SE458279B - En vattenbaserad vaermehaerdande epoxikomposition och saett att tillverka ett laminat daerav - Google Patents

En vattenbaserad vaermehaerdande epoxikomposition och saett att tillverka ett laminat daerav

Info

Publication number
SE458279B
SE458279B SE8404972A SE8404972A SE458279B SE 458279 B SE458279 B SE 458279B SE 8404972 A SE8404972 A SE 8404972A SE 8404972 A SE8404972 A SE 8404972A SE 458279 B SE458279 B SE 458279B
Authority
SE
Sweden
Prior art keywords
water
composition
epoxy resin
composition according
weight
Prior art date
Application number
SE8404972A
Other languages
English (en)
Other versions
SE8404972L (sv
SE8404972D0 (sv
Inventor
Z N Sanjana
J R Marchetti
Original Assignee
Westinghouse Electric Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Westinghouse Electric Corp filed Critical Westinghouse Electric Corp
Publication of SE8404972D0 publication Critical patent/SE8404972D0/sv
Publication of SE8404972L publication Critical patent/SE8404972L/sv
Publication of SE458279B publication Critical patent/SE458279B/sv

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32LAYERED PRODUCTS
    • B32BLAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B5/00Layered products characterised by the non- homogeneity or physical structure, i.e. comprising a fibrous, filamentary, particulate or foam layer; Layered products characterised by having a layer differing constitutionally or physically in different parts
    • B32B5/22Layered products characterised by the non- homogeneity or physical structure, i.e. comprising a fibrous, filamentary, particulate or foam layer; Layered products characterised by having a layer differing constitutionally or physically in different parts characterised by the presence of two or more layers which are next to each other and are fibrous, filamentary, formed of particles or foamed
    • B32B5/24Layered products characterised by the non- homogeneity or physical structure, i.e. comprising a fibrous, filamentary, particulate or foam layer; Layered products characterised by having a layer differing constitutionally or physically in different parts characterised by the presence of two or more layers which are next to each other and are fibrous, filamentary, formed of particles or foamed one layer being a fibrous or filamentary layer
    • B32B5/26Layered products characterised by the non- homogeneity or physical structure, i.e. comprising a fibrous, filamentary, particulate or foam layer; Layered products characterised by having a layer differing constitutionally or physically in different parts characterised by the presence of two or more layers which are next to each other and are fibrous, filamentary, formed of particles or foamed one layer being a fibrous or filamentary layer another layer next to it also being fibrous or filamentary
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32LAYERED PRODUCTS
    • B32BLAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B27/00Layered products comprising a layer of synthetic resin
    • B32B27/04Layered products comprising a layer of synthetic resin as impregnant, bonding, or embedding substance
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08LCOMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L63/00Compositions of epoxy resins; Compositions of derivatives of epoxy resins
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32LAYERED PRODUCTS
    • B32BLAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2260/00Layered product comprising an impregnated, embedded, or bonded layer wherein the layer comprises an impregnation, embedding, or binder material
    • B32B2260/02Composition of the impregnated, bonded or embedded layer
    • B32B2260/021Fibrous or filamentary layer
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32LAYERED PRODUCTS
    • B32BLAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2260/00Layered product comprising an impregnated, embedded, or bonded layer wherein the layer comprises an impregnation, embedding, or binder material
    • B32B2260/02Composition of the impregnated, bonded or embedded layer
    • B32B2260/021Fibrous or filamentary layer
    • B32B2260/023Two or more layers
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32LAYERED PRODUCTS
    • B32BLAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2260/00Layered product comprising an impregnated, embedded, or bonded layer wherein the layer comprises an impregnation, embedding, or binder material
    • B32B2260/04Impregnation, embedding, or binder material
    • B32B2260/046Synthetic resin
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32LAYERED PRODUCTS
    • B32BLAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2307/00Properties of the layers or laminate
    • B32B2307/50Properties of the layers or laminate having particular mechanical properties
    • B32B2307/558Impact strength, toughness
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32LAYERED PRODUCTS
    • B32BLAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2307/00Properties of the layers or laminate
    • B32B2307/50Properties of the layers or laminate having particular mechanical properties
    • B32B2307/56Damping, energy absorption
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32LAYERED PRODUCTS
    • B32BLAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2307/00Properties of the layers or laminate
    • B32B2307/70Other properties
    • B32B2307/718Weight, e.g. weight per square meter
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32LAYERED PRODUCTS
    • B32BLAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2309/00Parameters for the laminating or treatment process; Apparatus details
    • B32B2309/02Temperature
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10TTECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T442/00Fabric [woven, knitted, or nonwoven textile or cloth, etc.]
    • Y10T442/30Woven fabric [i.e., woven strand or strip material]
    • Y10T442/3472Woven fabric including an additional woven fabric layer
    • Y10T442/3528Three or more fabric layers
    • Y10T442/3569Woven fabric layers impregnated with a thermosetting resin
    • Y10T442/3585Epoxy resin

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
  • Epoxy Resins (AREA)
  • Laminated Bodies (AREA)
  • Reinforced Plastic Materials (AREA)

Description

458 279 2 en katalysator och tillräcklig mängd vatten för alstring av en viskositet av fran 100 till 1:00 cP.
Uppfinningen avser ocksa sätt att tillverka ett laminat, känne- tecknat av att man impregnerar ark av ett fibröst material med en komposition enligt föregående stycke, upphettar dessa ark för koacervering eller koagulering av hartskompositionen, avdunstar vattnet och överför kompositionen till B-stadium, staplar arken samt upphettar och pressar de staplade arken.
Vi har utrönt att elastomerer med hög molekylvikt kan inkorpore- ras i epoxihartser utan ömsesidig koagulering för framställning av en kompo- sition som har den laga viskositet som krävs för impregnering. Detta har astadkommits genom användning av elastomerer som är i latexform och som framställs genom emulsionspolymerisering samt med användning av epoxi- hartser som är díspergerbara i vatten. De värmehärdande och seghet bi- bringade kompositionerna enligt denna uppfinning har använts för framställ- ning av kompositmaterial, vilka har högre slaghallfastheter än sådana som hittills framställts av elastomerer med låg molekylvikt.
Vilket epoxiharts som helst som är dispergerbart eller emulsifier- bart i vatten kan användas i kompositionen enligt uppfinningen. Dessa epoxihartser levereras normalt vatten, men de kan innehålla nagra få procent av organiskt lösningsmedel, exempelvis metylcellosolv som kopplings- medel. Epoxihartset bör ha ett pH mellan 6 och B eftersom lägre och högre pH-värden medför hydrolys av oxirangrupperna. Exempel pa typer av epoxi- hartser som kan användas vid tillämpning av uppfinningen innefattar diglyci- dyletrar av bisfenol A, diglycidyletrar av bisfenol S, novolakepoxier, cykloali- fatiska epoxier, hydantoinbaserade epoxier och prebromerade epoxier.
Slaghällfasthetsmodifieraren är en polymer som bildar en dis- kontinuerlig fas i den kontinuerliga fasen av epoxihartset efter härdning.
Slagfasthetsmodifieraren utgör en form av vattenbaserad latex, vilken är en typ av emulsion. Dessa slagfasthetsmodifierare är syntetiserade (dvs. poly- meriserade) i vatten utan närvaro av organiskt lösningsmedel. l kompositionen enligt denna uppfinning använda slagfasthetsmo- difierarna är sampolymerer av butadien och en därmed i en emulsionspolyme- riseringsprocess sämpoiymeriserbar rnonomer. Exempel på sådana sampoly- merbara monomerer innefattar akrylnitrii, styren, metyllnetakrylat, akrylsy- ra och metakrylsyra. Dessa sampolymerer kan vara lätt karboxylerade genom tillsats av mindre än en procent akrylsyra eller rnetakrylsyra vid sampolyme- riseringsprocessen (under bildning av en terpolymer). Exempel på lätt kar- 458 279 3 boxylerade butadiensampolymerer innefattar butadien-akrylnitrilsampolyme- rerna. Karboxylering av slagfasthetsmodifieraren kan medföra ökning av nätbildning med epoxihartset, men karboxyleringen har inte befunnits för- bättra de mekaniska egenskaperna hos kompositmaterialet, sanär som pa att den ökade kompatibiliteten tycks förbättra dess dämpningsegenskaper. Kar- boxylering astadkoms genom sampolymerisering med akrylsyra eller meta- krylsyra, sa att den erhållna slagfasthetsmodifieraren har ett syratal pa fran 0,5 till 10 mg KOH/g (baserat pa fastsubstans). De icke-karboxylerade sampolymererna innefattar polybutadien ympat med styren och/eller metyl- metakrylat och akrylnitril-butadien-styren-polymererna. Dessa sampolyrne- rer maste ha en glasövergangstemperatur (Tg) på mindre än -20°C, eftersom högre glasövergangstemperaturer kan medföra en förlust av slaghallfasthet hos kompositmaterialet. En molekylvikt pa mellan 500 000 och l 000 000 är att föredra, eftersom sampolymerer med lägre molekylvikt ger kompositma- terialet lägre slaghallfasthet och polymerer med högre molekylvikt kan medföra att kompositionens flytning i lamineringspressen förhindras.
Epoxihärdaren medför bryggbildningen i epoxihartset. Ehuru prak- tiskt taget vilken som helst av de vanliga epoxihärdarna kan användas, sasom dicyandiamid- eller diverse aminohärdare, är dicyandiamid att föredra pa grund av att den är mycket vattenlöslig. Alla använda hårdare bör dock vara vattenlösliga eller dispergerbara i vatten.
Det är lämpligt att ha en epoxikatalysator i kompositionen för att öka hastigheten av härdarens bryggbildningsreaktion med epoxihartset. Valet av katalysator kommer att vara beroende av valet av hårdare. F öredragen katalysator är Z-rnetylimidazol eftersom den samverkar bra med dicyandi- amid, den föredragna härdaren. Andra katalysatorer som kan användas innefattar tertiära aminer, exempelvis bensyldimetylamin, dimetylaminofe- noler och andra aminer. Även katalysatorn maste vara vattenlöslig eller dispergerbar i vatten.
Kompositionen kan efter önskan innehalla olika tillsatskomponen- ter, exempelvis fyllmedel. Vanliga fyllmedel är kalciumkarbonat, aluminium- trihydrat och kiselgeler.
Som nämnts innehaller kompositionen epoxihartset, fran 5 till 35% räknat i vikt baserat pa vikten av totala fastsubstansen av slagfasthetsmodi- fieraren, fran 1,5 till 7% baserat pa epoxivikten av härdaren och upp till 0,3% baserat pa epoxivikten av katalysatorn. Kompositionen kan dessutom inne- halla upp till 50%, baserat pa fast harts, av fyllmedlet, samt innehåller tillräcklig mängd vatten för att ge en viskositet av fran 100 till 400 cP. Om 458 279 4 man använder en komposition med lägre viskositet kommer fibersubstratet inte att ta upp tillräcklig mängd av kompositionen i en enda behandling, varför mer än en sadan blir nödvändig. Om viskositeten är högre kommer för mycket harts i kompositionen att tas upp pa fibersubstratet och luft kan bli inslutet i kompositionen.
Ehuru kompositionen kan framställas genom blandning av ingre- dienserna i vilken ordning som helst, är det att föredra att lösa härdaren i vatten och sedan i ordning tillsätta katalysatorn, vattendispersionen av epoxihartset och slutligen slagfashetsmodifieraren med tillhörande vatten, allt under intensiv omröring. Impregnering av fibersubstrat kan genomföras pà vanligt i sig känt sätt. Fibersubstratet kan bestå av papper, tyg, syntetisk duk eller andra lämpliga material. Impregnering kan genomföras vid rums- temperatur, företrädesvis i ett förhållande av fran 3D till 50% harts och från 70 till 50% fibersubstrat. När fibersubstratet blivit impregnerat med kompo- sitionen upphettas det för avdunstning av vattnet, vilket koacerverar eller koagulerar bada faserna till epoxihartset av B-stadium. Detta kan genom- föras vid en temperatur av fran 120 till lßüoC. De erhållna prepreg i B-stadium staplas i en press och lamineras, i typfallet vid frân 150 till ZZÛOC och fran 3,5 till 7 MPa. Kompositionen kan också spruttorkas, vilket àstadkoms genom sprejning av kompositionen i het luft för avdunstning av vattnet och framställning av ett pulver i B-stadium. Detta pulver i B-stadium kan därefter pressformas eller sprutgjutas under värme och tryck pa känt sätt för framställning av formprodukter. Efter härdning har den erhallna produk- ten en diskontinuerlig gummiartad fas som är homogent dispergerad i en hard, glasartad, kontinuerlig rymdnätsepoxifas.
Uppfinningen illustreras i det följande av följande exempel: EXEMPEL l En polymerisationssats framställdes med användning av en emul- sionshomopolymer av butadien, levererad av Goodyear under varubeteck- ningen "LPM 2374" med l:5,5% fastsubstans i vatten, stabiliserad med en syntetisk anjonisk surfaktant och inte innehållande någon inhibitor samt med en molekylvikt i omradet 1,0 x 106. Följande tabell anger satsens samman- sättning: 5 ëëïël ëäëæ .a_ qiwi wua "LMP 2374" ynipsimsx-.rac 1o9s.9 500.0 49.38 Styren Ymprrnnorier 269 . 4 269 . 4 26 . 61 retyl- metalflylat 2 Ynpmnoner 230.4 230.4 22.77 xzszos/imazo * Karalysatorlösning 2.5/1oo 2.5 0.25 A-wß/D-HZOZ * surfamantlösning 33.3/2oo 1o.o 0.99 2 . .
D-H 0 Ibsnmgsmedel 599.0 --- ____ 2 * avjoniserat vatten 458 279 Vid framställningen av satsen sattes 1Ü98,9 g "LPM 23714" till en 3000 ml fyrhalsad rundbottnad kolv, utrustad med omrörare, inloppsrör för kväve, termometer, dropptratt och uppvärmningsanordning. Kolven spelades med kvävgas under fem minuter och flödet reglerades så att ett lagt kväveöver- tryck upprätthålls under resten av behandlingen. Omröraren sattes igàng och 599 g avjoniserat vatten tillsattes langsamt, atföljt av tillförsel av 33,3 g av en anjonisk surfaktant, tillhandahallen av American Cyanamine under varube- nämningen “A-l03“. Surfaktanten hade först upplösts i 200 g avjoniserat vatten. (Additiv avsedda att reglera emulsions-pH eller öka den katalytiska effekten kan om så önskas tillsättes i detta stadium vid polymerisationsför- loppet.) Efter tillsatsen av det avjoniserade vattnet och surfaktanten värmdes flaskans innehåll langsamt till SSÛC, varefter 2,5 g kaliumpersulfat- initiator (KZSZOS) som dessförinnan lösts i 100 g avjoniserat vatten tillsattes.
Pa förhand blandade monomerer (269,4 g Styren och 230,14 g metylmetakrylat) hälldes i dropptratten och tillsattes kolven droppvis. Polymeriseringen tilläts vara exoterm, men hölls mellan 65 och 68°C under den följande tiden för tillsatsen, Z h. När monomererna blivit tillsatta, tillfördes kolven ytterligare l g kaliumpersulfatkatalysator, dessförinnan upplöst i 50 g avjoniserat vatten, och polymerisationsblandningen ornrördes och hölls vid GBOC under ytterligare tva timmar. Efter de tva timmarna vid 68°C kyldes den bildade cmulsionen 458 279 6 till rumstemperatur, pressades i en finmaskig sil av rostfritt stål för att avlägsna förekommande koagulum, mindre än 0,5 vikt-%, och förvarades för utvärdering. Denna produkt är i den tabell som följer nedan betecknad komposition L.
Ett antal ytterligare kompositioner framställdes med användning av en icke-jonisk vattendispersion av en diglycidyleter av ett bisfenol-A- -epoxiharts med en epoxiekvivalent vikt av 640 gramekvivalenter (på fastsub- stans) levererad med 60% total fastsubstans i vatten av Celanese Plastics and Specialties Company under varubenämningen "CMD 35201". Kompositionerna innehöll dessutom dicyandiamid, 2-metylimidazol (Z-MI), och en vattenbase- rad latex av en lätt ( och 67% butadien, levererad med 50% fastsubstans i vatten och stabiliserad med en syntetisk anjonisk surfaktant och med en molekylvikt på omkring 1,0 x 106, såld av Goodyear under varubenämningen "Chemigum 520". Kompo- sitionerna framställdes genom att först dicyandiamiden löstes i vatten med användning av den behållare som var utrustad med omrörare av propellertyp och anordningar för uppvärmning. Vattnet värmdes till 7Û°C och dícyandi- amiden tillsattes långsamt under omröring vid 70°C temperatur. Omröringen och varmhållningen fortsatte under 30 minuter efter det att dicyandiamiden blivit löst. Efter upplösningen av dicyandiamiden tillsattes 2- och löstes i lösningen, metylimidazolen varefter lösningen omrördes och hölls vid 70°C under ytterligare 15 minuter, för att därefter kylas till SÛOC. Epoxihartset sattes till en separat behållare, utrustad med en luftdriven omrörare av propellertyp och utförd för blandning med hög lyftning. Omröraren sattes till medelstor hastighet och den Z-metylimidazol och dicyandiamid innehållande lösningen tillsattes långsamt. Den erhållna lösningen omrördes under 15 minuter och latexen tillsattes långsamt under bibehållande av den medelmåttiga om- röringen. (Additiv och/eller fyllmedel kan om så önskas tillsättes vid detta stadium.) Den lösningsbaserade delen, (kompositionen F) bildades genom upplösning av ingredienserna i en blandning av metylcellosolv och aceton.
Blandningen omrördes under ytterligare 3D minuter och impregnerades där- efter i ett stycke glasfiberduk med dimensionerna 38 x38 cm, typ 7642, 17 x 2D trådar per cm och 0,25 mm tjock. Glasfiberdukcn doppades i komposi- tionerna och överfördes till B-stadium vid ISÛOC. Dessa prepreg i B-stadiet skars till kvadrater på 18 x 18 cm och presslamineradcs genom stapling av 30 stycken mellan skiljeplåtar av stål med släppmedelark mellan skiljeplåtarna och prepregstapeln. Presstrycket var 7 MPa vid temperaturen IBOOC under lh. De erhållna laminaten var omkring 6,5 mm tjocka och användes för 458 279 7 framställning av prov av Charpy-slaghàllfasthet och skjuvhàllfasthet. Kompo- sltionerna B, C, D och E var ocksa lämpade för spruttorkning. Följande tabell upptar kompositionerna och provresultaten. 458 279 11 11 11 o@.vP 11 11 11 ~w.w« 11 11 11 ~m.m« °.~@ °.m@ vor OFF ON, O., Q.. Q., o.P 0.? o.P 0.? O., o._ oæf om? om, om. om? omv omr omP Q@_ m.m o.ß o.> m.~ ß.m >.m ~.m >.m >.m o.@ o.@ o.w Q.m o.w o.@ Q.w Q.@ O.@ cm- om. omv om? Qm_ om? Om. omr om, ß.@m «.v~ @.- o.m~ >.Q~ mm~ °.0@ Q.om CNN Q.~ f.m« Q.m« 0.@« m.m« m.wv mo.~ 11 11 11 11 11 11 11 11 w_.o ø~.o @_.o o~.o m~.Q ß..0 w_.o mP.o Q~.@ @w.~ 11 11 11 11 11 11 11 11 o>.@ 11 o>.@ o@.~_ mß.w. mo.Of O>.@ mm.m 11 11 Om.~ o@.~ m~.@ m@.« @m.m mw.F 11 11 0.0? 11 oO.@~ @o.m_ 00.0, o0.m 11 æ«.~ >ß.~ m«.~ w_.~ æo.~ wm.~ mv.~ mw.N >ß.~ P«.m_ 11 11 11 11 11 11 11 11 _o.«@ mo.>m ~m.>æ 111 >ß.- ~«.~w -.~@ æP.~@ mo.>m A m 0 m m 0 u m < ÖW=zmHU æxoomfz ÖU=oæ|<|Fww= 300 @Ummmv1mx= oo _E_@$â n 9.3 1.sfiuow wH> wqs uo .än 1mmcH:uom mmï xuæuummcflçsuom wfla asflømuw1m \uo \.mEme .e:fløm»m1m vmcflawfi fl -«:w=cflmu~«m mo ...EåwQxwÉ wšwflflmummm »~H>Hxmpmt 1332 Ho~«@fiEHH»u@e1~ cøuæum äëßä Hfi~pfl:H>~¥< =O~m em@fiEw;u= wflEm«uc«>uH@ mumumfiwfl¶Q: nmvwsummmmmfim =~o~mm 020: >m æ|uxA> 458 279 =m~m««@x= H w@=m>=m som ~ms>Hom.Emm|Hfl»»fl=H>»x~|awfiøm~:n @@»:flm>mfixon~m0 cm HmUflEøs 300 Gmuw Afloumum a ummw wow V mficmwflmuumslmlfiocmwmfln >m Hwuwfiæøflomflmfiø :w mmofimmcuwucmmw :www uåfläuæmaflflnuficaæhxmufimflømudn øøuøfimšfimxonumx cm 200 muhdfixomw »um >m uxswøm :w mæamcm xmficmxmfi xmflämcæo N_«PN ll m.wßP m.ßm UmHWxmO .xow Ufl> x ïwü .i mi! Qmm ømäxwo 550m 9.5 z æ.vwF ll m.Pw~ N_vm ®mHWMm xoæ ©fl> x N~mm ll v~mw w_Nm UmHmxm xoom ©H> x f.wvP m_vm m.mm~ P~wmw w_u®fiummwaHmß ...åfixm å. mficxo w_w@ m._m m_m> m.«@ @\wm~«xmo uñaøv mcflcin Twæ m_om ivm w~mß æåzwumxm ÅRE 055m 9 mmm m: wfw :N Eómx wmumxmo .äw v? 1.3 flmhöcw H32. mmf mff N~Nf www E.mmx wmuwxwo ~xo@m w«> Asa. fimumcw Hmßoa mmm omr mm.. mom Eåmx mwumxm QS v? .så Åämcw H38 om-_ wow wcw mwf E.mmx wmwwxm .xoom øfl> Asp. Hmuwcw Hagos || min Nää mêm màävmoæ vä, ams w»wmwfiHW;>:fi1m .i .kfm mßm Ümm mmä JH com 92,. vw: -»wmwHHw§>:fixw >~Nm ß.mm m_mm m.mm æ|uxH> afiwcmccfl khtß: Jag .H I U .w N 458 279 10 I ovanstående tabell definieras "gummieffektivitet" (K) som totala slaghållfastheten dividerad med % gummi (butadien) som förefinns i lami- natets hartsmatris. Gummieffektiviteten är den gällande metoden för jäm- förelse av effektiviteten av tillsatt gummi med avseende på förbättringen av slagfasthetsegenskaperna. Kompositionen F i ovanstående tabell är en lös- ningsbaserad lack, i vilken CTBNIBÛÛXB används som slagfasthetsmodifierare och som är typisk för den sort som utvecklats av B. F. Goodrich. Kompositio- nen G är ett vattenbaserat system, i vilket "Chemigum 520" används och som är framställd enligt denna uppfinning. Även kompositionen L är föremål för denna uppfinning. Kompositionerna G och F innehåller akrylnitríl-butadien och kompositionen L. innehåller butadien, styren och metylmetakrylat. Dessa material sattes inte direkt till den laminerade lacken, utan finns i komposi- tionen på grund av att de förekommer i ett reaktivt tillstånd som beståndsde- lar i slagfasthetsmodifieraren. Så exempelvis innehåller kompositionen G 3,30% akrylnitril och 6,7% butadien, vilket motsvarar l0,Û% “Chemigum 520". De i tabellen angivna resultaten visar klart att "K", gummieffektivite- ten är mycket större för kompositionerna G och L. än för kompositionen F.
Tabellen visar att den omodifierade kontrollblandningen hade en ökning på S0,3% respektive 5l,5% i slaghållfasthet hos skårat respektive oskårat prov vid nedkylning från 300 K till 80 K. En större procentuell ökning i UT för skårat respektive oskarat prov (94,l och 73,596) observerades för laminatet G, ett laminat framställt enligt denna uppfinning, vilket innehöll 6,7% butadien, medan laminatet F, som innehöll 12% butadien, visade ökningar i UT på 79,6% och 613%. Liknande resultat iakttogs för skjuvhåll- fastheterna utom att båda modifierade laminaten visade nära nog identiska ökningar. Av dessa exempel kan man dra slutsatsen att de båda gummimodi- fierade laminaten blivit segare och inte blott plasticerade.
EXEMPEL 2 Kompositioner framställdes på samma sätt som i exempel l och med dessa kompositioner framställdes ett antal prepreg och utvärderades med avseende på deras adhesion till aluminium. Följande tabell anger sammansättningen av dessa prepreg i vikt-% och de förhållanden under vilka de framställts. Kompositionen J är typisk för föremålet för denna uppfinning och kompositionen K typisk för det slag som utvecklats av B. F. Goodrich. ll 458 279 Ingredienser, vikt-a I J x "om 35201" 97.03 07.32 -- '000-4533* --- -- 40.82 "now 661-A-e0" --- -- 40.02 "memigmn-szo" --- 10.00 --- Akrymitril --- 3.30 2.60 Butaaien -- 6.70 12.00 oicyanaiainid 2.77 2.49 2.16 z-mecylnnidazol 0.20 o . 18 0 . 20 Frarnställngä' e-scadiemperaum, °c 150 150 150 ß-scaaietid 5.0 5-0 5.0 Hartsmreiiäll vikt-e 19.0 60.0 67.0 * En làgmolekylâr butadien-epoxi-addukt sald av Spencer-Kellog Corp. och innehållande sampolymeren "1300 x 8 CTBM" fràn B. F . Goodrich.
Tva stycken (22,5> 7075 T-6 som tvättats med alkali, etsas med dikromat/svavelsyra och där- efter epoxiprimats användes vid provet. Aluminiumstycken överlappades 12,5 mm med kompositionerna mellan sig, varefter de lades i en kall press och uppvärmdes till l80°C under en timme och ett tryck av 5,5 MPa, varefter de kyldes under bibehållande av trycket. Ur de erhållna härdade plattorna med dimensionerna 23 x 19 cm skars 2,5 cm breda stycken för skjuvhallfast- hetsprov vid 300 K och 80 K. Proven genomfördes enligt ASTM D-2557 och ASTM D-1002. Fem provstycken provade vid varje temperatur och genom- snittsresultaten bestämdes. Provstycken som provades vid 800 K förbehandla- des genom värmevariationsbehandling mellan rumstemperatur och flytande kväve (80 K) tio gånger. Följande tabell anger provresultaten: 458 279 Prepreç- beteckning 12 J K Elastonertyp Ingen “Cnemigum 520" "XP-4533" Elastoxrer, vikt-*š " 10,0 14,6 Butadien, vikt-is " 3,3 12,0 Akrylnitril, víkt-% " 6,7 2,6 Hartsirxnehåll i prêpeg, Vikt-få 79,0 60,0 67,0 Skjuvhållfastliet vid 300K, MPa 4413 S290 3768 skjuvhällfashet vid BOK, MPa 2168 3218 3728 Ölmirxg av skjuvhâllfasüiet vid BOOK, % -- 19,9 -14,6 Ökning av skjuvhâllfasthet vid BOK, % -- 48,4 71,9 omieffativitet * l K l "' 6'°3 “'22 vid BOOK, % enmeffativitec *("1<") -- 14,67 5,99 vid 8OK, % *Glmnieffektivitet fås genom division av % ökning dividerad med butadi let.
Denna tabell visar att de adhesiva kompositionerna enligt denna uppfinning vid 300 K (rumstemperatur) visade nästan 20% ökning i skjuvhàll- fastheten i förhållande till kontrollkompositíonen, medan användningen av làgmolekylärt butadienmaterial "XP-QSB" medförde l4,6% skjuvhallfastheten i förhållande till kontrollen. minskning i Efter termisk cykling när fogarna behandlades vid H0 K visade proven att kompositionerna enligt denna uppfinning hade en ökning av skjuvhàllfastheten i förhållande till kontrollen. Ökningen var 48,496 för den adhesiv som innehöll “Chemigum 520" och 71,996 ökning för adhesiven innehållande "XP-4533".
En bättre förståelse för den förbättring av skjuvhàllfastheten som medförts av elastomertillsatserna far man om man tar de olika mängder aktiv elastomer (dvs. butadieninnehàllet) hos adhesiverna med i räkningen. Detta kan ske genom normalisering med hänsyn till mängden närvarande butadien pà 458 279 13 det sätt som skett i de sista tva raderna i ovanstaende tabell för att fa butadieneffektiviteten. Denna faktor är mycket större för adhesivet enligt föreliggande uppfinning (kompositionen J) vid bada provtemperaturerna än värden för samma faktor, erhållna fran det adhesiv som innehåller "XP-4533" (kompositionen K). Detta visar att effektiviteten hos butadienet är mycket större i kompositionen enligt denna uppfinning än vid hittills kända bland- ningar.
EXEMPEL 3 Laminat framställdes och provades med avseende pa dämpning.
De använda kompositionerna framställdes av en diglycidyleter av bisfenol-A- -epoxiharts med en epoxiekvivalent vikt pa 640 pa en fastsubstansbas levererad med 60% totalt fastsubstansinnehàll i vatten Celanese Plastics and Specialty Company under varubenämningen "CMD 35201", dicyandiamid, Z-metylimidazol och polybutadienadditiv med hög molekylvikt. Polybutadien- additiven erhölls fran Borg-Warner Corporation och bestod av vattenemulsio- ner av polybutadien som ryggrad och Styren och akrylnitril som sidokedjor.
Följande tabell ger innehållet av dessa additiv.
BORS-VMRNER-ABS-KONCEIVIRAT Icke- Genomsnittligt Genomsnittl: akryl- Polybutadienets flyktigt innehåll nitrilinnehall partlkel- Nummer vikt-Q: vikt-ia vikt-is SiIOrlEK BW 27024 32,75 50 12,5 StOr BW 27025 34,04 25 18,75 51101' BW 27026 33,92 35 16,25 Stol' sw 27027 32.45 40 15,00 Liten 458 279 Ingredienser ï ßß _BW_6 ï Älß Kontroll "CMD 35201 77,61 58,20 69,30 72,76 75,44 97,01 BW 27024 20,00 -- - -- 11,17 -- BW 27025 -- 40,00 -- - __ '- BW 27026 -- - 28,57 -- - -- BW 27027 -- -- -- 25,00 11,06 ~- Dicyandiaxuid 2,22 1,65 1,98 2,09 2,16 2,78 Z-netylixnidazol 0,17 0,13 0,15 0,16 0,17 0,21 Polybutadien 10,0 10,0 10,0 10,0 10,0 0,0 Akrylnitril 2,5 7,5 4,6 3,7 6,2 0,0 14 Dicyandiamiden löstes i avjoniserat vatten vid 70°C och Z-metyl- imidazolen tillsattes. "CMD 35201" placerades i en behållare som hade en höglyftningsblandare. Med blandaren igång tillsattes vattenlösningen av di- cyandiamiden och Z-metylimidazolen och blandningen omrördes under 10 till 15 minuter, atföljt av tillsats av ABS-koncentraten. Följande tabell anger sammansättningen i vikt-Vu av olika blandningar som framställdes: Laminat framställdes pà samma sätt som i exempel l och laminatens dämpegenskaper provades som beskrivet i en broschyr som publi- cerats av B å K Instruments Inc. med titeln "Measurement of the Complex Modulus of Elastricity: a Brief Survey". Med användning av den resonansfrek- vensteknlk som beskrivits i denna artikel mättes dämpningsfaktorn vid rumstemperatur och en pakänningsniva av 5000 x l0'6 cm/cm. Resonansfrek- vensenerna för dimensionerna hos provstyckena (längd 18 cm, bredd 2,5 cm, tjocklek 6,5 mm) làg i omrâdet 250-300 Hz. Följande tabell ger dämpnings- faktorn för var och en av de provade kompositionerna och den procentuella ökningen i dämpningsfaktorn som inträtt som resultat av tillsatsen av den högmolekylära polybutadiensampolymeren. 458 279 15 Hartsilïnêlïåll Dänpniligs-f Procentökning av (viJ Kontroll 33 , 8 ,0134 O BW2 34,9 ,0173 29,1 BWÅ 32,8 ,O176 31,3 BW6 32,8 ,0167 24,6 aws 33,8 mas 23,9 BW10 32,2 ,0162 20,9 * Vid rumstenperatur och 5000 + 10-6 cm. /i cm. pâkäxming Ovanstående tabell visar att den procentuella ökningen är dämp- faktorn pâ grund av användningen av de högmolekylära polybutadiensampoly- mererna i förhållande till kontrollen ligger i omrâdet från 21% till 31%.
Den ovanstående tabellen visar att man far markerat förbättrad slaghallfasthet, med och utan skärning, vid 300 K av modifiering med slagfasthetsmodifierare enligt exemplet, vilket framgår av jämförelsen av komposition H och F med komposition L. Tabellen visar också att slagfasthetsmodifieraren enligt detta exempel medför mera effektiv gummiutnyttjning, vilket framgår av att K-värdet i ovanstaende tabell och att modifieringen med slagfasthetsmodifieraren enligt exemplet medför större seghet och inte blott en plastificering.

Claims (8)

1. 458 279 16 PATENTKRAV l. En vattenbaserad värmehärdande epoxikomposition, k ä n n e - t e c k n a d av att den innehåller ett vattenkompatibelt epoxiharts, fran 5 till 35%, baserat pa totala mängden fast material, av en vattendispergerad ernulsionspolymeriserad slagfasthetsmodifierare, fràn 1,5 till 7%, baserat pa vikten av nämnda epoxiharts, av en vattenkompatibel epoxihärdare, upp till 0,3%, baserat pa epoxihartsets vikt, av en katalysator och tillräcklig mängd vatten för alstring av en viskositet av fran 100 till 400 cP.
2. Kornposition enligt krav l, k ä n n e t e c k n a d av att epoxi- hartset är en diglycidyleter av bisfenol A.
3. Komposition enligt krav l eller 2, k ä n n e t e c k n a d av att epoxihartset är i vatten med ett pH av fran 6 till B. la.
4. Komposition enligt nagot av föregående krav, k ä n n e t e c k - n a d av att härdaren är dicyandiamid.
5. S. Komposition enligt nagot av föregående krav, k ä n n e t e c k - n a d av att katalysatorn är 2-metylimidazol.
6. Komposition enligt något av kraven 1 till 5, k ä n n e t e c k n a d av att slagfasthetsmodifíeraren är en sampolymer av butadien och en därmed i en emulsionspolymerisationsprocess sampolymerbar monomer, varvid sam- polymeren har en Tg pa mindre än -200 till 1 ÜÜO 000.
7. C och en molekylvikt av från 500 000 Komposition enligt krav 6, k ä n n e t e c k n a d av att slagfast- hetsmodifieraren är ' karboxylerad till ett syratal av från 0,5 till 10 mg KOH g, baserat pa fastsubstans.
8. Sätt att tillverka ett laminat, k ä n n e t e c k n a t av att man impregnerar ark av ett fibröst material med en komposition enligt nagot av kraven l till 7 upphettar dessa ark för koacervering eller koaguleríng av hartskompositionen, avdunstar vattnet och överför kompositionen till B~sta- dium, staplar arken samt upphettar och pressar de staplade arken.
SE8404972A 1983-10-21 1984-10-04 En vattenbaserad vaermehaerdande epoxikomposition och saett att tillverka ett laminat daerav SE458279B (sv)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US06/544,150 US4482659A (en) 1983-10-21 1983-10-21 Toughened thermosetting compositions for composites

Publications (3)

Publication Number Publication Date
SE8404972D0 SE8404972D0 (sv) 1984-10-04
SE8404972L SE8404972L (sv) 1985-04-22
SE458279B true SE458279B (sv) 1989-03-13

Family

ID=24170956

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SE8404972A SE458279B (sv) 1983-10-21 1984-10-04 En vattenbaserad vaermehaerdande epoxikomposition och saett att tillverka ett laminat daerav

Country Status (5)

Country Link
US (1) US4482659A (sv)
JP (1) JPS60108416A (sv)
DE (1) DE3438397A1 (sv)
GB (1) GB2148311B (sv)
SE (1) SE458279B (sv)

Families Citing this family (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
ZA854883B (en) * 1984-08-27 1986-04-30 Dulux Australia Ltd Coating compositions
US4762866A (en) * 1986-03-12 1988-08-09 National Starch And Chemical Corporation Latex adhesive for bonding polyether urethane foam
AU593100B2 (en) * 1986-05-02 1990-02-01 Dow Chemical Company, The Curable latex composition, films and foams formed therefrom and method for curing the composition
EP0245021A3 (en) * 1986-05-02 1988-08-10 The Dow Chemical Company Curable latex composition, films and foams formed therefrom and method for curing the composition
GB8718997D0 (en) * 1987-08-11 1987-09-16 Tba Industrial Products Ltd Piledriver pads
JPH0196626A (ja) * 1987-10-07 1989-04-14 Sharp Corp 液晶表示パネル
CA2015905A1 (en) * 1989-05-16 1990-11-16 Louis Christopher Graziano Acrylic adhesive compositions containing crosslinking agents and impact modifiers
US5464902A (en) * 1992-03-23 1995-11-07 Cytec Technology Corp. Toughening of brittle epoxy resin matrices with functionalized particulate elastomers
GB2269385A (en) * 1992-07-14 1994-02-09 Coates Brothers Plc Coating compositions
JPH0910673A (ja) * 1995-04-27 1997-01-14 Mitsubishi Heavy Ind Ltd ダンピング構造体及びダンピング被膜形成方法
US5858549A (en) * 1997-01-07 1999-01-12 National Starch And Chemical Investment Holding Corporation (Hydroxyalkyl)urea crosslinking agents
US5840822A (en) * 1997-09-02 1998-11-24 National Starch And Chemical Investment Holding Corporation Mono(hydroxyalkyl)urea and oxazolidone crosslinking agents
DE19807502B4 (de) 1998-02-21 2004-04-08 Basf Ag Verfahren zur Nachvernetzung von Hydrogelen mit 2-Oxazolidinonen, daraus hergestellte Hydrogele und deren Verwendung
US7528195B2 (en) * 2006-12-11 2009-05-05 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy Mixing and curing carboxy-terminated butadiene-nitrile rubber, epoxy resin and curing agent
CN116323161B (zh) * 2020-09-14 2024-07-02 住友电木株式会社 夹芯板的制造方法和夹芯板

Family Cites Families (27)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB736457A (en) * 1952-06-14 1955-09-07 Bataafsche Petroleum Mixtures of glycidyl polyethers and butadiene copolymers
US2879252A (en) * 1952-12-27 1959-03-24 Rubber And Asbestos Corp Adhesive compositions of polyepoxide resins and butadiene-acrylonitrile rubbers and method of making bristle brushes using same
FR1149324A (fr) * 1955-04-11 1957-12-24 Minnesota Mining & Mfg Compositions à base de résines époxydes et procédé de fabrication
US3058931A (en) * 1958-04-21 1962-10-16 Sherwin Williams Co Multicolor coating composition and method for preparation thereof
US3100160A (en) * 1959-04-29 1963-08-06 Johnson & Johnson Tape employing an adhesive comprising an epoxy resin and a polymer having carboxylic groups
US3027337A (en) * 1959-05-18 1962-03-27 Kendall & Co Pressure-sensitive adhesives and tapes containing same, said adhesive comprising a rubber, a tackifying resin and an epoxy compound
GB1053242A (sv) * 1962-05-18 1900-01-01
US3297608A (en) * 1963-05-31 1967-01-10 Exxon Research Engineering Co Method for curing epoxy resins under water
NL126828C (sv) * 1963-06-05
US3370104A (en) * 1964-06-22 1968-02-20 Grace W R & Co Sealing compositions containing a mixture of epoxy resins and a liquid rubber
US3894113A (en) * 1966-09-15 1975-07-08 Minnesota Mining & Mfg Bonding film
US3639500A (en) * 1968-05-09 1972-02-01 Avery Products Corp Curable pressure sensitive adhesive containing a polyepoxide a carboxylated diene polymer and an acrylic ester tackifier
GB1247116A (en) * 1969-05-15 1971-09-22 Shell Int Research Process for producing high-impact thermosetting compositions
US3578548A (en) * 1969-07-14 1971-05-11 Monsanto Co Preformed resinous coverings adhered to architectural surfaces
BE793030A (fr) * 1971-12-20 1973-04-16 Goodrich Co B F Procede pour la realisation de matieres plastiques de resine epoxy
US4075148A (en) * 1974-07-12 1978-02-21 Ppg Industries, Inc. Water-based coating compositions
US4048000A (en) * 1974-07-29 1977-09-13 The Dow Chemical Company Process for providing improved head points in concrete block construction with latex-epoxy-cement adhesive
JPS5230837A (en) * 1975-09-03 1977-03-08 Toshiba Chem Corp Thermostable compositions for use in adhesives and thermostable lamina ted boards
US4130546A (en) * 1976-10-19 1978-12-19 Hitachi Chemical Company, Ltd. Thermosetting resin composition
GB2045767B (en) * 1979-01-04 1983-01-26 Dunlop Ltd Epoxy resinbutadiene polymer compositions
US4244850A (en) * 1979-01-29 1981-01-13 Desoto, Inc. Air curable latex
JPS568474A (en) * 1979-07-02 1981-01-28 Nitto Electric Ind Co Ltd Water-soluble adhesive composition
US4263362A (en) * 1979-11-23 1981-04-21 Ppg Industries, Inc. Coating composition for glass fibers and coated glass fibers made from same
JPS56120726A (en) * 1980-02-27 1981-09-22 Toshiba Chem Corp Epoxy resin composition having improved adhesiveness and cracking resistance
FR2478650A1 (fr) * 1980-03-24 1981-09-25 Commissariat Energie Atomique Ciment utilisable pour la fixation de protheses osseuses
US4297261A (en) * 1980-06-23 1981-10-27 Ppg Industries, Inc. Cationic polymers and their use in electrodeposition
JPS5770654A (en) * 1980-10-22 1982-05-01 Mitsubishi Gas Chemical Co Manufacture of laminated board

Also Published As

Publication number Publication date
GB2148311A (en) 1985-05-30
DE3438397A1 (de) 1985-05-09
SE8404972L (sv) 1985-04-22
GB8425647D0 (en) 1984-11-14
US4482659A (en) 1984-11-13
JPS60108416A (ja) 1985-06-13
GB2148311B (en) 1987-01-21
SE8404972D0 (sv) 1984-10-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
SE458279B (sv) En vattenbaserad vaermehaerdande epoxikomposition och saett att tillverka ett laminat daerav
SE463517B (sv) Vattenbaserade termohaerdbara epoxikompositioner samt saett att tillverka laminat med anvaendning daerav
EP0228450B1 (en) Rubber-modified epoxy compounds
US6063839A (en) Prepreg of reinforcing fibers, epoxy resins, crosslinked rubber particles and curing agent
EP0672707B1 (en) Microencapsulated curing agent for thermosetting resin compositions
KR101538193B1 (ko) 경화성 수지 조성물 및 수지 경화물
CN107250185A (zh) 多阶段聚合物组合物、其制备方法、其用途和包含其的组合物
KR20160030302A (ko) 고 유속, 수소화된 스티렌-부타디엔-스티렌 블록 공중합체 및 이의 이용성
US3322853A (en) Polyblends containing a graft copolymer of hydroxylated diene rubber, a copolymer containing a polybasic ethylenically unsaturated carboxylic acid with another vinylidene monomer, and a polyepoxide
EP2231729B1 (en) Acrylic-based rubber modified thermoset composition
US4990587A (en) Method of preparing toughened epoxy polymers
WO1995028431A1 (en) Epoxidized low viscosity rubber toughening modifiers for epoxy resins
JP2003238657A (ja) エポキシ樹脂組成物、樹脂硬化物、プリプレグおよび繊維強化複合材料
WO2016136052A1 (ja) エポキシ樹脂組成物、エポキシ樹脂硬化物、プリプレグおよび繊維強化複合材料
US3401213A (en) Graft copolymers of diene rubber substrate and hydroxylic polymer superstrate
JPS6222879A (ja) 熱硬化性接着フイルム
JPH06166765A (ja) プリプレグ
AU671485B2 (en) Novel polytelomerization process and polytelomeric products
JP2949374B2 (ja) 硬化性組成物
JPH0717732B2 (ja) エポキシ樹脂組成物をマトリックス樹脂とする構造材
CN108192301A (zh) 一种耐低温高韧性聚酯薄膜及其制备方法
CN110637062B (zh) 非粘性,柔软透明的苯乙烯热塑性弹性体
JPH05306359A (ja) エポキシ樹脂組成物
JP3354707B2 (ja) エポキシ樹脂組成物
JPH05339472A (ja) 繊維強化複合材料

Legal Events

Date Code Title Description
NUG Patent has lapsed

Ref document number: 8404972-5

Effective date: 19920510

Format of ref document f/p: F