×
20.12.2014
216.013.126e

ЭПОКСИДНАЯ КОМПОЗИЦИЯ ДЛЯ ВЫСОКОПРОЧНЫХ, ЩЕЛОЧЕСТОЙКИХ КОНСТРУКЦИЙ

Вид РИД

Изобретение

Юридическая информация Свернуть Развернуть
Краткое описание РИД Свернуть Развернуть
Аннотация: Изобретение относится к эпоксидной композиции для получения высокопрочных, тепло-, щелочестойких стеклопластиковых материалов, которые могут быть использованы при изготовлении строительной арматуры для упрочнения бетонных конструкций. Эпоксидная композиция горячего отверждения для изготовления стеклопластиковой арматуры для упрочнения бетонных конструкций включает в себя эпоксидный диановый олигомер марки ЭД-20 (100 масс.ч), отвердитель - изо-метилтетрагидрофталевый ангидрид (80 масс.ч) и катализатор реакции полимеризации - 2,4,6,-трис(диметиламинометил)фенол(1,5 масс.ч). В качестве модифицирующей добавки она дополнительно содержит наноматериалы углеродного типа (0,05-1,5 масс.ч), представляющие собой углеродные нанотрубки (УНТ), либо углеродные нановолокна (УНВ), либо смесь углеродных наноматериалов: фуллерен, нанотрубки, нановолокна (СУНМ), либо сажевый углерод (сажа). Изобретение позволяет повысить механическую прочность, модуль упругости, щелочестойкость и температуру стеклования получаемых изделий. 2 табл, 21 пр.
Основные результаты: Эпоксидная композиция горячего отверждения в качестве связующего для изготовления стеклопластиковой арматуры для упрочнения бетонных конструкций включает в себя эпоксидный диановый олигомер марки ЭД-20, отвердитель - изо-метилтетрагидрофталевый ангидрид (изо-МТГФА) и катализатор реакции полимеризации, отличающаяся тем, что в качестве модифицирующей добавки она дополнительно содержит наноматериалы углеродного типа, представляющие собой углеродные нанотрубки (УНТ), либо углеродные нановолокна (УНВ), либо смесь углеродных наноматериалов: фуллерен, нанотрубки, нановолокна (СУНМ), либо сажевый углерод (сажа), при следующем содержании компонентов, масс.ч.Эпоксидный олигомер - 100изо-МТГФА - 80Вышеуказанный катализатор - 1,5Углеродные наноматериалы - 0,05-1,5
Реферат Свернуть Развернуть

Изобретение относится к эпоксидной композиции в качестве связующего для получения высокопрочных, тепло-, щелочестойких стеклопластиковых материалов, которые могут быть использованы при изготовлении строительной арматуры для упрочнения бетонных конструкций.

Описывается полимерная композиция, содержащая эпоксидный диановый олигомер ЭД-20, изо-метилтетрагидрофталевый ангидрид (изо-МТГФА), катализатор реакции полимеризации - 2,4,6,-трис(диметиламинометил)фенол, а также наноматериалы углеродного типа.

Наноматериалы углеродного типа представляют собой углеродные нанотрубки (УНТ), либо углеродные нановолокна (УНВ), либо смесь углеродных наноматериалов: фуллерен, нанотрубки, нановолокна (СУНМ), либо сажевый углерод (сажа).

Предложенная эпоксиполимерная нанокомпозиция и стеклопластик на ее основе обладают высокой щелочестойкостью, повышенной механической прочностью и модулем упругости, высокой температурой стеклования.

Изобретение относится к эпоксидной композиции ангидридного отверждения, широко используемой для получения высокопрочных, тепло-, щелочестойких стеклопластиковых композиционных материалов. Полученные полимерные композиционные материалы могут применяться для изготовления строительной арматуры, работающей в широком диапазоне температур.

Разработка полимерной матрицы композиционного материала - важная технологическая задача, поскольку многие свойства полимерных композиционных материалов определяются матрицей. Путем подбора состава и свойств наполнителя и связующего, их соотношения, ориентации наполнителя можно получить материалы с требуемым сочетанием эксплуатационных и технологических свойств.

В последнее время среди полимерных композитов особо стали выделять полимерные нанокомпозиты, которые обладают целым рядом уникальных характеристик вследствие сильного возрастания площади поверхности раздела фаз, что позволяет при минимальных степенях наполнения значительно улучшить физико-механические свойства, тепло- и термостойкость, электропроводность, антифрикционные показатели и т.д. На сегодняшний день можно выделить следующие нанонаполнители: углеродные нанотрубки и нановолокна, фуллерены, неорганические нанотрубки, слоистые алюмосиликаты, металлические наночастицы, магнитные наночастицы. [Полимерные нанокомпозиты. / Под ред. Ю-Винг Май, Жонг-Жен Ю. -М. : Техносфера. 2011 г.]

Известно эпоксидное связующее для стеклопластиков, содержащее эпоксидный олигомер ЭД-20, отвердитель изо-МТГФА, катализатор 2,4,6,-трис(диметиламинометил)фенол и модификатор - пластификатор ЭДОС. [RU 2145617 C1 20.02.2000 г.] Стеклопластики на основе указанного связующего имеют хорошую адгезию к стекловолокну, но недостаточную физико-механическую прочность.

Известна также эпоксидная композиция на основе продукта взаимодействия ЭД-20 со смесью изомерных продуктов дифенилметандиизоцианата, отвердителя и-МТГФА и катализатора 2,4,6,-трис(диметиламинометил)фенола. [RU 2355722 C2 20.05.2009 г.] Полученный полимерный материал обладает повышенными значениями прочности на изгиб и теплостойкости.

Недостатком данной композиции является то, что процесс получения продукта взаимодействия смолы ЭД-20 со смесью изомерных продуктов на основе дифенилметандиизоцианата затруднит технологический процесс получения изделий из стеклопластиков.

Известен стержень для армирования бетона, состоящий из эпоксидного олигомера ЭД-20, изо-МТГФА, ускорителя триэтаноламина и стекловолокна. [RU 2220049 C2 27.12.2003 г.]

Недостатком данного изобретения является сравнительно низкая прочность при изгибе полученного композиционного материала.

Известна тара из стеклопластика для боеприпасов [RU 100221 U1 10.12.2010 г.], содержащая нанодобавки (наноглина, нанотрубки, технический углерод). Изделие обладает повышенными характеристиками по ударной прочности и огнестойкости. Недостатком данного изделия из стеклопластика является невысокая температура стеклования.

Известно композитное армирующее изделие для строительных конструкций на основе эпоксидной смолы ЭД-20, изо-МТГФА, ускорителя триэтаноламина и модифицирующей добавки - гидроксилсодержащего ароматически сопряженного гидроксифенилена. [RU 2461588 С1 20.09.2012 г.] Полученный композиционный материал обладает недостаточным модулем упругости и низкой щелочестойкостью.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому изобретению является эпоксидная композиция для изготовления изделий с повышенной стойкостью к растрескиванию [RU 2405795 C1 10.12.2010 г.]. Композиционный материал содержит углеродные нанотрубки и волластонит, обладает высокой прочностью на растяжение и изгиб. Недостатком данного изобретения является слишком трудоемкий процесс диспергирования углеродных нанотрубок, модификация волластонита с последующим удалением растворителя и недостаточно высокая теплостойкость материала.

Задачей настоящего изобретения является повышение физико-механических характеристик, теплостойкости и стойкости к действию щелочей материалов, полученных на основе эпоксидной композиции состава: ЭД-20, изо-метилтетрагидрофталевого ангидрида и 2,4,6,-трис(диметиламинометил)фенола, которая вследствие своей высокой технологичности широко используется в производстве стеклопластиковых композиционных материалов, в частности стеклопластиковой арматуры для бетонных конструкций.

Технический результат состоит в повышении механической прочности, модуля упругости, щелочестойкости и температуры стеклования изделий на основе предлагаемой композиции.

Технический результат достигается тем, что эпоксидная композиция горячего отверждения в качестве связующего для изготовления стеклопластиковых материалов включает в себя эпоксидный диановый олигомер марки ЭД-20, отвердитель - изо-метилтетрагидрофталевый ангидрид (изо-МТГФА) и катализатор реакции полимеризации, согласно изобретению в качестве модифицирующей добавки она дополнительно содержит наноматериалы углеродного типа, представляющие собой углеродные нанотрубки (УНТ), либо углеродные нановолокна (УНВ), либо смесь углеродных наноматериалов: фуллерен, нанотрубки, нановолокна (СУНМ), либо сажевый углерод (сажа), при следующем содержании компонентов, масс. ч.

Эпоксидный олигомер - 100

изо-МТГФА - 80

Вышеуказанный катализатор - 1,5

Углеродные наноматериалы - 0,05-1,5

Выполнение композиции согласно изобретению позволило повысить физико-механические характеристики, температуру стеклования и щелочестойкость композитов на ее основе.

Способ осуществлялся следующим образом.

Для повышения качества смеси применялась ультразвуковая обработка наполненной композиции. Смешивание углеродного наноматериала с компонентами полимерной матрицы проводилось с помощью ультразвукового генератора IL - 10-0.1 с частотой 22 кГц, позволяющего производить обработку смеси с мощностью 750 Вт (интенсивность 9 Вт/см2). Продолжительность УЗО определялась экспериментально на основании наиболее высоких эксплуатационных характеристик получаемого полимера [Ситников П.А., Белых А.Г., Васенева И.Н., Рябков Ю.И., Кучин А.В. Модификация эпоксиангидридной матрицы сажевым углеродом. // Журнал прикладной химии. 2012, Т.85., Вып.4. С.676-678].

Примеры осуществления

Пример 1.

В 80 масс. ч. изо-метилтетрагидрофталевого ангидрида добавляют 0,05 масс. ч. углеродных нанотрубок и эту смесь диспергируют путем ультразвукового воздействия с помощью ультразвукового генератора IL при частоте 22 кГц в течение 15 мин.

Затем добавляют диспергированную ультразвуком смесь наноматериалов в ангидриде в 100 масс. ч. эпоксидного олигомера марки ЭД-20, 1.5 масс. ч. 2,4,6,-трис(диметиламинометил)фенола, перемешивают механической мешалкой в течение 30 мин, после чего эту смесь заливают в металлические формы и отверждают по ступенчатому режиму: 100°C - 1 ч, 160°C - 3 ч, 100°C - 1 ч.

Примеры 2-20 осуществляют аналогично примеру 1, тип углеродного наноматериала, его количество и свойства полученных композиций указаны в таблице 1.

Пример 21. Осуществляют согласно способу, описанному в изобретениях [RU 2339773 С2 27.11.2008 г.; RU 2324797 С1 20.05.2008 г.]. Связующее для пропитки стеклоровинга готовилось по примерам 1-20.

Свойства полученных композиционных материалов характеризовали с помощью стандартных методик. Разрушающее напряжение при растяжении и изгибе и определяли соответственно по ГОСТу 11262-80 и 4648-71 с помощью испытательной машины ИР 5057-50.

Щелочестойкость полученных материалов определялась по ГОСТ 12020-72 "Пластмассы. Методы определения стойкости к действию химических сред".

Температура стеклования была определена по данным дифференциальной сканирующей калориметрии (ДСК). Свойства отвержденного связующего с добавками углеродных материалов приведены в таблице 1.

Проведенные исследования показали, что модификация стандартного связующего на основе ЭД-20 и изо-МТГФА малыми количествами наноструктурированных углеродных материалов позволяет значительно повысить модуль упругости (в 2 раза) и щелочестойкость (в 10 раз) полученного материала по сравнению с аналогом [RU 2461588]. Температура стеклования увеличилась на 20-30°C по сравнению прототипом. Оптимальное содержание добавки для углеродных нанотрубок (УНТ) составляет 0,05 масс.%, для углеродных нановолокон (УНВ) - 0,1 масс.%, для смеси углеродных наноматериалов - 0,1 масс.%, для сажи - 1 масс.%.

Заявленная композиция в качестве связующего может применяться для изготовления изделий из композиционных материалов, в частности стеклопластиковой арматуры для упрочнения бетонных конструкций. Свойства таких стеклопластиков приведены в таблице 2.

Разрушающая нагрузка при изгибе у образцов стеклопластика на основе предлагаемой композиции выше, чем у прототипа в 2,5-3 раза. После кипячения в щелочи прочность образцов стеклопластика с наноуглеродом ухудшается на 5-12%, а у образцов на основе чистой матрицы - на 30%.

Таким образом, использование заявляемого изобретения позволит повысить качество изделий за счет улучшения физико-механических, теплофизических свойств и щелочестойкости связующего.

Эпоксидная композиция горячего отверждения в качестве связующего для изготовления стеклопластиковой арматуры для упрочнения бетонных конструкций включает в себя эпоксидный диановый олигомер марки ЭД-20, отвердитель - изо-метилтетрагидрофталевый ангидрид (изо-МТГФА) и катализатор реакции полимеризации, отличающаяся тем, что в качестве модифицирующей добавки она дополнительно содержит наноматериалы углеродного типа, представляющие собой углеродные нанотрубки (УНТ), либо углеродные нановолокна (УНВ), либо смесь углеродных наноматериалов: фуллерен, нанотрубки, нановолокна (СУНМ), либо сажевый углерод (сажа), при следующем содержании компонентов, масс.ч.Эпоксидный олигомер - 100изо-МТГФА - 80Вышеуказанный катализатор - 1,5Углеродные наноматериалы - 0,05-1,5
Источник поступления информации: Роспатент

Showing 11-20 of 68 items.
27.12.2013
№216.012.90a2

2,6-диизоборнилфенолы

Изобретение относится к диастереомерам изоборнильных соединений структурной формулы (I), где R=H и изоборнильные фрагменты имеют конфигурацию (IS, 2R, 4R, 1'S, 2'R, 4'R) и (1R, 2S, 4S, 1'R, 2'S, 4'S), где R=CH и изоборнильные фрагменты имеют конфигурацию (IS, 2R, 4R, 1'R, 2'S, 4'S) или...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002502719
Дата охранного документа: 27.12.2013
20.02.2014
№216.012.a226

Резиновая смесь на основе бутадиен-метилстирольного каучука

Изобретение относится к резиновой промышленности и может быть использовано для изготовления резинотехнических изделий. Резиновая смесь на основе бутадиен-метилстирольного каучука включает серу, дифенилгуанидин, ускоритель вулканизации, технический углерод, оксид цинка, стеариновую кислоту,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002507225
Дата охранного документа: 20.02.2014
10.03.2014
№216.012.a95e

Способ получения 3α-гидрокси-10β-пинанона-4

Настоящее изобретение относится к области органической химии, конкретно к способу получения 3α-гидрокси-10β-пинанона-4. Способ заключается в окислении 3α,4β-дигидрокси-10β-пинана в диметилформамиде без или в присутствии катализаторов MoCl или Мо(СО) в течение 1-2 часов при пропускании тока...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002509073
Дата охранного документа: 10.03.2014
20.05.2014
№216.012.c6c5

Резиновая смесь на основе бутадиен-метилстирольного каучука

Изобретение относится к резиновой промышленности и может быть использовано для изготовления резинотехнических изделий. Резиновая смесь на основе бутадиен-метилстирольного каучука включает серу, дифенилгуанидин, сульфенамид Ц, технический углерод, оксид цинка, стеариновую кислоту, в качестве...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002516644
Дата охранного документа: 20.05.2014
20.05.2014
№216.012.c6fc

Новые производные 2,6-диизоборнилфенола и способ их получения

Изобретение относится к новым производным 2,6-диизоборнилфенола, обладающим антиоксидантной активностью. В общей формуле соединения R=С(ОМе), СООМе и СООН. Изобретение также относится к способу получения указанных соединений. 2 н. и 1 з.п. ф-лы, 4 табл., 5 пр.
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002516699
Дата охранного документа: 20.05.2014
10.09.2014
№216.012.f3e6

Способ получения микрокристаллической целлюлозы

Изобретение относится к области химии целлюлозы и ее модифицирования. Способ получения микрокристаллической целлюлозы включает деструкцию целлюлозы, промывку продукта водой и основаниями, сушку. Целлюлозосодержащий материал обрабатывают растворами гетерополикислот в воде, растворами...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002528261
Дата охранного документа: 10.09.2014
10.04.2015
№216.013.39d9

Средство, улучшающее реологические свойства крови

Изобретение относится к медицине, конкретно к фармакологии, и касается средств, влияющих на реологические свойства крови. Предложено применение продукта химической модификации гидроксиэтилированного крахмала O-(2-гидроксиэтил)-(1,4)-α-D-глюкана, гибридного макромолекулярного соединения...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002546297
Дата охранного документа: 10.04.2015
10.06.2015
№216.013.5456

Способ получения плотной керамики и керамических композитов на основе карбида титана

Изобретение относится к области создания высокотемпературных керамических материалов, а именно к способу получения плотноспеченного керамического материала из порошков карбида титана. Технический результат изобретения: возможность получить плотную керамику и керамические композиты при более...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002553111
Дата охранного документа: 10.06.2015
10.08.2015
№216.013.6d1e

Новые катализаторы со стабилизирующим эффектом для эпоксидных композиций

Изобретение относится к эпоксидной композиции для получения высокопрочных и термостойких армированных пластиков. Эпоксидная композиция горячего отверждения включает в себя эпоксидный диановый олигомер марки ЭД-20, отвердитель - изо-метилтетрагидрофталевый ангидрид (изо-МТГФА) и катализатор...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002559492
Дата охранного документа: 10.08.2015
20.08.2015
№216.013.734b

Эпоксидный компаунд, наполненный модифицированными полисахаридами

Изобретение относится к эпоксидной композиции для получения высокопрочных, теплостойких материалов, которые могут быть использованы в различных отраслях промышленности. Эпоксидная композиция горячего отверждения включает эпоксидный диановый олигомер марки ЭД-20 (100 мас.ч.), отвердитель...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002561085
Дата охранного документа: 20.08.2015
Showing 11-20 of 83 items.
27.12.2013
№216.012.90a2

2,6-диизоборнилфенолы

Изобретение относится к диастереомерам изоборнильных соединений структурной формулы (I), где R=H и изоборнильные фрагменты имеют конфигурацию (IS, 2R, 4R, 1'S, 2'R, 4'R) и (1R, 2S, 4S, 1'R, 2'S, 4'S), где R=CH и изоборнильные фрагменты имеют конфигурацию (IS, 2R, 4R, 1'R, 2'S, 4'S) или...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002502719
Дата охранного документа: 27.12.2013
20.02.2014
№216.012.a226

Резиновая смесь на основе бутадиен-метилстирольного каучука

Изобретение относится к резиновой промышленности и может быть использовано для изготовления резинотехнических изделий. Резиновая смесь на основе бутадиен-метилстирольного каучука включает серу, дифенилгуанидин, ускоритель вулканизации, технический углерод, оксид цинка, стеариновую кислоту,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002507225
Дата охранного документа: 20.02.2014
10.03.2014
№216.012.a95e

Способ получения 3α-гидрокси-10β-пинанона-4

Настоящее изобретение относится к области органической химии, конкретно к способу получения 3α-гидрокси-10β-пинанона-4. Способ заключается в окислении 3α,4β-дигидрокси-10β-пинана в диметилформамиде без или в присутствии катализаторов MoCl или Мо(СО) в течение 1-2 часов при пропускании тока...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002509073
Дата охранного документа: 10.03.2014
20.05.2014
№216.012.c6c5

Резиновая смесь на основе бутадиен-метилстирольного каучука

Изобретение относится к резиновой промышленности и может быть использовано для изготовления резинотехнических изделий. Резиновая смесь на основе бутадиен-метилстирольного каучука включает серу, дифенилгуанидин, сульфенамид Ц, технический углерод, оксид цинка, стеариновую кислоту, в качестве...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002516644
Дата охранного документа: 20.05.2014
20.05.2014
№216.012.c6fc

Новые производные 2,6-диизоборнилфенола и способ их получения

Изобретение относится к новым производным 2,6-диизоборнилфенола, обладающим антиоксидантной активностью. В общей формуле соединения R=С(ОМе), СООМе и СООН. Изобретение также относится к способу получения указанных соединений. 2 н. и 1 з.п. ф-лы, 4 табл., 5 пр.
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002516699
Дата охранного документа: 20.05.2014
10.09.2014
№216.012.f3e6

Способ получения микрокристаллической целлюлозы

Изобретение относится к области химии целлюлозы и ее модифицирования. Способ получения микрокристаллической целлюлозы включает деструкцию целлюлозы, промывку продукта водой и основаниями, сушку. Целлюлозосодержащий материал обрабатывают растворами гетерополикислот в воде, растворами...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002528261
Дата охранного документа: 10.09.2014
10.04.2015
№216.013.39d9

Средство, улучшающее реологические свойства крови

Изобретение относится к медицине, конкретно к фармакологии, и касается средств, влияющих на реологические свойства крови. Предложено применение продукта химической модификации гидроксиэтилированного крахмала O-(2-гидроксиэтил)-(1,4)-α-D-глюкана, гибридного макромолекулярного соединения...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002546297
Дата охранного документа: 10.04.2015
10.06.2015
№216.013.5456

Способ получения плотной керамики и керамических композитов на основе карбида титана

Изобретение относится к области создания высокотемпературных керамических материалов, а именно к способу получения плотноспеченного керамического материала из порошков карбида титана. Технический результат изобретения: возможность получить плотную керамику и керамические композиты при более...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002553111
Дата охранного документа: 10.06.2015
10.08.2015
№216.013.6d1e

Новые катализаторы со стабилизирующим эффектом для эпоксидных композиций

Изобретение относится к эпоксидной композиции для получения высокопрочных и термостойких армированных пластиков. Эпоксидная композиция горячего отверждения включает в себя эпоксидный диановый олигомер марки ЭД-20, отвердитель - изо-метилтетрагидрофталевый ангидрид (изо-МТГФА) и катализатор...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002559492
Дата охранного документа: 10.08.2015
20.08.2015
№216.013.734b

Эпоксидный компаунд, наполненный модифицированными полисахаридами

Изобретение относится к эпоксидной композиции для получения высокопрочных, теплостойких материалов, которые могут быть использованы в различных отраслях промышленности. Эпоксидная композиция горячего отверждения включает эпоксидный диановый олигомер марки ЭД-20 (100 мас.ч.), отвердитель...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002561085
Дата охранного документа: 20.08.2015
+ добавить свой РИД