RU2565301C1 - Lubricating agent for glass and basalt fibre - Google Patents
Lubricating agent for glass and basalt fibre Download PDFInfo
- Publication number
- RU2565301C1 RU2565301C1 RU2014143599/03A RU2014143599A RU2565301C1 RU 2565301 C1 RU2565301 C1 RU 2565301C1 RU 2014143599/03 A RU2014143599/03 A RU 2014143599/03A RU 2014143599 A RU2014143599 A RU 2014143599A RU 2565301 C1 RU2565301 C1 RU 2565301C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- glass
- sizing
- metal
- sizing according
- surfactant
- Prior art date
Links
Abstract
Description
Изобретение относится к химической промышленности и переработке стекловолокна, а именно к замасливателям, которые могут применяться для стекло- и базальтовых прямых и трощенных ровингов для армирования стеклопластиков, рубленых стеклянных и базальтовых нитей, стеклотканей, стеклохолстов, малокрученой текстильной нити, SMC- и ВМС-технологий.The invention relates to the chemical industry and the processing of fiberglass, in particular to sizing, which can be used for glass and basalt straight and grooved rovings for reinforcing fiberglass, chopped glass and basalt threads, fiberglass, fiberglass, low-rolled textile thread, SMC and Navy technologies .
Известна водная замасливающая композиция для стеклянной нити (патент РФ №2432330, МПК С03С 25/10, дата публ. 27.10.2011), содержащая, по меньшей мере, один пленкообразователь от 1,5 до 15%, по меньшей мере, одно связующее от 0,15 до 4%, наночастицы из глины или боемита от 0,1 до 4%, по меньшей мере, один смазочный материал от 0 до 2%, по меньшей мере, один диспергирующий агент от 0 до 4%, по меньшей мере, один регулятор вязкости от 0 до 4%. Пленкообразователь выбран из поливинилацетатов, целлюлозных полимеров и смесей данных соединений, содержащих, по меньшей мере, одно эпоксидное вещество и, по меньшей мере, один полиэфир или полиуретан. Связующее выбрано из гидролизующихся соединений, в частности, в присутствии кислоты, такой как уксусная, молочная или лимонная, соединений, принадлежащих к группе, состоящей из силанов, силоксанов, титанатов, цирконатов и смеси данных соединений. Наночастицы изготовлены на основе глины, боемита или кремнезема, обработанных гидрофобным агентом. Наночастицы имеют диаметр, в частности, от 5 до 35 нм и, предпочтительно, средний диаметр порядка 15-20 нм. Термин «глина» определяет гидратированные алюмосиликаты общей формулы Al2O3∙SiO2·xH2O, где x - представляет собой степень гидратации. Такая глина состоит из слоев алюмосиликата толщиной в несколько нанометров, связанных друг с другом связями типа водородных или ионных между гидроксидными группами, присутствующими на слоях, и водой и/или катионами, находящимися между упомянутыми слоями. Боемит относится к моногидратам оксида алюминия. Предпочтительно, боемит является синтетическим боемитом, полученным по гидротермальной реакции из гидроксида алюминия.Known aqueous sizing composition for glass filaments (RF patent No. 2432330, IPC С03С 25/10, date of publication. October 27, 2011), containing at least one film former from 1.5 to 15%, at least one binder from 0.15 to 4%, clay or boehmite nanoparticles from 0.1 to 4%, at least one lubricant from 0 to 2%, at least one dispersant from 0 to 4%, at least one viscosity regulator from 0 to 4%. The film former is selected from polyvinyl acetates, cellulosic polymers and mixtures of these compounds containing at least one epoxy substance and at least one polyester or polyurethane. The binder is selected from hydrolyzable compounds, in particular in the presence of an acid, such as acetic, lactic or citric, compounds belonging to the group consisting of silanes, siloxanes, titanates, zirconates and a mixture of these compounds. Nanoparticles are made on the basis of clay, boehmite or silica treated with a hydrophobic agent. Nanoparticles have a diameter, in particular from 5 to 35 nm, and preferably an average diameter of about 15-20 nm. The term "clay" defines hydrated aluminosilicates of the general formula Al 2 O 3 ∙ SiO 2 · xH 2 O, where x - represents the degree of hydration. Such clay consists of layers of aluminosilicate several nanometers thick, connected to each other by bonds of the hydrogen or ion type between the hydroxide groups present on the layers and water and / or cations located between the said layers. Boomite refers to aluminum oxide monohydrates. Preferably, boemite is a synthetic boemite obtained by hydrothermal reaction from aluminum hydroxide.
Наночастицы боемита могут быть в форме шариков, иголок, эллипсоидов или пластинок. Частицы кремнезема находятся в форме шариков. Предпочтительно, шарики имеют диаметр, составляющий от 5 до 35 нм, и средний диаметр порядка 15-20 нм.Boemite nanoparticles can be in the form of balls, needles, ellipsoids or plates. Silica particles are in the form of balls. Preferably, the spheres have a diameter of 5 to 35 nm and an average diameter of the order of 15-20 nm.
Недостатками известной замасливающей композиции являются:The disadvantages of the known sizing composition are:
- использование в известной композиции замасливателя наночастиц из глины или боемита для увеличения стойкости к истиранию приводит к низкой адгезионной прочности между армирующим волокном и полимерной матрицей;- the use of a known sizing composition of nanoparticles of clay or boehmite to increase the abrasion resistance leads to low adhesive strength between the reinforcing fiber and the polymer matrix;
- низкая электропроводность замасливателя связана с отсутствием в составе электропроводящих частиц. Это снижает функциональные возможности замасливателя, в частности, приводит к невозможности применения замасливателя для производства рубленого стекловолокна. Ведет к увеличению несортового материала (образование пуха) в процессе производства армирующего волокна.- low conductivity of the sizing is associated with the absence of electrically conductive particles in the composition. This reduces the functionality of the sizing, in particular, leads to the inability to use a sizing for the production of chopped fiberglass. It leads to an increase in non-graded material (fluff formation) during the production of reinforcing fiber.
Известен замасливатель для стеклянного и базальтового волокна (патент РФ №2389698, МПК С03С 25/24, дата публ. 20.05.2010), включающий дициандиамидформальдегидную смолу ДЦУ, смазку МАС-4, органосиланы, уксусную кислоту и воду, при следующем соотношении компонентов, мас. %:Known sizing for glass and basalt fiber (RF patent No. 2389698, IPC С03С 25/24, publication date 05/20/2010), including dicyandiamide formaldehyde resin DCU, MAC-4 grease, organosilanes, acetic acid and water, in the following ratio of components, wt . %:
Недостатками известного замасливателя являются:The disadvantages of the known sizing are:
- низкая электропроводность замасливателя, связанная с отсутствием в составе электропроводящих частиц, что снижает функциональные возможности замасливателя, в частности, приводит к невозможности его применения для производства рубленого стекловолокна, ведет к увеличению несортового материала (расщепление волокон, образование пуха) в процессе производства армирующего волокна;- low conductivity of the sizing, due to the absence of electrically conductive particles in the composition, which reduces the functionality of the sizing, in particular, makes it impossible to use it for the production of chopped glass fiber, leads to an increase in non-graded material (splitting of fibers, formation of fluff) in the production of reinforcing fibers;
- низкая стойкость к истиранию армирующих нитей, покрытых известным замасливателем, связанная с низким содержанием в составе пленкообразующего агента, пластификатора и смазки;- low abrasion resistance of reinforcing threads coated with a known sizing associated with a low content in the composition of the film-forming agent, plasticizer and lubricant;
- низкое содержание органосиланов в качестве связующего стекла приводит к низкой адгезии между армирующим волокном и полимерной матрицей.- the low content of organosilanes as a bonding glass leads to low adhesion between the reinforcing fiber and the polymer matrix.
Известны электропроводящие замасленные стекловолокна (патент РФ №2403214, МПК С03С 25/44, дата публ. 10.11.2010), покрытые электропроводящей замасливающей композицией, взятой в качестве прототипа, которая содержит, по меньшей мере, один пленкообразующий агент, по меньшей мере, одно соединение, выбранное из пластификаторов, ПАВ и диспергаторов, по меньшей мере, одно связующее стекла и электропроводящие частицы на основе графита и/или сажи. При этом пленкообразующий агент является поливинилацетатом, эпоксидной смолой или полиуретаном. Пластификатор, ПАВ и диспергатор выбраны из органических соединений, таких, как полиалкоксилированные, алифатические или ароматические соединения, возможно галогенированные, полиалкоксилированные эфиры жирных кислот и аминосоединения, и из неорганических соединений. Связующее стекла выбрано из гидролизуемых соединений, принадлежащих группе, состоящей из силанов, силоксанов, титанов, цирконатов и смесей этих соединений. Электропроводящие частицы находятся в виде смеси частиц разной формы, предпочтительно двух или трех форм, размер частиц, взятый в самом большом измерении, не превышает 250 мкм, предпочтительно 100 мкм. Частицы образованы смесью частиц графита и порошка сажи с гранулометрическим размером, равным или меньше 1 мкм. Замасливающая композиция дополнительно содержит в качестве добавок смазку, комплексообразующие вещества и пеногасители. Замасливающая композиция, предназначенная для покрытия стекловолокон, содержит, мас. %:Known electrically conductive oily glass fibers (RF patent No. 2403214, IPC С03С 25/44, published date 10.11.2010), coated with an electrically conductive sizing composition, taken as a prototype, which contains at least one film-forming agent, at least one a compound selected from plasticizers, surfactants and dispersants, at least one glass binder and electrically conductive particles based on graphite and / or soot. In this case, the film-forming agent is polyvinyl acetate, epoxy resin or polyurethane. The plasticizer, surfactant and dispersant are selected from organic compounds, such as polyalkoxylated, aliphatic or aromatic compounds, optionally halogenated, polyalkoxylated esters of fatty acids and amino compounds, and from inorganic compounds. Binder glass is selected from hydrolyzable compounds belonging to the group consisting of silanes, siloxanes, titans, zirconates and mixtures of these compounds. The electrically conductive particles are in the form of a mixture of particles of different shapes, preferably two or three shapes, the particle size taken in the largest dimension does not exceed 250 microns, preferably 100 microns. The particles are formed by a mixture of graphite particles and carbon black powder with a particle size distribution equal to or less than 1 μm. The sizing composition further comprises, as additives, a lubricant, complexing agents and antifoam agents. A sizing composition intended for coating glass fibers contains, by weight. %:
- от 2% до 10%, по меньшей мере, одного пленкообразующего агента, предпочтительно от 3% до 8,5%;- from 2% to 10% of at least one film-forming agent, preferably from 3% to 8.5%;
- от 0,2% до 8%, по меньшей мере, одного соединения, выбранного из пластификаторов, предпочтительно от 0,25 до 6%;- from 0.2% to 8% of at least one compound selected from plasticizers, preferably from 0.25 to 6%;
- от 4% до 25% электропроводящих частиц, предпочтительно от 6 до 20%, причем указанные частицы являются частицами на основе графита и/или сажи;- from 4% to 25% of electrically conductive particles, preferably from 6 to 20%, said particles being particles based on graphite and / or soot;
- от 0,1% до 4%, по меньшей мере, одного связующего, предпочтительно от 0,15 до 2%;- from 0.1% to 4% of at least one binder, preferably from 0.15 to 2%;
- от 0 до 4%, по меньшей мере, одного регулятора вязкости, предпочтительно от 0 до 1,8%;- from 0 to 4% of at least one viscosity regulator, preferably from 0 to 1.8%;
- от 0 до 6% добавок, предпочтительно от 0 до 3%;- from 0 to 6% additives, preferably from 0 to 3%;
- содержание в ней твердых веществ находится в интервале от 8% до 35%, предпочтительно от 12 до 25%.- its solids content is in the range from 8% to 35%, preferably from 12 to 25%.
Недостатками известной электропроводящей замасливающей композиции являются:The disadvantages of the known electrically conductive sizing composition are:
- низкая стойкость к истиранию армирующих нитей, покрытых известным замасливателем, связанная с избыточным введением в известную композицию электропроводящих частиц на основе графита и/или сажи, размер которых предпочтительно 100 мкм, которые, в конечном счете, действуют как абразив;- low abrasion resistance of reinforcing threads coated with a known sizing associated with excessive introduction into the known composition of electrically conductive particles based on graphite and / or soot, preferably 100 μm in size, which ultimately act as an abrasive;
- использование в известной композиции замасливателя электропроводящих частиц, находящихся в виде смеси частиц разной формы, предпочтительно двух или трех форм, размер частиц, взятый в самом большом измерении, не превышает 250 мкм, предпочтительно 100 мкм, образованных смесью частиц графита и порошка сажи с гранулометрическим размером, равным или меньше 1 мкм, снижает адгезионную прочность между армирующим волокном и полимерной матрицей.- the use in the known composition of the sizing of electrically conductive particles in the form of a mixture of particles of various shapes, preferably two or three forms, the particle size taken in the largest dimension does not exceed 250 microns, preferably 100 microns, formed by a mixture of graphite particles and carbon black powder with particle size distribution a size equal to or less than 1 μm, reduces the adhesive strength between the reinforcing fiber and the polymer matrix.
Задача изобретения - разработка эффективного состава замасливателя для стеклянного и базальтового волокна с повышенной эксплуатационной надежностью.The objective of the invention is the development of an effective sizing composition for glass and basalt fiber with increased operational reliability.
Техническим результатом изобретения является повышение адгезионной прочности и электропроводности замасливателя для стеклянного и базальтового волокна.The technical result of the invention is to increase the adhesive strength and conductivity of the sizing for glass and basalt fiber.
Технический результат достигается тем, что замасливатель для стеклянного и базальтового волокна, содержащий, по меньшей мере, один пленкообразующий агент, по меньшей мере, одно соединение, выбранное из пластификаторов, по меньшей мере, одно связующее стекла, ПАВ, регулятор водородного показателя, электропроводящее вещество и воду, согласно изобретению, в качестве электропроводящего вещества он содержит металл/углеродный нанокомпозит на основе наночастиц 3d металла, такого как медь, никель или железо, стабилизированных в углеродных нанопленочных структурах, при следующем соотношении компонентов, мас. %:The technical result is achieved in that a sizing for glass and basalt fiber containing at least one film-forming agent, at least one compound selected from plasticizers, at least one glass binder, a surfactant, a pH indicator, an electrically conductive substance and water, according to the invention, as an electrically conductive substance, it contains a metal / carbon nanocomposite based on 3d nanoparticles of a metal such as copper, nickel or iron, stabilized in carbon nanoparts lennoy structures, in the following ratio of components, wt. %:
Замасливатель отличается тем, что содержание твердых веществ (сухой остаток) находится в интервале 2-8%.The sizing is characterized in that the solids content (solids) is in the range of 2-8%.
Замасливатель отличается тем, что пленкообразующий агент является полимером, выбранным из эпоксидных смол.The sizing is characterized in that the film-forming agent is a polymer selected from epoxies.
Замасливатель отличается тем, что пластификатор выбран из этоксилатов жирных кислот.The sizing is characterized in that the plasticizer is selected from fatty acid ethoxylates.
Замасливатель отличается тем, что связующее стекла выбрано из гидролизуемых соединений, принадлежащих группе, состоящей из азотсодержащих силанов.The sizing is characterized in that the binder glass is selected from hydrolyzable compounds belonging to the group consisting of nitrogen-containing silanes.
Замасливатель отличается тем, что в качестве связующего стекла выбран γ-метакрилоксипропилтриметоксисилан и/или N-β-(аминоэтил)-γ-аминопропилтриметоксисилан, что повышает сцепление замасливателя с поверхностью стеклянного или базальтового волокна.The sizing is characterized in that γ-methacryloxypropyltrimethoxysilane and / or N-β- (aminoethyl) -γ-aminopropyltrimethoxysilane are selected as bonding glass, which increases the adhesion of the sizing to the surface of a glass or basalt fiber.
Замасливатель отличается тем, что в качестве поликатионного ПАВ выбрана полиамидная соль полиэтиленимина, которая играет роль смазки и позволяет снизить коэффициент трения в процессе выработки и протяжки стеклонитей.The sizing is characterized in that the polyamide salt of polyethyleneimine is selected as a polycationic surfactant, which plays the role of a lubricant and allows to reduce the friction coefficient during the production and drawing of glass fibers.
Замасливатель отличается тем, что в качестве регулятора водородного показателя выбрана уксусная кислота.The sizing is characterized in that acetic acid is selected as a regulator of the hydrogen index.
Замасливатель отличается тем, что размер частиц металл/углеродного нанокомпозита на основе наночастиц 3d металла, такого как медь, никель или железо, стабилизированных в углеродных нанопленочных структурах составляет 11-45 нм.The sizing is characterized in that the particle size of the metal / carbon nanocomposite based on 3d metal nanoparticles, such as copper, nickel or iron, stabilized in carbon nanofilm structures is 11-45 nm.
Металл/углеродная наночастица - это композит, состоящий из двух фаз, кластеров атомов металла в центре, покрытых графитовой оболочкой. Данные частицы имеют сильно развитую поверхность, и наличие гальванической пары металл - графит приводит к электрическому заряду поверхности наночастиц. Размер частиц в интервале от 11 до 45 нм обеспечивается техпроцессом. Размер частиц менее 11 нм не позволяет образовать кластер металла внутри наночастицы, и как следствие данные частицы не являются эффективными. Размер наночастиц более 45 нм приводит к коагуляции (слипанию) наночастиц, что снижает их активность, происходит образование конгломератов в составе замасливателя.A metal / carbon nanoparticle is a composite consisting of two phases, clusters of metal atoms in the center, coated with a graphite shell. These particles have a strongly developed surface, and the presence of a galvanic metal - graphite pair leads to an electric charge on the surface of the nanoparticles. The particle size in the range from 11 to 45 nm is provided by the process. A particle size of less than 11 nm does not allow the formation of a metal cluster inside the nanoparticle, and as a result, these particles are not effective. The size of the nanoparticles over 45 nm leads to coagulation (sticking) of the nanoparticles, which reduces their activity, the formation of conglomerates in the lubricant.
Используемый в составе замасливателя металл/углеродный нанокомпозит имеет высокое значение атомного магнитного момента, как следствие, данные частицы обладают высоким значением электропроводности, что позволяет повысить электрическую проводимость заявленного замасливателя для стеклянного и базальтового волокна.The metal / carbon nanocomposite used in the sizing composition has a high atomic magnetic moment, as a result, these particles have a high conductivity value, which improves the electrical conductivity of the inventive sizing for glass and basalt fiber.
Введение в состав замасливателя металл/углеродного нанокомпозита, позволяющего образовывать за счет избыточной поверхностной энергии дополнительные связи между армирующим волокном и полимерной матрицей, позволяет повысить адгезионную прочность замасливающего состава, повысить физико-механические характеристики стеклянного и базальтового волокна.The introduction of a metal / carbon nanocomposite into the sizing composition, which makes it possible to form additional bonds between the reinforcing fiber and the polymer matrix due to excess surface energy, makes it possible to increase the adhesive strength of the sizing composition and to increase the physicomechanical characteristics of glass and basalt fibers.
Применение металл/углеродного нанокомпозита на основе наночастиц 3d металла, такого как медь, никель или железо, стабилизированных в углеродных нанопленочных структурах, в замасливателях для стеклянного и базальтового волокна в качестве компонента для повышения адгезионной прочности и электропроводности жидкого состава, не известно.The use of a metal / carbon nanocomposite based on 3d metal nanoparticles, such as copper, nickel or iron, stabilized in carbon nanofilm structures, in lubricants for glass and basalt fibers as a component to increase the adhesive strength and conductivity of a liquid composition, is not known.
Таким образом, введение в состав замасливателя для стеклянного и базальтового волокна металл/углеродного нанокомпозита на основе наночастиц 3d металла, такого как медь, никель или железо, стабилизированных в углеродных нанопленочных структурах, позволяет повысить эффективность замасливатель и, как следствие, повысить эксплуатационную надежность замасливающего волокна.Thus, the introduction of a sizing agent for glass and basalt fiber metal / carbon nanocomposite based on 3d metal nanoparticles, such as copper, nickel or iron, stabilized in carbon nanofilm structures, improves the efficiency of the sizing and, as a result, increases the operational reliability of the sizing fiber .
Наличие указанных признаков позволяет сделать вывод о новизне заявленного замасливателя для стеклянного и базальтового волокна.The presence of these signs allows us to conclude about the novelty of the claimed sizing for glass and basalt fiber.
Сравнение заявленного решения с прототипом и другими решениями в данной области техники показывает, что изложенная совокупность признаков решения не известна из существующего уровня техники, на основании чего можно сделать вывод о соответствии заявленного решения критерию изобретения «изобретательский уровень».Comparison of the claimed solutions with the prototype and other solutions in the art shows that the set of features of the solution is not known from the existing level of technology, on the basis of which we can conclude that the claimed solutions meet the criteria of the invention "inventive step".
Соответствие заявленного решения критерию изобретения «промышленная применимость» показано на примерах конкретного выполнения замасливателя для стеклянного и базальтового волокна.The compliance of the claimed solution to the criteria of the invention "industrial applicability" is shown on examples of specific performance of the sizing for glass and basalt fiber.
Приводимые ниже примеры позволяют проиллюстрировать изобретение, однако не ограничивают его.The following examples illustrate the invention, but do not limit it.
Значение адгезионной прочности между армирующими волокнами и полимерной матрицей сравнивалось на примере значений замасленной данным составом стеклокомпозитной арматуры диаметром 10 мм. Показатели плотности арматуры представлены в (г/см3), осевое растяжение (в МПа).The value of the adhesive strength between the reinforcing fibers and the polymer matrix was compared by the example of the values of glass composite reinforcement 10 mm in diameter oiled with this composition. Reinforcement density indices are presented in (g / cm 3 ), axial tension (in MPa).
Пример 1. Конкретным примером состава замасливателя является рецептура со следующим соотношением компонентов, мас. %:Example 1. A specific example of the composition of the sizing is a formulation with the following ratio of components, wt. %:
- 6,5 - эмульсия эпоксидной смолы марки Filco 74003 в качестве пленкообразующего агента;- 6.5 - an emulsion of epoxy resin brand Filco 74003 as a film-forming agent;
- 3,0 - этоксилаты жирных кислот марки Flerol 07-1015 в качестве пластификатора;- 3.0 - Flerol 07-1015 fatty acid ethoxylates as a plasticizer;
- 0,5 - γ-метакрилоксипропилтриметоксисилан в качестве связующего стекла;- 0.5 - γ-methacryloxypropyltrimethoxysilane as a bonding glass;
- 0,1 - полиамидные соли полиэтиленимина марки Katax 67601 в качестве ПАВ;- 0.1 - polyamide salts of polyethyleneimine brand Katax 67601 as a surfactant;
- 0,01 - уксусная кислота в качестве регулятора водородного показателя;- 0.01 - acetic acid as a regulator of the hydrogen index;
- 0,1 - медь/углеродный нанокомпозит марки НС-10-01.11/24.- 0.1 - copper / carbon nanocomposite grade NS-10-01.11 / 24.
Характеристики стеклокомпозитной арматуры с данным замасливателем:Characteristics of glass composite fittings with this sizing:
- плотность: 2,17 г/см3;- density: 2.17 g / cm 3 ;
- осевое растяжение: 1238 МПа.- axial tension: 1238 MPa.
Пример 2. Рецептура замасливателя со следующим соотношением компонентов, мас. %:Example 2. The recipe lubricant with the following ratio of components, wt. %:
- 5,5 - эмульсия эпоксидной смолы марки Filco 74003 в качестве пленкообразующего агента;- 5.5 - an emulsion of epoxy resin brand Filco 74003 as a film-forming agent;
- 4,0 - этоксилаты жирных кислот марки Flerol 07-1015 в качестве пластификатора;- 4.0 - Flerol 07-1015 fatty acid ethoxylates as a plasticizer;
- 0,6 - N-β-(аминоэтил)-γ-аминопропилтриметоксисилан в качестве связующего стекла;- 0.6 - N-β- (aminoethyl) -γ-aminopropyltrimethoxysilane as a bonding glass;
- 0,2 - полиамидные соли полиэтиленимина марки Katax 67601 в качестве ПАВ;- 0.2 - polyamide salts of polyethyleneimine brand Katax 67601 as a surfactant;
- 0,1 - уксусная кислота в качестве регулятора водородного показателя;- 0.1 - acetic acid as a regulator of the hydrogen index;
- 0,5 - никель/углеродный нанокомпозит марки НС-10-01.21/22.- 0.5 - nickel / carbon nanocomposite grade NS-10-01.21 / 22.
Характеристики стеклокомпозитной арматуры:Characteristics of glass composite fittings:
- плотность: 2,18 г/см3 - density: 2.18 g / cm 3
- осевое растяжение: 1253 МПа- axial tension: 1253 MPa
Пример 3. Рецептура замасливателя со следующим соотношением компонентов, мас. %:Example 3. The formulation of the sizing with the following ratio of components, wt. %:
- 7,0 - эмульсия эпоксидной смолы марки Filco 74003 в качестве пленкообразующего агента;- 7.0 - an emulsion of epoxy resin brand Filco 74003 as a film-forming agent;
- 3,5 - этоксилаты жирных кислот марки Flerol 07-1015 в качестве пластификатора;- 3,5 - Flerol 07-1015 fatty acid ethoxylates as a plasticizer;
- 0,3 - N-β-(аминоэтил)-γ-аминопропилтриметоксисилан в качестве связующего стекла;- 0.3 - N-β- (aminoethyl) -γ-aminopropyltrimethoxysilane as a bonding glass;
- 0,3 - γ-метакрилоксипропилтриметоксисилан в качестве связующего стекла;- 0.3 - γ-methacryloxypropyltrimethoxysilane as a bonding glass;
- 0,05 - полиамидные соли полиэтиленимина марки Katax 67601 в качестве ПАВ;- 0.05 - polyamide salts of polyethyleneimine brand Katax 67601 as a surfactant;
- 0,01 - уксусная кислота в качестве регулятора водородного показателя;- 0.01 - acetic acid as a regulator of the hydrogen index;
- 1,0 - железо/углеродный нанокомпозит марки НС-10-01.41/41.- 1.0 - iron / carbon nanocomposite grade NS-10-01.41 / 41.
Характеристики стеклокомпозитной арматуры:Characteristics of glass composite fittings:
- плотность: 2,17 г/см3 - density: 2.17 g / cm 3
- осевое растяжение: 1248 МПа- axial tension: 1248 MPa
Пример 4. Рецептура замасливателя со следующим соотношением компонентов, мас. %:Example 4. The recipe lubricant with the following ratio of components, wt. %:
- 6,5 - эмульсия эпоксидной смолы марки Filco 74003 в качестве пленкообразующего агента;- 6.5 - an emulsion of epoxy resin brand Filco 74003 as a film-forming agent;
- 3,0 - этоксилаты жирных кислот марки Flerol 07-1015 в качестве пластификатора;- 3.0 - Flerol 07-1015 fatty acid ethoxylates as a plasticizer;
- 0,5 - γ-метакрилоксипропилтриметоксисилан в качестве связующего стекла;- 0.5 - γ-methacryloxypropyltrimethoxysilane as a bonding glass;
- 0,1 - полиамидные соли полиэтиленимина марки Katax 67601 в качестве ПАВ;- 0.1 - polyamide salts of polyethyleneimine brand Katax 67601 as a surfactant;
- 0,01 - уксусная кислота в качестве регулятора водородного показателя;- 0.01 - acetic acid as a regulator of the hydrogen index;
- 2,0 - железо/углеродный нанокомпозит марки НС-10-01.41/41.- 2.0 - iron / carbon nanocomposite grade NS-10-01.41 / 41.
Характеристики стеклокомпозитной арматуры:Characteristics of glass composite fittings:
- плотность: 2,05 г/см3 - density: 2.05 g / cm 3
- осевое растяжение: 1038 МПа- axial tension: 1038 MPa
Пример 5. Рецептура замасливателя со следующим соотношением компонентов, мас. %:Example 5. The recipe lubricant with the following ratio of components, wt. %:
- 6,5 - эмульсия эпоксидной смолы марки Filco 74003 в качестве пленкообразующего агента;- 6.5 - an emulsion of epoxy resin brand Filco 74003 as a film-forming agent;
- 3,0 - этоксилаты жирных кислот марки Flerol 07-1015 в качестве пластификатора;- 3.0 - Flerol 07-1015 fatty acid ethoxylates as a plasticizer;
- 0,5 - γ-метакрилоксипропилтриметоксисилан в качестве связующего стекла;- 0.5 - γ-methacryloxypropyltrimethoxysilane as a bonding glass;
- 0,1 - полиамидные соли полиэтиленимина марки Katax 67601 в качестве ПАВ;- 0.1 - polyamide salts of polyethyleneimine brand Katax 67601 as a surfactant;
- 0,01 - уксусная кислота в качестве регулятора водородного показателя;- 0.01 - acetic acid as a regulator of the hydrogen index;
- 0,00005 - железо/углеродный нанокомпозит марки НС-10-01.41/41.- 0.00005 - iron / carbon nanocomposite of the brand NS-10-01.41 / 41.
Характеристики стеклокомпозитной арматуры:Characteristics of glass composite fittings:
- плотность: 1,95 г/см3 - density: 1.95 g / cm 3
- осевое растяжение: 938 МПа.- axial tension: 938 MPa.
Во всех приведенных примерах конкретного выполнения состава замасливателя вода составляет - остальное до 100 (мас. %).In all the examples given, the specific implementation of the composition of the sizing water is - the rest is up to 100 (wt.%).
Примеры 4 и 5 показывают, что недостаток, так же как и избыток, металл/углеродного нанокомпозита в составе замасливателя приводит к снижению показателей плотности и осевого растяжения стеклокомпозитной арматуры.Examples 4 and 5 show that the lack, as well as the excess, of the metal / carbon nanocomposite in the sizing composition leads to a decrease in the density and axial tension of the glass composite reinforcement.
Для заявленного замасливателя содержание твердых веществ (сухой остаток) составляет 2-8% в зависимости от дозировки компонентов, рН составляет 1,0-3,0.For the inventive sizing, the solids content (dry residue) is 2-8% depending on the dosage of the components, the pH is 1.0-3.0.
Уменьшение количества сухого остатка по сравнению с прототипом приводит к повышению адгезионной прочности замасливателя за счет активного взаимодействия силанов и наночастиц друг с другом. Данный эффект происходит за счет увеличения количества активных функциональных групп в силанах.The decrease in the amount of solids compared with the prototype leads to an increase in the adhesive strength of the sizing due to the active interaction of silanes and nanoparticles with each other. This effect occurs due to an increase in the number of active functional groups in silanes.
Приготовление композиции замасливателя для стеклянного и базальтового волокна целесообразно осуществлять предварительным проведением гидролиза силанов в слабокислой среде раствора уксусной кислоты. Процесс гидролиза силанов проводят в течении 1-2 часов при температуре 18-25ºС с получением связующего стекла.The preparation of a sizing composition for glass and basalt fiber is advisable to carry out the preliminary hydrolysis of silanes in a weakly acidic solution of acetic acid. The process of hydrolysis of silanes is carried out for 1-2 hours at a temperature of 18-25 ° C to obtain a binder glass.
Далее в отдельных реакторах готовят растворы пластификатора - этоксилата жирных кислот, пленкообразующего агента - эмульсии эпоксидной смолы, смазки (ПАВа) путем введения расчетных количеств компонентов.Then, in separate reactors, solutions of a plasticizer - fatty acid ethoxylate, a film-forming agent - an epoxy resin emulsion, a lubricant (surfactant) are prepared by introducing the calculated amounts of components.
Металл/углеродный нанокомпозит вводят в виде тонкодисперсной суспензии, приготовленной путем механического перетирания порошка металл/углеродного нанокомпозита с эмульсией эпоксидной смолы, и/или пластификатором, и/или ПАВ, и/или силаном в необходимом соотношении, с последующей обработкой ультразвуком в течение времени, соответствующего максимальному соотношению пиков интенсивностей на ИК-спектре при одинаковых волновых числах. Затем приготовленные растворы пленкообразующего агента, пластификатора, суспензии металл/углеродного нанокомпозита, ПАВ добавляют к раствору связующего стекла и при интенсивном перемешивании соединяют с расчетным количеством воды, например деионизированной.The metal / carbon nanocomposite is introduced in the form of a fine suspension prepared by mechanical grinding of the metal / carbon nanocomposite powder with an epoxy emulsion and / or plasticizer and / or surfactant and / or silane in the required ratio, followed by ultrasonic treatment over time, corresponding to the maximum ratio of intensity peaks in the IR spectrum at the same wave numbers. Then, prepared solutions of a film-forming agent, plasticizer, metal / carbon nanocomposite suspension, surfactant are added to the binder glass solution and combined with vigorous stirring with a calculated amount of water, for example, deionized.
Опытная партия арматуры стеклокомпозитной (АСК), изготовленная с применением стеклоровинга на основе заявленного состава замасливателя, была испытана в НИИЖБ им. А.А. Гвоздева, г. Москва.An experimental batch of glass composite reinforcement (ASK), made using glass roving based on the declared sizing composition, was tested at the NIIZhB named after A.A. Gvozdeva, Moscow.
Результаты испытаний показали, что предел прочности на разрыв всех образцов АСК с применением заявленного состава замасливателя повысился не менее чем на 40%.The test results showed that the tensile strength of all ASK samples using the claimed sizing composition increased by at least 40%.
Claims (9)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2014143599/03A RU2565301C1 (en) | 2014-10-28 | 2014-10-28 | Lubricating agent for glass and basalt fibre |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2014143599/03A RU2565301C1 (en) | 2014-10-28 | 2014-10-28 | Lubricating agent for glass and basalt fibre |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2565301C1 true RU2565301C1 (en) | 2015-10-20 |
Family
ID=54327144
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2014143599/03A RU2565301C1 (en) | 2014-10-28 | 2014-10-28 | Lubricating agent for glass and basalt fibre |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2565301C1 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2637227C1 (en) * | 2016-09-30 | 2017-12-01 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Московский государственный технологический университет "СТАНКИН" (ФГБОУ ВО "МГТУ "СТАНКИН") | Method of producing polymeric composite materials |
| RU2641360C1 (en) * | 2017-04-25 | 2018-01-17 | Общество с ограниченной ответственностью "БАЗАЛЬТОВЫЕ МАТЕРИАЛЫ" | Lubricant for basalt fibre |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2314374C2 (en) * | 2002-05-22 | 2008-01-10 | Сэн-Гобэн Ветротекс Франс С.А. | Anhydrous oiling polyurethane-based composition for glass fibers, glass fibers obtained, and composites including indicated fibers |
| RU2324706C2 (en) * | 2002-10-04 | 2008-05-20 | Е Энд Е Текнолоджи Инк. | Cured without heating binding agent composition and method of moulding piece production with its use |
| US20080160281A1 (en) * | 2006-12-29 | 2008-07-03 | Vickery Eric L | Sizing composition for glass fibers |
| WO2008082480A1 (en) * | 2006-12-15 | 2008-07-10 | Ocv Intellectual Capital, Llc | Chemical coating composition for glass fibers for improved fiber dispersion |
| RU2403214C2 (en) * | 2004-10-21 | 2010-11-10 | Сэн-Гобэн Ветротекс Франс С.А. | Electroconductive sized glass fibres |
| EP2492252A2 (en) * | 2009-02-27 | 2012-08-29 | Applied NanoStructured Solutions, LLC | CNT-Infused glass fiber materials and process therefor |
-
2014
- 2014-10-28 RU RU2014143599/03A patent/RU2565301C1/en active
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2314374C2 (en) * | 2002-05-22 | 2008-01-10 | Сэн-Гобэн Ветротекс Франс С.А. | Anhydrous oiling polyurethane-based composition for glass fibers, glass fibers obtained, and composites including indicated fibers |
| RU2324706C2 (en) * | 2002-10-04 | 2008-05-20 | Е Энд Е Текнолоджи Инк. | Cured without heating binding agent composition and method of moulding piece production with its use |
| RU2403214C2 (en) * | 2004-10-21 | 2010-11-10 | Сэн-Гобэн Ветротекс Франс С.А. | Electroconductive sized glass fibres |
| WO2008082480A1 (en) * | 2006-12-15 | 2008-07-10 | Ocv Intellectual Capital, Llc | Chemical coating composition for glass fibers for improved fiber dispersion |
| US20080160281A1 (en) * | 2006-12-29 | 2008-07-03 | Vickery Eric L | Sizing composition for glass fibers |
| EP2492252A2 (en) * | 2009-02-27 | 2012-08-29 | Applied NanoStructured Solutions, LLC | CNT-Infused glass fiber materials and process therefor |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2637227C1 (en) * | 2016-09-30 | 2017-12-01 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Московский государственный технологический университет "СТАНКИН" (ФГБОУ ВО "МГТУ "СТАНКИН") | Method of producing polymeric composite materials |
| RU2641360C1 (en) * | 2017-04-25 | 2018-01-17 | Общество с ограниченной ответственностью "БАЗАЛЬТОВЫЕ МАТЕРИАЛЫ" | Lubricant for basalt fibre |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR101225534B1 (en) | Preparation of nano porous polymeric electro conductive nano composite filler and inorganic waterproof silicate water-born coating agent with electro-magnetic Silicate shielding properties there in and a manufacturing method | |
| WO2016043145A1 (en) | Electroconductive composition and method for manufacturing same | |
| RU2565301C1 (en) | Lubricating agent for glass and basalt fibre | |
| WO2002083797A2 (en) | Anionically stabilised, aqueous dispersions of nanoparticulate zinc oxide, method for the production and use thereof | |
| CA2855882A1 (en) | Carbon fiber for composite materials having improved conductivity | |
| CN110205809B (en) | Sizing method of carbon fiber and application thereof | |
| JP2009062214A (en) | Magnesium hydroxide particulate, and method for producing the same | |
| Patil et al. | Bioinspired process using anisotropic silica particles and fatty acid for superhydrophobic cotton fabrics | |
| KR20140091153A (en) | Woven Carbon Fiber composites with improved impact absorbinf ability and preparation method | |
| Sagar et al. | Studies on thermal and mechanical behavior of nano TiO2-epoxy polymer composite | |
| KR20080057407A (en) | Method of surface treatment of metal particle using self assembly, metal particle thereby, making method of polymer solution containing the metal particle and coating steel panel thereby | |
| CN108774446A (en) | A kind of light color graphene conductive coating | |
| CN108912785A (en) | A kind of graphene conductive coating that storage stability is excellent | |
| JP4722412B2 (en) | Conductive tin oxide powder, method for producing the same, conductive paste and conductive paint | |
| Karak | Nanocomposites of epoxy and metal oxide nanoparticles | |
| CN113668243A (en) | Colloidal nanoparticle self-assembly modified carbon fiber, preparation method and carbon fiber composite material | |
| EP3268310A1 (en) | Carbon fibre fibre-sizing containing nanoparticles | |
| JP2013244463A (en) | Composite particle-dispersed liquid, complex, and production methods thereof | |
| EP3268323A1 (en) | Fibersizing with small amounts of nanomaterials | |
| CN109251582B (en) | High-performance nano composite heavy calcium carbonate and preparation method thereof | |
| Laatar et al. | Effect of Nanoclay on the Corrosion Protection Efficiency of UP/CuEDA 2-MMT Nanocomposite Coatings Assessed by EIS Measurements | |
| Xu et al. | Rapid microwave-assisted synthesis and characterization of cellulose fiber containing silver nanoparticles in alkaline aqueous solution | |
| Kurkin et al. | Enhanced adhesion strength of polymer fiber/epoxy matrix in terphase as a result of their modification by detonation nanodiamond soot | |
| RU2623401C2 (en) | Method for manufacturing electric conducting thread from ultrathin glass fibers | |
| CN109135497A (en) | A kind of kermesinus graphene conductive coating that storage stability is excellent |