SE463517B - Vattenbaserade termohaerdbara epoxikompositioner samt saett att tillverka laminat med anvaendning daerav - Google Patents

Vattenbaserade termohaerdbara epoxikompositioner samt saett att tillverka laminat med anvaendning daerav

Info

Publication number
SE463517B
SE463517B SE8501162A SE8501162A SE463517B SE 463517 B SE463517 B SE 463517B SE 8501162 A SE8501162 A SE 8501162A SE 8501162 A SE8501162 A SE 8501162A SE 463517 B SE463517 B SE 463517B
Authority
SE
Sweden
Prior art keywords
water
composition
epoxy resin
stage
composition according
Prior art date
Application number
SE8501162A
Other languages
English (en)
Other versions
SE8501162L (sv
SE8501162D0 (sv
Inventor
J R Marchetti
Z N Sanjana
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 SE8501162D0 publication Critical patent/SE8501162D0/sv
Publication of SE8501162L publication Critical patent/SE8501162L/sv
Publication of SE463517B publication Critical patent/SE463517B/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
    • 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
    • B32B37/00Methods or apparatus for laminating, e.g. by curing or by ultrasonic bonding
    • B32B37/06Methods or apparatus for laminating, e.g. by curing or by ultrasonic bonding characterised by the heating method
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08JWORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J3/00Processes of treating or compounding macromolecular substances
    • C08J3/12Powdering or granulating
    • C08J3/122Pulverisation by spraying
    • 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
    • B32B2250/00Layers arrangement
    • B32B2250/20All layers 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
    • 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
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08JWORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J2363/00Characterised by the use of epoxy resins; Derivatives of epoxy resins
    • 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
    • Y10T428/00Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/31504Composite [nonstructural laminate]
    • Y10T428/31511Of epoxy ether
    • 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.]
    • Y10T442/20Coated or impregnated woven, knit, or nonwoven fabric which is not [a] associated with another preformed layer or fiber layer or, [b] with respect to woven and knit, characterized, respectively, by a particular or differential weave or knit, wherein the coating or impregnation is neither a foamed material nor a free metal or alloy layer
    • Y10T442/2861Coated or impregnated synthetic organic fiber fabric

Landscapes

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

Description

465 517 2 kompatibel epoxihärdare, en verksam mängd vattenkompatibel katalysator för detta expoxiharts, från 5 till 35%, baserat på totala vikten fastsubstans av hartset, av en i vatten dispergerad sampolymer, som innehåller från 10 till 60% eten, propen eller blandningar därav, och från 10 till 90% vinylacetat, vinylklorid eller blandning därav, samt tillräcklig mängd vatten för att ge kompositionen en viskositet av från 100 till 400 cP.
Uppfinningen avser vidare ett sätt att tillverka ett laminat med användning av en komposition enligt föregående stycke, kännetecknat av att man impregnerar skikt av ett fibröst material med kompositionen, värmer skikten för koacervering eller koagulering av kompositionen, avångar vattnet och överför kompositionen till B-stadium, staplar skikten och uppvärmer och pressar de på varandra staplade skikten tills kompositionen övergått till C-stadium.
Vi har funnit att elastomerer med hög molekylvikt, till och med sådana elastomerer, som inte kan bilda kovalenta bindningar med epoxier på grund av att de saknar epoxi-amin- eller karboxylavslutningar, trots detta kan införlivas med epoxihartser utan ömsesidig koagulering så att man får en komposition med låg viskositet. Detta uppnås med användning av elastomerer som är i latexform och är framställda genom emulsions- polymerisation och med användning av epoxihartser som är dispergerbara i vatten. De seggjorda termohärdande kompositionerna .enligt denna uppfin- ning har använts vid tillverkning av kompositmaterial' som har högre slaghållfastheter, högre brottseghet och bättre' dämpning än kompositer som tidigare framställts av elastomerer med låg molekylvikt. Komposit- materialen kan också göras flamretardenta med användning av en vinyl- klorid som innehåller slagstyrkemodifierare. Kompositionerna enligt denna uppfinning är inte begränsade till användningen av polymerer med låg molekylvikt på samma sätt som är fallet vid tidigare med elastomer seggjorda epoxihartser. Användningen av material med hög molekylvikt ger bättre laminatkvalitet, i det att material med låg molekylvikt tenderar att migrera ut ur laminatet om det inte bibríngas tvärbindningar.
Kompositionen enligt denna uppfinning är ett vattenbaserat impregneringsmedel och utgör en intim stabil emulsion av ett i vatten emulgerbart värmehärdande epoxiharts, en vattenkompatibel epoxihärdare, en slaghållfasthetsmodifierare och tillräcklig mängd vatten för att ge den önskade viskositeten. Kompositionen kan också innehålla olika fyllmedel och en katalysator för att understöda epoxihartsets härdning. 465 517 Vilket epoxiharts som helst som är emulgerbart i vatten och värmehärdbart kan användas i en komposition enligt denna uppfinning.
Dessa epoxihartser levereras normalt i vatten, men de kan innehålla några fa procent av ett organiskt lösningsmedel, exempelvis metylcellosolv, som kopplingsmedel. Epoxihartsemulsionen bör ha ett pH av fràn 6 till 8, eftersom lägre och högre pH-värden medför hydrolys av oxirangrupperna.
Exempel pa typer av epoxihartser som kan användas vid tillämpning av uppfinningen innefattar diglycidyletrar av bisfenol A, diglycidyletrar av bisfenol S, novolakepoxier, cykloalifatiska epoxier, hydantoinbaserade epoxier och förbromerade epoxier. Epoxihartset har företrädesvis en epoxiekvivalent vikt (EEV) av från 100 till 1000.
Epoxihärdaren medför rymdnätsbildning i epoxihartset. Prak- tiskt taget vilken vattenkompatibel epoxihärdare som helst kan användas, exempelvis dicyandiamid, vattendispergerbara fenoliska hårdare eller olika aminohärdare, såsom dietylentriamin och diamindifenylsulfan. Emellertid är föredragen epoxihärdare dicyandiamid, eftersom den är mycket lättlös- lig i vatten.
Det är lämpligt att kompositionen innehåller en vattenkompati- bel epoxikatalysator för accelerering av härdarens rymdnätsbildning med epoxihartset. Valet av katalysator är beroende av vilken speciell härdare som valts. Föredragen katalysator är 2-metylimidazol (2-MI) eftersom den arbetar bra tillsammans med dicyandiamid, som är att föredra som hårdare. Andra katalysatorer som kan användas innefattar tertiära aminer, exempelvis bensyldimetylamin, dimetylaminofenoler och andra aminer.
Slaghâllfasthetsmodifieraren är en polymer som, efter härdning, bildar en diskontinuerlig fas i den kontinuerliga fasen av epoxihartset.
Slaghâllfasthetsmodifieraren är i form av en vattenbaserad latex, vilken är en typ av emulsion. Detta innebär att slaghallfasthetsmodifieraren maste vara vattenkompatibel, dvs. antingen löslig, dispergerbar eller emulgerbar i vatten. Dessa slaghällfasthetsmodifierare syntetíseras (dvs. polymeriseras) i vatten utan närvaro av organiskt lösningsmedel. De slaghàllfasthetsmodi- fierare som används i en komposition enligt uppfinningen är sampolymerer av en etenisk monomer och en vinylisk monomer sampolymeriserbar därmed i en emulsionspolymeriseringsprocess. Den etyleniska monomeren kan vara eten, propen (inklusive isopropen) eller en blandning av dessa.
Eten är att föredra eftersom dess sampolymerer är i handeln tillgängliga produkter. Den vinyliska monomeren kan vara vinylacetat, vinylklorid eller 4.63 517 4 en blandning därav. Sampolymeren är frän 10 till 60% (samtliga procentsat- ser häri är räknade i vikt) av den eteniska monomeren och från 40 till 90% av den vinyliska monomeren, baserat på totala monomervikten. Dessutom kan sampolymeren innehålla tillräcklig mängd akrylisk monomer för att ge den ett syravärde av från l till 60. Den akryliska monomeren kan vara akrylamid, akrylsyra, metakrylsyra eller en blandning därav. Akrylsyra eller metakrylsyra är att föredra eftersom de är mer reaktiva med epoxihartser.
Kompositionen kan innehålla olika eventuella komponenter såsom lösliga färgämnen, pigment, flamretardatorer och fyllmedel. Vanliga fyllmedel innefattar kalciumkarbonat, aluminiumtrihydrat, silika och kvarts.
Kompositionen innehåller epoxihartset, från 5 till 35% (räknat på totala vikten fast hartsmaterial) slaghållfasthetsmodifierare, en effek- tiv mängd (i typfallet från 1,5 till 7% baserat på epoxihartsets vikt) härdare och en effektiv mängd (i typfallet upp till 0,3% baserat på epoxihartsets vikt) katalysator. Kompositionen kan också innehålla upp till 50% (baserat på fast hartsmaterial) fyllmedel.
För impregnering av fibrösa substrat innehåller kompositionen tillräcklig mängd vatten för att ge en viskositet av från 100 till 400 cP. Om man använder en komposition med lägre viskositet kommer det fibrösa substratet inte att ta upp tillräckligt mycket av kompositionen i ett enda pass, varför mer än en behandling kommer att vara nödvändig. Om högre viskositet används, kommer alltför mycket av hartset i kompositionen att tas upp på det fibrösa substratet och luft kan komma in i kompositionen.
Ehuru kompositionen kan beredas i vilken blandningsordning som helst, är det lämpligt att först lösa härdaren i vatten, därefter sätta till katalysa- torn och sedan epoxihartset dispergerat i vatten samt slutligen slaghäll- fasthetsmodifieraren i vatten, det hela under kraftig omröring.
Impregneringen av ett fibröst substrat kan genomföras på vanligt, väl känt sätt. Substratet kan bestå av papper, tyg, glasväv, kolfiberväv, syntetväv eller annat lämpligt material. Impregneringen kan genomföras vid rumstemperatur, lämpligen vid ett förhållande av från 30 till 50% harts och från 50 till 70% fibersubstrat, baserat pa den totala laminatvikten. När fibersubstratet impregnerats med kompositionen, upp- värms det för avdunstning av vattnet, vilket koacerverar eller koagulerar båda faserna så att epoxihartset överförs till B-stadiet (partiellt reagerar). w. s 465 517 Detta kan uppnås vid en temperatur på från 120 till l80°C. De erhållna prepregen i B-stadiet staplas i ei press och lamineras, i typfallet vid från 150 till 22000 och från omkring 3,5 till 7 MPa.
Kompositionerna enligt denna uppfinning kan också spraytorkas, vilket uppnås genom att kompositionen finfördelas i het luft för avdunst- ning av vattnet och bildning av ett pulver i B-stadium. Detta pulver kan därefter tryckformas eller sprutformas under värme och tryck på känt sätt för överföring av hartset till C-stadiet (helt färdigreagerat) och därmed framställning av formade produkter. Den efter härdningen erhållna produk- ten har en diskontinuerlig gummiartad fas som är jämnt dispergerad i en hard glasartad kontinuerligt rymdnätsbildande epoxifas. Dessa komposi- tioner kan också spraytorkas för framställning av gjutpulver.
Uppfinningen illustreras ytterligare i det följande av följande exempel: EXEMPEL De vid dessa experiment använda utgångsmaterialen framgår av följande: Den för härdningen av epoxihartset använda rymdnätsbildaren eller härdaren var dicyandiamid. Detta är den härdare som valts, men andra i vatten dispergerbara typer, inklusive aminer, fenoler och liknande, skulle kunna användas för härdningen av epoxihartset. "CMD 35201" är en ickejonisk vattendispersion av ett epoxiharts med ett EEV = 640 geq (på fast material) levererad med 60% totalt fast material i vatten av Celanese Plastics and Specialties Company. Den valda katalysatorn är 2-MI och den användes för att förbättra reaktiviteten hos dicyandiamiden vid lamine- ringen. Dessutom befordrar 2-MI i kombination med dicyandiamid riktig övergång till B-stadium och goda härdningsegenskaper. "Airflex 4l6" (Tg=0°C) är en lätt karboxylerad terpolymer med hög molekylvikt (över 5,0xl04 g/mol) avsedd för adhesivtillämpningar för vinylacetat, eten, och en tredje monomer som ger karboxylfunktionalitet, vilken förmodas vara akrylsyra och levereras av Air Products Company med 52% total fast- substans. "EVCL 48l4" (Tg = l4°C) är också en emulsionsterpolymer men består av eten, vinylklorid och en tredje monomer som medför låga karboxylfunktionalitetsnivåer. Detta material levereras med 47%' total fastsubstans och innehåller omkring 40% kloridfunktionalitet på icke- flyktig bas. “EVCL 4814" har en molekylvikt på minst 5,0xl04 g/mol.
"Airflex 400" (Tg=0°C) är en 80/20 vinylacetat/etenemulsionsampolymer 463 517 med hög molekylvikt som levereras med 55% fastsubstans av Air Products Company. "EVCL 4500" (Tg=0°C) är en Air Products Company emulsions- terpolymer av eten, vinylklorid och en tredje monomer, som medför låg amidfunktionalitetsnivå. "EVCL 4500" innehåller 39% (vikt) klor och leve- reras med 50% total fastsubstans. "Epon 828" är väsentligen diglycidyleter av 2,2-bis-(4-hydroxifenyl)-propan. Detta material framställs med reaktion av epiklorhydrin med bisfenol-A. "Epon 828" har en genomsnittlig ekviva- lentvikt av 188,5 g/eq. "DER 661-A-80" är ett epoxiharts av diglycidyleter- typ som levereras av Dow Chemical Company med 80% total fastsubstans i aceton. "DER 661-A-B0" har en epoxiekvivalentvikt av 525 g/eq.
Kompositionsdata och B-stadie- och lamineringsförhållanden för hartssystem som visar fördelarna med våra kompositioner framgår av den följande Tabell l. I denna tabell tjänar laminatet E som kontroll och har därför inte modifierats med slaghållfasthetsmodifierare. Detta material är väsentligen ett laminat av ett NEMA grad G-10 epoxi och glasfibertyg som utmärker sig för extremt hög mekanisk hällfasthet vid rumstemperatur.
Impregneringslacker A, B, C och D framställdes först genom upplösning av dicyandiamid i vatten. Detta utfördes genom tillsats av lämplig mängd vatten till en med omrörare av propellertyp utrustad behållare och en uppvärmningsanordning. Vattnet värmdes till 70°C och dicyandiamid tillsattes långsamt under omröring och upprätthållande av vattentemperaturen vid 70°C. Omröring och uppvärmning fortsattes under 30 minuter efter det att dicyandiamiden lösts. Efter lösningen av dicyn tillsattes 2-MI-katalysatorn och löstes i dicy/vatten-lösningen, som omrör- des och hölls vid 70°C under ytterligare 15 minuter efter lösningen av 2- MI. Lösningen kyldes därefter till 50°C.
En lämplig mängd av CMD 35201 sattes till en separat behållare utrustad med en luftdriven omrörare av propellertyp utförd för blandning med högt lyft. Omröraren inställdes till en medelhastighet och 2-MI/dicy- lösningen sattes långsamt till CMD 35201. Den erhållna lösningen omrördes under 15 minuter och slaghàllfasthetsmodifieraren (Airflex 400, Airflex 416, EVCL 4500 eller EVCL 4814) tillsattes långsamt under upp- rätthållandet av medelmåttig omröring. De erhållna vattenhaltiga lamine- ringslackerna omrördes 30 minuter för impregnering pä glastyg. Tillsatser och/eller eventuella fyllmedel kunde sättas till vid denna tidpunkt av blandningsförloppet. Det lösningsmedelsbaserade epoxihartssystemet för G- 10-laminatkontrollprovet bildades genom upplösning av ingredienserna i metylcellosolv. 7 1' 6 5 5 " Tabell 1 A B C D E Vikt-% CMD 35201 82,4 82,4 82,4 82,4 -- Vikt-% Epon 828 -- -- -- -- 22,1 Vikt-% DER 661-A 80 -- -- -- -- 74,2 Vikt-% dicyandiamid 2,4 2,4 2,4 2,4 3,6 Vikt-% BDMA -- -- -- -- 0,2 Vikt-% 2-MI 0,2 0,2 0,2 0,2 -- Vikt-% Airflex 400 15,0 -- -- -- -- Vikt-% Airflex 416* -- 15,0 -- -- -- Vikt-% EVCL 4814 -- -- 15,0 -- -- Vikt-% EVCL 4500* -- -- -- 15,0 -- B-stadium: Temp., OC 150 150 150 150 150 Tid, min. 5,0 5,0 5,0 5,0 5,0 Eíf2i!1@_1“ïf_12= .
Tryck, MPa 6,7 6,7 6,7 6,7 6,7 Temp., OC 180 180 180 180 180 Tid, h 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 Hartsinnehåll vikt-% 31,1 37,7 31,0 30,2 35,8 * möjligen kovalent bindning mellan slaghàllfasthetsmodifierare och epoxi- matris.
Fiberglastyg av typen 7642 användes för framställning av prepregar med dimensionerna 40 cm x 40 cm av de hartssystem som anges 'i tabell 1. De våta prepregarna överfördes till B-stadium under de förhållan- den som anges i tabellen, skars till kvadratiska stycken på 18 cm x 18 cm och presslaminerades genom stapling av 30 stycken mellan stålplattor med Tedlar-formsläppark mellan plattorna och prepregstapeln. Laminaterna var omkring 6,5 mm tjocka och användes för framställning av provstycken för Charpy-slaghållfasthetsprov vid 298K och 80K. Provdata framgår av tabell 2.
Skårade och oskårade slagprovstycken framställdes av experi- mentlaminaten och slaghållfastheten mättes vid 298K och 80K. Slaghåll- fasthetsdata framgår av tabell 2. w 465 517 mPw~NP oom.wP wPæ_m mmß.mP oßæ.ß ßmm.oP mPm_m æmo.æ HHOHMQOM H wPm~w oææ.NN mmm_m Pow~mN ~m~_> æwm.wP NNo~w m«w.wP oomw AU>H æßN.w Pmm_m« ßmN.m mm~.oP vwww QURM || mw«.« || mw>_- || ~wm.« 1- owm.o~ @«@.> «mm_> P«P_mP «@w.m- «~m.« mPo.w m«m.w m>m.mP wP« xwfiwnflm acw xwfiwflflm |m| .Jm| N qumwß ~s\w .ømnmxwo .muom ufl> Afls. flmHw=wm@=flHmHp«=H ~eö\n .ømuwxmo .moow uH> qmu Hmnwqw Hmæfi s\n _wmHWxm N .mocw vw» .Hav flmHw=mmmafl~wfi»H=H ~ec\n .ømuwxw .Muow mn>..Hs. flmnmnw Hmfloa ~a\n .umumzwo .mowm~ wfi> fimHwnwwm=fi~wfi»fl=H ~a\n .wmuwgwø .mommw wfi> .a=. fimawnw Hmune ~a\u umumxm .mowmm vv» Afisv fim~w=mmw=fl~wfl~flcH ~E\w .øfluwxm .Mowm~ øfi> Aas. flmuwqø Hmnoa mumuwfimflwøemvwnpmmwfiHwflmmflw 465 517 Små oäfi Små Sñm flofiaom H Nwm.w~ wwæ.wP ßPN.m mmß~m oomw qU>H Q mmw~m m~v~w www Nwfiuufifl N wmw.æ~ wFo.m~ oom.NP mmm.ß oov Mwflmufifl .Q m HQHMÉB Nää .wmäxmo .moon E» o Nää .umnwxw .N08 E» o Nauš .wßwxmo .moäm v? m NÉÉ .wmnmxm .Mowmw v? .o wääflwfiønäumfimmufifimnmmfim 10 463 517 I tabell 2 avser uppgiften UT den totala energin (i J/cmz) som erfordras för fullständigt brott, medan U; representerar den energi (J/cmz) som erfordras för att initiera en spricka i provet. Skillnaden, AU = UT-Ui, är sålunda ett mått på den energi som krävs för att sprickan skall fortsätta genom provet och är representativ för materialets inherenta seghet. AU- värdena framgår av tabell 3.
Följande slutsatser kan dras av de i tabellerna 2 och 3 givna data: Av tabell 2 framgår att användningen av de angivna eteniska sampolymererna leder till märkbara förbättringar med avseende på totala slaghållfastheten (UT) vid 298K. Modifieringen av epoximatrisen med Airflex 400 och EVCL 4500 (A och D) ger större total slaghållfasthet (UT) än både Airflex 418 och EVCL 4814.
Vid 80K är skillnaderna i slaghallfasthet mellan G-10-kontrollen (E) och laminaten (A och D) enligt experimentet ännu mer framträdande.
Den energi som krävs för att en sprickbildning skall fortsätta genom provstycket visar bäst inflytandet av de eteniska sampolymererna på segheten vid 298K och BOK. Av tabell 3 framgår att AU vid 298K för samtliga laminat som experimentet gäller är avsevärt högre än för G-lü- kontrollen.
Vid 80K, tabell 3, är skillnaderna i storlekarna av AU till och med ännu mer framträdande, i det att AU vid BOK för A (skårad) är 16,018 J/cmz jämfört med 5,920 J/cm för G-10-kontrollen. För skårade prov är AU för A 18,456 J/cmz jämfört med AU = 2,487 J/cmz för G-l0- kontrollen.
Värdena visar sålunda att de eteniska sampolymererna fungerar som effektiva slaghållfasthetsmodifierare för värmehärdbara epoxiharts- kompositioner. Dessutom visar värdena att kovalent bindning mellan harts- matrisen och slaghållfasthetsmodifieraren inte är ett nödvändigt villkor för förbättring av slaghållfastheten. Teoretiskt är detta nya sätt att förbättra slaghållfasthetsegenskaperna analogt med allmänt använda metoder för framställning av maskintermoplaster, sådana som ABC, Noryl och liknande.
Ungefär 6 mm tjocka glaslaminat framställdes på det sätt som tidigare beskrivits.
Vibrations- och ljuddämpning i konstruktionsmaterial håller på att bli en allt viktigare egenskap hos organiska matriskompositer. Dämp- faktorer, tg 5, mättes på glaslaminat vid rumstemperatur och 200 Hz.
Tabell 4 visar erhållna värden. 'å 11 463 517 TABELL 4 Laminat Typ och mängd Dämp- % ökning modifierare faktor över kontroll Kontroll (G-10) Ingen 0,0080 -- A* Airflex 400 - 15% 0,0385 475 D* Airflex 4500 -15% 0,0360 450 A Airflex 400 - 15% 0,0358 448 D Airflex 4500 - 15% 0,0243 303 Värdena visar klart att de behandlade laminaten enligt uppfin- ningen också har upp till 475% högre dämpegenskaper jämförda med G-10- kontrollen. Till och med högre värden kan uppnås om man använder Kevlar- tyg i stället för glas i laminaten enligt tabell 4. Detta framgår av följande tabell 5, avseende prov vid rumstemperatur och 200 Hz.
TABELL 5 Laminat Armering Dämp- % ökning faktor över kontroll Kontroll (G-lÛ) Glas 0,0080 -- Kontroll* Kevlar 0,0l75 218 A Kevlar 0,04l2 515 * Samma som G-10-kontrollen så när som på impregnerad över Kevlar (tyg av en polyimid).
De elektriska egenskaperna hos laminat tillverkade vid provan- läggningen märkta med en *) bestämdes. Förlustfaktorn, tg 8 , och dielektricitetskonstant, 6', för laminaten vid rumstemperatur framgår av tabell 6 och jämförs med ett G-10-laminat enligt standard NEMA.
TABELL 6 e 60 Hz 1 kHz 10 kHz Laminat tg 6 e' tg 6 e' tg ß e' G-10 0,004 5,3 ' 0,005 5,2 0,009 5,2 A 0,019 5,2 0,021 5,1 0,016 4,9 D 0.020 6,1 0,023 5,9 0,022 5,7 12 463 517 Värdena visar att viss restfukt kan förekomma i det vattenbase- rade systemet, men ett högre stadium vid inledningen (B-stadiet) torde avlägsna fukten före lamineringen.
Den dielektriska hällfastheten parallellt med och vinkelrätt mot laminaten mättes och framgår av tabell 7. Laminaten behandlades 48 h vid 50% relativ fuktighet och provades enligt ASTM D-l49.
TABELL 7 vinkelrätt Parallellt _ mot lamina med lamina _L¿r_ur¿ (volt/narokv/nm) (volt/m) (kv/m) A* 370 214 D* 410 243 G-10 445 300 Värdena visar nagot lägre dielektrisk styrka än ett standard G- 10 men värdena är fortfarande mycket acceptabla.
Värdena pa böjhallfasthet och elasticitetsmodul mättes vid rumstemperatur på laminat tillverkade i laboratoriet och anges i tabell 8.
TABELL 8 Böjhåll- Elasticitets- f t meg: Larmet maifierare (10 kp/unz) (10 kp/cinz) Kontroll* Ingen 4 , 51 0 , 25 A 15% Airflex 4oo 3,53 0,22 o 15% Ajrflex 4500 3,80 0,23 Den interlaminära skjuvhàllfastheten hos laminat som mätta med kort balkskjuvning framgår av tabell 9.
TABELL 9 ramjmt (Hr) Q/anz) -1eo°c (gp/GIF) Kontroll 464 1100 A 260 750 D 250 720 13 463 517 Tabellerna 8 och 9 visar minskning i nägra mekaniska egenska- per jämfört med kontrollen. Detta kan ge anvisning pà att vissa optime- ringsundersökningar krävs för förbättring av adhesionen till armerings- materialet.

Claims (6)

H 463 517 PATENTKRAV
1. Vattenbaserad komposition, vilken innefattar ett vattenemul- gerbart termohärdande epoxiharts, en effektiv mängd av en vattenkompati- bel härdare, en effektiv mängd av en vattenkompatibel katalysator för epoáihartset, en i vatten dispergerad sampolymer och vatten k ä n n e - tec knad av att sampolymeren är en vattenkompatibel terpolymer polymeriserad av 10 till 60% av en etylenmonomer vald bland etylen, propylen eller blandningar av dessa, 40 till 90% vinylacetat, vinylklorid eller blandningar av dessa och akrylamid, -akrylsyra, metakrylsyra eller blandningar av dessa i en mängd som ger ett syratal fràn l till 60 och tillräckligt med vatten för att åstadkomma en komposition som kan överföras i B-stadiet och vilken uppvisar en viskositet fràn 100 till 400 cP.
2. Komposition enligt krav l, k ä n n e t e c k n a d av att epoxi- hartset i emulgerat tillstànd uppvisar ett pH av fràn 6 till 8.
3. Komposition enligt krav l eller 2, k ä n n e t e c k n a d av att epoxihärdaren är dicyandiamid.
4. Komposition enligt krav l, 2 eller 3, k ä n n e t e c k n a d av att katalysatorn är 2-metylimidazol.
5. Komposition enligt krav 1-4, k ä n n e t e c k n a d av att kompositionen spraytorkas och överföras till pulverform.
6. Sätt att tillverka ett laminat med användning av en komposition enligt krav l till 5, k ä n n e t e c k n a t av att man impregnerar skikt av ett fibröst material till kompositionen, värmer skikten för koacervering eller koagulering av kompositionen, avangar vattnet och överför komposi- tionen till B-stadium, staplar skikten och uppvärmer och pressar de på varandra staplade skikten tills kompositionen övergått till C-stadium.
SE8501162A 1984-03-20 1985-03-08 Vattenbaserade termohaerdbara epoxikompositioner samt saett att tillverka laminat med anvaendning daerav SE463517B (sv)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US06/591,359 US4524107A (en) 1984-03-20 1984-03-20 Toughened thermoset laminates

Publications (3)

Publication Number Publication Date
SE8501162D0 SE8501162D0 (sv) 1985-03-08
SE8501162L SE8501162L (sv) 1985-09-21
SE463517B true SE463517B (sv) 1990-12-03

Family

ID=24366177

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SE8501162A SE463517B (sv) 1984-03-20 1985-03-08 Vattenbaserade termohaerdbara epoxikompositioner samt saett att tillverka laminat med anvaendning daerav

Country Status (5)

Country Link
US (1) US4524107A (sv)
JP (1) JPS60212417A (sv)
DE (1) DE3509565A1 (sv)
GB (1) GB2155938B (sv)
SE (1) SE463517B (sv)

Families Citing this family (23)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4590539A (en) * 1985-05-15 1986-05-20 Westinghouse Electric Corp. Polyaramid laminate
US5569686A (en) * 1987-05-15 1996-10-29 The Dow Chemical Company Polymeric adhesion promoter and latexes; and polymeric adhesion promoter, epoxy resins and latexes are used to improve adherence between various substrates
JPH0621274B2 (ja) * 1987-08-19 1994-03-23 大日本塗料株式会社 水系熱接着型被覆組成物
US5017632A (en) * 1989-12-14 1991-05-21 Rohm And Haas Company Water-based composites with superior cure in thick films, and chemical and shock resistance
DE69131081T2 (de) * 1990-01-26 1999-12-23 Nec Corp., Tokio/Tokyo Faserverstärkter Verbundwerkstoff
EP0576397B1 (de) * 1992-06-25 1998-07-22 Ciba SC Holding AG Lagerstabile Suspension von Härtern und Zähigkeitsvermittlern für Epoxidharze
GB2269385A (en) * 1992-07-14 1994-02-09 Coates Brothers Plc Coating compositions
US5776569A (en) * 1993-07-30 1998-07-07 The Dexter Corporation Coating composition for metal containers
US6111007A (en) * 1998-05-13 2000-08-29 Omnova Solutions Inc. Process for forming functionalized EPM or EPDM latex composition
WO2000004106A1 (en) * 1998-07-13 2000-01-27 Shell Internationale Research Maatschappij B.V. Waterborne epoxy resin coating compositions
ATE333487T1 (de) * 2000-02-07 2006-08-15 Nagoya Oilchemical Harzzusammensetzung, formmaterial und geformter gegenstand
DE10119141A1 (de) * 2001-04-19 2002-10-24 Cognis Deutschland Gmbh Wäßrige Beschichtungszusammensetzungen auf Basis selbst-dispergierender Epoxidharze
DE10119127A1 (de) * 2001-04-19 2002-10-24 Cognis Deutschland Gmbh Wäßrige Beschichtungszusammensetzungen auf Basis von Epoxidharzen
US6726957B2 (en) 2002-08-13 2004-04-27 Van Etten Holdings, Inc. Thermal insulating and acoustic absorption coating
US7572506B2 (en) * 2004-06-30 2009-08-11 E. I. Du Pont De Nemours And Company Aqueous primer surfacer compositions
US7435449B2 (en) * 2004-12-20 2008-10-14 Tnemec Company, Inc. Waterborne epoxy coating composition and method
US20070224362A1 (en) * 2004-12-20 2007-09-27 Remi Briand Two-part waterborne epoxy coating composition and method
DE102006017891A1 (de) * 2006-04-13 2007-10-25 Hexion Specialty Chemicals Gmbh Harzdispersion
DE102007029531A1 (de) * 2007-06-25 2009-01-08 Hexion Specialty Chemicals Gmbh Harzdispersion
US7824590B2 (en) * 2007-09-25 2010-11-02 The Boeing Company Textured surfaces
DE102007059969A1 (de) * 2007-12-11 2009-06-18 Henkel Ag & Co. Kgaa Stabile wässrige Epoxid-Harz Dispersion enthaltend Phenolharze zur autophoretischen Beschichtung von Metallen
EP2070984A1 (en) * 2007-12-12 2009-06-17 Hexion Specialty Chemicals Research Belgium S.A. Epoxy-phenolic resins co-dispersions
EP2443196A4 (en) * 2009-06-19 2015-09-30 Commw Scient Ind Res Org SELF-REPAIRING POLYMER MATERIALS

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB949460A (en) * 1960-01-05 1964-02-12 Metal Box Co Ltd Improvements in or relating to synthetic resin coatings for metals
GB1265489A (sv) * 1968-07-17 1972-03-01
GB1240709A (en) * 1968-07-18 1971-07-28 Ciba Ltd Curable compositions containing an epoxide resin and a copolymer of an olefine hydrocarbon with an olefine ester
US3806483A (en) * 1971-11-01 1974-04-23 Fuller Co H Storage stable,one-package,heat curable,water based compositions useful as adhesives,coatings,and the like
US3905931A (en) * 1972-11-10 1975-09-16 American Can Co Water-based film laminating adhesive from poly(ethyl acrylate), poly(ethylene/acrylic acid) and 1,2-epoxy resin
US3941857A (en) * 1973-03-15 1976-03-02 E. I. Du Pont De Nemours And Company Polyvinylchloride/olefin copolymers stabilized with epoxy resin
US4009224A (en) * 1975-08-11 1977-02-22 Minnesota Mining And Manufacturing Company Epoxy resin powder including ethylene vinyl acetate
US4222918A (en) * 1979-03-19 1980-09-16 Desoto, Inc. Aqueous emulsions, methods of making the same and impregnated rovings made from the emulsions
JPS592474B2 (ja) * 1979-12-19 1984-01-18 電気化学工業株式会社 接着剤組成物
JPS5815567A (ja) * 1981-07-21 1983-01-28 Nippon Paint Co Ltd 水性塗料組成物
FR2512045B1 (fr) * 1981-09-02 1987-05-07 Nippon Paint Co Ltd Compositions de revetement aqueuses contenant des resines en solution et des resines en dispersion, et dans lesquelles une partie au moins des resines en solution sont cationiques ou amphoteres

Also Published As

Publication number Publication date
US4524107A (en) 1985-06-18
DE3509565A1 (de) 1985-10-03
GB2155938B (en) 1987-06-24
JPS60212417A (ja) 1985-10-24
GB8506088D0 (en) 1985-04-11
SE8501162L (sv) 1985-09-21
GB2155938A (en) 1985-10-02
SE8501162D0 (sv) 1985-03-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
SE463517B (sv) Vattenbaserade termohaerdbara epoxikompositioner samt saett att tillverka laminat med anvaendning daerav
EP2562196B1 (en) Thermosetting composition
KR100473241B1 (ko) 에폭시 수지 조성물과 보조 가교제를 포함하는, 스티렌과 말레산 무수물의 공중합체
RU2395545C2 (ru) Эпоксидные смолы, упрочненные амфифильными блок-сополимерами, и электроизоляционные ламинаты, выполненные с ними
US6063839A (en) Prepreg of reinforcing fibers, epoxy resins, crosslinked rubber particles and curing agent
US4661559A (en) Impact resistant matrix resins for advanced composites
EP2148894B1 (en) Flame retardant composition
JP5922582B2 (ja) コンポジット組成物
EP1567589A1 (en) Hardener composition for epoxy resins
JPS62243624A (ja) アミノシラン結合剤で繊維状基板を被覆する方法
JP2005255822A (ja) ゴム強化エポキシ樹脂製品
CA2324353C (en) Polymer composite comprising a hydroxy-functionalized polyether or polyester and an inorganic filler and method for preparing the same
AU557131B2 (en) Epoxy resin composition and process for preparing laminates therefrom
US20130306357A1 (en) Epoxy resin composition, and prepreg and printed circuit board usng the same
US4760106A (en) Impact resistant matrix resins for advanced composites
JP4810875B2 (ja) 硬化性樹脂組成物
SE458279B (sv) En vattenbaserad vaermehaerdande epoxikomposition och saett att tillverka ett laminat daerav
JP2004175925A (ja) プリプレグ及び積層板
JPS6159330B2 (sv)
JP4894339B2 (ja) 繊維強化複合材料用エポキシ樹脂組成物
JP2006335791A (ja) エポキシ樹脂組成物、およびそれを含むプリプレグ
US4588778A (en) Toughening reinforced epoxy composites with brominated polymeric additives
CN105330765A (zh) 咪唑化合物及制备方法、含有该化合物的热固性组合物
JPH0586425B2 (sv)
JPS63117053A (ja) 積層板

Legal Events

Date Code Title Description
NUG Patent has lapsed

Ref document number: 8501162-5

Effective date: 19921005

Format of ref document f/p: F