RU2803465C2 - Fibrous products coated from aqueous polymer dispersions - Google Patents

Fibrous products coated from aqueous polymer dispersions Download PDF

Info

Publication number
RU2803465C2
RU2803465C2 RU2020115468A RU2020115468A RU2803465C2 RU 2803465 C2 RU2803465 C2 RU 2803465C2 RU 2020115468 A RU2020115468 A RU 2020115468A RU 2020115468 A RU2020115468 A RU 2020115468A RU 2803465 C2 RU2803465 C2 RU 2803465C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
monomers
textile
concrete
fibrous product
composite material
Prior art date
Application number
RU2020115468A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2020115468A (en
RU2020115468A3 (en
Inventor
Амон-Элиас КЛАУСМАНН
Ян-Валентин РОЛЛЕ
Ульрике ХЕНКЕЛЬ
Михаэль ХЕЕС
Original Assignee
СиЭйчТи ДЖЕРМАНИ ГМБХ
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
Priority claimed from DE102017126447.7A external-priority patent/DE102017126447A1/en
Application filed by СиЭйчТи ДЖЕРМАНИ ГМБХ filed Critical СиЭйчТи ДЖЕРМАНИ ГМБХ
Publication of RU2020115468A publication Critical patent/RU2020115468A/en
Publication of RU2020115468A3 publication Critical patent/RU2020115468A3/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2803465C2 publication Critical patent/RU2803465C2/en

Links

Images

Abstract

FIELD: fibrous materials.
SUBSTANCE: invention is related to a composite fibrous material made from a textile fibre product having a coating containing from 5 wt.% up to 100 wt.% of the applied material, based on the total weight of the fibrous product, and the material contains from 20 to 100 wt.% polymers based on ethylene polymerizable monomers having a glass transition temperature from 60 to 115°C, from 0 to 80 wt.% of cross-linking components and from 0 to 20 wt.% of other additives in a cement-bound matrix, where the polymers are derived from a monomeric composition, and the monomeric composition contains from 5% to 100% basic monomers A, from 0% to 50% functional monomers B and from 0% to 30% cross-linking monomers C, respectively, based on the total weight of the monomeric composition, with the main monomers A selected from the group of C1-C24 alkyl(meth)acrylates. The use of the fibrous product for cement-bonded materials is also described.
EFFECT: provision of a textile-concrete composite with an extraction resistance value in concrete comparable to textile-concrete composites coated with epoxy textile reinforcement.
13 cl, 3 tbl, 1 dwg, 1 ex

Description

Настоящее изобретение относится к текстильным волокнистым изделиям с покрытием, содержащим полимеры на основе этиленполимеризуемых мономеров, имеющих температуру стеклования, по меньшей мере, 60°, и к способу нанесения покрытия для покрытия волокнистых изделий водной полимерной дисперсией, при котором сначала выполняется водная полимерная дисперсия на основе этилен-, в частности винил-, полимеризуемых мономеров, имеющих температуру стеклования, по меньшей мере, 60°С, затем приводимая в контакт с волокнистым изделием с последующей сушкой.The present invention relates to coated textile fiber products containing polymers based on ethylene polymerizable monomers having a glass transition temperature of at least 60°, and to a coating method for coating the fibrous products with an aqueous polymer dispersion, in which the aqueous polymer dispersion is first coated with an aqueous polymer dispersion based on ethylene, in particular vinyl, polymerizable monomers having a glass transition temperature of at least 60°C, then brought into contact with the fibrous product, followed by drying.

Кроме того, изобретение относится к применению соответствующих полимерных дисперсий для покрытия волокнистых изделий, к соответствующим волокнистым изделиям с покрытием, к их применению для армирования минеральных матриц и к соответствующим волокнистым композиционным материалам, особенно к текстильно-бетонным композиционным материалам. В частности, изобретение относится к покрывающему агенту, который может быть нанесен на текстильный лист в непрерывном процессе на водной основе, обеспечивая оптимальное рассеивание силы от минеральной матрицы в текстильную арматуру.The invention further relates to the use of corresponding polymer dispersions for coating fibrous products, to corresponding coated fibrous products, to their use for reinforcing mineral matrices and to corresponding fibrous composite materials, especially textile-concrete composite materials. In particular, the invention relates to a coating agent that can be applied to a textile sheet in a continuous water-based process, providing optimal force dissipation from the mineral matrix into the textile reinforcement.

Бетон, армированный сталью, стал незаменимым в современной строительной отрасли. Он предлагает высокую надежность по приемлемой цене. Недостатком этого материала является склонность арматурной стали к коррозии. В 1990-х годах фибробетон также стал альтернативой бетону, армированному сталью. В этом случае, большей частью стальные или пластиковые волокна смешиваются с бетоном. Эти волокна не ориентированы внутри матрицы. Подход с использованием ориентированных волокон в виде армирующих конструкций является относительно новым: в течение почти 20 лет проводились фундаментальные исследования в этом армированном текстилем бетонном композиционном материале.Steel reinforced concrete has become indispensable in the modern construction industry. It offers high reliability at an affordable price. The disadvantage of this material is the tendency of reinforcing steel to corrosion. In the 1990s, fiber-reinforced concrete also became an alternative to steel-reinforced concrete. In this case, mostly steel or plastic fibers are mixed with concrete. These fibers are not oriented within the matrix. The approach of using oriented fibers in the form of reinforcement structures is relatively new: fundamental research has been conducted on this textile-reinforced concrete composite material for almost 20 years.

В армированном текстилем бетоне используются непрерывные волокна (филаменты), например, из стекла, базальта и углерода, в виде двух- или трехмерных текстильных листов или стерических структур. В принципе, подходящие волокна включают в себя волокна, обладающие высокой прочностью и высокой жесткостью, или имеющие модуль упругости, сравнимый с модулем упругости стали, такие как устойчивые к щелочи стеклянные волокна или углеродные волокна. Технические текстильные материалы могут быть адаптированы к стрессу, который они испытывают, используя геометрию нетканых холстов. Переменные расстояния между нитями в нетканых холстах приводят к определенному зерновому составу бетона. Он имеет меньший максимальный диаметр зерна по сравнению с обычными цементами. Поэтому мелкозернистые бетоны используются в сочетании с текстильным армированием. Расстояния между нитями из углеродного волокна в холсте важны для размеров компонентов. Уменьшенный размер зерна улучшает проницаемость холста, и можно реализовать устойчивые композиты между несколькими слоями текстильного бетона.Textile-reinforced concrete uses continuous fibers (filaments), such as glass, basalt and carbon, in the form of two- or three-dimensional textile sheets or steric structures. In principle, suitable fibers include those having high strength and high stiffness, or having a modulus of elasticity comparable to that of steel, such as alkali-resistant glass fibers or carbon fibers. Technical textile materials can be tailored to the stress they experience using the geometry of non-woven scrims. Variable distances between threads in non-woven canvases lead to a specific grain composition of concrete. It has a smaller maximum grain diameter compared to conventional cements. Therefore, fine-grained concrete is used in combination with textile reinforcement. The spacing of the carbon fiber threads in the canvas is important to the size of the components. The reduced grain size improves the permeability of the canvas, and stable composites between multiple layers of textile concrete can be realized.

Использование текстильной арматуры позволяет достичь некоторых интересных улучшений в отношении обработки, а также свойств композитов. Наибольшим преимуществом является отсутствие дополнительного покрытия бетона в качестве защиты от коррозии, как обычно в железобетоне. В армированном текстилем бетоне толщина слоя бетона определяется, в дополнение к свойствам бетона, только геометрией и прочностью используемых пряжи и волокнистых композиционных материалов, чтобы обеспечить минимальные требования к нагрузке для композита. Таким образом, общая толщина компонента может быть уменьшена примерно до четверти люычной толщины железобетонного компонента, и сообщается об экономии материала до 80%. Это обеспечивает более легкую конструкцию и реализацию форм и применений, которые на сегодняшний день считались невозможными для несжимаемых систем армирования, поскольку компоненты можно сделать более тонкими, сохраняя при этом ту же устойчивость.The use of textile reinforcements allows some interesting improvements to be achieved in terms of processing as well as properties of composites. The biggest advantage is that there is no additional coating of the concrete as protection against corrosion, as is usual in reinforced concrete. In textile reinforced concrete, the thickness of the concrete layer is determined, in addition to the properties of the concrete, only by the geometry and strength of the yarns and fiber composites used to provide the minimum load requirements for the composite. In this way, the overall thickness of the component can be reduced to approximately a quarter of the mortar thickness of the reinforced concrete component, and material savings of up to 80% have been reported. This allows for easier design and implementation of forms and applications that have been considered impossible with incompressible reinforcement systems to date, since components can be made thinner while maintaining the same stability.

Текстильные армирующие конструкции имеют более высокую эффективность в улучшении композитных свойств, если они представлены в виде геометрических структур. Они нашли коммерческое применение в качестве элементов армирования в бетонных элементах или в качестве арматурных конструкций в области обслуживания зданий. Поскольку требования к текстильным арматурным конструкциям разнообразны, используются самые разные типы волокон. Ассортимент включает неорганические волокна, такие как углеродные, стеклянные и базальтовые волокна, а также органические волокна из арамида, полиэтилена или полипропилена. Уже сегодня у текстильных железобетонных конструкций есть множество интересных применений, например, для более позднего армирования и обслуживания зданий или в качестве элементов фасада.Textile reinforcement structures are more effective in improving composite properties if they are presented in the form of geometric structures. They have found commercial application as reinforcement elements in concrete elements or as reinforcement structures in the field of building maintenance. Because the requirements for textile reinforcement structures are varied, a wide variety of fiber types are used. The range includes inorganic fibers such as carbon, glass and basalt fibers, as well as organic fibers from aramid, polyethylene or polypropylene. Already today, textile reinforced concrete structures have many interesting applications, for example for later reinforcement and maintenance of buildings or as façade elements.

В WO 2004/007161 А1 описано применение текстильных железобетонных конструкций для армирования бетонных канализационных труб. Армирование дорожных покрытий из асфальта и бетона известно из US 6632309 B1. Приготовление готовых бетонных деталей раскрыто в EP 2894272 A2, а также в WO 2014/106685 A1.WO 2004/007161 A1 describes the use of textile reinforced concrete structures for the reinforcement of concrete sewer pipes. Reinforcement of road surfaces made of asphalt and concrete is known from US 6632309 B1. The preparation of ready-mixed concrete parts is disclosed in EP 2894272 A2 as well as in WO 2014/106685 A1.

Для изготовления текстильных армирующих структур обычно сначала перерабатываются нитеобразные волокна определенного размера в пряжу или ровинги (жгут, многофиламентную пряжу, по аналогии с DIN 60 001, часть 2) из нескольких тысяч нитей и связываются. Впоследствии они перерабатываются текстильными процессами в армирующий текстиль с определенной геометрией. После переработки эти ткани пропитываются полимерным материалом. Это впитывание/покрытие, возможно, включает в себя все отдельные нити и, таким образом, обеспечивает внутреннее соединение волокон или ровинга и соединение краевых волокон с бетоном, так называемое внешнее соединение. Кроме того, покрытие вызывает стабилизацию формы сеток и обеспечивает геометрическую точность армирования. Эта стадия процесса может быть выполнена, с одной стороны, в форме прерывистого текстильного процесса путем пропитки и отверждения с помощью реакционноспособной смолы. В этих процессах используются, например, эпоксидные смолы или ненасыщенные полиэфирные смолы. С другой стороны, композитный текстиль может быть пропитан покрывающим агентом в процессе непрерывного способа покрытия текстиля, например, с помощью набивки.To produce textile reinforcing structures, filamentary fibers of a certain size are usually first processed into yarn or rovings (tow, multifilament yarn, similar to DIN 60 001 part 2) of several thousand threads and knitted. They are subsequently processed by textile processes into reinforcing textiles with specific geometries. After processing, these fabrics are impregnated with a polymer material. This absorption/covering possibly includes all the individual threads and thus provides an internal bond between the fibers or roving and a bond between the edge fibers and the concrete, the so-called external bond. In addition, the coating causes stabilization of the shape of the meshes and ensures the geometric accuracy of the reinforcement. This process step can be carried out, on the one hand, in the form of an intermittent textile process by impregnation and curing with a reactive resin. These processes use, for example, epoxy resins or unsaturated polyester resins. On the other hand, the composite textile can be impregnated with a coating agent during a continuous textile coating process, such as padding.

На сегодняшний день, например, в таких процессах используются карбоксилированные стирол-бутадиеновые сополимеры (так называемый X-SBR). После пропитки покрытые листы проходят стадии сушки и отверждения. Подготовленный таким образом композитный текстиль можно использовать в качестве драпируемого проката для применений в области технического обслуживания или в качестве листового проката в новой конструкции, или для готовых строительных деталей, в зависимости от свойств текстильной геометрии и используемого покрытия. Соответствующий композиционный материал получают путем соответствующего введения этих текстильных листов в материал матрицы. Если в качестве матричных материалов используются бетонные или цементоподобные и/или минеральные материалы матрицы, композиты называют бетонными компонентами или конструкциями, армируемыми текстильными материалами. Today, for example, carboxylated styrene-butadiene copolymers (so-called X-SBR) are used in such processes. After impregnation, the coated sheets undergo drying and curing stages. Composite textiles prepared in this way can be used as draped rolled products for maintenance applications or as sheet rolled products in new construction or finished construction parts, depending on the properties of the textile geometry and the coating used. The corresponding composite material is obtained by appropriately incorporating these textile sheets into the matrix material. When concrete or cement-like and/or mineral matrix materials are used as matrix materials, the composites are referred to as concrete components or textile reinforced structures.

Текстиль, используемый в качестве арматуры в бетоне, выполняет функцию восприятия нагрузок, действующих снаружи, особенно в виде растягивающих сил, через поверхность раздела с бетоном. Внутри композитной структуры, т.е. особенно внутри каждого отдельного ровинга, такие растягивающие силы должны передаваться отдельным нитям. Полное использование свойств волокна возможно только путем пропитки ровинга подходящим материалом и позволяет достичь значительно более высоких достигаемых значений прочности на растяжение (>40%) по сравнению с непропитанным ровингом. В этом композиционном материале покрывающий агент выполняет функцию обеспечения оптимального соединения композита от бетонной матрицы в композитный текстиль. Таким образом, покрывающий полимерный материал имеет ключевое значение с точки зрения свойств всего компонента: это обеспечивает оптимальное приложение усилия как на границе раздела бетон/композитный текстиль, так и между соответствующими отдельными волокнами ровинга в композитном текстиле.Textiles used as reinforcement in concrete have the function of carrying external loads, especially tensile forces, through the concrete interface. Inside the composite structure, i.e. especially within each individual roving, such tensile forces must be transferred to the individual threads. Full utilization of the fiber properties is only possible by impregnating the roving with a suitable material and allows for significantly higher achievable tensile strength values (>40%) compared to unimpregnated roving. In this composite material, the coating agent has the function of providing optimal bonding of the composite from the concrete matrix to the composite textile. The covering polymer material is therefore of key importance in terms of the properties of the entire component: it ensures optimal force application both at the concrete/composite textile interface and between the respective individual roving fibers in the composite textile.

Рабочая характеристика композиционного материала, такого как армированный текстилем бетон, определяется с помощью передачи силы на упомянутых поверхностях раздела. В частности, это означает, что эти свойства должны быть обеспечены при требуемых воздействиях окружающей среды и в течение всего срока службы компонента. Таким образом, текстиль подвергается воздействию температурных условий при наружном использовании, например, от 30°С до +100°С, должен выдерживать щелочной раствор в порах бетона или также быть стойким к воздействию соли в зависимости от применения. Это приводит к высоким требованиям к выбору материалов для покрытия.The performance of a composite material such as textile reinforced concrete is determined by the transfer of force at said interfaces. In particular, this means that these properties must be maintained under the required environmental conditions and throughout the entire service life of the component. Thus, the textile is exposed to temperature conditions during outdoor use, for example from 30°C to +100°C, must withstand the alkaline solution in the pores of the concrete or also be resistant to salt depending on the application. This leads to high requirements for the selection of coating materials.

Что касается области армирования, то для коммерческого продукта TUDALIT® (Z-31.10-182) существует общее разрешение на строительство, разработанное Немецким институтом Bautechnik in der Bundesrepublik Deutschland (abZ). Оно описывает водный покрывающий материал на основе дисперсии карбоксилированного стирол-бутадиенового сополимера (так называемый X-SBR), который поперечно сшит меламиноформальдегидными смолами. Полученные таким образом системы проявляют достаточное сопротивление по отношению к щелочной среде раствора в порах бетона и имеют умеренный уровень прочности на разрыв пряжи, близкий к 1700 Н/мм2. Кроме того, может быть применена связующая система с помощью непрерывного процесса пропитывания и/или литья, и изготовленные сетки могут быть намотаны на прокатные изделия благодаря их профилю свойств и адаптированы к требуемой геометрии путем изгиба/преобразования на строительной площадке в определенных пределах. Однако, можно упомянуть, что временной интервал для обработки (время обработки) очень узок, из-за использования реакционноспособного меламин/формальдегид поперечно сшивающего агента, который значительно ограничивает практическую применимость этой системы. Кроме того, недостатком является то, что прочность композитов, которая может быть достигнута с помощью этой системы, требует больших длин закрепления. Кроме того, композитные свойства, измеренные в армированном текстилем бетонном компоненте, очень сильно зависят от температуры: из-за низкой температуры стеклования X-SBR его использование в наружных применениях невозможно, и, соответственно, разрешение было предоставлено только для области внутреннего помещения и для температур до 40°C. Аналогичная система используется в DE 102005048190 А1.In the field of reinforcement, the commercial product TUDALIT® (Z-31.10-182) has a general construction permit developed by the German Bautechnik in der Bundesrepublik Deutschland (abZ). It describes an aqueous coating material based on a dispersion of carboxylated styrene-butadiene copolymer (so-called X-SBR), which is cross-linked with melamine-formaldehyde resins. The systems thus obtained exhibit sufficient resistance to the alkaline environment of the solution in the pores of concrete and have a moderate level of yarn tensile strength, close to 1700 N/mm 2 . Additionally, a binder system can be applied through a continuous impregnation and/or casting process, and the fabricated meshes can be wound onto rolled products due to their property profile and tailored to the required geometry by bending/converting on site within certain limits. However, it may be mentioned that the processing time (processing time) is very narrow, due to the use of a reactive melamine/formaldehyde cross-linker, which greatly limits the practical applicability of this system. In addition, the disadvantage is that the strength of composites that can be achieved with this system requires long anchorage lengths. In addition, the composite properties measured in a textile reinforced concrete component are very dependent on temperature: due to the low glass transition temperature of X-SBR, its use in exterior applications is not possible, and accordingly, approval was only granted for the interior area and for temperatures up to 40°C. A similar system is used in DE 102005048190 A1.

Кроме того, использование водных полимерных дисперсий в качестве покрытия для текстильного армирования в бетоне описано в EP 2004712 B1. Здесь водная полихлоропреновая дисперсия используется в сочетании с неорганическими частицами для армированного волокнами бетона. Изготовление жесткого текстиля достигается за счет кристалличности полихлоропренового покрытия после образования пленки или сушки. Однако действительно актуальное улучшение механических свойств в композите достигается только путем добавления неорганических частиц в одно и то же покрытие. Кроме того, стекловолокно AR было покрыто полиакрилатными дисперсиями еще в 2001 году, чтобы протестировать их для использования в армированных текстилем бетонных компонентах (докторская диссертация М. Шлезера «Einsatz polymerimprägnierter, alkaliresistenter Glastextilien zur Bewehrung zementgebundener Matrices», Aachener Berichte) Fügetechnik, том 06/2008, редактор: Prof. Dr. Ing. U. Reisgen, 1 ноября 2008 г., Shaker Verlag). Однако, были использованы исключительно полимеры, имеющие температуру стеклования явно ниже 60°С, и свойства компонентов при более высоких температурах нанесения не исследовались.In addition, the use of aqueous polymer dispersions as a coating for textile reinforcement in concrete is described in EP 2004712 B1. Here, an aqueous polychloroprene dispersion is used in combination with inorganic particles for fiber reinforced concrete. The production of rigid textiles is achieved by the crystallinity of the polychloroprene coating after film formation or drying. However, truly relevant improvements in mechanical properties in a composite are only achieved by adding inorganic particles to the same coating. In addition, AR glass fibers were coated with polyacrylate dispersions as early as 2001 in order to test them for use in textile-reinforced concrete components (doctoral dissertation by M. Schleser "Einsatz polymerimprägnierter, alkaliresistenter Glastextilien zur Bewehrung zementgebundener Matrices", Aachener Berichte) Fügetechnik, vol. 06/ 2008, editor: Prof. Dr. Ing. U. Reisgen, November 1, 2008, Shaker Verlag). However, only polymers with a glass transition temperature clearly below 60°C were used, and the properties of the components at higher application temperatures were not studied.

Для использования в диапазоне более высоких температур в качестве полимерных матричных материалов в армированных текстилем материалах используются отверждаемые системы реактивных смол, особенно эпоксидные смолы. Такие системы описаны, например, в DE102008040919 А1 и ЕР2530217 В1. Упомянутые здесь композиционные материалы состоят из армирующих текстильных изделий, изготовленных из технических волокон, таких как стекло, углерод, базальт или арамид, в соединенных с цементном системах. Армирующие конструкции высокой жесткости и прочности получают с использованием эпоксидных смол. Прочности на разрыв, которые могут быть достигнуты в случае углеродных волокон, близки к 3500 Н/мм2. Прочность соединения, длина закрепления и устойчивость к щелочной минеральной матрице в соединенных с цементом системах описаны как хорошие. Эти системы обеспечивают сохранение свойств соединения при температурах до 100°C, поэтому здесь возможно применение на открытом воздухе. Однако армирующий текстиль, покрытый реакционноспособной смолой, особенно эпоксидной смолой, может быть получен только периодически, и из-за своей жесткости он больше не может быть намотан на валки или намотан вокруг существующих геометрических фигур.For use in the higher temperature range, curable reactive resin systems, especially epoxy resins, are used as polymer matrix materials in textile reinforced materials. Such systems are described, for example, in DE102008040919 A1 and EP2530217 B1. The composite materials mentioned here consist of reinforcing textiles made from industrial fibers such as glass, carbon, basalt or aramid, bonded to cementitious systems. Reinforcing structures of high rigidity and strength are obtained using epoxy resins. The tensile strengths that can be achieved with carbon fibers are close to 3500 N/mm 2 . Bond strength, anchorage length and resistance to alkaline mineral matrix in cement bonded systems are described as good. These systems maintain the properties of the joint at temperatures up to 100°C, making it suitable for outdoor applications. However, reinforcing textiles coated with a reactive resin, especially epoxy resin, can only be produced periodically, and due to their rigidity they can no longer be wound onto rolls or wound around existing geometric shapes.

Кроме того, эти реакционноспособные смолы, особенно эпоксидные смолы, имеют короткое время обработки, обычно ниже 90 минут. Композитные свойства в бетонном компоненте и температурная зависимость композитных свойств хорошо изучены и были опубликованы в рамках специальных областей исследований 528 и 532 Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) (например, Манфред Кербах, Реджине Ортлепп (Ред.) SFB 528 Textile Bewehrungen zur bautechnischen Verstärkung und Instandsetzung, Заключительный отчет - сокращенная версия - за период 2008/2-2011/1). В любом случае, использование систем реакционноспособной смолы для пропитки текстильной арматуры для бетонных конструкций является современным. Это также описано в EP2666922 B1, в котором армированные пластиком ровинги, например, длинные стеклянные волокна, пропитанные эпоксидной смолой и высушенные при 80°C (так называемые препреги), используются в качестве армирующих конструкций. Легкие армирующие бетон элементы, изготовленные из пропитанных смолой волокнистых материалов, также описаны в ЕР 0227207 В1; здесь, в дополнение к эпоксидным смолам, используются практически все имеющиеся в продаже системы реакционноспособной смолы. В патенте US 4910076 А объединены два различных подхода, и сеть волокон, пропитанная реакционноспособной смолой (полиуретаном или эпоксидом), впоследствии покрывается самосшивающейся SBR дисперсией.Additionally, these reactive resins, especially epoxy resins, have short processing times, typically below 90 minutes. The composite properties in the concrete component and the temperature dependence of the composite properties are well studied and have been published within the special research areas 528 and 532 of the Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) (e.g. Manfred Kerbach, Regine Ortlepp (Eds.) SFB 528 Textile Bewehrungen zur bautechnischen Verstärkung und Instandsetzung, Final report - abridged version - for the period 2008/2-2011/1). In any case, the use of reactive resin systems to impregnate textile reinforcement for concrete structures is state of the art. This is also described in EP2666922 B1, in which plastic-reinforced rovings, such as long glass fibers impregnated with epoxy resin and dried at 80°C (so-called prepregs), are used as reinforcement structures. Lightweight concrete reinforcing elements made from resin-impregnated fibrous materials are also described in EP 0227207 B1; here, in addition to epoxy resins, virtually all commercially available reactive resin systems are used. US Pat. No. 4,910,076 A combines two different approaches and a network of fibers impregnated with a reactive resin (polyurethane or epoxy) is subsequently coated with a self-crosslinking SBR dispersion.

Когда отверждаемые реакционноспособные смолы, например, эпоксидные смолы, используются в качестве полимерных покрывающих материалов, получают сетки, которые характеризуются высоким уровнем прочности на разрыв до 3500 Н/мм2 пряжи на углеродных волокнах и высокой устойчивостью к щелочи. Кроме того, композитные свойства в текстильно-бетонных композитах являются термически стабильными до 100°С. Однако недостатком является то, что непрерывное нанесение пропитывающего материала в этих системах невозможно из-за ограниченного времени обработки. Кроме того, могут быть получены только жесткие решетки, которые не драпируются, и, следовательно, невозможно приготовление сматываемого армирующего текстиля, из которого могут быть получены легко транспортируемые рулонные изделия. Еще одним недостатком является риск для здоровья от обработки эпоксидных смол и аминов в больших масштабах.When curable reactive resins, such as epoxy resins, are used as polymeric coating materials, meshes are obtained that have high levels of tensile strength of up to 3500 N/mm 2 of carbon fiber yarn and high alkali resistance. In addition, the composite properties in textile-concrete composites are thermally stable up to 100°C. However, the disadvantage is that continuous application of impregnating material is not possible in these systems due to limited processing time. In addition, only rigid grids that do not drape can be produced, and therefore it is not possible to prepare rollable reinforcing textiles from which easily transportable roll products can be produced. Another disadvantage is the health risk of processing epoxies and amines on a large scale.

Хотя альтернативный покрывающий агент на основе карбоксилированных стирол-бутадиеновых сополимеров позволяет получать сматываемые и драпируемые армирующие ткани, которые в принципе могут быть дополнительно получены в непрерывном процессе, полученные армирующие ткани демонстрируют низкую прочность на разрыв 1700 Н/мм2 пряжи на углеродных волокнах. Кроме того, для достижения достаточных свойств композита в текстильно-бетонном композите требуются большие длины креплния, что в основном является недостатком в отношении размеров и конструкции строительных компонентов. Кроме того, композитные свойства могут быть обеспечены только при температуре до 40°C с помощью этой покрывающей системы, что является существенным ограничением для коммерческого применения, особенно на открытом воздухе.Although an alternative coating agent based on carboxylated styrene-butadiene copolymers produces rollable and draped reinforcement fabrics, which in principle can be further produced in a continuous process, the resulting reinforcement fabrics exhibit a low tensile strength of 1700 N/mm 2 of carbon fiber yarn. In addition, to achieve sufficient composite properties in textile-concrete composite, long fastening lengths are required, which is mainly a disadvantage with regard to the size and design of building components. Additionally, composite properties can only be achieved at temperatures up to 40°C with this coating system, which is a significant limitation for commercial applications, especially outdoors.

Согласно предшествующему уровню техники покрывающие системы на основе дисперсий полихлоропрена дают достаточно хорошие композитные свойства только в сочетании с неорганическими веществами. Свойства, относящиеся к термостойкости и устойчивости к щелочи, не подтверждаются примерами.According to the prior art, coating systems based on polychloroprene dispersions provide sufficiently good composite properties only in combination with inorganic substances. The properties relating to heat resistance and alkali resistance are not substantiated by examples.

Следовательно, по сравнению с описанным уровнем техники целью настоящего изобретения является создание полимерного покрывающего агента, который может быть нанесен на волокнистое изделие в непрерывном процессе на водной основе и обеспечивает оптимальное приложение силы от минеральной матрицы к текстильной арматуре. Соответствующие текстильные армирующие конструкции с покрытием должны подходить для применения в цементоподобных матрицах и быть способными наматываться на валики (диаметр валика от 20 см). В частности, прочность на разрыв ровингов из углеродного волокна 48К, пропитанных покрывающим агентом согласно изобретению, должна находиться в диапазоне температур от -30 до +100°С и в диапазоне свыше 3000 МПа. Кроме того, композитные свойства армированной структуры с покрытием в текстильно-бетонном композите должны сохраняться от -30°С до +100°С, и должно быть достаточное сопротивление щелочной среде в цементоподобных или минерально-связанных матрицах.Therefore, compared with the described prior art, the object of the present invention is to provide a polymeric coating agent that can be applied to a fibrous product in a continuous water-based process and ensures optimal application of force from the mineral matrix to the textile reinforcement. Suitable coated textile reinforcement structures must be suitable for use in cement-like matrices and be capable of being wound onto rollers (roller diameter from 20 cm). In particular, the tensile strength of 48K carbon fiber rovings impregnated with the coating agent according to the invention should be in the temperature range from -30 to +100°C and in the range above 3000 MPa. In addition, the composite properties of the coated reinforced structure in the textile-concrete composite should be maintained from -30°C to +100°C, and there should be sufficient resistance to alkaline environments in cement-like or mineral-bound matrices.

В первом варианте осуществления цель в соответствии с изобретением достигается с помощью текстильного волокнистого изделия, имеющего покрытие, содержащее от 5 до 100 мас. % наносимого материала, в расчете на общую массу волокнистого продукта, причем материал содержитIn a first embodiment, the object of the invention is achieved by using a textile fiber product having a coating containing from 5 to 100 wt. % of material applied, based on the total weight of the fibrous product, wherein the material contains

от 20 до 100 мас. % полимеров на основе этиленполимеризуемых мономеров, имеющих температуру стеклования, по меньшей мере, 60°С,from 20 to 100 wt. % polymers based on ethylene polymerizable monomers having a glass transition temperature of at least 60°C,

от 0 до 80 мас. % поперечно сшивающих компонентов; иfrom 0 to 80 wt. % cross-linking components; And

от 0 до 20% по массе других добавок.from 0 to 20% by weight of other additives.

Предпочтительно, покрытие содержит от 10 до 60 мас. % нанесенного материала.Preferably, the coating contains from 10 to 60 wt. % of applied material.

Предпочтительно, полимеризуемые мономеры являются винилполимеризуемыми.Preferably, the polymerizable monomers are vinyl polymerizable.

В предпочтительном варианте осуществления полимеры могут быть получены из мономерной композиции, где указанная мономерная композиция содержит от 5 до 100% основных мономеров А, от 0 до 50% функциональных мономеров В и от 0 до 30% сшивающих мономеров C, соответственно, в расчете на общую массу композиции мономеров, где, в частности, основные мономеры A выбраны из группы винилароматических мономеров и C1-C24 алкил(мет) акрилатов, конкретно, функциональные мономеры B выбираются из группы (мет)акриловой кислоты, C2-C8 гидроксиалкил(мет) акрилатов, C2-C8 (алкил)аминоалкил(мет)акрилатов, сульфонированных мономеров, фосфатированных мономеров и винилпиридинов, конкретно, поперечно сшивающие мономеры C содержат, по меньшей мере, две этиленненасыщенные несопряженные группы, N-метилольные группы и/или эпоксидные группы.In a preferred embodiment, the polymers can be prepared from a monomer composition, wherein said monomer composition contains from 5 to 100% basic monomers A, from 0 to 50% functional monomers B and from 0 to 30% cross-linking monomers C, respectively, based on the total the mass of the composition of monomers, where, in particular, the main monomers A are selected from the group of vinyl aromatic monomers and C 1 -C 24 alkyl (meth) acrylates, specifically, the functional monomers B are selected from the group of (meth)acrylic acid, C 2 -C 8 hydroxyalkyl ( meth) acrylates, C 2 -C 8 (alkyl)aminoalkyl(meth)acrylates, sulfonated monomers, phosphated monomers and vinyl pyridines, specifically the C cross-linking monomers contain at least two ethylenically unsaturated non-conjugated groups, N-methylol groups and/or epoxy groups.

Предпочтительно, поперечно сшивающие компоненты содержат мономеры C и/или внешние сшиватели, имеющие реакционную способность по отношению к функциональным мономерам B, особенно те, которые выбраны из группы ди-, три- и/или полифункциональных неблокированных или блокированных изоцианатов, эпоксисиланов, формальдегидных смол, меламиновых смолх, карбодиимидов и эпоксидных смол. Эти компоненты вступают в реакцию с другими компонентами покрытия и подвергаются поперечному сшиванию.Preferably, the cross-linking components contain monomers C and/or external cross-linkers having reactivity with functional monomers B, especially those selected from the group of di-, tri- and/or polyfunctional unblocked or blocked isocyanates, epoxysilanes, formaldehyde resins, melamine resins, carbodiimides and epoxy resins. These components react with other coating components and undergo cross-linking.

Волокнистое изделие в соответствии с изобретением предпочтительно содержит одномерные текстильные структуры, двухмерные текстильные листы и/или трехмерные текстильные стерические структуры.The fibrous product according to the invention preferably contains one-dimensional textile structures, two-dimensional textile sheets and/or three-dimensional textile steric structures.

Предпочтительно, волокнистое изделие согласно изобретению содержит, или состоит из, углеродные волокна, стеклянные волокна, базальтовые волокна, арамидные волокна, полиэтиленовые волокна и/или полипропиленовые волокна, включая их смеси.Preferably, the fibrous product of the invention contains, or consists of, carbon fibers, glass fibers, basalt fibers, aramid fibers, polyethylene fibers and/or polypropylene fibers, including mixtures thereof.

В альтернативном варианте осуществления цель согласно изобретению достигается способом покрытия волокнистых изделий водной дисперсией полимера, особенно для получения волокнистых изделий согласно изобретению, включающимIn an alternative embodiment, the object of the invention is achieved by a method of coating fibrous articles with an aqueous polymer dispersion, especially to produce fibrous articles of the invention, comprising

i) обеспечение водной полимерной дисперсии, которая содержит полимер на основе этилен-, особенно винил-, полимеризуемых мономеров, имеющих температуру стеклования, по меньшей мере, 60°С, и, необязательно, подходящий материал для поперечного сшивания полимера;i) providing an aqueous polymer dispersion that contains a polymer based on ethylene, especially vinyl, polymerizable monomers having a glass transition temperature of at least 60° C., and optionally a suitable material for cross-linking the polymer;

ii) приведение волокнистого изделия в контакт с указанной водной полимерной дисперсией; иii) bringing the fibrous article into contact with said aqueous polymer dispersion; And

iii) сушку покрытого таким образом волокнистого изделия, конкретно, при комнатной температуре или при повышенной температуре до 220°С.iii) drying the thus coated fibrous product, specifically at room temperature or at elevated temperature up to 220°C.

В предшествующем уровне техники до настоящего времени использовались почти исключительно типы SBR и полихлоропрена для покрытия волокнистых изделий водными полимерными дисперсиями, основываясь на том аргументе, что они обладают высокой устойчивостью в щелочной среде. В настоящее время в рамках объема настоящего изобретения неожиданно было обнаружено, что определенные полимерные дисперсии, например, на основе (мет) акриловых мономеров и/или стирольных мономеров, также имеют достаточно высокую устойчивость к щелочи. Удивительно, что водные дисперсии полимеров, имеющие температуру стеклования, по меньшей мере, 60°С, на основе винилполимеризуемых мономеров, необязательно в сочетании с внешними сшивателями, хорошо подходят для покрытия волокнистых изделий для использования в композитных системах текстильного бетона, которые имеют вышеупомянутые свойства.The prior art to date has used almost exclusively SBR and polychloroprene types to coat fiber products with aqueous polymer dispersions, based on the argument that they have high stability in alkaline environments. It has now unexpectedly been found within the scope of the present invention that certain polymer dispersions, for example based on (meth)acrylic monomers and/or styrene monomers, also have sufficiently high alkali resistance. Surprisingly, aqueous polymer dispersions having a glass transition temperature of at least 60° C. based on vinyl polymerizable monomers, optionally in combination with external crosslinkers, are well suited for coating fibrous products for use in textile concrete composite systems that have the above properties.

Предпочтительно температура стеклования полимеров в используемой дисперсии составляет, по меньшей мере, 70°С.Preferably, the glass transition temperature of the polymers in the dispersion used is at least 70°C.

В предпочтительном варианте осуществления способа согласно изобретению в качестве волокнистого изделия используются одномерные текстильные структуры, двухмерные текстильные листы и/или трехмерные текстильные стерические структуры.In a preferred embodiment of the method according to the invention, one-dimensional textile structures, two-dimensional textile sheets and/or three-dimensional textile steric structures are used as the fibrous product.

Подходящие одномерные текстильные структуры включают в себя, например, нити, ровинги, нити и/или канаты, не ограничиваясь ими. Подходящие практически двумерные текстильные листы включают в себя, например, нетканые сетки, тканые ткани, трикотажные ткани с петлевидным рисунком, трикотажные ткани с петлевым рисунком, ткани со стежками, нетканые ткани и/или войлок, не ограничиваясь этим. Suitable one-dimensional textile structures include, for example, but are not limited to yarns, rovings, threads and/or ropes. Suitable substantially two-dimensional textile sheets include, for example, nonwoven meshes, woven fabrics, loop-pattern knitted fabrics, loop-patterned knitted fabrics, stitched fabrics, non-woven fabrics, and/or felts, but are not limited to.

В предпочтительном варианте осуществления способа согласно изобретению указанное волокнистое изделие включает в себя углеродные волокна, стеклянные волокна, базальтовые волокна, арамидные волокна, полиэтиленовые волокна и/или полипропиленовые волокна. В частности, волокнистый продукт состоит из волокон одного из этих типов волокон или их смесей.In a preferred embodiment of the method according to the invention, said fiber product includes carbon fibers, glass fibers, basalt fibers, aramid fibers, polyethylene fibers and/or polypropylene fibers. In particular, the fibrous product consists of fibers from one of these types of fibers or mixtures thereof.

Упомянутое приведение в контакт водной полимерной дисперсии и волокнистого изделия согласно изобретению может быть осуществлено любым способом, известным из уровня техники. Предпочтительно волокнистое изделие приводят в контакт с водной полимерной дисперсией путем применения непрерывного или прерывистого способа нанесения текстиля из предшествующего уровня техники. В частности, предпочтительные способы нанесения включают пропитывание, тонкое распыление, погружение, отливку и/или распыление струей, при этом изобретение не ограничивается такими способами. Полученная таким образом применяемая масса материала в расчете на полную массу волокнистого изделия составляет от 5 до 100 мас. %, предпочтительно от 10 до 60 мас. %, более предпочтительно, от 25 до 50 мас. %, еще более предпочтительно, от 30 до 40 мас. %.Said bringing into contact of the aqueous polymer dispersion and the fibrous article according to the invention can be carried out by any method known in the art. Preferably, the fibrous article is brought into contact with the aqueous polymer dispersion using a continuous or intermittent textile application method of the prior art. In particular, preferred application methods include soaking, fine spraying, dipping, casting and/or jet spraying, but the invention is not limited to such methods. The applied mass of material thus obtained, based on the total mass of the fibrous product, ranges from 5 to 100 wt. %, preferably from 10 to 60 wt. %, more preferably from 25 to 50 wt. %, even more preferably from 30 to 40 wt. %.

В предпочтительном варианте осуществления способа в соответствии с изобретением пропорции компонентов указанной водной полимерной дисперсии выбирают так, чтобы получить содержание твердых веществ от 10 до 70 мас. %, более предпочтительно, от 25 до 60 мас. %., еще более предпочтительно, от 40 до 50 мас. % в расчете на полную массу полимерной дисперсии. Пропорция твердых частиц дисперсии, предпочтительно, содержит от 20 до 100 мас. % полимера, от 0 до 80 мас. % сшивающего агента и от 0 до 20 мас. % других добавок в расчете на долю твердых частиц дисперсии, проценты суммируются до 100%.In a preferred embodiment of the method according to the invention, the proportions of the components of said aqueous polymer dispersion are selected so as to obtain a solids content of from 10 to 70 wt. %, more preferably from 25 to 60 wt. %., even more preferably, from 40 to 50 wt. % based on the total weight of the polymer dispersion. The proportion of solid particles of the dispersion preferably contains from 20 to 100 wt. % polymer, from 0 to 80 wt. % crosslinking agent and from 0 to 20 wt. % of other additives based on the proportion of solid particles of the dispersion, percentages add up to 100%.

В дополнение к описанным основным компонентам водная дисперсия согласно изобретению может дополнительно содержать дополнительные вспомогательные вещества и добавки, известные в строительной промышленности, текстильной промышленности и производстве покрытий, включая, помимо прочего, выравнивающие вспомогательные вещества, смачивающие вещества, пеногасители, средства для удаления пенообразователей, органические и неорганические загустители, повышающие клейкость смолы, наполнители, регуляторы рН и/или консерванты.In addition to the main components described, the aqueous dispersion according to the invention may further contain additional auxiliaries and additives known in the construction, textile and coating industries, including, but not limited to, leveling auxiliaries, wetting agents, defoamers, defoamers, organic and inorganic thickeners, resin tackifiers, fillers, pH adjusters and/or preservatives.

В предпочтительном варианте осуществления способа в соответствии с изобретением водная полимерная дисперсия на основе винилполимеризуемых мономеров обеспечивается подходящими способами непрерывной, полунепрерывной или прерывистой полимеризации, известными из уровня техники. Особенно предпочтительными являются эмульсионная полимеризация, суспензионная полимеризация или дисперсионная полимеризация. Еще более предпочтительно, чтобы полимерная дисперсия была получена эмульсионной полимеризацией, которая технически обоснована и описана много раз (Hans-Georg Elias, Makromoleküle, том 3, «Industrielle Polymere und Synthesen», 6-е издание, Wiley-VCH). Полимерная дисперсия может быть стабилизирована с помощью поверхностно-активных веществ, обычно используемых в предшествующем уровне техники, таких как анионные поверхностно-активные вещества, неионные поверхностно-активные вещества и/или защитные коллоиды и их смеси, без ограничения изобретением. Для инициирования реакции полимеризации можно использовать любой подходящий тип инициаторов, включая, но не ограничиваясь ими, пероксиды, азосоединения и/или окислительно-восстановительные системы инициаторов. Кроме того, могут быть использованы реагенты, которые обычно используются в таком процессе, включая, помимо прочего, электролиты, агенты для регулирования рН и/или регуляторы цепи/агенты переноса.In a preferred embodiment of the method according to the invention, the aqueous polymer dispersion based on vinyl polymerizable monomers is provided by suitable continuous, semi-continuous or discontinuous polymerization processes known in the art. Particularly preferred are emulsion polymerization, suspension polymerization or dispersion polymerization. Even more preferably, the polymer dispersion is produced by emulsion polymerization, which is technically justified and described many times (Hans-Georg Elias, Makromoleküle, volume 3, "Industrielle Polymere und Synthesen", 6th edition, Wiley-VCH). The polymer dispersion can be stabilized with surfactants commonly used in the prior art, such as anionic surfactants, nonionic surfactants and/or protective colloids and mixtures thereof, without limiting the invention. Any suitable type of initiator may be used to initiate the polymerization reaction, including, but not limited to, peroxides, azo compounds, and/or redox initiator systems. In addition, reagents that are commonly used in such a process may be used, including, but not limited to, electrolytes, pH adjusting agents, and/or chain regulators/transfer agents.

В предпочтительном варианте осуществления изобретения водная полимерная дисперсия обеспечивается полимеризацией мономерной композиции, содержащей от 5 до 100 мас. % основных мономеров А, от 0 до 50 мас. % функциональных мономеров В и от 0 до 30 мас. % сшивающих мономеров C, соответственно, в расчете на полную массу композиции мономеров.In a preferred embodiment of the invention, the aqueous polymer dispersion is provided by polymerization of a monomer composition containing from 5 to 100 wt. % main monomers A, from 0 to 50 wt. % functional monomers B and from 0 to 30 wt. % crosslinking monomers C, respectively, based on the total weight of the monomer composition.

Подходящие основные мономеры А включают, в частности, С124 алкиловые эфиры акриловой и метакриловой кислот, а также винилароматические мономеры, такие как стирол, метилстирол или винилпиридин. Эти мономеры можно использовать отдельно или в любой их смеси таким образом, чтобы температура стеклования полученного полимера составляла, по меньшей мере, 60°С. Последние могут быть оценены по температурам стеклования мономеров, которые будут использоваться, с помощью уравнения Фокса (TG. Лиса, бык. Am. Phys. Soc. 1, 123 (1956)) или уравнение Почана (JM. Почан, CL. Битти, Д.Ф. Hinman, Macromolecules 11, 1156 (1977)), как известно специалисту.Suitable basic monomers A include, in particular, C 1 -C 24 alkyl esters of acrylic and methacrylic acids, as well as vinyl aromatic monomers such as styrene, methyl styrene or vinyl pyridine. These monomers can be used alone or in any mixture thereof such that the glass transition temperature of the resulting polymer is at least 60°C. The latter can be estimated from the glass transition temperatures of the monomers to be used using the Fox equation (TG. Fox, Bull. Am. Phys. Soc. 1, 123 (1956)) or the Pochan equation (JM. Pochan, CL. Beatty, D .F. Hinman, Macromolecules 11, 1156 (1977)), as is known to one skilled in the art.

В частности, следующие мономеры, имеющие реакционноспособную группу, могут быть использованы по отдельности или в смеси в качестве функциональных мономеров B: (мет)акриловую кислоту, C2-C8 гидроксиалкил(мет)акрилаты, такие как гидроксиэтилметакрилат, C2-C8 (алкил) аминоалкил (мет)акрилаты, такие как диметиламиноэтилметакрилат, сульфированные мономеры, такие как стиролсульфонат натрия, фосфатированные мономеры, такие как моноакрилоксиэтилфосфат, и/или винилпиридины. Изобретение не ограничено упомянутыми функциональными мономерами. Может быть использован каждый подходящий функциональный мономер из уровня техники. Подходящими мономерами являются те, в которых температура стеклования полученного полимера составляет, по меньшей мере, 60°С.In particular, the following monomers having a reactive group can be used alone or in mixture as functional monomers B: (meth)acrylic acid, C 2 -C 8 hydroxyalkyl (meth)acrylates such as hydroxyethyl methacrylate, C 2 -C 8 (alkyl)aminoalkyl (meth)acrylates such as dimethylaminoethyl methacrylate, sulfonated monomers such as sodium styrene sulfonate, phosphated monomers such as monoacryloxyethyl phosphate, and/or vinyl pyridines. The invention is not limited to the functional monomers mentioned. Any suitable functional monomer in the prior art may be used. Suitable monomers are those in which the glass transition temperature of the resulting polymer is at least 60°C.

Мономеры, содержащие, по меньшей мере, две этиленненасыщенные несопряженные группы, N-метилольные группы и/или эпоксидные группы, предпочтительно, используют в качестве сшивающих мономеров С. Подходящие мономеры включают дивинильные и поливинильные мономеры, такие как дивинилбензол, ди- или поли (мет)акрилаты, ди- или полиаллиловые эфиры и ди- или поливиниловые эфиры диолов или полиолов. Кроме того, могут быть использованы мономеры, которые все еще могут приводить к поперечному сшиванию после процесса замачивания и образованию покрытия без необходимости добавления внешнего поперечно-сшивающего агента, такого как N-метилолакриламид и/или глицидилметакрилат.Monomers containing at least two ethylenically unsaturated non-conjugated groups, N-methylol groups and/or epoxy groups are preferably used as cross-linking monomers C. Suitable monomers include divinyl and polyvinyl monomers such as divinylbenzene, di- or poly(meth) )acrylates, di- or polyallyl ethers and di- or polyvinyl ethers of diols or polyols. In addition, monomers can be used that can still cross-link after the soaking process and form a coating without the need to add an external cross-linking agent such as N-methylolacrylamide and/or glycidyl methacrylate.

Кроме того, к водной полимерной дисперсии, полученной в соответствии с изобретением, может быть добавлен внешний сшивающий агент для улучшения механических свойств покрытых волокнистых изделий и композиционных свойств получаемых текстильно-бетонных композитов. Предпочтительно, он имеет реакционную способность, совпадающую с реакционной способностью функциональных групп, присутствующих в дисперсии полимера. Например, но без ограничения, могут быть использованы блокированные и разблокированные полиизоцианаты, карбодиимиды, азиридины, эпоксидные смолы, эпоксисиланы, формальдегидные смолы, мочевинные смолы, реакционноспособные фенольные смолы, без ограничения ими. Их нанесение в системе покрытия осуществляется путем смешивания полимерной дисперсии и внешнего сшивающего агента непосредственно перед приведением волокнистого изделия в контакт с водной полимерной дисперсией.In addition, an external cross-linking agent can be added to the aqueous polymer dispersion prepared in accordance with the invention to improve the mechanical properties of the coated fiber products and the compositional properties of the resulting textile-concrete composites. Preferably, it has a reactivity that matches the reactivity of the functional groups present in the polymer dispersion. For example, but not limited to, blocked and unblocked polyisocyanates, carbodiimides, aziridines, epoxy resins, epoxysilanes, formaldehyde resins, urea resins, reactive phenolic resins, without limitation, can be used. Their application in a coating system is accomplished by mixing the polymer dispersion and the external cross-linking agent immediately before bringing the fibrous product into contact with the aqueous polymer dispersion.

В альтернативном варианте осуществления цель изобретения достигается с помощью волокнистого изделия с покрытием, получаемого способом нанесения покрытия в соответствии с изобретением. Предпочтительно волокнистое изделие в соответствии с изобретением можно получить с помощью одного из предпочтительных вариантов осуществления способа в соответствии с изобретением. Предпочтительные варианты осуществления этапов способа и используемые реагенты также могут быть объединены.In an alternative embodiment, the object of the invention is achieved by using a coated fibrous article produced by a coating method according to the invention. Preferably, the fibrous product in accordance with the invention can be obtained using one of the preferred embodiments of the method in accordance with the invention. Preferred embodiments of the method steps and reagents used may also be combined.

Волокнистые изделия с покрытием в соответствии с изобретением имеют превосходную прочность на разрыв и прочность сцепления в бетоне и, таким образом, могут быть использованы в качестве армирования бетона с особым преимуществом. Таким образом, углеродные волокна, покрытые в соответствии с изобретением, демонстрируют сопоставимый уровень прочности на разрыв и силы экстракции из бетона, как у системы эпоксидной смолы, соответствующей уровню техники (см. Таблица 1, запись 2, в сравнении с таблицей 3, позиции 1-5). Таким образом, использование таких волокнистых изделий не исключительно, но особенно выгодно для армирования бетонных и/или цементных изделий. Другие волокнистые изделия с покрытием согласно изобретению могут быть использованы для армирования существующих бетонных конструкций, которые применяются на открытом воздухе (например, фасадные плиты или другие наружные конструкции) и подвергаются воздействию температур или погодных условий до 100°C.The coated fiber products of the invention have excellent tensile strength and bond strength in concrete and can thus be used as concrete reinforcement with particular advantage. Thus, carbon fibers coated in accordance with the invention exhibit comparable levels of tensile strength and concrete extraction strength as a prior art epoxy resin system (see Table 1, entry 2, compared to Table 3, entry 1 -5). Thus, the use of such fibrous products is not exclusive, but is particularly advantageous for reinforcing concrete and/or cement products. Other coated fiber products of the invention can be used to reinforce existing concrete structures that are used outdoors (eg, façade slabs or other exterior structures) and are exposed to temperatures or weather conditions up to 100°C.

Покрытие согласно изобретению на основе указанной водной полимерной дисперсии также представляет большой интерес для использования на гидролитически чувствительных волокнистых материалах, таких как стеклянные или базальтовые волокна. Из измеренных значений, показанных в таблицах 3, позиции 6 и 7, ясно, что хорошие значения прочности на растяжение покрытых ровингов достигаются при комнатной температуре и при 100°C. Они явно превышают значения, достигнутые путем покрытия полимерными дисперсиями, не соответствующими изобретению (таблица 2, позиции 6 и 7). По словам производителя, стекловолокно, использованное в примерах, проходит II класс так называемых испытаний SiC («Прочность бетона», EN 14649). В этих испытаниях стеклянные волокна заливаются в бетон и хранятся при 80°C и относительной влажности 80% в течение 96 часов. В последующем испытании остаточная прочность для предоставления класса II должна составлять не менее 350 МПа для начальной прочности 1000 МПа, т.е. снижение может составлять максимум 65%. Если это стекловолокно покрыто в соответствии с изобретением (см. Таблицу 3, позиция 6), достигается значительное повышение устойчивости к щелочи, поскольку снижение прочности составляет всего 35%. С базальтовыми волокнами, покрытыми согласно изобретению (Таблица 3, позиция 7), снижение составляет 60%.The coating according to the invention based on said aqueous polymer dispersion is also of great interest for use on hydrolytically sensitive fibrous materials such as glass or basalt fibers. From the measured values shown in Tables 3, items 6 and 7, it is clear that good tensile strength values of the coated rovings are achieved at room temperature and at 100°C. They clearly exceed the values achieved by coating with polymer dispersions not in accordance with the invention (Table 2, items 6 and 7). According to the manufacturer, the glass fiber used in the examples passes class II of the so-called SiC test (Strength of Concrete, EN 14649). In these tests, glass fibers are embedded in concrete and stored at 80°C and 80% relative humidity for 96 hours. In the subsequent test, the residual strength to provide Class II must be at least 350 MPa for an initial strength of 1000 MPa, i.e. the reduction can be a maximum of 65%. If this glass fiber is coated in accordance with the invention (see Table 3, item 6), a significant increase in alkali resistance is achieved, since the reduction in strength is only 35%. With basalt fibers coated according to the invention (Table 3, item 7), the reduction is 60%.

Это показывает, что водная полимерная дисперсия, полученная в соответствии с изобретением, неожиданно обладает хорошей устойчивостью к щелочи и, следовательно, превосходно подходит для использования в качестве покрытия текстильной арматуры для цементно-связанных матриц. В таблице 3 приведены значения сопротивления экстракции углеродных волокон, покрытых согласно изобретению, в бетоне (позиции 1-5) при комнатной температуре и при 80°C. В обоих случаях достигаются превосходные значения, которые находятся на уровне волокон с эпоксидным покрытием в соответствии с предшествующим уровнем техники. В таблице 3 также указаны соответствующие значения для стекловолокна, стойкого к щелочи (стекло AR) (позиция 6). Эти значения значительно выше, чем, например, значения, указанные в патенте EP2004712 B1.This shows that the aqueous polymer dispersion obtained in accordance with the invention surprisingly has good alkali resistance and is therefore excellent for use as a textile reinforcement coating for cement-bonded matrices. Table 3 shows the extraction resistance values of carbon fibers coated according to the invention in concrete (positions 1-5) at room temperature and at 80°C. In both cases, excellent values are achieved, which are on par with epoxy-coated fibers according to the prior art. Table 3 also shows the corresponding values for alkali-resistant glass fiber (AR glass) (item 6). These values are significantly higher than, for example, the values specified in patent EP2004712 B1.

Волокнистые изделия, изготовленные из углеродных волокон и покрытые согласно изобретению, также оказались пригодными для наматывания на валик диаметром 20 см в направлении обработки ровинга 12к.Fiber products made from carbon fibers and coated according to the invention have also been found to be suitable for winding onto a 20 cm diameter roller in the processing direction of 12k roving.

В другом варианте осуществления цель изобретения достигается путем использования водной полимерной дисперсии, как предусмотрено в вышеописанном способе согласно изобретению, в качестве покрывающего агента для волокнистых изделий. Используемая водная полимерная дисперсия может иметь все предпочтительные признаки полимерной дисперсии, используемой в способе согласно изобретению. Использование согласно изобретению позволяет получать волокнистые изделия согласно изобретению с описанными преимуществами.In another embodiment, the object of the invention is achieved by using an aqueous polymer dispersion, as provided in the above-described method according to the invention, as a coating agent for fibrous products. The aqueous polymer dispersion used may have all the advantageous features of the polymer dispersion used in the method according to the invention. Use according to the invention makes it possible to obtain fibrous products according to the invention with the described advantages.

В другом варианте осуществления цель изобретения достигается с помощью композиционного материала, содержащего волокнистое изделие с покрытием согласно изобретению и минеральную матрицу, конкретно, бетонную матрицу. Более предпочтительно, композиционный материал изготовлен из волокнистого продукта согласно изобретению в минеральной матрице, конкретно, в бетонной матрице. В частности, композиционный материал согласно изобретению представляет собой текстильно-бетонный композит с вышеописанными преимуществами изобретения. В частности, композиционный материал содержит волокнистое изделие согласно изобретению в форме одномерной текстильной структуры, двумерного текстильного листа и/или трехмерной текстильной стерической структуры.In another embodiment, the object of the invention is achieved by using a composite material comprising a coated fibrous article according to the invention and a mineral matrix, specifically a concrete matrix. More preferably, the composite material is made from a fibrous product according to the invention in a mineral matrix, specifically a concrete matrix. In particular, the composite material according to the invention is a textile-concrete composite with the above-described advantages of the invention. In particular, the composite material contains a fibrous article according to the invention in the form of a one-dimensional textile structure, a two-dimensional textile sheet and/or a three-dimensional textile steric structure.

В другом варианте осуществления цель изобретения достигается использованием волокнистых изделий с покрытием в соответствии с изобретением, особенно в форме одномерных текстильных структур, двумерных текстильных листов и/или трехмерных текстильных стерических структур для армирования минеральных материалов, особенно для армирования бетонных элементов. Использование в соответствии с изобретением позволяет обеспечить композиционные материалы в соответствии с изобретением с вышеописанными техническими преимуществами.In another embodiment, the object of the invention is achieved by using coated fibrous products according to the invention, especially in the form of one-dimensional textile structures, two-dimensional textile sheets and/or three-dimensional textile steric structures for the reinforcement of mineral materials, especially for the reinforcement of concrete elements. Use in accordance with the invention makes it possible to provide composite materials in accordance with the invention with the technical advantages described above.

ПримерыExamples

Используя способ согласно изобретению, получают волокнистые изделия с покрытием и соответствующие текстильные и бетонные композиционные материалы, полученные из них. Для этого полимерные дисперсии в соответствии с изобретением сначала наносили на углеродные волокна типа 3200tex из TohoTenax путем выдержки с последующей сушкой при 160°C. Из волокнистых изделий, полученных в соответствии с изобретением, были приготовлены образцы для определения прочности на растяжение при комнатной температуре (RT), при 100°C, и после хранения на щелочи (см. способы получения характеристик/испытание на растяжение). Кроме того, текстильно-бетонные композиционные материалы готовили путем встраивания волокнистых изделий, покрытых согласно изобретению, в мелкозернистый бетон (образец для испытаний см. Фиг.1) и подвергали испытанию способом экстракции (см. способы получения характеристик/испытание способом экстракции).Using the method according to the invention, coated fibrous products and corresponding textile and concrete composite materials obtained from them are obtained. To do this, polymer dispersions according to the invention were first applied to 3200tex type carbon fibers from TohoTenax by soaking followed by drying at 160°C. From the fibrous products obtained in accordance with the invention, samples were prepared to determine the tensile strength at room temperature (RT), at 100°C, and after storage in alkali (see characterization methods/tensile testing). In addition, textile-concrete composite materials were prepared by embedding fiber products coated according to the invention into fine-grained concrete (test sample, see FIG. 1) and subjected to extraction test (see characterization methods/extraction test).

Таким же образом были выполнены Примеры со стеклянными и базальтовыми волокнами, а также Сравнительные Примеры с полимерными дисперсиями, не соответствующими изобретению, и полимерами из уровня техники.In the same way, Examples with glass and basalt fibers were carried out, as well as Comparative Examples with polymer dispersions not corresponding to the invention and polymers from the prior art.

Были проведены следующие измерения: Испытания на растяжение с ровингами с покрытием при комнатной температуре RT, при 100°C, и после хранения в щелочной среде (ETAG004), испытания способом экстракции с текстильно-бетонными композитами при комнатной температуре RT и при 80°C. В таблице 1 приведены результаты этих испытаний для примеров известного уровня техники. В таблице 2 приведены значения испытаний, полученные для образцов, приготовленных не в соответствии с изобретением. В таблице 3 обобщены соответствующие значения испытаний для образцов, приготовленных в соответствии с изобретением.The following measurements were carried out: Tensile tests with coated rovings at room temperature RT, at 100°C, and after storage in an alkaline environment (ETAG004), tests by extraction method with textile-concrete composites at room temperature RT and at 80°C. Table 1 shows the results of these tests for examples of the prior art. Table 2 shows the test values obtained for samples not prepared in accordance with the invention. Table 3 summarizes the corresponding test values for samples prepared in accordance with the invention.

Далее, используемые материалы и результаты испытаний на растяжение и испытания способом экстракции описаны более подробно.Next, the materials used and the results of the tensile and extraction tests are described in more detail.

Использованные материалы: Materials used :

Ровинги/пряжа: Rovings/yarn :

- углеродное волокно типа 3200tex от TohoTenax- carbon fiber type 3200tex from TohoTenax

- базальтовое волокно типа 2400tex от Deutsche Basalt Faser GmbH- basalt fiber type 2400tex from Deutsche Basalt Faser GmbH

- щелочестойкое стекловолокно типа 2400tex от Owens Corning- alkali-resistant glass fiber type 2400tex from Owens Corning

Мелкозернистый бетон: Fine-grained concrete :

В планетарную мешалку были загружены 115 г воды и 1 кг мелкозернистого бетона Pagel TF 10, изготовленного из портландцемента, и перемешены в течение 5 минут (согласно листу технических данных используемого бетона).115 g of water and 1 kg of Pagel TF 10 fine concrete made from Portland cement were loaded into a planetary mixer and mixed for 5 minutes (according to the technical data sheet of the concrete used).

Полимерные дисперсии: Polymer dispersions :

Коммерчески доступные изделия могут быть использованы в качестве полимерных дисперсий. В приведенных примерах модельные полимеры получали классическим полунепрерывным способом эмульсионной полимеризации. Все полимерные дисперсии имеют содержание твердого вещества 47 мас. %. Чтобы получить полимеры, имеющие высокую температуру стеклования, равную 60°С и более, согласно изобретению, были выбраны мономерные композиции, имеющие высокую долю мономеров, которые приводят к твердым полимерам, например стиролу. Соответственно, полимеры, не соответствующие изобретению, содержали более высокие доли мягких сомономеров, например, этилгексилакрилата. Точный состав для конкретной температуры стеклования был рассчитан с помощью уравнения Фокса и подтвержден измерениями DSC после синтеза. Количество нанесенного на используемые волокна составляло примерно 30 мас. % для всех используемых водных дисперсий связующего.Commercially available products can be used as polymer dispersions. In the examples given, model polymers were prepared using the classical semi-continuous emulsion polymerization method. All polymer dispersions have a solid content of 47 wt. %. In order to obtain polymers having a high glass transition temperature of 60° C. or more, according to the invention, monomer compositions were selected having a high proportion of monomers that lead to solid polymers, for example styrene. Accordingly, polymers not according to the invention contained higher proportions of soft comonomers, for example, ethylhexyl acrylate. The exact composition for a specific glass transition temperature was calculated using the Fox equation and confirmed by post-synthesis DSC measurements. The amount applied to the fibers used was approximately 30 wt. % for all aqueous binder dispersions used.

Компоненты системы эпоксидной смолы основаны на коммерчески доступном циклоалифатическом эпоксиде с циклоалифатическим амином в качестве отвердителя. Система не содержала растворителя и воды. Количество нанесенного покрытия составляло около 50 мас. % твердых веществ на волокне после сушки.The epoxy resin system components are based on a commercially available cycloaliphatic epoxy with a cycloaliphatic amine as the hardener. The system did not contain solvent or water. The amount of coating applied was about 50 wt. % solids on fiber after drying.

Сшивающие агенты: Crosslinking agents :

Сшиватель 1: блокированный полиизоцианат от компании CovestroCrosslinker 1: Blocked polyisocyanate from Covestro

Сшиватель 2: реакционноспособный полиизоцианат от компании CovestroCrosslinker 2: Reactive polyisocyanate from Covestro

Способы получения характеристикMethods for obtaining characteristics

Покрытие пряжиYarn coating

В качестве пряжи для отделки может использоваться пряжа из углеродных, стеклянных или базальтовых волокон. Пряжа покрыта или пропитана вручную. Во время нанесения покрытия на волокно наносится от 10 до 60 мас. % полимера. Покрытую таким образом пряжу затем сушат при 160°С.Yarns made from carbon, glass or basalt fibers can be used as finishing yarn. The yarn is covered or impregnated by hand. During coating, from 10 to 60 wt. is applied to the fiber. % polymer. The yarn thus coated is then dried at 160°C.

Тест на растяжениеTensile test

DIN EN ISO 527-4 и DIN EN ISO 527-5 являются стандартами для армированных волокном материалов (FRM), действующими в Европе. Два стандарта описывают только испытания на растяжение FRM. В этом тесте измеряется поведение напряжения/деформации в предельных состояниях ориентации волокна 0° и 90° для определения таких характеристик, как коэффициент Пуассона v, предел прочности на растяжение σM, относительное удлинение при разрыве εM, и модуль упругости.DIN EN ISO 527-4 and DIN EN ISO 527-5 are standards for fiber reinforced materials (FRM) valid in Europe. Two standards cover only FRM tensile testing. This test measures the stress/strain behavior at the 0° and 90° fiber orientation limit states to determine properties such as Poisson's ratio v, tensile strength σM, elongation at break εM, and modulus of elasticity.

При испытаниях пластмасс испытание на растяжение имеет приоритетное значение и считается базовым экспериментом в условиях квазистатического или статического испытания. В соответствии со стандартом DIN EN ISO 527-4 траверса запускается с постоянной скоростью. FRM обычно показывают жесткое и хрупкое поведение. Следовательно, предел прочности σM и предел текучести σY одинаковы. Разрушающее напряжение σB может прийтись на одну и ту же точку. Образец для испытаний типа 1B из DIN EN ISO 527-4 в основном используется для армированных волокном термопластов и термореактивных материалов. Используемый образец для испытаний ориентируется на него.In plastics testing, the tensile test has priority and is considered the basic experiment under quasi-static or static test conditions. In accordance with DIN EN ISO 527-4, the crosshead is launched at a constant speed. FRMs typically exhibit rigid and brittle behavior. Therefore, the tensile strength σM and the yield strength σY are the same. The breaking stress σB can occur at the same point. Test specimen type 1B from DIN EN ISO 527-4 is mainly used for fiber-reinforced thermoplastics and thermosets. The test sample used is oriented towards it.

Материалы испытываются в трех условиях: при комнатной температуре, при 100°С и после хранения в щелочной среде. Для последнего исследования образцы хранят при 45°C в растворе с pH 13,7 в течение 14 дней и испытывают при 45°C без предварительной сушки. Тестовый раствор ориентируется на раствор в составе, описанном в ETAG004.The materials are tested under three conditions: at room temperature, at 100°C and after storage in an alkaline environment. For the final test, samples were stored at 45°C in a pH 13.7 solution for 14 days and tested at 45°C without pre-drying. The test solution is based on the solution in the composition described in ETAG004.

Тест способом экстракцииTest by extraction method

В общем разрешении на строительство Немецкого института строительной техники в Германии (abZ) Нет. Z-31.10-182 описано испытание прочности сцепления текстиля с мелкозернистым бетоном. При этом испытании загружен образец для испытаний, армированный текстилем. Введение усилия осуществляется посредством зажима на верхней и нижней сторонах образца для испытаний. Текстильная арматура ориентирована в направлении нагрузки в испытательном образце (0° с направлением нагрузки). Для оценки используется максимальное усилие машины Fmax. Для характеристики образцов прядей используется метод, аналогичный описанному выше. Он также описан в другом месте (современный отчет Технического комитета RILEM TC 201-TRC; EP2004712 B1) для характеристики прочности соединения между пряжей и текстилем. Нити с покрытием были погружены в бетон с размерами ширина х толщина=5 см х 6 см с толщиной бетона 1 см на полпути, как показано на фиг.1. Бетонное покрытие размером 0,5 см использовалось по аналогии с abZ No. Z-31.10-182. Нити с покрытием были подготовлены с выступом 1,5 см за бетон в направлении экстракции, чтобы гарантировать, что площадь сцепления с бетоном всегда остается неизменной во время испытаний. Условия испытаний были выбраны по аналогии с abZ No. Z-31.10-182. Скорость испытания составляет от 1 мм/мин до 3 мм длины экстракции и 5 мм/мин от 3 мм длины экстракции до завершения экстракции. Образцы для испытаний измеряются при комнатной температуре и при 80°C. Оценивается максимальная сила экстракции Fmax.In the general building permit of the German Institute for Construction Technology in Germany (abZ) No. Z-31.10-182 describes testing the adhesion strength of textiles to fine-grained concrete. In this test, a textile reinforced test specimen is loaded. The force is introduced by clamping on the top and bottom sides of the test piece. The textile reinforcement is oriented in the load direction in the test specimen (0° with the load direction). The maximum force of the machine F max is used for evaluation. To characterize the strand samples, a method similar to that described above is used. It is also described elsewhere (current RILEM Technical Committee Report TC 201-TRC; EP2004712 B1) to characterize the bond strength between yarn and textile. The coated strands were immersed in concrete with dimensions width x thickness = 5 cm x 6 cm with a concrete thickness of 1 cm halfway, as shown in Fig. 1. A 0.5 cm concrete cover was used similar to abZ No. Z-31.10-182. The coated strands were prepared with an overhang of 1.5 cm beyond the concrete in the extraction direction to ensure that the bonding area on the concrete always remained the same during testing. Test conditions were chosen similar to abZ No. Z-31.10-182. The test speed is from 1 mm/min to 3 mm of extraction length and 5 mm/min from 3 mm of extraction length to completion of extraction. Test samples are measured at room temperature and at 80°C. The maximum extraction force Fmax is estimated.

Таблица 1 - Ссылки на предшествующий уровень техникиTable 1 - References to prior art

Тип волокнаFiber type Химическая структура1 Chemical structure 1 Tg [°С]T g [°С] Функциональность полимераPolymer functionality Внутренний сшивательInternal stapler Внешний сшивательExternal stapler Прочность на разрыв RT [МПа]Tensile strength RT [MPa] Прочность на разрыв 100°С [МПа]Tensile strength 100°C [MPa] Прочность на разрыв ETAG004 [МПа]4 Tensile strength ETAG004 [MPa] 4 Сила экстракции Fmax RT
[Н]
Extraction force F max RT
[H]
Сила экстракции Fmax 80°C [Н]Extraction force F max 80°C [N]
12 1 2 углеродcarbon SBRSBR -10-10 карбоксиcarboxy -- меламиновая смолаmelamine resin 25002500 24002400 24004* 2400 4* 660660 180180 23 2 3 углеродcarbon EPE.P. 100100 -- -- -- 35003500 27002700 33003300 > 15005 > 1500 5 > 15005 > 1500 5 1 SBR=стирол-бутадиеновый каучук, EP=эпоксидная смола
2 водная SBR дисперсия Lefasol VL 90/1 (Lefatex)
3 циклоалифатический эпоксид, отвержденный циклоалифа-тическим амином, Tg=100°C
4 прочность на разрыв при 45°С после хранения в растворе в порах бетона, рН 13,7, в течение 14 дней без сушки
4* прочность на разрыв при комнатной температуре для ровинга с покрытием после хранения в растворе в порах бетона (рН 12,8) в течение 7 дней с сушкой
5 бетон, треснувший вдоль нагрузки во время испытаний из-за слишком высокой прочности сцепления
1 SBR=styrene butadiene rubber, EP=epoxy resin
2 aqueous SBR dispersion Lefasol VL 90/1 (Lefatex)
3 cycloaliphatic epoxide, cured with cycloaliphatic amine, T g =100°C
4 tensile strength at 45°C after storage in a solution in the pores of concrete, pH 13.7, for 14 days without drying
4* tensile strength at room temperature for coated roving after storage in a solution in the pores of concrete (pH 12.8) for 7 days with drying
5 concrete cracked along the load during testing due to too high adhesive strength

Таблица 2 - Примеры, не соответствующие изобретениюTable 2 - Examples not in accordance with the invention

Тип волокнаFiber type Химическая структура1 Chemical structure 1 Tg [°C]T g [°C] Функциональность полимераPolymer functionality Внутренний сшивательInternal stapler Внешний сшивательExternal stapler Прочность на разрыв RT [MПa]Tensile strength RT [MPa] Прочность на раразрыв 100 °C [MПa]Tensile strength 100 °C [MPa] Прочность на разрыв
ETAG0
04 [MПa]3
Tensile strength
ETAG0
04 [MPa] 3
Сила экстракции Fmax RT [Н]Extraction force F max RT [N] Сила экстракции Fmax 80 °C [Н]Extraction force F max 80 °C [N]
11 углеродcarbon ACRACR 1010 -- -- -- 29002900 22002200 28002800 520520 7878 22 углеродcarbon ACRACR 4040 -- -- -- 37003700 24002400 29002900 580580 170170 33 углеродcarbon ACRACR 55 ГидроксиHydroxy -- -- 31003100 24002400 28002800 800800 410410 44 углеродcarbon ACRACR 55 ГидроксиHydroxy -- сшиватель 1stapler 1 29002900 25002500 31003100 680680 340340 55 углеродcarbon ACRACR 88 -- PETA2 PETA 2 -- 26002600 20002000 22002200 700700 280280 66 AR стеклоAR glass ACRACR 55 ГидроксиHydroxy -- сшиватель 1stapler 1 950950 560560 580580 660660 360360 77 базальтbasalt ACRACR 55 ГидроксиHydroxy -- сшиватель 1stapler 1 990990 930930 360360 220220 9696 1 ACR=чистый акрилат, SAC=стирин акрилат
2 PETA=пентаэритритол триакрилат
3 прочность на разрыв при 45ºС после хранения в растворе в порах бетона, рН 13.7, в течение 14 дней без сушки
1 ACR=pure acrylate, SAC=styrene acrylate
2 PETA=pentaerythritol triacrylate
3 tensile strength at 45ºC after storage in a solution in the pores of concrete, pH 13.7, for 14 days without drying

Таблица 3 - Примеры в соответствии с изобретением Table 3 - Examples in accordance with the invention

Тип волокнаFiber type Химическая структура1 Chemical structure 1 Tg [ºC]T g [ºC] Функциональность полимерFunctionality polymer Внутренний сшивательInternal stapler Внешний сшивательExternal stapler Прочность на разрыв RT [MПa]Tensile strength RT [MPa] Прочность на разрыв 100ºС [MПa]Tensile strength 100ºС [MPa] Прочность на разрыв ETAG004 [MПa]3 Tensile strength ETAG004 [MPa] 3 Сила экстракции Fmax RT [Н]Extraction force F max RT [N] Сила экстракции Fmax
80ºС [Н]
Extraction force Fmax
80ºС [N]
11 УглеродCarbon ACR ACR 7070 -- -- -- 39003900 27002700 32003200 940940 930930 22 УглеродCarbon SAC S.A.C. 11
5
eleven
5
-- -- -- 33003300 28002800 29002900 10001000 10001000
33 Углерод Carbon SAC S.A.C. 10
5
10
5
Гидрокси Hydroxy -- -- 35003500 30003000 34003400 > 15004 > 1500 4 > 15004 > 1500 4
44 УглеродCarbon SAC S.A.C. 10
5
10
5
Гидрокси Hydroxy -- Сшиватель2 Stitcher 2 39003900 30003000 36003600 > 15004 > 1500 4 > 15004 > 1500 4
55 УглеродCarbon ACRACR 10
5
10
5
-- PETA
2
PETA
2
-- 32003200 29002900 31003100 > 15004 > 1500 4 > 15004 > 1500 4
66 AR стеклоAR glass SACS.A.C. 1515 ГидроксиHydroxy -- Сшиватель2 Stitcher 2 910910 790790 590590 910910 760760 77 БазальтBasalt SACS.A.C. 10
5
10
5
ГидроксиHydroxy -- сшиватель2 stapler 2 11001100 11001100 430430 10001000 10001000
1 ACR=чистый акрилат, SAC=стирин акрилат
2 PETA - пентаэритритол триакрилорител
3 прочность на разрыв при 45ºС после хранения в растворе в порах бетона, рН 13.7, в течение 14 дней без сушки
4 бетон, треснувший вдоль нагрузки во время тестирования из-за слишком высокой прочности связи
1 ACR=pure acrylate, SAC=styrene acrylate
2 PETA - pentaerythritol triacrylorite
3 tensile strength at 45ºC after storage in a solution in the pores of concrete, pH 13.7, for 14 days without drying
4 concrete cracked along the load during testing due to too high bond strength

Claims (25)

1. Композиционный материал, выполненный из текстильного волокнистого изделия, имеющего покрытие, содержащее от 5 мас. % до 100 мас. % наносимого материала, исходя из полной массы волокнистого изделия, причем материал содержит:1. A composite material made of a textile fibrous product having a coating containing from 5 wt. % up to 100 wt. % of material applied, based on the total weight of the fibrous product, the material containing: от 20 до 100 мас. % полимеров на основе этиленполимеризируемых мономеров, имеющих температуру стеклования от 60 до 115°С, from 20 to 100 wt. % polymers based on ethylene polymerizable monomers having a glass transition temperature from 60 to 115°C, от 0 до 80 мас. % поперечно сшивающих компонентов; и from 0 to 80 wt. % cross-linking components; And от 0 до 20 мас. % других добавок,from 0 to 20 wt. % other additives, в цементно-связанной матрице, отличающийся тем, что полимеры являются получаемыми из мономерной композиции, причем мономерная композиция содержит от 5% до 100% основных мономеров А, от 0% до 50% функциональных мономеров B и от 0% до 30% поперечно сшивающих мономеров C, соответственно, исходя из общей массы мономерной композиции, причем основные мономеры A выбраны из группы C1-C24 алкил(мет)акрилатов.in a cement-bonded matrix, characterized in that the polymers are derived from a monomer composition, wherein the monomer composition contains from 5% to 100% basic monomers A, from 0% to 50% functional monomers B and from 0% to 30% cross-linking monomers C, respectively, based on the total weight of the monomer composition, and the main monomers A are selected from the group of C1-C24 alkyl (meth)acrylates. 2. Композиционный материал по п.1, отличающийся тем, что 2. Composite material according to claim 1, characterized in that текстильное волокнистое изделие является текстильным волокнистым изделием с покрытием, содержащим от 10 до 60 мас. % наносимого материала.textile fibrous product is a textile fibrous product with a coating containing from 10 to 60 wt. % of applied material. 3. Композиционный материал по п.1 или 2, отличающийся тем, что функциональные мономеры B выбраны из группы из (мет)акриловой кислоты, C2-C8 гидроксиалкил (мет)акрилатов, C2-C8 (алкил)аминоалкил (мет)акрилатов, сульфонированных мономеров, фосфатных мономеров и винилпиридинов, перекрестно сшивающие мономеры C содержат, по меньшей мере, две этиленненасыщенные несопряженные группы, N-метилол группы и/или эпоксидные группы.3. Composite material according to claim 1 or 2, characterized in that the functional monomers B are selected from the group of (meth)acrylic acid, C2-C8 hydroxyalkyl (meth)acrylates, C2-C8 (alkyl)aminoalkyl (meth)acrylates, sulfonated monomers, phosphate monomers and vinyl pyridines, the C cross-linking monomers contain at least two ethylenically unsaturated non-conjugated groups, N-methylol groups and/or epoxy groups. 4. Композиционный материал по любому из пп.1-3, отличающийся тем, что поперечно сшивающие компоненты содержат мономеры C и/или внешние поперечно сшивающие агенты, имеющие реакционную способность по отношению к функциональным мономерам B, предпочтительно выбраны из группы двух-, трех- и/или полифункциональных неблокированных или блокированных изоцианатов, эпоксисиланов, формадальдегидных смол, меламиновых смол, карбодиимидов и эпоксидных смол.4. Composite material according to any one of claims 1 to 3, characterized in that the cross-linking components contain monomers C and/or external cross-linking agents having reactivity towards functional monomers B, preferably selected from the group of two-, three- and/or multifunctional unblocked or blocked isocyanates, epoxysilanes, formaldehyde resins, melamine resins, carbodiimides and epoxy resins. 5. Композиционный материал по любому из пп.1-4, отличающийся тем, что текстильное волокнистое изделие содержит одномерные текстильные структуры, двумерные текстильные листы и/или трехмерные текстильные пространственные структуры. 5. Composite material according to any one of claims 1 to 4, characterized in that the textile fibrous product contains one-dimensional textile structures, two-dimensional textile sheets and/or three-dimensional textile spatial structures. 6. Композиционный материал по любому из пп.1-5, отличающийся тем, что текстильное волокнистое изделие содержит или состоит из углеродных волокон, стекловолокон, базальтовых волокон, арамидных волокон, полиэтиленовых волокон и/или полипропиленовых волокон, и их смесей.6. A composite material according to any one of claims 1 to 5, characterized in that the textile fibrous product contains or consists of carbon fibers, glass fibers, basalt fibers, aramid fibers, polyethylene fibers and/or polypropylene fibers, and mixtures thereof. 7. Композиционный материал по любому из пп.1-6, отличающийся тем, что текстильное волокнистое изделие получено способом получения текстильного волокнистого изделия, включающим в себя7. A composite material according to any one of claims 1 to 6, characterized in that the textile fibrous product is produced by a method for producing a textile fibrous product, including i) обеспечение водной дисперсии полимера, которая содержит полимер на основе этиленполимеризуемых мономеров, предпочтительно винилполимеризуемых мономеров, имеющих температуру стеклования от 60 до 115°С, и, необязательно, подходящий материал для поперечного сшивания полимера;i) providing an aqueous polymer dispersion that contains a polymer based on ethylene polymerizable monomers, preferably vinyl polymerizable monomers, having a glass transition temperature of from 60 to 115° C., and optionally a suitable material for cross-linking the polymer; ii) приведение волокнистого изделия в контакт с водной дисперсией полимера; иii) bringing the fibrous article into contact with an aqueous polymer dispersion; And iii) сушку покрытого таким образом волокнистого изделия, предпочтительно при комнатной температуре или при повышенной температуре, составляющей до 220°С.iii) drying the thus coated fibrous product, preferably at room temperature or at an elevated temperature of up to 220°C. 8. Композиционный материал по п.7, отличающийся тем, что способ включает в себя приведение волокнистого изделия в контакт с водной дисперсией полимера путем применения способа нанесения непрерывного или прерывистого текстиля, предпочтительно пропитки, тонкого распыления, погружения, отливки и/или струйного распыления.8. The composite material according to claim 7, characterized in that the method includes bringing the fibrous article into contact with an aqueous dispersion of the polymer by using a continuous or intermittent textile application method, preferably impregnation, fine spraying, dipping, casting and/or jet spraying. 9. Композиционный материал по п.7 или 8, отличающийся тем, что упомянутый способ включает в себя использование водной дисперсии полимера с содержанием твердых веществ в диапазоне от 10 до 70%, конкретно в диапазоне от 25 до 60%, исходя из общей массы дисперсии полимера.9. A composite material according to claim 7 or 8, characterized in that said method includes the use of an aqueous polymer dispersion with a solids content in the range of 10 to 70%, specifically in the range of 25 to 60%, based on the total weight of the dispersion polymer. 10. Композиционный материал по любому из пп.7-9, отличающийся тем, что способ включает в себя получение водной дисперсии полимера способом непрерывной, полунепрерывной или прерывистой полимеризации, предпочтительно путем эмульсионной полимеризации, суспензионной полимеризации или дисперсионной полимеризации.10. A composite material according to any one of claims 7 to 9, characterized in that the method includes producing an aqueous polymer dispersion by continuous, semi-continuous or discontinuous polymerization, preferably by emulsion polymerization, suspension polymerization or dispersion polymerization. 11. Композиционный материал по любому из пп.1-10, отличающийся тем, что матрица является бетонной матрицей.11. Composite material according to any one of claims 1 to 10, characterized in that the matrix is a concrete matrix. 12. Применение волокнистого изделия для армирования цементно-связанных материалов, причем волокнистый материал является текстильным волокнистым изделием, имеющим покрытие, содержащее от 5 мас. % до 100 мас. % наносимого материала, исходя из полной массы волокнистого изделия, причем материал содержит:12. The use of a fibrous product for reinforcing cement-bound materials, wherein the fibrous material is a textile fibrous product having a coating containing from 5 wt. % up to 100 wt. % of material applied, based on the total weight of the fibrous product, the material containing: от 20 до 100 мас. % полимеров на основе этиленполимеризируемых мономеров, имеющих температуру стеклования от 60 до 115°С, from 20 to 100 wt. % polymers based on ethylene polymerizable monomers having a glass transition temperature from 60 to 115°C, от 0 до 80 мас. % поперечно сшивающих компонентов; и from 0 to 80 wt. % cross-linking components; And от 0 до 20 мас. % других добавок,from 0 to 20 wt. % other additives, отличающееся тем, что полимеры являются получаемыми из мономерной композиции, причем мономерная композиция содержит от 5% до 100% основных мономеров А, от 0% до 50% функциональных мономеров B и от 0% до 30% поперечно сшивающих мономеров C, соответственно, исходя из общей массы мономерной композиции, причем основные мономеры A выбраны из группы C1-C24 алкил(мет)акрилатов.characterized in that the polymers are derived from a monomer composition, wherein the monomer composition contains from 5% to 100% basic monomers A, from 0% to 50% functional monomers B and from 0% to 30% cross-linking monomers C, respectively, based on total weight of the monomer composition, and the main monomers A are selected from the group of C1-C24 alkyl (meth)acrylates. 13. Применение по п.12, в котором цементно-связанные материалы являются бетонными компонентами.13. Use according to claim 12, wherein the cement-bonded materials are concrete components.
RU2020115468A 2017-11-10 2018-10-30 Fibrous products coated from aqueous polymer dispersions RU2803465C2 (en)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102017126447.7 2017-11-10
DE102017126447.7A DE102017126447A1 (en) 2017-11-10 2017-11-10 Coating of fiber products with aqueous polymer dispersions
PCT/EP2018/079737 WO2019091832A1 (en) 2017-11-10 2018-10-30 Fibre products with a coating made formed from aqueous polymer dispersions

Publications (3)

Publication Number Publication Date
RU2020115468A RU2020115468A (en) 2021-12-10
RU2020115468A3 RU2020115468A3 (en) 2021-12-10
RU2803465C2 true RU2803465C2 (en) 2023-09-13

Family

ID=

Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU631067A3 (en) * 1973-07-03 1978-10-30 Пилкингтон Бразерз Лимитед, (Фирма) Method of treating fibre glass
RU2149934C1 (en) * 1997-07-31 2000-05-27 Вакер-Хеми ГмбХ Cross-linkable powder-like mixture as binding agent for textile materials and method of textile materials making
RU2165488C2 (en) * 1996-08-08 2001-04-20 Ваккер-Хеми ГмбХ Solvent-resistant binding agent applied in finishing of textile webs
RU2274690C1 (en) * 2004-12-24 2006-04-20 Борис Григорьевич Денисов Reinforcing nonwoven fabric and method of its making
RU2410505C1 (en) * 2009-10-08 2011-01-27 Общество с ограниченной ответственностью "ГАЛЕН" (ООО "ГАЛЕН") Reinforcement element
RU2482248C2 (en) * 2011-03-25 2013-05-20 Антон Сергеевич Кукин Composite reinforcement
RU2554864C2 (en) * 2010-01-06 2015-06-27 Акцо Нобель Коатингс Интернэшнл Б.В. Two-component polyurethane composition for coating based on organic solvents
RU2583387C2 (en) * 2011-09-23 2016-05-10 Осв Интеллекчуал Капитал, Ллк Reinforcing fiber and its application for reinforcing concrete
WO2017121954A1 (en) * 2016-01-13 2017-07-20 Saint-Gobain Placo Plaster-based acoustic board
WO2017121957A1 (en) * 2016-01-13 2017-07-20 Saint-Gobain Placo Acoustic plasterboard

Patent Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU631067A3 (en) * 1973-07-03 1978-10-30 Пилкингтон Бразерз Лимитед, (Фирма) Method of treating fibre glass
RU2165488C2 (en) * 1996-08-08 2001-04-20 Ваккер-Хеми ГмбХ Solvent-resistant binding agent applied in finishing of textile webs
RU2149934C1 (en) * 1997-07-31 2000-05-27 Вакер-Хеми ГмбХ Cross-linkable powder-like mixture as binding agent for textile materials and method of textile materials making
RU2274690C1 (en) * 2004-12-24 2006-04-20 Борис Григорьевич Денисов Reinforcing nonwoven fabric and method of its making
RU2410505C1 (en) * 2009-10-08 2011-01-27 Общество с ограниченной ответственностью "ГАЛЕН" (ООО "ГАЛЕН") Reinforcement element
RU2554864C2 (en) * 2010-01-06 2015-06-27 Акцо Нобель Коатингс Интернэшнл Б.В. Two-component polyurethane composition for coating based on organic solvents
RU2482248C2 (en) * 2011-03-25 2013-05-20 Антон Сергеевич Кукин Composite reinforcement
RU2583387C2 (en) * 2011-09-23 2016-05-10 Осв Интеллекчуал Капитал, Ллк Reinforcing fiber and its application for reinforcing concrete
WO2017121954A1 (en) * 2016-01-13 2017-07-20 Saint-Gobain Placo Plaster-based acoustic board
WO2017121957A1 (en) * 2016-01-13 2017-07-20 Saint-Gobain Placo Acoustic plasterboard

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4910076A (en) Fiber reinforced cement mortar product
Akand et al. Effectiveness of chemical treatment on polypropylene fibers as reinforcement in pervious concrete
Jiang et al. Bond behavior of basalt textile meshes in ultra-high ductility cementitious composites
Messori et al. Mechanical performance of epoxy coated AR-glass fabric Textile Reinforced Mortar: Influence of coating thickness and formulation
Cevallos et al. Effects of fabric parameters on the tensile behaviour of sustainable cementitious composites
JP6470315B2 (en) Cement reinforcing fiber material
Awal et al. Strength, modulus of elasticity and shrinkage behaviour of concrete containing waste carpet fiber
RU2412128C2 (en) Structural element and method of reinforcing building structure
JP7162060B2 (en) Coated textiles formed from aqueous polymer dispersions
D'Antino et al. Stress redistribution in glass fibers of G-FRCM composites
Tsesarsky et al. Textile reinforced concrete (TRC) shells for strengthening and retrofitting of concrete elements: influence of admixtures
US9458061B2 (en) Cementitious mortar and method for improved reinforcement of building structures
RU2803465C2 (en) Fibrous products coated from aqueous polymer dispersions
CZ20013A3 (en) Self-crosslinking aqueous polystyrene-butadiene dispersions intended for reinforcing bituminous non-woven materials as well as the reinforced non-woven materials
US20090197993A1 (en) Preparations for use in concrete
US20130065040A1 (en) Preparations for producing reinforcing fibers for use in concrete utilizing polychloroprene dispersions
Preinstorfer et al. Article of RILEM TC 292-MCC: bond behaviour of textile-reinforced concrete—a review
Aljazaeri et al. Strengthening of reinforced concrete one-way slabs for flexure using composite materials: evaluation of different composite materials
Heins et al. Thermoplastic Impregnated Textile Reinfrocement for the Industrial Realisation of Complex Shaped Concrete Elements
Muoi et al. Flexural failure behavior of textile reinforced concrete
Trochoutsou et al. Bond Between Flax-TRM and Masonry: Effect of Bond Length
Bhoi et al. Flexure Performance of Two-Dimensional Textile Reinforced Mortar
Signorini et al. 3 Epoxy Resins for Interphase
Çomak et al. Flexural behavior of polymer-based textile-reinforced concrete using basalt fibers
Signorini et al. Epoxy Resins for Interphase Strengthening of Textile-Reinforced Composites for Structural Applications