RU2668029C1 - Наноструктурированный стеклопластик и изделие, выполненное из него - Google Patents
Наноструктурированный стеклопластик и изделие, выполненное из него Download PDFInfo
- Publication number
- RU2668029C1 RU2668029C1 RU2017135746A RU2017135746A RU2668029C1 RU 2668029 C1 RU2668029 C1 RU 2668029C1 RU 2017135746 A RU2017135746 A RU 2017135746A RU 2017135746 A RU2017135746 A RU 2017135746A RU 2668029 C1 RU2668029 C1 RU 2668029C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- fiberglass
- binder
- gelcoat
- filler
- amount
- Prior art date
Links
- 239000011152 fibreglass Substances 0.000 title claims abstract description 70
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 claims abstract description 42
- 239000000945 filler Substances 0.000 claims abstract description 20
- 235000013312 flour Nutrition 0.000 claims abstract description 20
- 239000004579 marble Substances 0.000 claims abstract description 20
- 239000000843 powder Substances 0.000 claims abstract description 20
- 239000012764 mineral filler Substances 0.000 claims abstract description 9
- 229920005989 resin Polymers 0.000 claims abstract description 7
- 239000011347 resin Substances 0.000 claims abstract description 7
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract description 13
- 239000002131 composite material Substances 0.000 abstract description 8
- 239000003365 glass fiber Substances 0.000 abstract description 6
- 238000005299 abrasion Methods 0.000 abstract description 4
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 4
- 239000002105 nanoparticle Substances 0.000 abstract 2
- 238000000034 method Methods 0.000 abstract 1
- 239000000047 product Substances 0.000 description 29
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 13
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 8
- VTYYLEPIZMXCLO-UHFFFAOYSA-L Calcium carbonate Chemical compound [Ca+2].[O-]C([O-])=O VTYYLEPIZMXCLO-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 6
- 229920000647 polyepoxide Polymers 0.000 description 6
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 5
- 239000003822 epoxy resin Substances 0.000 description 5
- 239000013538 functional additive Substances 0.000 description 5
- 239000000463 material Substances 0.000 description 5
- 229920000728 polyester Polymers 0.000 description 5
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 5
- ROSDSFDQCJNGOL-UHFFFAOYSA-N Dimethylamine Chemical compound CNC ROSDSFDQCJNGOL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000004744 fabric Substances 0.000 description 4
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 4
- 239000012765 fibrous filler Substances 0.000 description 4
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 4
- 239000004848 polyfunctional curative Substances 0.000 description 4
- 229910000019 calcium carbonate Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 3
- 239000003112 inhibitor Substances 0.000 description 3
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 3
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 3
- 229920001568 phenolic resin Polymers 0.000 description 3
- 239000012763 reinforcing filler Substances 0.000 description 3
- 229920001169 thermoplastic Polymers 0.000 description 3
- 239000004416 thermosoftening plastic Substances 0.000 description 3
- 239000004593 Epoxy Substances 0.000 description 2
- 239000004743 Polypropylene Substances 0.000 description 2
- WNROFYMDJYEPJX-UHFFFAOYSA-K aluminium hydroxide Chemical compound [OH-].[OH-].[OH-].[Al+3] WNROFYMDJYEPJX-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 2
- 239000003063 flame retardant 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
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 description 2
- 229920001684 low density polyethylene Polymers 0.000 description 2
- 239000004702 low-density polyethylene Substances 0.000 description 2
- 239000000395 magnesium oxide Substances 0.000 description 2
- CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N magnesium oxide Inorganic materials [Mg]=O CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000004005 microsphere Substances 0.000 description 2
- 238000000465 moulding Methods 0.000 description 2
- -1 polypropylene Polymers 0.000 description 2
- 229920001155 polypropylene Polymers 0.000 description 2
- GHMLBKRAJCXXBS-UHFFFAOYSA-N resorcinol Chemical compound OC1=CC=CC(O)=C1 GHMLBKRAJCXXBS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000004094 surface-active agent Substances 0.000 description 2
- 229920006337 unsaturated polyester resin Polymers 0.000 description 2
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- RNFJDJUURJAICM-UHFFFAOYSA-N 2,2,4,4,6,6-hexaphenoxy-1,3,5-triaza-2$l^{5},4$l^{5},6$l^{5}-triphosphacyclohexa-1,3,5-triene Chemical compound N=1P(OC=2C=CC=CC=2)(OC=2C=CC=CC=2)=NP(OC=2C=CC=CC=2)(OC=2C=CC=CC=2)=NP=1(OC=1C=CC=CC=1)OC1=CC=CC=C1 RNFJDJUURJAICM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- KXGFMDJXCMQABM-UHFFFAOYSA-N 2-methoxy-6-methylphenol Chemical compound [CH]OC1=CC=CC([CH])=C1O KXGFMDJXCMQABM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000838 Al alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000005995 Aluminium silicate Substances 0.000 description 1
- 239000004114 Ammonium polyphosphate Substances 0.000 description 1
- XMWRBQBLMFGWIX-UHFFFAOYSA-N C60 fullerene Chemical compound C12=C3C(C4=C56)=C7C8=C5C5=C9C%10=C6C6=C4C1=C1C4=C6C6=C%10C%10=C9C9=C%11C5=C8C5=C8C7=C3C3=C7C2=C1C1=C2C4=C6C4=C%10C6=C9C9=C%11C5=C5C8=C3C3=C7C1=C1C2=C4C6=C2C9=C5C3=C12 XMWRBQBLMFGWIX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920000049 Carbon (fiber) Polymers 0.000 description 1
- 239000004215 Carbon black (E152) Substances 0.000 description 1
- WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N Lithium Chemical compound [Li] WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920002396 Polyurea Polymers 0.000 description 1
- XTXRWKRVRITETP-UHFFFAOYSA-N Vinyl acetate Chemical compound CC(=O)OC=C XTXRWKRVRITETP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000323 aluminium silicate Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000012211 aluminium silicate Nutrition 0.000 description 1
- 235000019826 ammonium polyphosphate Nutrition 0.000 description 1
- 229920001276 ammonium polyphosphate Polymers 0.000 description 1
- 239000004917 carbon fiber Substances 0.000 description 1
- 239000002041 carbon nanotube Substances 0.000 description 1
- 229910021393 carbon nanotube Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 description 1
- QGBSISYHAICWAH-UHFFFAOYSA-N dicyandiamide Chemical compound NC(N)=NC#N QGBSISYHAICWAH-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
- 238000005553 drilling Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- SLGWESQGEUXWJQ-UHFFFAOYSA-N formaldehyde;phenol Chemical compound O=C.OC1=CC=CC=C1 SLGWESQGEUXWJQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910003472 fullerene Inorganic materials 0.000 description 1
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 description 1
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 description 1
- 239000011256 inorganic filler Substances 0.000 description 1
- 229910003475 inorganic filler Inorganic materials 0.000 description 1
- NLYAJNPCOHFWQQ-UHFFFAOYSA-N kaolin Chemical compound O.O.O=[Al]O[Si](=O)O[Si](=O)O[Al]=O NLYAJNPCOHFWQQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052744 lithium Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000003754 machining Methods 0.000 description 1
- AXZKOIWUVFPNLO-UHFFFAOYSA-N magnesium;oxygen(2-) Chemical compound [O-2].[Mg+2] AXZKOIWUVFPNLO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 1
- 239000010445 mica Substances 0.000 description 1
- 229910052618 mica group Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000003607 modifier Substances 0.000 description 1
- 239000011858 nanopowder Substances 0.000 description 1
- 239000003960 organic solvent Substances 0.000 description 1
- 150000002978 peroxides Chemical class 0.000 description 1
- ISWSIDIOOBJBQZ-UHFFFAOYSA-N phenol group Chemical group C1(=CC=CC=C1)O ISWSIDIOOBJBQZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 1
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 description 1
- 229920001225 polyester resin Polymers 0.000 description 1
- 239000004645 polyester resin Substances 0.000 description 1
- 229920005596 polymer binder Polymers 0.000 description 1
- 239000002491 polymer binding agent Substances 0.000 description 1
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 1
- 230000003014 reinforcing effect Effects 0.000 description 1
- 238000007665 sagging Methods 0.000 description 1
- 239000004576 sand Substances 0.000 description 1
- 239000007921 spray Substances 0.000 description 1
- 238000005728 strengthening Methods 0.000 description 1
- 239000013589 supplement Substances 0.000 description 1
- 229920001187 thermosetting polymer Polymers 0.000 description 1
- 230000008719 thickening Effects 0.000 description 1
- 239000002562 thickening agent Substances 0.000 description 1
- UFTFJSFQGQCHQW-UHFFFAOYSA-N triformin Chemical compound O=COCC(OC=O)COC=O UFTFJSFQGQCHQW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000009966 trimming Methods 0.000 description 1
- 238000009827 uniform distribution Methods 0.000 description 1
- 239000002966 varnish Substances 0.000 description 1
- 229920001567 vinyl ester resin Polymers 0.000 description 1
- 238000009941 weaving Methods 0.000 description 1
- 239000010456 wollastonite Substances 0.000 description 1
- 229910052882 wollastonite Inorganic materials 0.000 description 1
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B32—LAYERED PRODUCTS
- B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
- B32B17/00—Layered products essentially comprising sheet glass, or glass, slag, or like fibres
- B32B17/02—Layered products essentially comprising sheet glass, or glass, slag, or like fibres in the form of fibres or filaments
- B32B17/04—Layered products essentially comprising sheet glass, or glass, slag, or like fibres in the form of fibres or filaments bonded with or embedded in a plastic substance
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B32—LAYERED PRODUCTS
- B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
- B32B27/00—Layered products comprising a layer of synthetic resin
- B32B27/04—Layered products comprising a layer of synthetic resin as impregnant, bonding, or embedding substance
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B32—LAYERED PRODUCTS
- B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
- B32B27/00—Layered products comprising a layer of synthetic resin
- B32B27/18—Layered products comprising a layer of synthetic resin characterised by the use of special additives
- B32B27/20—Layered products comprising a layer of synthetic resin characterised by the use of special additives using fillers, pigments, thixotroping agents
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B32—LAYERED PRODUCTS
- B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
- B32B5/00—Layered products characterised by the non- homogeneity or physical structure, i.e. comprising a fibrous, filamentary, particulate or foam layer; Layered products characterised by having a layer differing constitutionally or physically in different parts
- B32B5/22—Layered products characterised by the non- homogeneity or physical structure, i.e. comprising a fibrous, filamentary, particulate or foam layer; Layered products characterised by having a layer differing constitutionally or physically in different parts characterised by the presence of two or more layers which are next to each other and are fibrous, filamentary, formed of particles or foamed
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B82—NANOTECHNOLOGY
- B82B—NANOSTRUCTURES FORMED BY MANIPULATION OF INDIVIDUAL ATOMS, MOLECULES, OR LIMITED COLLECTIONS OF ATOMS OR MOLECULES AS DISCRETE UNITS; MANUFACTURE OR TREATMENT THEREOF
- B82B3/00—Manufacture or treatment of nanostructures by manipulation of individual atoms or molecules, or limited collections of atoms or molecules as discrete units
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Nanotechnology (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Reinforced Plastic Materials (AREA)
- Laminated Bodies (AREA)
Abstract
Группа изобретений относится к области слоистых полимерных композиционных материалов для получения стеклопластиковых профильных изделий и касается наноструктурированного стеклопластика и изделия из него. Стеклопластик формируют из, по меньшей мере, двух слоев стекловолокнистого наполнителя, пропитанного связующим, и слоя гелькоута на основе смол, расположенного на одном из крайних слоев стекловолокнистого наполнителя, при этом связующее содержит минеральный наполнитель в виде наноразмерного порошка мраморной муки в количестве 6,7-11,2 масс.% от массы связующего, а гелькоут содержит наноразмерный порошок мраморной муки в количестве 5,9-11,8 масс.% от массы гелькоута. Изобретение обеспечивает повышение прочностных свойств наноструктурированного стеклопластика, уменьшения его истираемости и увеличения срока службы изделий из стеклопластика. 2 н.п. ф-лы, 3 пр.
Description
Настоящая группа изобретений относится к области слоистых полимерных композиционных материалов и может быть использована для получения стеклопластиковых профильных изделий, изготовляемых в матрице, в частности в производстве емкостей различного назначения, горок, бассейнов для аквапарков, лодок и других плавсредств.
Известен полимерный композиционный материал (RU 2223988 С2, опубликовано 20.02.2004 г.), выполненный из полимерного связующего и стекловолокнистого наполнителя в виде стеклоткани, при этом связующее включает эпоксидный олигомер N,N,Nʹ,Nʹ-тетраглицидилдиамино-3,3ʹ-дихлордифенилметан и дополнительно - открытые углеродные нанотрубки и фуллероидный многослойный наномодификатор астрален, отвердитель - 4,4ʹ-диаминодифенилсульфон и фуллерен C2n где n не менее 30, при следующем соотношении компонентов, мас. %:
| Полимерное связующее | 24-30 |
| Стекловолокнистый наполнитель | 70-76 |
Однако стеклопластики на этом связующем не обладают достаточно хорошими физико-механическими свойствами.
В соответствии с RU 2185964 С1 известен слоистый композиционный материал, состоящий из чередующихся листов высокомодульного алюминиевого сплава пониженной плотности с содержанием лития более 1,5 мас. %, и слоев стеклопластика на основе термореактивного связующего и армирующего наполнителя, выполненного в виде однонаправленной стеклоткани с основой из высокопрочных стеклянных волокон и с утком из волокон легкоплавкого полимерного материала.
Известно также изделие, выполненное из этого композиционного материала, причем основа стеклоткани выполнена из стеклянных волокон диаметром 5-20 мкм и плотностью 2500-2580 кг/м3, предел прочности 400-500 МПа, с модулем упругости 85-100 ГПа и с расположением нитей основы с плотностью 20-30 нитей/см, уток стеклоткани выполнен из волокон легкоплавкого полимерного материала с температурой плавления Тпл не выше 150°С при плотности его расположения не более 6 нитей/см (патент RU 2185964 С1, опубликовано 27.07.2002 г.).
Известен стеклопластик, сформированный из стекловолокнистого наполнителя, пропитанного связующим, содержащим смесь эпоксидной и феноло-формальдегидной смол, при этом в качестве эпоксидной смолы содержит эпоксиалкилрезорциновую смолу и дополнительно 4,4-дифенилматендиизоцианат, блокированный диметиламином, при следующем соотношении компонентов, масс, ч.:
| Эпоксиалкилрезорциновая смола | 40-95 |
| Феноло-формальдегидная смола | 5-60 |
4,4'-дифенилматендиизоцианат, блокированный диметиламином 05-10
Стекловолокнистый наполнитель 100-1000 (авторское свидетельство SU 975749 А1, опубликовано 23.11.1982 г.).
Общими недостатками известных композиционных материалов и изделий на их основе являются неудовлетворительная адгезия, низкая морозостойкости и прочность.
Известны композиции связующих, которые применяются при изготовлении стеклопластиков, содержащих в качестве функциональных добавок неорганические минеральные наполнители, а именно микрокальцит, который также называется мраморной мукой, измельченным порошкообразным карбонатом кальция.
Известно полиэфирное связующее, содержащее в качестве основы полиэфирную смолу, отвердитель пероксидного типа, ингибитор фенольного типа, термопласт на основе винилацетата, антипирен, загуститель - оксид магния, при этом в качестве полиэфирной смолы содержится изофталевая ненасыщенная полиэфирная смола, в качестве отвердителя, ингибитора и термопласта используются их растворы в органическом растворителе, в качестве антипирена - гидроксид алюминия и дополнительно содержатся модификаторы - поверхностное активное вещество и неорганический минеральный наполнитель, при следующем соотношении компонентов, мас. %:
| изофталевая ненасыщенная полиэфирная смола | 25,0-40,0 |
| раствор отвердителя | 2,0-6,5 |
| раствор ингибитора | 0,0001-0,1000 |
| раствор термопласта | 0,2-6,5 |
| поверхностное активное вещество | 0,15-3,00 |
| гидроксид алюминия | 27,0-42,0 |
| оксид магния | 0,05-0,80 |
| неорганический минеральный наполнитель | 15,0-30,0 |
В качестве минерального наполнителя может быть использован измельченный речной песок, карбонат кальция, слюда и др. (патент RU 2608892 С1, опубликовано 26.01.2017 г.).
Из патента RU 2608892 известно также изделие на основе полиэфирного связующего и рубленного волокнистого наполнителя при следующем соотношении компонентов, мас. %:
| полиэфирное связующее | 75,0-85,0 |
| рубленый волокнистый наполнитель | 15,0-25,0 |
Недостатками известного полиэфирного связующего и изделия на его основе являются низкие физико-механические показатели изделий, сложность процесса изготовления и значительные энергозатраты на их производство.
Известны также композиции гелькоутных покрытий с функциональными добавками, которые применяются в качестве защитно-декоративных слоев при изготовлении изделий из стеклопластиков.
Из патента RU 2357990 (опубликовано 10.06.2009 г.) известно покрытие, содержащее полые стеклянные и/или алюмосиликатные микросферы с диаметром частиц 100-300 мкм и, по крайней мере, одну функциональную добавку, выбранную из ряда, включающего полифосфат аммония, волластонит, микрокальцит, при следующем соотношении компонентов, мас. %:
| Полимочевина | 65,0-75,0 |
| Полые микросферы | 20,0-30,0 |
| Указанные функциональные добавки | 3,0-5,0 |
Известны изделия из полимерных композиционных материалов, в состав которых входят неорганические порошковые наполнители. Так, известна полимерная композиция, включающая вторичный полипропилен, первичный полиэтилен низкой плотности и порошкообразный неорганический наполнитель при следующем соотношении компонентов, мас. %:
| полипропиленовая дробленка в виде | |
| чешуек размером не более 10 мм | 40-45 |
| первичный полиэтилен низкой плотности | 35-39 |
| неорганический порошковый наполнитель | 20-21 |
В качестве неорганического порошкового наполнителя полимерная композиция содержит талькон или каолин, или мраморную муку (патент RU 2378299 С1, опубликовано 10.01.2010 г.).
Известно стеклопластиковое изделие с гелькоутным покрытием, содержащим в качестве функциональной добавки токопроводящие углеводородные волокна (патент RU 2528840 С1, опубликовано 20.09.2014 г. ).
Существенными недостатками стеклопластиковых изделий с известными гелькоутными покрытиями также являются сравнительно невысокие прочностные показатели и недостаточная химическая стойкость.
Наиболее близким к заявляемой группе изобретений является принятый за прототип стеклопластик и изделие, выполненное из него. Стеклопластик содержит, по меньшей мере, два слоя стеклоткани и, по меньшей мере, один слоя препрега, который включает связующее и волокнистый наполнитель, при этом слой препрега расположен между внутренним и наружным слоями из стеклоткани таким образом, что волокна препрега направлены перпендикулярно по отношению к направлению нитям основы или нитям утка внутреннего и наружного слоев из стеклоткани, (патент RU 2560419 С1, опубликовано 20.08.2015 г.).
В соответствии с патентом RU 2560419 препрег включает связующее и волокнистый наполнитель в виде однонаправленных стеклянных или углеродных волокон при следующем соотношении, мас. ч.:
| связующее | 45-65 |
| волокнистый наполнитель | 35-55 |
В качестве связующего в ближайшем аналоге используется связующее, включающее смесь эпоксидиановой смолы с одной из эпоксидных смол, выбранных из группы М,1М-тетраглицидилпроизводное 3,3ʹ-дихлор-4,4ʹ-диаминодифенилметана, полиглицидилпроизводное низкомолекулярного фенолформальдегидного новолака, триглицидилпроизводное парааминофенола, в качестве отвердителя - дициандиамид, полиарилсульфон при следующем соотношении, мас. ч.:
| смесь эпоксидиановой смолы с одной из указанных | |
| эпоксидных смол | 60-100 |
| дициандиамид | 8-12 |
| указанный полиарилсульфон | 15-30 |
Недостатком ближайшего аналога, как и других известных стеклопластиков и изделий на их основе, является низкое качество получаемых изделий вследствие невысоких прочностных характеристик.
Задачей настоящей группы изобретений является разработка наноструктурированного слоистого стеклопластикового материала на основе связующего с функциональной добавкой минерального наполнителя мраморной муки, представляющей собой порошок наноразмерных частиц карбоната кальция, и изделий из него с гелькоутным слоем (покрытием), также содержащим наноразмерный порошок мраморной муки, применение которых обуславливает улучшение физико-механических характеристик готовых изделий.
Технический результат, на достижение которого направлена заявляемая группа изобретений, заключается в повышении качества получаемых из композиционных материалов изделий за счет повышения прочностных свойств наноструктурированного стеклопластика, уменьшения его истираемости, и, как следствие, увеличение срока службы изделий из стеклопластика. Технический результат заключается также в расширении областей применения стеклопластиков.
В соответствии с пунктом 1 формулы изобретения технический результат достигается тем, что в наноструктурированном стеклопластике, сформированном из, по меньшей мере, двух слоев стекловолокнистого наполнителя, пропитанного связующим, и слоя гелькоута на основе смол, расположенного на одном из крайних слоев стекловолокнистого наполнителя, согласно изобретению связующее содержит минеральный наполнитель в виде наноразмерного порошка мраморной муки в количестве 6,7-11,2 масс. % от массы связующего, а гелькоут содержит наноразмерный порошок мраморной муки в количестве 5,9-11,8 масс. % от массы гелькоута.
В соответствии с пунктом 2 формулы изобретения технический результат достигается тем, что в изделии из наноструктурированного стеклопластика согласно изобретению стеклопластик выполнен по пункту 1 формулы изобретения.
Технический результат настоящей группы изобретений достигается в случае применения различных смол, а также материалов для армирования (стеклоткани различного переплетения и разрывной нагрузки, стекломаты), катализаторов отвердевания и других компонентов связующих и гелькоутов, поскольку повышение прочностных свойств и уменьшения истираемости стеклопластика и готового изделия на его основе достигается добавлением наноразмерного порошка мраморной муки как в гелькоут, так и в связующее.
Улучшение прочностных свойств и снижение истираемости заявляемого стеклопластика на основе связующего и гелькоута с добавкой минерального наполнителя достигается при добавке порошка наполнителя в связующее в количестве 6,7-11,2 масс. %, а в гелькоут в количестве 5,9-11,8 масс. %, введение которой не повышает существенно вязкости гелькоута и не вносит значительных изменений в технологию производства стеклопластиковых изделий.
Использование наполнителя, количество которого в связующем или гелькоуте ниже нижних пределов, приводит к снижению устойчивости против образования потеков на вертикальных поверхностях и к понижению физико-механических показателей. Если компоненты состава взяты выше верхних пределов, то это приводит к снижению его технологичности в связи с увеличением вязкости и плотности.
Согласно изобретению, получение наноструктурированного стеклопластика и изделия на его основе осуществляют следующим образом.
Для изготовления стеклопластика могут быть использованы стеклоткани различных марок с разной поверхностной плотностью «ТР-0,7(100)» (ТУ 5952-003-99544202-2011), ORTEX 720 1000 (ТУ 5952-006-52788109-2016), ORTEX 360 00 1000 (ТУ 5952-006-52788109-2016), а также стекломаты и др. стекловолокнистые наполнители.
Например, в качестве армирующего наполнителя для лодочного каркаса могут быть использованы ровинговые стеклоткани марок ТР-07, ТР-03, ТР-056, которые используются для основы корпуса и быстрого утолщения стенок, и конструкционные стеклоткани марок Т-11, Т-13, использующиеся для локального усиления отдельных участков.
В качестве связующего могут быть использованы полиэфирные, винилэфирные, эпоксидные смолы марок «Ashland», «ДЕПОЛ» и др.
Изготовление стеклопластиковых изделий осуществляется методом ручного формования.
Поверхность матрицы будущего изделия очищают, обезжиривают и наносят слой антиадгезионного материала, например воска. Этот слой не позволит связующему приклеиться к поверхности формы, т.е. будет служить разделителем. В гелькоут добавляют наноразмерный порошок мраморной муки в количестве 5,9-11,8 масс. %. После этого на матрицу наносят гелькоут. Гелькоут формирует наружную поверхность будущего изделия, задавая цвет и обеспечивая защиту от воздействия внешних факторов (ультрафиолет, вода, химические реагенты и пр.). Наносить гелькоут можно мягкой лакировочной кистью или пульверизатором. Размеры частиц нанопорошка мраморной муки могут быть 30-100 нм.
После высыхания гелькоута переходят к следующему этапу - формовке. В матрицу на слой гелькоута укладывается предварительно раскроенная стеклоткань или другой тип армирующего наполнителя. Затем на стеклоткань, например, при помощи валиков, наносится связующее, в которое предварительно добавляют мраморную муку в количестве 5,9-11,8 масс. %.
Для удаления из неотвержденного ламината пузырьков воздуха, которые могут сказаться на качестве готового изделия, ламинат прикатывают жестким валиком. После отверждения готовое изделие извлекается из формы и подвергается механообработке: обрезка излишков стеклопластика по краям, высверливание отверстий и пр. На пропитанную стеклоткань накладывается следующий слой стеклоткани, который затем пропитывается связующим. И, таким образом, последовательно наносится необходимое количество слоев стеклоткани, каждый из которых пропитывается связующим. Количество слоев и вид стекловолокнистого наполнителя зависят от вида изделий, от их размера и технических особенностей. Удаление пузырьков воздуха из стекловолокна и равномерное распределение связующего осуществляется прикаточным валиком.
Пример 1. Изготовление лодок.
Для изготовления лодок используют стекловолокнистый наполнитель, содержащий стеклоткань марки «ORTEX 720» и стекломат с поверхностной плотностью 300 г/м2. Применяется 2-4 слоя стеклоткани и один слой стекломата. Используют связующее марки «ДЕПОЛ П-120 ПТ» в количестве 2,5-4 кг в зависимости от количества слоев стеклоткани. В связующее добавляют порошок мраморной муки в количестве 0,23-0,36 кг. Гелькоут берут в количестве 1 кг на 1 м2 изделия и добавляют наноразмерный порошок мраморной муки в количестве 90 г на 1 кг гелькоута.
Пример 2. Изготовление емкости для хранения химических веществ.
Для изготовления лодок используют стекловолокнистый наполнитель, содержащий стеклоткань марки «ORTEX 720» и стекломат с поверхностной плотностью 450 г/м2. Применяется 4-12 слоя стеклоткани и 1-2 слоя стекломата. Используют связующее марки «ДЕПОЛ П-120 ПТ» в количестве 4,5-12 кг в зависимости от количества слоев стеклоткани и стекломата. В связующее добавляют порошок мраморной муки в количестве 0,41-1,1 кг. Гелькоут берут в количестве 1 кг на 1 м2 изделия и добавляют наноразмерный порошок мраморной муки в количестве 90 г на 1 кг гелькоута.
Пример 3. Изготовление горки для бассейна.
Для изготовления лодок используют стекловолокнистый наполнитель, содержащий стеклоткань марки «ORTEX 720» и стекломат с поверхностной плотностью 300 г/м2. Применяется 3 слоя стеклоткани и один слой стекломата. Используют связующее марки «ДЕПОЛ П-120 ПТ» в количестве 3,5 кг в зависимости от количества слоев стеклоткани и стекломата. В связующее добавляют порошок мраморной муки в количестве 0,31 кг. Гелькоут берут в количестве 1 кг на 1 м2 изделия и добавляют наноразмерный порошок мраморной муки в количестве 90 г на 1 кг гелькоута.
Claims (2)
1. Наноструктурированный стеклопластик, сформированный из, по меньшей мере, двух слоев стекловолокнистого наполнителя, пропитанного связующим, и слоя гелькоута на основе смол, расположенного на одном из крайних слоев стекловолокнистого наполнителя, отличающийся тем, что связующее содержит минеральный наполнитель в виде наноразмерного порошка мраморной муки в количестве 6,7-11,2 масс. % от массы связующего, а гелькоут содержит наноразмерный порошок мраморной муки в количестве 5,9-11,8 масс. % от массы гелькоута.
2. Изделие из наноструктурированного стеклопластика, отличающееся тем, что стеклопластик выполнен по п. 1.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2017135746A RU2668029C1 (ru) | 2017-10-05 | 2017-10-05 | Наноструктурированный стеклопластик и изделие, выполненное из него |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2017135746A RU2668029C1 (ru) | 2017-10-05 | 2017-10-05 | Наноструктурированный стеклопластик и изделие, выполненное из него |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2668029C1 true RU2668029C1 (ru) | 2018-09-25 |
Family
ID=63668958
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2017135746A RU2668029C1 (ru) | 2017-10-05 | 2017-10-05 | Наноструктурированный стеклопластик и изделие, выполненное из него |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2668029C1 (ru) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2815021C1 (ru) * | 2023-05-22 | 2024-03-11 | Общество с ограниченной ответственностью "ВЕНТО-ЦЕНТР" | Антистатическая композиция веществ для нанесения покрытий на поверхность изделий из стеклопластика |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU60568U1 (ru) * | 2006-08-15 | 2007-01-27 | Валерий Викторович Кочнев | Декоративная панель |
| WO2011134939A1 (en) * | 2010-04-27 | 2011-11-03 | Omya Development Ag | Process for the manufacture of structured materials using nano-fibrillar cellulose gels |
| RU2528840C1 (ru) * | 2013-07-16 | 2014-09-20 | ООО "ЛПСервис" | Способ изготовления стеклопластиковых изделий с низким значением поверхностного электрического сопротивления |
| RU2560419C1 (ru) * | 2014-05-28 | 2015-08-20 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Всероссийский научно-исследовательский институт авиационных материалов" (ФГУП "ВИАМ") | Стеклопластик и изделие, выполненное из него |
| RU2608892C1 (ru) * | 2015-11-13 | 2017-01-26 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Всероссийский научно-исследовательский институт авиационных материалов" (ФГУП "ВИАМ") | Полиэфирное связующее и изделие на его основе |
-
2017
- 2017-10-05 RU RU2017135746A patent/RU2668029C1/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU60568U1 (ru) * | 2006-08-15 | 2007-01-27 | Валерий Викторович Кочнев | Декоративная панель |
| WO2011134939A1 (en) * | 2010-04-27 | 2011-11-03 | Omya Development Ag | Process for the manufacture of structured materials using nano-fibrillar cellulose gels |
| RU2528840C1 (ru) * | 2013-07-16 | 2014-09-20 | ООО "ЛПСервис" | Способ изготовления стеклопластиковых изделий с низким значением поверхностного электрического сопротивления |
| RU2560419C1 (ru) * | 2014-05-28 | 2015-08-20 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Всероссийский научно-исследовательский институт авиационных материалов" (ФГУП "ВИАМ") | Стеклопластик и изделие, выполненное из него |
| RU2608892C1 (ru) * | 2015-11-13 | 2017-01-26 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Всероссийский научно-исследовательский институт авиационных материалов" (ФГУП "ВИАМ") | Полиэфирное связующее и изделие на его основе |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2815021C1 (ru) * | 2023-05-22 | 2024-03-11 | Общество с ограниченной ответственностью "ВЕНТО-ЦЕНТР" | Антистатическая композиция веществ для нанесения покрытий на поверхность изделий из стеклопластика |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Suh | Axiomatic design and fabrication of composite structures: applications in robots, machine tools, and automobiles | |
| Kulshreshtha et al. | Handbook of polymer blends and composites | |
| JP6628213B2 (ja) | プリプレグ、金属箔張積層板及びプリント配線板 | |
| KR20140066201A (ko) | 열가소체의 층간 강화 | |
| BR112017018593B1 (pt) | Composição e material pré-impregnado termoplástico, material compósito à base do referido material pré-impregnado e utilizações do referido material compósito | |
| US20110009527A1 (en) | Thermosetting compositions comprising silicone polyethers, their manufacture, and uses | |
| CN104387719A (zh) | 纤维增强酚醛树脂基复合材料及其制备方法 | |
| RU2668030C1 (ru) | Наноструктурированный стеклопластик и изделие, выполненное из него | |
| Devaraju et al. | Unsaturated polyester—macrocomposites | |
| JP2009001768A (ja) | プリプレグ | |
| JP2019510868A (ja) | セルロースフィラメントおよびフィラーを含む複合材料ならびにこれを作製するための方法 | |
| RU2668029C1 (ru) | Наноструктурированный стеклопластик и изделие, выполненное из него | |
| JP2022023246A (ja) | シートモールディングコンパウンド及び成形品の製造方法 | |
| KR20170115376A (ko) | 난연 고강성 수지 조성물 및 이를 이용한 강화플라스틱 보강패널 | |
| Selcuk et al. | Basalt fiber reinforced polymer composites (BFRP) other than rebars: a review | |
| CN103753905B (zh) | 一种无卤阻燃树脂基体夹层结构体及其制备方法 | |
| Yalcin | Hollow glass microspheres in sheet molding compounds | |
| KR101278482B1 (ko) | 시트 몰딩 컴파운드 성형용 전도성 불포화 폴리에스테르 수지 조성물, 이의 제조방법 및 이를 포함하는 열경화 수지 조성물 | |
| KR100796006B1 (ko) | 유리섬유 촙을 이용한 전기기기 보호재 및 그 제조 방법 | |
| JP6846927B2 (ja) | 熱硬化性シート状成形材料及び繊維強化プラスチックの製造方法 | |
| CN104356325A (zh) | 纳米层状硅酸盐粘土改性的酚醛树脂及其制备方法 | |
| US20220220309A1 (en) | High-rigidity and high-heat resistance thermoplastic composite material composition and molded product manufactured therefrom | |
| Sofi et al. | Chemical property and characteristics of polymer | |
| KR102153308B1 (ko) | 나노셀룰로오스 복합시트 및 이의 제조방법 | |
| US20120040174A1 (en) | Low density coring material |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20191006 |