqueous epoxy dispersion brand "VEP-74E" (LLC "NPF "Recon"), 1200 g ( 1.20 wt.%) of a copolymer of ethylene oxide and propylene oxide blocked by toluene diisocyanate with a molecular weight of 20,000 (Macromer LLC), 42.42 kg of demineralized water, then the stirring speed is reduced to 30-40 rpm and 240 g ( 0.24 wt.%) wetting agent brand "SK-2" (JSC "Ivkhimprom"). The mixture is stirred for 30 minutes and 100 kg of lubricant is obtained, ready to be applied to the basalt fiber.
Пример 2. Приготовление 100 кг раствора замасливателя БВА-19Example 2. Preparation of 100 kg of BVA-19 lubricant solution
В емкость объемом 160 л, снабженную механической мешалкой, при постоянном перемешивании со скоростью 400 об/мин. вносят поочередно 50 кг обессоленной воды, 10 г (0,01 мас.%) 70% уксусной кислоты, 50 г (0,05 мас.%) фурфурилового спирта, 640 г (0,64 мас.%) гамма-глицидоксипропил-триметоксисилана марки «Dynasylan Glymo» (фирма «Evonic»), 5000,00 г (5,0 мас.%) водной эпоксидной дисперсии марки «ВЭП-74Е», 800 г (0,80 мас.%) сополимера окиси этилена и окиси пропилена с молекулярной массой 20000 марки «Лапрол-20000» (ООО «Макромер»), 43,36 кг обессоленной воды, затем скорость перемешивания снижают до 30-40 об/мин и вносят 140 г (0,14 мас.%) смачивателя марки «СК-2». Смесь перемешивают в течение 30 минут и получают 100 кг замасливателя готового к нанесению на базальтовое волокно.Into a 160 l container equipped with a mechanical stirrer, with constant stirring at a speed of 400 rpm. make alternately 50 kg of demineralized water, 10 g (0.01 wt.%) 70% acetic acid, 50 g (0.05 wt.%) furfuryl alcohol, 640 g (0.64 wt.%) gamma-glycidoxypropyl-trimethoxysilane brand "Dynasylan Glymo" (company "Evonic"), 5000.00 g (5.0 wt.%) aqueous epoxy dispersion brand "VEP-74E", 800 g (0.80 wt.%) copolymer of ethylene oxide and propylene oxide with a molecular weight of 20,000 of the brand "Laprol-20000" (LLC "Macromer"), 43.36 kg of demineralized water, then the stirring speed is reduced to 30-40 rpm and 140 g (0.14 wt.%) of the wetting agent of the brand " SK-2". The mixture is stirred for 30 minutes and 100 kg of lubricant is obtained, ready to be applied to the basalt fiber.
Примеры №№3-31 отличаются от №№1, 2 различными компонентами состава и их взятом количестве в соответствии с заявленной формулой изобретения.Examples Nos. 3-31 differ from Nos. 1, 2 in the different components of the composition and their amount taken in accordance with the claimed claims.
Полностью составы разработанных замасливателей по примерам осуществления изобретения №№1-31 приведены в таблице 1, но при этом приведенными примерами не ограничиваются все апробированные рецептуры замасливателей, подтверждающих эффективность заявленных составов.Fully developed formulations of lubricants according to embodiments of the invention Nos. 1-31 are shown in Table 1, but the examples given are not limited to all proven formulations of lubricants that confirm the effectiveness of the claimed compositions.
Для оценки эффективности нанесенных на волокно замасливателей изготавливали кольцевые образцы базальтопластиков методом намотки (4. Solodilov V.I., Gorbatkina Y.А. (2006). Properties of unidirectional GFRPs based on an epoxy resin modified with polysulphone or an epoxyurethane oligomer. Mechanics of Composite Materials, 42(6), 513-526. https://doi.org/10.1007/s11029-006-0062-z). В качестве связующих использовали два типа двухкомпонентных эпоксидных смол горячего отверждения. Первое связующее состояло из эпоксидного олигомера ЭД-20 и отвердителя триэтаноламинотитаната (ТЭАТ). Отвердитель вводили в количестве 10 мас.% от массы ЭД-20. Второе связующее состояло из ЭД-20, отвердителя изо-метилтетрогидрофталевого ангидрида (и-МТГФА) и ускорителя 2-метилимидазола (2-МИ). Отвердитель и-МТГФА вводили в количестве 90 мас.% от массы ЭД-20, 2-МИ - 0,2 мас.%.To evaluate the effectiveness of lubricants applied to the fiber, ring samples of basalt plastics were made by winding (4. Solodilov V.I., Gorbatkina Y.A. (2006). Properties of unidirectional GFRPs based on an epoxy resin modified with polysulphone or an epoxyurethane oligomer. Mechanics of Composite Materials, 42(6), 513-526 https://doi.org/10.1007/s11029-006-0062-z). Two types of two-component hot curing epoxy resins were used as binders. The first binder consisted of epoxy oligomer ED-20 and hardener triethanolaminotitanate (TEAT). The hardener was introduced in an amount of 10 wt.% by weight of ED-20. The second binder consisted of ED-20, iso-methyltetrohydrophthalic anhydride (i-MTHFA) hardener, and 2-methylimidazole (2-MI) accelerator. The hardener i-MTHFA was introduced in the amount of 90 wt.% by weight of ED-20, 2-MI - 0.2 wt.%.
Образцы композитов на основе матриц, содержащих ТЭАТ, отверждали 8 ч. при 160°С, на основе матриц, содержащих и-МТГФА, - 4 ч. при 140°С. Все полученные образцы имели низкую пористость (1-2 об.%) и высокое содержание армирующих волокон (около 70 об.%).Samples of composites based on matrices containing TEAT were cured for 8 hours at 160°C; those based on matrices containing n-MTHFA were cured for 4 hours at 140°C. All obtained samples had low porosity (1-2 vol.%) and a high content of reinforcing fibers (about 70 vol.%).
Механические характеристики определяли на образцах, вырезанных из намотанных колец на универсальной испытательной машине «Instron 3365». Испытания на сдвиг проводили по методу изгиба короткой балки при трехточечной схеме нагружения (5. Композиционные материалы. - Под ред. В.В. Васильева, Ю.М. Тарнапольского. - М.: Машиностроение, 1990. - 512 с.). Выбранный метод чувствителен к изменению свойств границы раздела полимер-волокно. Размеры испытываемых образцов 5×6×40 мм, при этом отношение расстояния между опорами l к толщине образца h составляло 6,4. Скорость перемещения нагружения составляла 10 и 100 мм/мин. Все экспериментальные значения, приведенные в таблице 2, получены усреднением результатов испытания 5 образцов.Mechanical characteristics were determined on samples cut from wound rings on an Instron 3365 universal testing machine. Shear tests were carried out according to the method of bending a short beam with a three-point loading scheme (5. Composite materials. - Edited by V.V. Vasiliev, Yu.M. Tarnapolsky. - M.: Mashinostroenie, 1990. - 512 p.). The chosen method is sensitive to changes in the properties of the polymer-fiber interface. The dimensions of the tested samples were 5×6×40 mm, while the ratio of the distance between the supports l to the thickness of the sample h was 6.4. The loading displacement speed was 10 and 100 mm/min. All experimental values shown in Table 2 are obtained by averaging the test results of 5 samples.
Из таблицы 2 видно, что средняя прочность при сдвиге базальтопластиков на основе контрольных аппретированных волокон (серийная продукция АО «Каменный век») и эпоксидной матрицы, отвержденной ТЭАТ, составляет 50 МПа, и отвержденной и-МТГФА - 54 МПа. Для базальтопластиков, полученных на основе эпоксидной матрицы ЭД-20, отвержденной ТЭАТ, и волокон, обработанных замасливателями БВА рецептур 1, 2, 3, 8, 9, 14, 17, 18, 20, 21, 22, 23, 26 и 28, прочность при сдвиге сохраняется на прежнем уровне или меньше контрольных значений. Минимальное снижение прочности составляет 20%. Повышенной, по сравнению с контрольными образцами, прочностью (55 МПа и выше для первого типа эпоксидного связующего) обладают материалы на основе базальтовых волокон, обработанных замасливателем БВА рецептур 4, 5, 6, 7, 10, 11, 12, 13, 15, 16, 19, 24, 25, 27, 29, 30 и 31. Прочность при сдвиге композитов с новыми волокнами (58-63 МПа) выше на 16-26% прочности контрольных образцов (50 МПа).Table 2 shows that the average shear strength of basalt plastics based on control finished fibers (serial production of Kamenny Vek JSC) and an epoxy matrix cured with TEAT is 50 MPa, and cured with i-MTHFA is 54 MPa. For basalt plastics obtained on the basis of the ED-20 epoxy matrix, cured with TEAT, and fibers treated with BVA lubricants of
Аналогичная ситуация наблюдается и для базальтопластиков на основе эпоксидной матрицы, отвержденной и-МТГФА. Базальтопластики на основе этой матрицы и волокон, обработанных замасливателями БВА рецептур 4, 8, 11, 15, 16, 19 и 24 обладают заметно большей прочностью, чем контрольный материал. Так, базальтопластик, армированный волокнами, обработанными замасливателем БВА-4, имеет прочность на 22% выше, чем контрольный, замасливателем БВА-11 - на 26%, БВА-16 на 28%. Следует обратить внимание, что отдельные образцы композитов имеют максимальную прочность при сдвиге от 72 до 76 МПа, что на 33-40% выше средней прочности контрольного образца.A similar situation is observed for basalt plastics based on an epoxy matrix cured with i-MTHFA. Basalt plastics based on this matrix and fibers treated with BVA lubricants of
Авторами найдено, что замасливатели с высоким содержанием лимонной кислоты (БВА-9), щавелевой кислоты (БВА-14) и фурфурилового спирта (БВА-18) повышают незначительно прочностные характеристики эпоксидных базальтопластиков на основе двух изученных типов смол, что, очевидно, связано с пересыщением поверхности базальтового волокна низкомолекулярными модификаторами адгезии и ослаблением связи эпоксидной матрицы с самим волокном. Аналогичная картина наблюдается для смесей модификаторов адгезии, когда их суммарное содержание в замасливателе превышает 0,5 мас.% (рецептуры 8, 20, 21 и 28).The authors found that lubricants with a high content of citric acid (BVA-9), oxalic acid (BVA-14) and furfuryl alcohol (BVA-18) slightly increase the strength characteristics of epoxy basalt plastics based on the two types of resins studied, which is obviously due to supersaturation of the surface of the basalt fiber with low-molecular adhesion modifiers and weakening the bond of the epoxy matrix with the fiber itself. A similar picture is observed for mixtures of adhesion modifiers, when their total content in the lubricant exceeds 0.5 wt.% (recipes 8, 20, 21 and 28).
При содержании модификаторов и их смесей ниже 0,05 мас.% прочностные характеристики базальтопластиков при сдвиге сохраняется на прежнем уровне или меньше контрольных значений.When the content of modifiers and their mixtures is below 0.05 wt.% strength characteristics of basalt plastics in shear remains at the same level or less than the control values.
Claims (5)
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2021116873A RU2021116873A (en) | 2022-12-12 |
| RU2790641C2 true RU2790641C2 (en) | 2023-02-28 |
Family
ID=
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2155169C2 (en) * | 1994-07-05 | 2000-08-27 | Ветротекс Франс | Lubricating composition for glass fibers, method of preparing thereof, and composites based thereon |
| CN101094820A (en) * | 2004-11-05 | 2007-12-26 | 欧文斯-康宁玻璃纤维技术第二有限公司 | Fiber size, sized reinforcements, and articles reinforced with such reinforcements |
| RU2456249C2 (en) * | 2006-12-15 | 2012-07-20 | ПиПиДжи ИНДАСТРИЗ ОГАЙО, ИНК. | Lubricant compositions and thermoplastic composite materials reinforced with glass fibres |
| RU2641360C1 (en) * | 2017-04-25 | 2018-01-17 | Общество с ограниченной ответственностью "БАЗАЛЬТОВЫЕ МАТЕРИАЛЫ" | Lubricant for basalt fibre |
| US20210078901A1 (en) * | 2017-08-29 | 2021-03-18 | Mitsui Chemicals, Inc. | Fiber-sizing agent, inorganic reinforcement material, resin composition, and molded article |
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2155169C2 (en) * | 1994-07-05 | 2000-08-27 | Ветротекс Франс | Lubricating composition for glass fibers, method of preparing thereof, and composites based thereon |
| CN101094820A (en) * | 2004-11-05 | 2007-12-26 | 欧文斯-康宁玻璃纤维技术第二有限公司 | Fiber size, sized reinforcements, and articles reinforced with such reinforcements |
| RU2456249C2 (en) * | 2006-12-15 | 2012-07-20 | ПиПиДжи ИНДАСТРИЗ ОГАЙО, ИНК. | Lubricant compositions and thermoplastic composite materials reinforced with glass fibres |
| RU2641360C1 (en) * | 2017-04-25 | 2018-01-17 | Общество с ограниченной ответственностью "БАЗАЛЬТОВЫЕ МАТЕРИАЛЫ" | Lubricant for basalt fibre |
| US20210078901A1 (en) * | 2017-08-29 | 2021-03-18 | Mitsui Chemicals, Inc. | Fiber-sizing agent, inorganic reinforcement material, resin composition, and molded article |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP5497908B2 (en) | Carbon fiber sizing agent, aqueous dispersion thereof, carbon fiber bundle with attached sizing agent, sheet-like material, and carbon fiber reinforced composite material | |
| US11898278B2 (en) | Hybrid textile for reinforcing composites | |
| US4364993A (en) | Sized carbon fibers, and thermoplastic polyester based composite structures employing the same | |
| US2801189A (en) | Glass fiber article and process of plural coated fiber and process of preparation | |
| KR102115735B1 (en) | Continuous carbon fiber bundle, sheet molding compound, and fiber-reinforced composite material molded using the same | |
| JP6175936B2 (en) | Carbon fiber coated with sizing agent and production method thereof, carbon fiber reinforced composite material | |
| JP2016160549A (en) | Sizing agent for carbon fiber, carbon fiber bundle, sheet-like substrate and carbon fiber reinforced composite material | |
| US3143405A (en) | Method of producing polyamide coated glass fibers | |
| EP0027942B1 (en) | Sizing composition for glass fibres, glass fibres sized therewith and process for their preparation, as well as glass fibre composites | |
| RU2174569C2 (en) | Oiling composition for combined threads and utilization thereof | |
| RU2790641C2 (en) | Lubricant for continuous basalt fiber | |
| Sokolov et al. | New effective lubricants for continuous basalt fibers | |
| UA44360C2 (en) | METHOD OF OBTAINING FINISHED GLASS THREADS, GLASS THREAD AND COMPOSITE | |
| US4842934A (en) | Fiber for reinforcing plastic composites and reinforced plastic composites therefrom | |
| SK15292003A3 (en) | Sized glass fibers, sizing composition and composites comprising said fibers | |
| US2798020A (en) | Method of making a glass fiber reinforced resinous product | |
| KR102150732B1 (en) | A carbon-fiber for filament winding bundle | |
| FI58905C (en) | BELAGDA GLASFIBRER | |
| JPH0718085B2 (en) | Sizing agent for carbon fiber | |
| US4857405A (en) | Fiber for reinforcing plastic composites and reinforced plastic composites therefrom | |
| FR2729654A1 (en) | ENSIMES GLASS YARNS FOR STRENGTHENING ORGANIC MATERIALS | |
| JP2018059258A (en) | Discontinuous carbon fiber base material, and method for producing the same | |
| US4632864A (en) | Fiber for reinforcing plastic composites and reinforced plastic composites therefrom | |
| JP6830613B2 (en) | Fiberglass strands, glass fabrics, and cement products | |
| US4880871A (en) | Fiber for reinforcing plastic composites and reinforced plastic composites therefrom |