RU2666438C1 - Epoxy binder - Google Patents
Epoxy binder Download PDFInfo
- Publication number
- RU2666438C1 RU2666438C1 RU2017124945A RU2017124945A RU2666438C1 RU 2666438 C1 RU2666438 C1 RU 2666438C1 RU 2017124945 A RU2017124945 A RU 2017124945A RU 2017124945 A RU2017124945 A RU 2017124945A RU 2666438 C1 RU2666438 C1 RU 2666438C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- epoxy
- binder
- curing
- imtgfa
- curing catalyst
- Prior art date
Links
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 title claims abstract description 32
- 239000004593 Epoxy Substances 0.000 title claims abstract description 19
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 claims abstract description 25
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 18
- 239000004848 polyfunctional curative Substances 0.000 claims abstract description 10
- 239000011347 resin Substances 0.000 claims abstract description 7
- 229920005989 resin Polymers 0.000 claims abstract description 7
- OEMSKMUAMXLNKL-UHFFFAOYSA-N 5-methyl-3a,4,7,7a-tetrahydro-2-benzofuran-1,3-dione Chemical compound C1C(C)=CCC2C(=O)OC(=O)C12 OEMSKMUAMXLNKL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 5
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 claims abstract description 4
- YPIFGDQKSSMYHQ-UHFFFAOYSA-N 7,7-dimethyloctanoic acid Chemical compound CC(C)(C)CCCCCC(O)=O YPIFGDQKSSMYHQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 3
- DZLFLBLQUQXARW-UHFFFAOYSA-N tetrabutylammonium Chemical class CCCC[N+](CCCC)(CCCC)CCCC DZLFLBLQUQXARW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract 2
- 239000003822 epoxy resin Substances 0.000 claims description 6
- 229920000647 polyepoxide Polymers 0.000 claims description 6
- KJCVRFUGPWSIIH-UHFFFAOYSA-N 1-naphthol Chemical compound C1=CC=C2C(O)=CC=CC2=C1 KJCVRFUGPWSIIH-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 230000009477 glass transition Effects 0.000 abstract description 10
- 230000035899 viability Effects 0.000 abstract description 10
- 238000005470 impregnation Methods 0.000 abstract description 7
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 abstract description 7
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract description 6
- 239000002131 composite material Substances 0.000 abstract description 4
- 230000007774 longterm Effects 0.000 abstract description 4
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 4
- JCYPECIVGRXBMO-UHFFFAOYSA-N 4-(dimethylamino)azobenzene Chemical compound C1=CC(N(C)C)=CC=C1N=NC1=CC=CC=C1 JCYPECIVGRXBMO-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 3
- LLYOXZQVOKALCD-UHFFFAOYSA-N chembl1400298 Chemical compound OC1=CC=C2C=CC=CC2=C1N=NC1=CC=CC=N1 LLYOXZQVOKALCD-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 3
- 239000004033 plastic Substances 0.000 abstract description 3
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 abstract description 3
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 abstract description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 2
- 239000011521 glass Substances 0.000 abstract description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 abstract 2
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract 1
- 239000004166 Lanolin Substances 0.000 abstract 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 abstract 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 abstract 1
- 229940039717 lanolin Drugs 0.000 abstract 1
- 229920003986 novolac Polymers 0.000 abstract 1
- 239000012766 organic filler Substances 0.000 abstract 1
- NHGXDBSUJJNIRV-UHFFFAOYSA-M tetrabutylammonium chloride Chemical compound [Cl-].CCCC[N+](CCCC)(CCCC)CCCC NHGXDBSUJJNIRV-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 6
- 150000008064 anhydrides Chemical class 0.000 description 5
- -1 polyethylene Polymers 0.000 description 5
- 150000001412 amines Chemical class 0.000 description 3
- 125000004432 carbon atom Chemical group C* 0.000 description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 2
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 2
- 125000003700 epoxy group Chemical group 0.000 description 2
- JBKVHLHDHHXQEQ-UHFFFAOYSA-N epsilon-caprolactam Chemical compound O=C1CCCCCN1 JBKVHLHDHHXQEQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000000945 filler Substances 0.000 description 2
- LNEPOXFFQSENCJ-UHFFFAOYSA-N haloperidol Chemical compound C1CC(O)(C=2C=CC(Cl)=CC=2)CCN1CCCC(=O)C1=CC=C(F)C=C1 LNEPOXFFQSENCJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 2
- RAXXELZNTBOGNW-UHFFFAOYSA-N imidazole Natural products C1=CNC=N1 RAXXELZNTBOGNW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 2
- 229920001187 thermosetting polymer Polymers 0.000 description 2
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- JIAARYAFYJHUJI-UHFFFAOYSA-L zinc dichloride Chemical compound [Cl-].[Cl-].[Zn+2] JIAARYAFYJHUJI-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 239000004698 Polyethylene Substances 0.000 description 1
- 229910000323 aluminium silicate Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 1
- 125000001797 benzyl group Chemical group [H]C1=C([H])C([H])=C(C([H])=C1[H])C([H])([H])* 0.000 description 1
- 229950011260 betanaphthol Drugs 0.000 description 1
- 150000001244 carboxylic acid anhydrides Chemical class 0.000 description 1
- 230000003197 catalytic effect Effects 0.000 description 1
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 1
- 239000003245 coal Substances 0.000 description 1
- 238000004132 cross linking Methods 0.000 description 1
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 1
- GUJOJGAPFQRJSV-UHFFFAOYSA-N dialuminum;dioxosilane;oxygen(2-);hydrate Chemical group O.[O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3].O=[Si]=O.O=[Si]=O.O=[Si]=O.O=[Si]=O GUJOJGAPFQRJSV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- HNPSIPDUKPIQMN-UHFFFAOYSA-N dioxosilane;oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Si]=O.O=[Al]O[Al]=O HNPSIPDUKPIQMN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 1
- QUPDWYMUPZLYJZ-UHFFFAOYSA-N ethyl Chemical compound C[CH2] QUPDWYMUPZLYJZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000011152 fibreglass Substances 0.000 description 1
- 238000009472 formulation Methods 0.000 description 1
- 238000000265 homogenisation Methods 0.000 description 1
- 150000002460 imidazoles Chemical class 0.000 description 1
- 239000003999 initiator Substances 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 229920002521 macromolecule Polymers 0.000 description 1
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 1
- 125000002496 methyl group Chemical group [H]C([H])([H])* 0.000 description 1
- 238000012856 packing Methods 0.000 description 1
- 229920000768 polyamine Polymers 0.000 description 1
- 229920000573 polyethylene Polymers 0.000 description 1
- 238000006116 polymerization reaction Methods 0.000 description 1
- 230000009257 reactivity Effects 0.000 description 1
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 1
- 125000001424 substituent group Chemical group 0.000 description 1
- 230000000930 thermomechanical effect Effects 0.000 description 1
- 235000005074 zinc chloride Nutrition 0.000 description 1
- 239000011592 zinc chloride Substances 0.000 description 1
- IPCXNCATNBAPKW-UHFFFAOYSA-N zinc;hydrate Chemical compound O.[Zn] IPCXNCATNBAPKW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
- C08L63/00—Compositions of epoxy resins; Compositions of derivatives of epoxy resins
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
- C08G59/00—Polycondensates containing more than one epoxy group per molecule; Macromolecules obtained by polymerising compounds containing more than one epoxy group per molecule using curing agents or catalysts which react with the epoxy groups
- C08G59/18—Macromolecules obtained by polymerising compounds containing more than one epoxy group per molecule using curing agents or catalysts which react with the epoxy groups ; e.g. general methods of curing
- C08G59/40—Macromolecules obtained by polymerising compounds containing more than one epoxy group per molecule using curing agents or catalysts which react with the epoxy groups ; e.g. general methods of curing characterised by the curing agents used
- C08G59/42—Polycarboxylic acids; Anhydrides, halides or low molecular weight esters thereof
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
- C08G59/00—Polycondensates containing more than one epoxy group per molecule; Macromolecules obtained by polymerising compounds containing more than one epoxy group per molecule using curing agents or catalysts which react with the epoxy groups
- C08G59/18—Macromolecules obtained by polymerising compounds containing more than one epoxy group per molecule using curing agents or catalysts which react with the epoxy groups ; e.g. general methods of curing
- C08G59/68—Macromolecules obtained by polymerising compounds containing more than one epoxy group per molecule using curing agents or catalysts which react with the epoxy groups ; e.g. general methods of curing characterised by the catalysts used
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
- C08J5/00—Manufacture of articles or shaped materials containing macromolecular substances
- C08J5/24—Impregnating materials with prepolymers which can be polymerised in situ, e.g. manufacture of prepregs
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Polymers & Plastics (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Epoxy Resins (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области создания эпоксидных связующих и может использоваться при приготовлении препрегов на основе стекло-, угле-, органонаполнителей методом пропитки для изготовления высокопрочных термостойких полимерных композиционных материалов для изделий авиа- и ракетостроения, судостроения, нефтегазовой сфере и других областях.The invention relates to the field of creating epoxy binders and can be used in the preparation of prepregs based on glass, coal, and fillers by impregnation for the manufacture of high-strength heat-resistant polymer composite materials for aircraft and rocket, shipbuilding, oil and gas and other fields.
Известна эпоксидная композиция ангидридного отверждения без применения растворителей, включающая 100 мас. ч. эпоксидиановой или эпоксиноволачной смолы, 75-100 мас. ч. ангидридного отвердителя и 4-4,4 мас. ч. ускорителя отверждения, - латентный инициатор И-120У, представляющий собой комплекс капролактама с хлористым цинком и водой (патент РФ №2496810).Known epoxy composition anhydride curing without the use of solvents, including 100 wt. including epoxidian or epoxynovolac resin, 75-100 wt. including anhydride hardener and 4-4.4 wt. including the curing accelerator, the latent initiator I-120U, which is a complex of caprolactam with zinc chloride and water (RF patent No. 2496810).
Недостатком эпоксидного связующего являются достаточно низкие температуры стеклования отвержденного связующего (максимум 150°С), низкая растворимость безводной формы катализатора в компонентах эпоксидных составов, что затрудняет получение однородного состава и, как следствие, приводит к ухудшению физико-механических свойств. Использование водных растворов катализаторов требует дополнительной операции по удалению воды из системы.The disadvantage of the epoxy binder is the rather low glass transition temperatures of the cured binder (maximum 150 ° C), the low solubility of the anhydrous form of the catalyst in the components of the epoxy compositions, which makes it difficult to obtain a homogeneous composition and, as a result, leads to a deterioration in the physical and mechanical properties. The use of aqueous solutions of catalysts requires an additional operation to remove water from the system.
Известно отверждение эпоксидных смол (содержащих эпоксидную группу) аминными отвердителями (например полиэтиленполиамином) и ангидридами карбоновых кислот (например изометилтетрагидрофталевым ангидридом). Как известно, скорость реакции и полнота ее протекания зависит и от химической природы реагирующих веществ и от используемого катализатора. В патенте WO 2015/091251 от 25.06.2015 рассматриваются композиции на основе эпоксидной смолы (в качестве которой может быть УП-643) и аминных отвердителей с использованием в качестве катализатора, в т.ч. тетрабутиламмоний хлорида. Приведенные примеры аминных отвердителей позволяют получить композиции с высокой скоростью высыхания (низкой жизнеспособностью композиции).It is known to cure epoxy resins (containing an epoxy group) with amine hardeners (e.g. polyethylene polyamine) and carboxylic acid anhydrides (e.g. isomethyl tetrahydrophthalic anhydride). As is known, the reaction rate and the completeness of its course depend on the chemical nature of the reacting substances and on the catalyst used. Patent WO 2015/091251 of 06/25/2015 describes compositions based on epoxy resin (which may be UP-643) and amine hardeners using as a catalyst, including tetrabutylammonium chloride. The above examples of amine hardeners make it possible to obtain compositions with a high drying rate (low viability of the composition).
В качестве прототипа выбрана эпоксидная композиция горячего отверждения для формования стеклопластиков пултрузионным методом, включающая, по крайней мере, одну эпоксидиановую смолу или ее смеси с эпоксидными смолами, содержащими две или более эпоксигрупп, ангидридный отвердитель и быстроотверждающий катализатор (патент РФ №2404213). В качестве быстроотверждающего катализатора композиция содержит иммобилизованный слоистым алюмосиликатом группы монтмориллонита органический катион четвертичной аммониевой соли (или смесь органических катионов четвертичных аммониевых солей), где заместителями являются алифатические углеводородные радикалы, и по крайней мере, один из которых имеет 8-20 углеродных атомов, а остальные - не более двух углеродных атомов, R4-Н, СН3, С2Н5, бензил.As a prototype, a hot cure epoxy composition for forming fiberglass pultruded was selected, including at least one epoxy resin or its mixtures with epoxy resins containing two or more epoxy groups, anhydride hardener and quick-setting catalyst (RF patent No. 2404213). As a quick-setting catalyst, the composition contains a quaternary ammonium salt organic cation (or a mixture of quaternary ammonium salt organic cations) immobilized by a layered aluminosilicate of the montmorillonite group, where substituents are aliphatic hydrocarbon radicals, and at least one of which has 8-20 carbon atoms - no more than two carbon atoms, R4-H, CH3, C2H5, benzyl.
Недостатком выбранного прототипа являются достаточно низкие температуры стеклования отвержденного связующего (максимально 145°С), низкая жизнеспособность композиции (1-2 часа).The disadvantage of the selected prototype are the relatively low glass transition temperatures of the cured binder (maximum 145 ° C), low pot life (1-2 hours).
Технической задачей предполагаемого изобретения является создание эпоксидного связующего, обладающего повышенными эксплуатационными свойствами, в частности, длительной жизнеспособностью при пониженных температурах (20-60)°С и быстротой отверждения при повышенных температурах (160-170)°С.The technical task of the proposed invention is the creation of an epoxy binder with improved performance properties, in particular, long viability at low temperatures (20-60) ° C and the speed of curing at elevated temperatures (160-170) ° C.
Технический результат достигается тем, эпоксидное связующее, состоит из смеси эпоксиноволачной смолы УП-643, отверждающего агента изометилтетрагидрофталевого ангидрида (ИМТГФА) и катализатора отверждения соли тетрабутиламмония, или диметилгидразид неодекановой кислоты, или 4-фенилазо-N,N-диметиланилин, или 1-(2-пиридилазо)-2-нафтол при следующем соотношении компонентов, мас. ч.:The technical result is achieved by the fact that the epoxy binder consists of a mixture of UP-643 epoxynolac resin, a curing agent of isomethyl tetrahydrophthalic anhydride (IMTFA) and a catalyst for curing the tetrabutylammonium salt, or neodecanoic acid dimethyl hydrazide, or 4-phenylazo-N, N-dimethyl-dimethylazole-1, N-dimethyl 2-pyridylazo) -2-naphthol in the following ratio of components, wt. hours:
В промышленности эпоксидное связующее изготавливают в реакторе путем последовательного смешения компонентов, которое применяется, как правило, для изготовления композиционных материалов.In industry, an epoxy binder is made in a reactor by sequential mixing of components, which is used, as a rule, for the manufacture of composite materials.
Проведение операции «мокрой» пропитки наполнителей связующими ведется при повышенных температурах (50-70)°С, что приводит к постепенной потере связующим жизнеспособности (нарастанию вязкости). Технологически важно обеспечить приемлемую вязкость связующего в течение всего периода пропитки.The operation of “wet” impregnation of fillers with binders is carried out at elevated temperatures (50-70) ° C, which leads to a gradual loss of binder viability (viscosity increase). It is technologically important to ensure an acceptable viscosity of the binder during the entire period of impregnation.
Известно, что конечные свойства полимерных материалов зависят от химического строения и реакционной способности исходных реагентов, прочности образующихся при отверждении связей, плотности сшивки и упаковки макромолекул. Выбранная полимерная матрица связующего за счет присутствия трехфункциональной эпоксиноволачной смолы позволяет формировать в процессе каталитического отверждения сетчатый полимер, позволяющий получить пластик, имеющий повышенную температуру стеклования.It is known that the final properties of polymeric materials depend on the chemical structure and reactivity of the starting reagents, the strength formed during the curing of bonds, the density of crosslinking and packing of macromolecules. The selected polymer matrix of the binder, due to the presence of a trifunctional epoxy resin, makes it possible to form a network polymer during catalytic curing, which makes it possible to obtain plastic with an increased glass transition temperature.
Выбор изометилтетрагидрофталевого ангидрида (ИМТГФА) в качестве отверждающего агента обусловлен теплостойкостью образующегося полимера (температура стеклования 165-172°С).The choice of isomethyltetrahydrophthalic anhydride (IMTFA) as a curing agent is due to the heat resistance of the resulting polymer (glass transition temperature 165-172 ° C).
Соотношение компонентов эпоксиноволачной смолы УП-643 (50,0-54,0 мас. ч.) и отвердителя ИМТГФА (45,0-49,0 мас. ч.) выбрано исходя из стехиометрического соотношения и опытной отработки рецептурных составов.The ratio of the components of the epoxynovolac resin UP-643 (50.0-54.0 mass parts) and hardener IMTHFA (45.0-49.0 mass parts) was selected on the basis of the stoichiometric ratio and the experimental development of the formulation.
Известно, что реакция отверждения эпоксиангидридных связующих без применения катализатора практически не идет. Нарастание вязкости обусловлено прохождением процесса полимеризации связующего при повышенной температуре и зависит от природы компонентов, входящих в состав связующего, и, в частности, от используемого катализатора.It is known that the curing reaction of epoxy anhydride binders practically does not proceed without the use of a catalyst. The increase in viscosity is due to the passage of the binder polymerization process at elevated temperature and depends on the nature of the components that make up the binder, and, in particular, on the catalyst used.
Катализатор отверждения - соль тетрабутиламмония позволяет обеспечить полноту отверждения эпоксидного связующего достижение высоких термомеханических свойств.The curing catalyst - tetrabutylammonium salt allows to ensure the completeness of curing of the epoxy binder to achieve high thermomechanical properties.
Выбранное количество катализатора отверждения 0,3-1,1 мас. ч. обеспечивает длительную жизнеспособность при пониженных температурах (20-60)°С и быстрое отверждение при повышенных температурах (160-170)°С с достижением высокой степени отверждения (более 95%).The selected amount of curing catalyst 0.3-1.1 wt. including provides long-term viability at low temperatures (20-60) ° C and rapid curing at elevated temperatures (160-170) ° C with the achievement of a high degree of cure (more than 95%).
Использование меньшего количества катализатора (менее 0,3%) нецелесообразно, т.к. не позволяет достичь полноты отверждения при штатных температурно-временных режимах (достигаемая степень отверждения менее 92%).The use of a smaller amount of catalyst (less than 0.3%) is impractical because it does not allow to achieve completeness of curing under standard temperature-time conditions (achieved curing degree less than 92%).
Исследования выявили ряд катализаторов отверждения для эпоксидного связующего.Studies have identified a number of curing catalysts for an epoxy binder.
В качестве катализатора отверждения могут быть использованы диметилгидразид неодекановой кислоты или 4-фенилазо-N,N-диметиланилин или 1-(2-пиридилазо)-2-нафтол, обеспечивающие длительную жизнеспособность (6-8 часов) эпоксидного связующего при повышенных температурах, характерных для операции пропитки и обеспечивающих полноту отверждения при операциях термоотверждения материала по существующим технологическим режимам.Neodecanoic acid dimethyl hydrazide or 4-phenylazo-N, N-dimethylaniline or 1- (2-pyridylazo) -2-naphthol can be used as a curing catalyst, providing a long viability (6-8 hours) of the epoxy binder at elevated temperatures typical for operations of impregnation and providing complete curing during operations of thermosetting of the material according to the existing technological conditions.
Приготовление эпоксидного связующего проводится последовательным смешением компонентов в реакторе.The preparation of the epoxy binder is carried out by sequential mixing of the components in the reactor.
В реактор, снабженный механической мешалкой и обогревом, последовательно при постоянном перемешивании загружали 100 мас. ч. предварительно подогретой до (60-65)°С эпоксиноволачной смолы УП-643 и 90 мас. ч. отвердителя ИМТГФА. После гомогенизации вводили 1 мас. ч. катализатора соль тетрабутиламмония. Смесь тщательно перемешивали до гомогенизации.In a reactor equipped with a mechanical stirrer and heating, 100 wt. including pre-heated to (60-65) ° C epoxynolac resin UP-643 and 90 wt. including hardener IMTGFA. After homogenization, 1 wt. including catalyst tetrabutylammonium salt. The mixture was thoroughly mixed until homogenized.
Для определения температуры стеклования были изготовлены образцы. Для этого полученное связующее выливали в формы. Формы помещали в термошкаф, где проводился режим отверждения связующего (штатный режим отверждения) ступенчато по технологической схеме:To determine the glass transition temperature, samples were made. For this, the resulting binder was poured into molds. The molds were placed in a heating cabinet, where the binder cured mode (standard curing mode) was carried out stepwise according to the technological scheme:
подъем до 85°С - свободный;rise to 85 ° C - free;
выдержка при 85°С - 6 часов;exposure at 85 ° C - 6 hours;
подъем до 100°С - свободный;rise to 100 ° C - free;
выдержка при 100°С - 2 часа;exposure at 100 ° C - 2 hours;
подъем до 140°С - свободный;rise to 140 ° C - free;
выдержка при 140°С - 2 часа;exposure at 140 ° C - 2 hours;
подъем до 160°С - свободный;rise to 160 ° C - free;
выдержка при 160°С - 6 часов;exposure at 160 ° C - 6 hours;
охлаждение в термостате.cooling in the thermostat.
После охлаждения образцы извлекались из формы и проводилось определение температуры стеклования. Температуру стеклования полимеров определяли на установке NETZSCH DMA 242Ск, как максимум тангенса угла механических потерь. Результаты определения приведены в таблице.After cooling, the samples were removed from the mold and the glass transition temperature was determined. The glass transition temperature of the polymers was determined on a NETZSCH DMA 242Ск installation, as the maximum tangent of the angle of mechanical losses. The determination results are shown in the table.
Из таблицы видно, что для катализаторов УП-606/2 и [ZnCl2⋅2Имидазол], традиционно используемых для отверждения эпоксиангидирдных систем, получаемый полимер имеет высокие теплопрочностные свойства, но исходное связующее при концентрации катализатора отверждения 0,5 мас. ч. имеет низкую жизнеспособность (порядка 2-3 часов) ввиду высокой активности катализатора, что не позволяет использовать состав при изготовлении ПКМ по существующей технологии.The table shows that for the catalysts UP-606/2 and [ZnCl 2 ⋅2 Imidazole], traditionally used for curing epoxy anhydride systems, the resulting polymer has high heat-resistance properties, but the initial binder at a concentration of curing catalyst of 0.5 wt. hours has a low viability (of the order of 2-3 hours) due to the high activity of the catalyst, which does not allow to use the composition in the manufacture of PCM according to existing technology.
При концентрации катализатора отверждения - соли тетрабутиламмония более 1,1 мас. ч также не удается достичь длительной жизнеспособности связующего (порядка 4 часов).When the concentration of the curing catalyst is tetrabutylammonium salt more than 1.1 wt. h and it is not possible to achieve long-term viability of the binder (about 4 hours).
Катализаторы отверждения соль тетрабутиламмония, или диметилгидразид неодекановой кислоты, или 4-фенилазо-N,N-диметиланилин, или 1-(2-пиридилазо)-2-нафтол в диапазоне концентраций 0,3-1,1 мас. ч. позволяют получить термостойкий полимер с высокой температурой стеклования, при этом эпоксидные связующие на их основе имеют длительную жизнеспособность (порядка 6-9 часов) и могут быть использованы при изготовлении композиционных материалов по существующей технологии.The curing catalysts are tetrabutylammonium salt, or neodecanoic acid dimethylhydrazide, or 4-phenylazo-N, N-dimethylaniline, or 1- (2-pyridylazo) -2-naphthol in the concentration range of 0.3-1.1 wt. including allow you to get a heat-resistant polymer with a high glass transition temperature, while epoxy binders based on them have a long viability (about 6-9 hours) and can be used in the manufacture of composite materials by existing technology.
Использование нового связующего вышеприведенного состава позволяет обеспечить технологичность (длительную жизнеспособность связующего порядка 6-9 часов при температуре пропитки 50-70°С) и повысить теплостойкость (температуру стеклования) пластика.The use of the new binder of the above composition allows us to ensure manufacturability (long-term viability of the binder of about 6-9 hours at an impregnation temperature of 50-70 ° C) and to increase the heat resistance (glass transition temperature) of the plastic.
Claims (2)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2017124945A RU2666438C1 (en) | 2017-07-12 | 2017-07-12 | Epoxy binder |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2017124945A RU2666438C1 (en) | 2017-07-12 | 2017-07-12 | Epoxy binder |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2666438C1 true RU2666438C1 (en) | 2018-09-07 |
Family
ID=63459953
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2017124945A RU2666438C1 (en) | 2017-07-12 | 2017-07-12 | Epoxy binder |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2666438C1 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2749720C1 (en) * | 2020-11-05 | 2021-06-16 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Всероссийский научно-исследовательский институт авиационных материалов" (ФГУП "ВИАМ") | Thermosetting binder |
| RU2802318C1 (en) * | 2022-12-12 | 2023-08-24 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Пермский федеральный исследовательский центр Уральского отделения Российской академии наук (ПФИЦ УрО РАН) | Thermoset binder with high glass transition temperature |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2189997C1 (en) * | 2001-01-22 | 2002-09-27 | ООО НПП "Прикладные перспективные технологии-АпАТэК" | Epoxide composition |
| RU2009121714A (en) * | 2009-06-09 | 2010-12-20 | Закрытое акционерное общество "Электроизолит" (RU) | ELECTRIC INSULATED GLASS AND MASTER MATERIAL |
| RU2510648C1 (en) * | 2012-09-27 | 2014-04-10 | Общество с ограниченной ответственностью "научная производственная фирма Диэлектрик" (ООО НПФ Диэлектрик) | Semiconductor band with improved elasticity |
| WO2015091251A1 (en) * | 2013-12-16 | 2015-06-25 | Hilti Aktiengesellschaft | Insulation layer-forming composition and use thereof |
-
2017
- 2017-07-12 RU RU2017124945A patent/RU2666438C1/en active
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2189997C1 (en) * | 2001-01-22 | 2002-09-27 | ООО НПП "Прикладные перспективные технологии-АпАТэК" | Epoxide composition |
| RU2009121714A (en) * | 2009-06-09 | 2010-12-20 | Закрытое акционерное общество "Электроизолит" (RU) | ELECTRIC INSULATED GLASS AND MASTER MATERIAL |
| RU2510648C1 (en) * | 2012-09-27 | 2014-04-10 | Общество с ограниченной ответственностью "научная производственная фирма Диэлектрик" (ООО НПФ Диэлектрик) | Semiconductor band with improved elasticity |
| WO2015091251A1 (en) * | 2013-12-16 | 2015-06-25 | Hilti Aktiengesellschaft | Insulation layer-forming composition and use thereof |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2749720C1 (en) * | 2020-11-05 | 2021-06-16 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Всероссийский научно-исследовательский институт авиационных материалов" (ФГУП "ВИАМ") | Thermosetting binder |
| RU2802318C1 (en) * | 2022-12-12 | 2023-08-24 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Пермский федеральный исследовательский центр Уральского отделения Российской академии наук (ПФИЦ УрО РАН) | Thermoset binder with high glass transition temperature |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP3260436B1 (en) | Reinforced building block made of autoclaved aerated concrete (aac) | |
| EP2158251B1 (en) | Catalyst for curing epoxides | |
| RU2666438C1 (en) | Epoxy binder | |
| CH369286A (en) | Process for the production of crosslinked plastics | |
| RU2509653C1 (en) | Composite reinforcements | |
| RU2015153254A (en) | Isocyanate-Epoxy Hybrid Resins | |
| CN107629181A (en) | Phenol-formaldehyde resin modified, modified phenolic resin grease article and its preparation method and application | |
| Senanayake et al. | Impact of stoichiometry on the network structure, properties, and processing relationships of an epoxy tannic acid resin system | |
| Fedoseev et al. | Heat-resistant epoxy polymers of anhydride curing | |
| JP7314422B2 (en) | Method for the preparation of molded composites from bulk molding compound | |
| BRPI0911441B1 (en) | CONTINUOUS PROCESS FOR PREPARATION OF A REACTIVE POLYMER | |
| RU2339662C1 (en) | Epoxy binding agent for fiberglass | |
| CN103080191A (en) | Formulated benzoxazine based system for transportation applications | |
| RU2470047C2 (en) | Binder for prepregs and method of producing said binder | |
| CN105017530A (en) | Aromatic nitrile resin prepolymer and polymer for RTM (resin transfer molding) as well as preparation and application methods of prepolymer and polymer | |
| US3491045A (en) | Crosslinked bitumen-furfuryl alcohol resin | |
| Mostovoi et al. | Investigating the possibility of using PO-300 low-molecular-weight polyamide as a ‘cold’curing agent for epoxy oligomers | |
| SU1175944A1 (en) | Method of producing glass-reinforced plastics | |
| RU2597916C2 (en) | Polymer matrix material for conditioning low and medium spent ion-exchange resins | |
| JPS63241029A (en) | Production of crosslinked resin | |
| RU2559492C1 (en) | Novel catalysts with stabilising effect for epoxy compositions | |
| DE1942898A1 (en) | Hardenable mixtures of epoxy resins and substituted ureas | |
| RU2590563C1 (en) | Heat-resistant epoxy binder for making articles by impregnation under pressure | |
| Tsotra et al. | Benzoxazine chemistry: a new material to meet fire retardant challenges of aerospace interiors applications | |
| RU2793761C1 (en) | Method for obtaining finished glass fibers and a polyesterimide composite filled with them |