SU1675265A1 - Polymer-mineral compound - Google Patents

Polymer-mineral compound Download PDF

Info

Publication number
SU1675265A1
SU1675265A1 SU894764202A SU4764202A SU1675265A1 SU 1675265 A1 SU1675265 A1 SU 1675265A1 SU 894764202 A SU894764202 A SU 894764202A SU 4764202 A SU4764202 A SU 4764202A SU 1675265 A1 SU1675265 A1 SU 1675265A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
carbon
composition
hyperise
notch
hours
Prior art date
Application number
SU894764202A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Мария Ивановна Курилина
Алексей Евсеевич Новиков
Original Assignee
Белорусский Политехнический Институт
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 Белорусский Политехнический Институт filed Critical Белорусский Политехнический Институт
Priority to SU894764202A priority Critical patent/SU1675265A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU1675265A1 publication Critical patent/SU1675265A1/en

Links

Landscapes

  • Paints Or Removers (AREA)
  • Macromonomer-Based Addition Polymer (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)

Abstract

Изобретение может бить использовано дн  защитных покрытий и обмазок, дл  за- моноличивани  стыков, заливки и заделки дефектов детэлей и конструкций. Цель изобретени  - повышение ударной в зкости и скорости набора прочности, а также снижение усэдки и водопоглощени  композиции. Полимерминеральна  композици  включает , мас.%: ненасыщенна  полиэфирна  смола 27,6-49,2; нафтенат кобальта 2,7-4,5; гипериз 1.1-1.5; порошок карбонильного металла 44,7-68,3; углеродные волокна с длиной 0,7-1,5 мк 0,1 0,3. Ударна  в зкость при изгибе составл ет до 39 кто см/см (с надрезом) и до 119 кгс см/см2 (без надреза ). Скорость набора прочности составл ет через 30 мин до 6 МПа, через 1 ч до 20 МНа, через 3 ч до 41,5 МПа, чсраз 24 ч до 95,8 МПа. Объемна  усадка составл ет 1,3%, водопог- лощение за 24 ч 0,02%. 2 табл.The invention can be used on the day of protective coatings and coatings, for sanding joints, filling and sealing defects of parts and structures. The purpose of the invention is to increase the toughness and speed of curing, as well as reduce the sedation and water absorption of the composition. The polymeric mineral composition includes, in wt%: unsaturated polyester resin 27.6-49.2; cobalt naphthenate 2.7-4.5; hyperise 1.1-1.5; carbonyl metal powder 44.7-68.3; carbon fibers with a length of 0.7-1.5 microns 0.1 0.3. Flexural viscosity at bending is up to 39 cm / cm (with a notch) and up to 119 kgf cm / cm2 (without a notch). The curing rate is 30 minutes to 6 MPa, 1 hour to 20 MNa, 3 hours to 41.5 MPa, 24 hours to 95.8 MPa. Volume shrinkage is 1.3%, water absorption in 24 hours is 0.02%. 2 tab.

Description

Изобретение относитс  к полимермине- ральным композици м на основе ненасыщенных полиэфирных смол и может быть использовано при получении защитных покрытий и обмазок дл  эамоноличивани  стыков, заливки и заделки дефектов деталей и конструкций.The invention relates to polymeric-mineral compositions based on unsaturated polyester resins and can be used in the preparation of protective coatings and coatings for the e-monolithing of joints, pouring and embedding defects of parts and structures.

Цель изобретени  - повышение ударной в зкости и скорости набора прочности, а также снижение усэдки и водопоглощени  композиции,The purpose of the invention is to increase the toughness and speed of curing, as well as reducing the sedation and water absorption of the composition,

В предлагаемой композиции в качестве порошков карбонильного металла могут быть использованы никель (ПНК-1Л), железо (Р-20) и другие металлы, полученные карбонильным способом.In the proposed composition, nickel (PNK-1L), iron (P-20) and other metals obtained by the carbonyl method can be used as carbonyl metal powders.

Используемые в предлагаемом составе углеродные волокна состо т преимущественно из углерода. Получают их из химиче- ских волокон (искусственных или синтетических) путем карбонизации приThe carbon fibers used in the inventive composition consist predominantly of carbon. They are obtained from chemical fibers (artificial or synthetic) by carbonization at

1400-2700°С в инертной атмосфере и строго контролируемых температурно-времен- ных услови х. В результате карбонизации образуетс  углеродный остаток волокнистой формы, при этом сохран ютс  морфологические особенности исходных волокон. Углеродные волокна характеризуютс  высокой тепло- и химстойкостью, хорошими физико-механическими показател ми. В отличие от порошкового графита углеродные волокна имеют своеобразное анизотропное строение. Они построены из фибрилл. По современной модели углеродного волокна его поверхность (хот  наиболее выт нута и ориентирована) содержит как выход щие на поверхность кра  кристаллитов (атомные слои углеродных решеток ), так и границы кристаллитов, микропоры, посторонние включени , Краевые атомы основных углеродных плоскостей кристаллической решетки (как1400-2700 ° C in an inert atmosphere and strictly controlled temperature and time conditions. As a result of carbonization, the carbon residue of the fibrous form is formed, while the morphological features of the original fibers are preserved. Carbon fibers are characterized by high heat and chemical resistance, good physical and mechanical properties. Unlike powdered graphite, carbon fibers have a peculiar anisotropic structure. They are built from fibrils. According to the current carbon fiber model, its surface (although most stretched and oriented) contains both crystallite edges (carbon layers atomic layers) and crystallite boundaries, micropores, extraneous inclusions, edge atoms of the main carbon planes of the crystal lattice (as

(L

СWITH

оabout

vj СЛvj SL

ю оyoo o

СЛSL

углеродного волокна, так и графита), за счет л-св зей обладают относительно невысокой поверхностной энергией. Однако граничные атомы углерода указанных волокон св заны между собой 5Р2-св з ми, обладающими значительно более высоким энергетическим уровнем. У порошкового графита высокоэнергетических 5Р2-св зей значительно меньше, следовательно ниже суммарна  поверхностна  энерги  адсорбции. Именно за счет 5Р2-св зей на поверхности углеродных волокон образуютс  углеродно- кислородные комплексы () и (-С-0-), которые активно вступают во взаимодействие и с молекулами наполнител  и с молекулами полиэфирной смолы. У порошкового графита поверхностные углеродно-киспородные комплексы отсутствуют.carbon fiber and graphite), due to l-bonds, have relatively low surface energy. However, the carbon edge atoms of these fibers are interconnected by 5P2 bonds with a significantly higher energy level. In high-energy powdered graphite, 5P2 bonds are much smaller, hence the total surface energy of adsorption is lower. It is through 5P2 bonds that carbon-oxygen complexes () and (-C-0-) are formed on the surface of carbon fibers, which actively interact with both filler molecules and polyester resin molecules. In powdered graphite, surface carbon-oxygen complexes are absent.

Применение порошков карбонильных металлов - никел , железа и др., которые получают восстановлением соответствующих карбонилов - углекислых солей общей формулы Ме(СО)п. После восстановлени , т.е. удалени  аниона , поверхностные атомы металла наход тс  в высокоэнергетическом состо нии и способны активно вступать во взаимодействие с различными молекулами и комплексами. При контакте с углеродными волокнами отдаетс  предпочтение поверхностным комплексам () и (-С-0-) за счет химического родства, поскольку они наиболее близки карбонильной структуре восстановленных металлов Результатом этого поверхностного взаимодействи   вл етс  осаждение частиц карбонильных металлов на углеродных волокнах . Металлические частицы удерживаютс  на поверхности волокон настолько прочно, что при обычных технологических операци х (перемешивание, транспортировка , нанесение на подложку) этот союз не разрушаетс . Така  высока  адсорбционна  способность достигаетс  только при сочетании углеродных волокон с карбонильным металлом. Поверхности предлагаемых наполнителей содержат концевые группы реакционной способности - адгезион- носпособные карбонилы и карбоксилы. Эти наполнители по универсальности действи  приближаютс  к сшивающим продуктам, принимающим активное участие в реакци х полимеризации. Результатом этого участка  вл етс  более высока  скорость прочности при твердении. Скорость набора прочности повышаетс  еще и потому, что карбонильные порошки  вл ютс  металлами переменной валентности. Полиэфирна  смола содержит третичный атом азота. Взаимодействие этих веществ на молекул рном уровне также приводит к некоторому повышению скорости отверждени  и быстрому набору прочности. В качестве полиэфирной смолы в композиции может быть использована смола ПН.-1, ПН-3, ПН-15, ПН-12 илиThe use of carbonyl metal powders - nickel, iron, etc., which are obtained by reduction of the corresponding carbonyls - carbonate salts of the general formula Me (CO) p. After recovery, i.e. anion removal, surface metal atoms are in a high-energy state and are able to actively interact with various molecules and complexes. Upon contact with carbon fibers, surface complexes () and (-C-0-) are preferred due to chemical kinship, since they are closest to the carbonyl structure of reduced metals. The result of this surface interaction is the deposition of carbonyl metal particles on carbon fibers. The metal particles are held on the surface of the fibers so firmly that with conventional manufacturing procedures (mixing, transportation, deposition on a substrate) this union is not destroyed. Such a high adsorption capacity is achieved only by combining carbon fibers with a carbonyl metal. The surfaces of the proposed fillers contain end groups of reactivity — adhesive carbonyls and carboxyls. By their versatility, these fillers are close to cross-linking products that are actively involved in polymerization reactions. The result of this area is a higher rate of hardening strength. The curing rate is further increased because carbonyl powders are metals of variable valence. The polyester resin contains a tertiary nitrogen atom. The interaction of these substances at the molecular level also leads to a slight increase in the curing rate and a rapid set of strength. As a polyester resin in the composition can be used resin PN-1, PN-3, PN-15, PN-12 or

люба  известна , содержаща  малеинат- ные. фумаратные или метилакрилатные ДВОЙНЫР св зи.any known to contain maleinate. fumaric or methyl acrylate DUAL bonds.

Оптимальна  длин.) используемых в предлагаемой композиции углеродных волокон обусловлена услови ми формировани  цепочек-структур и вли нием их на свойства до и после отверждени  В результате выполненных экспериментов установлено , что оптимальна  дл  даннойThe optimal length of carbon fibers used in the proposed composition is due to the conditions of chain-structure formation and their influence on the properties before and after curing. As a result of the experiments performed, it was found that the optimum for this

композиции длина углеродных волокон находитс  в пределах 0,7-1,5 мм. При этом отношение волокна к его диаметру составл ет около 70 (Диаметр единичных углеродных волокон составл ет 10 25 мкм вThe composition of carbon fiber lengths is in the range of 0.7-1.5 mm. The ratio of the fiber to its diameter is about 70 (The diameter of the single carbon fibers is 10 25 microns in

ЗЭРУСИМОСТИ от модульности). При использовании углеродных волокон короче 0,7 мм они недостаточно полно выполн ют свои ориентирующие и релаксирующие функции, в результате чего качественные показателиVALIDITY of modularity). When using carbon fibers shorter than 0.7 mm, they do not fully fulfill their orienting and relaxing functions, as a result of which the quality indicators

отвержденной композиции недостаточно высокие, Если же длина углеродных волокон более 1,5 мм, имеютс  затруднени  при разделении их на первичные волокна (увеличиваетс  арем  перемешивани  компоненточ ) Кроме того, наблюдаетс  взаимное сцепление и переплетение волокон, что затрудн ет их равномерное распределение в объеме композиции.The cured composition is not high enough. If the carbon fibers are longer than 1.5 mm, there are difficulties in separating them into primary fibers (the mixing zone of the components increases) In addition, mutual adhesion and interlacing of the fibers is observed, which makes them evenly distributed in the bulk of the composition.

Приготовление и использование предлагаемой композиции осуществл ют по следующей методике Углеродные волокна нарезают при помощи круглой фрезы на отрезки необходимой длины В качестве исходных волокон дл  нарезани  используют нити, жгуты, ткани или войлок. В полимерную смолу ввод т при перемешивании наф- тенат кобальта, гипериз, а затем нарезанные углеродные волокна. Перемешивание осуществл ют до тех пор, пока не получитс  объемно-однородаа  смесь (5-7 мин). Дл  этой цели можно использовать обычные клеемешалки, растворомешалки и другие аналогичные смесители. В полученную смесь отдельными порци ми при непрерывном перемешивании добавл ют подготовленный порошок карбонильного металла и перемешивают до получени  однородной массы (5 мин). ПриготовленнуюThe preparation and use of the proposed composition is carried out according to the following method. Carbon fibers are cut using a round cutter into sections of the required length. As the initial fibers for cutting, threads, tows, fabrics or felts are used. Cobalt naphthenate, hyperise, and then chopped carbon fibers are introduced into the polymer resin with mixing. Stirring is carried out until a volume-homogeneous mixture is obtained (5-7 minutes). For this purpose, conventional mixers, mortar mixers and other similar mixers can be used. To the resulting mixture, the prepared carbonyl metal powder is added in separate portions with continuous stirring and stirred until a homogeneous mass is obtained (5 minutes). Cooked

таким образом композицию при помощи кисти , валика или шпател  (в зависимости от консистенции) нанос т на покрываемую поверхность . В качестве подложки можно ис- пользовать металлы, силикатные пористыеThus, the composition is applied to the surface to be coated with a brush, roller or spatula (depending on its consistency). Metals, silicate porous metals can be used as a substrate.

строительные материалы, стекло и т.д.building materials, glass, etc.

В качестве полимерного св зующего используют смолу ПН-1 с ускорителем - нафтенатом кобальта и пероксидом метилэ- тилкетона. Порошки карбонильных металлов - порошок карбонильного никел  ПНК-1Л и порошок карбонильного железа Р-20. Углеродную ткань ТМП-5 с помощью круглой фрезы нарезают на отрезки 0,7-1,5 мм и используют смесь этих отрезков. Образцы дл  испытаний готов т следующим образом. После смешивани  жидких компонентов полимерного св зующего добавл ют нарезанные углеродные волокна, перемешивают 5 мин, затем при перемешивании отдельными порци ми ввод т карбо- нильный никель или карбонильное железо, перемешивают 5 мин лэсг-е бвода последней порции порошка. Полученную таким об- разом композицию используют дл  получени  образцов.A PN-1 resin with an accelerator, cobalt naphthenate and methyl ethyl ketone peroxide is used as a polymer binder. Powders of carbonyl metals - carbonyl nickel powder PNK-1L and carbonyl iron powder R-20. TMP-5 carbon fabric is cut into 0.7-1.5 mm lengths using a circular cutter and a mixture of these segments is used. Test specimens are prepared as follows. After mixing the liquid components of the polymer binder, chopped carbon fibers are added, stirred for 5 minutes, then carbonated nickel or carbonyl iron is added in portions with stirring, and the last portion of the powder is mixed for 5 minutes. The composition thus prepared is used to prepare samples.

Составы композиций представлены в табл.1, их свойства - в табл.2.The compositions are presented in table 1, their properties in table 2.

Claims (1)

Формула изобретени  Полимерминеральна  композици , включающа  ненасыщенную полиэфирную смолу, нафтенат кобальта, гипериз, минеральный наполнитель и углеродсодержащую добавку, отличающа с  тем, что, с целью повышени  ударной в зкости и скорости набора прочности, а также снижени  усадки и водопоглощени  композиции, она содержит в качестве минерального наполнител  порошок карбонильного металла, а в качестве углерод- содержащей добавки - углеродные волокна длиной 0,7-1,5 мк при следующем соотношении компонентов, мае. %: ненасыщенна  полиэфирна  смола 27,6-49,2; нафтенат кобальта 2,7-4,5; гипериз 1,1-1,5; пирошок карбонильного металла 44,7-68,3; углеродные волокна длиной 0,7-1,5 мкм 0,1-0,3.The invention Polymeric Mineral Composition comprising an unsaturated polyester resin, cobalt naphthenate, hyperise, a mineral filler and a carbon-containing additive, characterized in that, in order to increase the impact toughness and speed of strength, as well as reduce shrinkage and water absorption of the composition, mineral filler carbonyl metal powder, and as a carbon-containing additive - carbon fibers with a length of 0.7-1.5 microns in the following ratio of components, May. %: unsaturated polyester resin 27.6-49.2; cobalt naphthenate 2.7-4.5; hyperise 1.1-1.5; carbon dioxide pishok 44,7-68,3; carbon fibers with a length of 0.7-1.5 microns 0.1-0.3. ТаблицаTable Полиэфирна  ненасыщенна  смола27,6 Polyester unsaturated resin27.6 Нафтен-u кобальта2.6 Cobalt Naphthene-u2.6 Гипериз .О Hyperise. About ПНН-1ЛМ. 5 PNN-1LM. five Г-20Углеродные волок-G-20 Carbon fiber на0,3by 0.3 Показатели двойств дл  составаDoubles for composition Ударна  в зкость при ни иСе , кгс см/см :Impact viscosity at ICE, kgf cm / cm: с надрезом 34 27 ос-э надреза 102 81 Объемна  усадка, I 1,3 1,4with notch 34 27 os-e notch 102 81 Volume shrinkage, I 1,3 1,4 Водопоглоиение, IWater absorption, I через 24 ч0,04 0,04after 24 hours 0.04 0.04 Приэненна  лро г- ность, ИПа, через:Prienenna lro gnost, Ipa, through: 3633373936373020331536333739363730203315 41114П21191131159 681034641114P21191131159 6810346 1,31,11,51,51,81,82,22,31,32,91,31,11,51,51,81,82,22,31,32,9 0,020,0:0,030,030,050,050,070,100,042,80.020.0: 0.030.030.050.050.070.100.042.8 5 3 5 3 3535 3,5 1,33.5 1.3 60 0,260 0.2 а9,249.2a9,249.2 , 5., :, five., : 1,51,51,51,5 ii,7ii, 7 4i.74i.7 0.10.1 3.13.1 0,10.1 49,2 4, ,5 44,7149.2 4, 5 44.71 0,090.09 27,6 2.7 1,1 68,227.6 2.7 1.1 68.2 0.40.4 Таблице Table
SU894764202A 1989-09-13 1989-09-13 Polymer-mineral compound SU1675265A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU894764202A SU1675265A1 (en) 1989-09-13 1989-09-13 Polymer-mineral compound

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU894764202A SU1675265A1 (en) 1989-09-13 1989-09-13 Polymer-mineral compound

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU1675265A1 true SU1675265A1 (en) 1991-09-07

Family

ID=21482154

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU894764202A SU1675265A1 (en) 1989-09-13 1989-09-13 Polymer-mineral compound

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU1675265A1 (en)

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Патуроев В. В. Технологи полимербето- нов. - Стройиздат, 1977. с. 30-33. Авторское свидетельство СССР № 966074. кл. С 04 В 26/18. 1931. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Yamanaka et al. Reaction-induced phase separation in rubber-modified epoxy resins
DE3785649T2 (en) RESIN COMPOSITION CONTAINING LIQUID CRYSTAL POLYESTER.
Mousavi et al. Modification of phenol novolac epoxy resin and unsaturated polyester using sasobit and silica nanoparticles
CN112457740B (en) Coupling agent modified nano-cellulose grafted epoxy resin composite water-based paint and preparation method thereof
US3899455A (en) Process for preparing lightweight concrete
KR920002618B1 (en) Copolyesteramides preparation of molded articles therefrom and compositions thereof
US5075353A (en) Fiber-reinforced thermosetting resin molding material and method for production thereof
CA2040628A1 (en) Epoxy resin composition
SU1675265A1 (en) Polymer-mineral compound
DE1671045A1 (en) Process for the production of molded bodies consisting of a base layer made of concrete and a top layer made of synthetic resin
DE2710105C2 (en) Composition which is constant in volume or increasing in volume on curing and method for making said composition
JPH11256507A (en) Paving material
EP3408346A1 (en) Modified reactive resin compositions and use thereof for coating propping agents
JPH1121430A (en) Liquid epoxy resin composition and repair and reinforcement of concrete structure
JPH04321559A (en) Composition for carbon material, composite carbon material and their production
US5314946A (en) Polyolefin resin compositions, methods of making such compositions, and molded articles formed thereof
DE956987C (en) Process for the production of self-hardening masses that give permanent bonds against attack by chemical substances, especially against acids
JPS6069161A (en) Composite resin composition containing fiber and production thereof
SU1765132A1 (en) Polymeric solution
KR970010294B1 (en) Cement panel reinforced by the carbonfiber coated with the inorganic particles and the manufacturing method thereof
SU827511A1 (en) Cold-hardened polymeric mastic
Brantseva et al. Adhesion of epoxy-thermoplastic and polysulfone-LCP matrices to fibres
JPH0517245A (en) Jointing agent for carbonaceous material and production thereof
SU707943A1 (en) Organosilicon binder
RU2194317C2 (en) X-ray shielding composite