RU2307136C1 - Эпоксидное связующее, препрег на его основе и изделие, выполненное из препрега - Google Patents
Эпоксидное связующее, препрег на его основе и изделие, выполненное из препрега Download PDFInfo
- Publication number
- RU2307136C1 RU2307136C1 RU2006106374/04A RU2006106374A RU2307136C1 RU 2307136 C1 RU2307136 C1 RU 2307136C1 RU 2006106374/04 A RU2006106374/04 A RU 2006106374/04A RU 2006106374 A RU2006106374 A RU 2006106374A RU 2307136 C1 RU2307136 C1 RU 2307136C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- epoxy
- prepreg
- binding agent
- binder
- product
- Prior art date
Links
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 title claims abstract description 63
- 239000004593 Epoxy Substances 0.000 title claims abstract description 32
- 229920005989 resin Polymers 0.000 claims abstract description 19
- 239000011347 resin Substances 0.000 claims abstract description 19
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 17
- WTEOIRVLGSZEPR-UHFFFAOYSA-N boron trifluoride Chemical compound FB(F)F WTEOIRVLGSZEPR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 16
- 239000003822 epoxy resin Substances 0.000 claims abstract description 16
- 229920000647 polyepoxide Polymers 0.000 claims abstract description 16
- 230000003993 interaction Effects 0.000 claims abstract description 15
- WGQKYBSKWIADBV-UHFFFAOYSA-N benzylamine Chemical compound NCC1=CC=CC=C1 WGQKYBSKWIADBV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 14
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 claims abstract description 14
- 229910015900 BF3 Inorganic materials 0.000 claims abstract description 8
- WOZVHXUHUFLZGK-UHFFFAOYSA-N dimethyl terephthalate Chemical compound COC(=O)C1=CC=C(C(=O)OC)C=C1 WOZVHXUHUFLZGK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 8
- 239000003960 organic solvent Substances 0.000 claims abstract description 7
- 150000002334 glycols Chemical class 0.000 claims abstract description 4
- 229920001568 phenolic resin Polymers 0.000 claims abstract description 4
- 238000006068 polycondensation reaction Methods 0.000 claims abstract description 4
- KAKZBPTYRLMSJV-UHFFFAOYSA-N Butadiene Chemical compound C=CC=C KAKZBPTYRLMSJV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract 4
- CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N Acetone Chemical compound CC(C)=O CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 13
- KFZMGEQAYNKOFK-UHFFFAOYSA-N Isopropanol Chemical compound CC(C)O KFZMGEQAYNKOFK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- 239000004848 polyfunctional curative Substances 0.000 claims description 9
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims description 8
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- 239000012765 fibrous filler Substances 0.000 claims description 7
- 238000000465 moulding Methods 0.000 claims description 6
- RWYFURDDADFSHT-RBBHPAOJSA-N diane Chemical compound OC1=CC=C2[C@H]3CC[C@](C)([C@](CC4)(O)C#C)[C@@H]4[C@@H]3CCC2=C1.C1=C(Cl)C2=CC(=O)[C@@H]3CC3[C@]2(C)[C@@H]2[C@@H]1[C@@H]1CC[C@@](C(C)=O)(OC(=O)C)[C@@]1(C)CC2 RWYFURDDADFSHT-RBBHPAOJSA-N 0.000 claims description 5
- 239000011521 glass Substances 0.000 claims description 4
- YRZFHTRSHNGOSR-UHFFFAOYSA-N phenylmethanamine;trifluoroborane Chemical compound FB(F)F.NCC1=CC=CC=C1 YRZFHTRSHNGOSR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 229920001971 elastomer Polymers 0.000 claims description 2
- 239000004744 fabric Substances 0.000 claims description 2
- 239000005060 rubber Substances 0.000 claims description 2
- KXGFMDJXCMQABM-UHFFFAOYSA-N 2-methoxy-6-methylphenol Chemical compound [CH]OC1=CC=CC([CH])=C1O KXGFMDJXCMQABM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 238000001035 drying Methods 0.000 abstract description 9
- 239000000945 filler Substances 0.000 abstract description 7
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract description 6
- 239000002131 composite material Substances 0.000 abstract description 5
- 238000000576 coating method Methods 0.000 abstract description 4
- 125000004122 cyclic group Chemical group 0.000 abstract description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 3
- SLGWESQGEUXWJQ-UHFFFAOYSA-N formaldehyde;phenol Chemical compound O=C.OC1=CC=CC=C1 SLGWESQGEUXWJQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract 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 abstract description 2
- 239000011295 pitch Substances 0.000 abstract 3
- MQXNNWDXHFBFEB-UHFFFAOYSA-N 2,2-bis(2-hydroxyphenyl)propane Chemical compound C=1C=CC=C(O)C=1C(C)(C)C1=CC=CC=C1O MQXNNWDXHFBFEB-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract 2
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 abstract 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 2
- 239000004035 construction material Substances 0.000 abstract 1
- 239000003292 glue Substances 0.000 abstract 1
- 239000004922 lacquer Substances 0.000 abstract 1
- 229920003986 novolac Polymers 0.000 abstract 1
- 238000004382 potting Methods 0.000 abstract 1
- 238000007789 sealing Methods 0.000 abstract 1
- 239000000047 product Substances 0.000 description 27
- 239000011152 fibreglass Substances 0.000 description 7
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 4
- 238000000034 method Methods 0.000 description 4
- 230000035899 viability Effects 0.000 description 4
- 230000009477 glass transition Effects 0.000 description 3
- RUGWIVARLJMKDM-UHFFFAOYSA-N 2-(oxiran-2-ylmethoxymethyl)furan Chemical compound C1OC1COCC1=CC=CO1 RUGWIVARLJMKDM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- PAYRUJLWNCNPSJ-UHFFFAOYSA-N Aniline Chemical compound NC1=CC=CC=C1 PAYRUJLWNCNPSJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229920000049 Carbon (fiber) Polymers 0.000 description 2
- SECXISVLQFMRJM-UHFFFAOYSA-N N-Methylpyrrolidone Chemical compound CN1CCCC1=O SECXISVLQFMRJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229920000459 Nitrile rubber Polymers 0.000 description 2
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 2
- 239000004917 carbon fiber Substances 0.000 description 2
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 2
- 230000032798 delamination Effects 0.000 description 2
- 235000019441 ethanol Nutrition 0.000 description 2
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 2
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 2
- FGRBYDKOBBBPOI-UHFFFAOYSA-N 10,10-dioxo-2-[4-(N-phenylanilino)phenyl]thioxanthen-9-one Chemical compound O=C1c2ccccc2S(=O)(=O)c2ccc(cc12)-c1ccc(cc1)N(c1ccccc1)c1ccccc1 FGRBYDKOBBBPOI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- HYZJCKYKOHLVJF-UHFFFAOYSA-N 1H-benzimidazole Chemical compound C1=CC=C2NC=NC2=C1 HYZJCKYKOHLVJF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RNMHNKUEFKIYQW-UHFFFAOYSA-N 2-(oxiran-2-ylmethoxy)furan Chemical compound C1OC1COC1=CC=CO1 RNMHNKUEFKIYQW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920001342 Bakelite® Polymers 0.000 description 1
- RSWGJHLUYNHPMX-ONCXSQPRSA-N abietic acid Chemical compound C([C@@H]12)CC(C(C)C)=CC1=CC[C@@H]1[C@]2(C)CCC[C@@]1(C)C(O)=O RSWGJHLUYNHPMX-ONCXSQPRSA-N 0.000 description 1
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 1
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 1
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004637 bakelite Substances 0.000 description 1
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 1
- NTXGQCSETZTARF-UHFFFAOYSA-N buta-1,3-diene;prop-2-enenitrile Chemical compound C=CC=C.C=CC#N NTXGQCSETZTARF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000001721 carbon Chemical class 0.000 description 1
- 238000005266 casting Methods 0.000 description 1
- 239000007795 chemical reaction product Substances 0.000 description 1
- 238000010411 cooking Methods 0.000 description 1
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 1
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 1
- 238000005336 cracking Methods 0.000 description 1
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 1
- SWXVUIWOUIDPGS-UHFFFAOYSA-N diacetone alcohol Natural products CC(=O)CC(C)(C)O SWXVUIWOUIDPGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000003085 diluting agent Substances 0.000 description 1
- 125000003700 epoxy group Chemical group 0.000 description 1
- 238000004299 exfoliation Methods 0.000 description 1
- DYDNPESBYVVLBO-UHFFFAOYSA-N formanilide Chemical compound O=CNC1=CC=CC=C1 DYDNPESBYVVLBO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000000265 homogenisation Methods 0.000 description 1
- 238000005470 impregnation Methods 0.000 description 1
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 239000000155 melt Substances 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- 239000003607 modifier Substances 0.000 description 1
- 239000004570 mortar (masonry) Substances 0.000 description 1
- 125000000962 organic group Chemical group 0.000 description 1
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 1
- 229920005596 polymer binder Polymers 0.000 description 1
- 239000002491 polymer binding agent Substances 0.000 description 1
- 230000002028 premature Effects 0.000 description 1
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 1
- 239000012779 reinforcing material Substances 0.000 description 1
- 239000000565 sealant Substances 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 239000002966 varnish Substances 0.000 description 1
- 238000004804 winding Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Reinforced Plastic Materials (AREA)
- Epoxy Resins (AREA)
Abstract
Изобретение относится к эпоксидному связующему, препрегу на его основе и изделию, выполненному из препрега, которое может быть использовано в качестве конструкционного материала в авиационной, космической промышленности, радиоэлектронике и других областях техники. Эпоксидное связующее также может быть использовано в качестве основы клеев, лакокрасочных покрытий, заливочных компаундов, герметиков, гелькоутных покрытий. Связующее включает следующее соотношение компонентов, в мас.ч.: 50,0-100,0 полифункциональной эпоксидной смолы, 1,5-3,6 отвердителя и 30,0-50,0 продукта взаимодействия эпоксидной диановой смолы или смеси эпоксидных диановых смол с соединением, выбранным из группы, включающей: продукт поликонденсации гликолей с диметилтерефталатом, фенолформальдегидную смолу, бутадиенакрилонитрильный каучук или их сочетание. В качестве полифункциональной эпоксидной смолы связующее содержит эпокситрифенольную или эпоксиноволачную смолу, в качестве отвердителя комплексное соединение трехфтористого бора с бензиламином. Дополнительно связующее содержит органический растворитель. Препрег включает следующее соотношение компонентов, мас.%: 30,0-50,0 вышеуказанного эпоксидного связующего и 50,0-70,0 волокнистого наполнителя. Путем формования препрега получают изделие. Изобретение позволяет создать связующее, которое обладает высоким уровнем и стабильностью адгезии к наполнителю, низким значением внутренних напряжений полимерного композиционного материала при циклическом воздействии вода-сушка при температуре 70°С, повысить прочность изделий при воздействии эксплуатационных факторов. 3 н. и 2 з.п. ф-лы, 3 табл.
Description
Изобретение относится к области создания полимерных связующих эпоксидного типа и полимерных композиционных материалов (ПКМ) на их основе, которые могут быть использованы в качестве конструкционных материалов в авиационной, космической промышленности, радиоэлектронике и других областях техники. Кроме того, предлагаемое эпоксидное связующее может применяться в качестве основы клеев, лакокрасочных покрытий, заливочных компаундов, герметиков, гелькоутных покрытий.
Известно эпоксидное связующее для пропитки стеклоткани, включающее эпоксидную диановую смолу, бакелитовый лак, комплекс трехфтористого бора с бензиламином, этиловый спирт и ацетон (А.с. СССР №496198).
Недостатком данного связующего и препрега, полученного путем пропитки стеклоткани, являются низкие значения предела прочности при изгибе стеклотекстолита на его основе как при комнатной температуре, так и при температуре 200°С, что является следствием низкой адгезии связующего к стеклянному наполнителю.
Известно связующее для композиционных материалов, включающее эпокситрифенольную смолу, анилиноформальдегидную смолу, органический растворитель - ацетон и этиловый спирт, фурилглицидиловый эфир, комплекс анилина с трехфтористым бором, N-метил-2-пирролидон и бензимидазол. Связующее используют для пропитки армирующих материалов (стеклоткань, углеродная лента) с получением препрега (А.с. СССР №1707033).
Недостатком известного связующего и препрега на его основе является низкая жизнеспособность - не более 62 сут, что затрудняет в значительной степени переработку в изделия.
Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению, принятым за прототип, является препрег, изготовленный с использованием эпоксидного связующего и включающий (вес.%):
эпоксиноволачную смолу - 24-35, комплексное соединение трехфтористого бора с бензиламином - 0,7-1,2, фурфурилглицидиловый эфир - 5,0-6,8, однонаправленный углеродный наполнитель - 58-70 (А.с. СССР №765209).
Связующее по прототипу имеет достаточно длительную жизнеспособность (>6 мес), невысокую коррозионную активность по отношению к конструкционным металлам и сплавам, а изделия, изготовленные из препрега на основе этого связующего, обладают удовлетворительными прочностными свойствами. Однако связующее по прототипу в составе препрега имеет недостаточно высокую адгезию к наполнителю при циклическом воздействии вода - сушка, а ПКМ на его основе имеет высокий уровень внутренних напряжений, что приводит к преждевременному разрушению изделий на основе этого связующего в процессе их эксплуатации.
Технической задачей предлагаемого изобретения является создание эпоксидного связующего, обладающего высоким уровнем и стабильностью адгезии к наполнителю и низкими значениями внутренних напряжений ПКМ при циклическом воздействии вода - сушка при температуре 70°С и позволяющего вследствие этого получать стекло-, органо- и углепрепреги и изделия из них с повышенной прочностью при воздействии эксплуатационных факторов.
Для решения поставленной задачи предложено эпоксидное связующее, включающее полифункциональную эпоксидную смолу и отвердитель - комплексное соединение трехфтористого бора с бензиламином, где связующее в качестве полифункциональной эпоксидной смолы содержит эпокситрифенольную или эпоксиноволачную смолу и дополнительно содержит продукт взаимодействия эпоксидной диановой смолы или смеси эпоксидных диановых смол с соединением, выбранным из группы, включающей: продукт поликонденсации гликолей с диметилтерефталатом, фенолформальдегидную смолу, бутадиенакрилонитрильный каучук или их сочетание, при следующем соотношении компонентов, мас.ч.:
| указанная полифункциональная эпоксидная смола | 50,0-100,0 |
| отвердитель - комплексное соединение | |
| трехфтористого бора с бензиламином | 1,5-3,6 |
| указанный продукт взаимодействия | 30,0-50,0 |
Связующее может дополнительно содержать органический растворитель - смесь изопропилового спирта и ацетона в соотношении 1:(1-9) в количестве 82,0-100,0 мас.ч.
Предложен также препрег, включающий указанное эпоксидное связующее и волокнистый наполнитель, при следующем соотношении компонентов, мас.%:
| эпоксидное связующее | 30,0-50,0 |
| волокнистый наполнитель | 50,0-70,0 |
В качестве волокнистого наполнителя используют стеклянные, органические или углеродные нити, жгуты, ленты, а также их сочетания.
Также предлагается изделие, выполненное путем формования указанного препрега.
Авторами установлено, что введение в состав связующего наряду с полифункциональной эпоксидной смолой продукта взаимодействия эпоксидной диановой смолы или смеси эпоксидных диановых смол с вышеуказанными соединениями позволяет существенно улучшить адгезию связующего к волокнистому наполнителю и снизить в значительной мере внутренние напряжения в композиционном материале при воздействии эксплуатационных факторов, особенно в тепловлажностных условиях. Кроме того, указанный продукт взаимодействия выполняет роль модификатора, улучшающего технологичность препрега.
В качестве полифункциональной эпоксидной смолы могут быть использованы, например, эпоксиноволачные смолы марок ЭН-6 и УП-643 (ТУ 6-05-1585-89), смола эпокситрифенольная марки ЭТФ (ТУ 2225-316-09201208-94).
В качестве отвердителя используют комплексное соединение трехфтористого бора с бензиламином - отвердитель УП-605/3 (ТУ 6-10-125-91).
В качестве исходных компонентов для получения продукта взаимодействия могут быть использованы эпоксидные диановые смолы ЭД-20, ЭД-8 (ГОСТ 10587-84) или их смесь, фенолформальдегидные смолы марок СФ-341А, СФ-010, СФ-014 (ГОСТ 18694-80), низкомолекулярный бутадиенакрилонитрильный каучук СКН-30 КТРА (ТУ 38.103474-86), продукт поликонденсации гликолей с диметилтерефталатом - смола ТФ-82 (ТУ 6-05-1654-84). Массовые соотношения исходных компонентов для получения продукта взаимодействия приведены в таблице 1.
Для получения указанного продукта взаимодействия на 100 мас.ч. эпоксидных смол брали от 4,2 до 50,0 мас.ч. соединения из вышеперечисленной группы. Совмещение компонентов проводили при температуре (150±5)°С в течение 2 ч.
Продукт взаимодействия - вязкая прозрачная смола желтого цвета с массовой долей эпоксидных групп 18-20%.
Связующее по изобретению может быть использовано для получения препрегов как по расплавной, так и по растворной технологии. В качестве органического растворителя использовалась смесь изопропилового спирта (ТУ 6-09-402-75) и ацетона (ГОСТ 2603-79) при их массовом соотношении 1:(1-9).
Примеры осуществления
Пример 1.
Приготовление продукта взаимодействия.
В реактор загружали 47,5 мас.ч. эпоксидной диановой смолы ЭД-20, включали мешалку и нагревали до температуры 150°С. Затем добавляли 2,5 мас.ч. смолы ТФ-82 и перемешивали в течение 2 ч.
50,0 мас.ч. эпоксиноволачной смолы ЭН-6, 3,0 мас.ч. отвердителя УП-605/3, 50,0 мас.ч. полученного продукта взаимодействия гомогенизировали при температуре 70°С в течение 3 ч с получением расплава.
На полученном по примеру 1 связующем изготавливали препрег на основе стеклоткани Т-10-80 (ГОСТ 19179-73) следующего состава, мас.%:
| Связующее | 30,0 |
| Стеклоткань | 70,0 |
Для получения трехслойной звукопоглощающей панели между верхней и нижней обшивками, выполненными из указанного препрега, укладывали сотовый заполнитель и проводили формование при температуре 175°С и давлении 0,1 МПа в течение 3,5 ч.
Технология приготовления продукта взаимодействия по примерам 2-7 аналогична примеру 1.
Пример 2.
В чистый сухой реактор загружали 90,0 мас.ч. органического растворителя, включали мешалку, загружали 75,4 мас.ч. эпокситрифенольной смолы ЭТФ, 32,4 мас.ч. продукта взаимодействия по примеру 1, 2,2 мас.ч. отвердителя и перемешивали при температуре 20°С в течение 5 ч до полной гомогенизации раствора.
Полученным связующим в количестве 38,0 мас.% пропитывали волокнистый наполнитель в виде углеродной ленты ЭЛУР - 0,08 ПА (ГОСТ 28006-88) в количестве 62,0 мас.% с получением препрега.
Путем формования препрега при температуре 80-170°С и удельном давлении 0,7 МПа в течение 5 ч получают створку шасси.
Технология изготовления связующего по примерам 3-7 аналогична примеру 2.
Пример 3.
Для изготовления защитной каски использовали препрег на основе связующего, полученного по примеру 3 таблицы 1, и ткани СВМ арт. 56313 следующего состава, мас.%:
| Связующее | 50,0 |
| Ткань СВМ | 50,0 |
Препрег раскраивали по шаблонам, раскроенные заготовки выкладывали на форму, собирали технологический пакет для вакуумного формования и проводили изготовление каски при температуре 170°С и давлении 0,08 МПа в течение 3,5 ч.
Пример 4.
Для изготовления лонжерона лопасти вентилятора брали препрег, содержащий 31,0 мас.% связующего, изготовленного по примеру 4 таблицы 1, 35,0 мас.% стеклоткани Т-25 (ВМ)-78 (ТУ 6-11-380-76) и 34,0 мас.% углеродной ленты ЛУ-П (ГОСТ 28006-88). Собирали пакет и проводили формование изделия пресс-камерным методом при температуре 170°С и давлении 0,5 МПа в течение 4 ч.
Пример 5.
Препрег, содержащий 55,0 мас.% органической нити Русар-М (ТУ 2272-052-51605609-2004) и 45,0 мас.% связующего, изготовленного по примеру 5 таблицы 1, наматывали на оправку на намоточном станке и помещали в термошкаф для проведения процесса формования при температуре 170°С в течение 5 ч монолитной детали для защиты корпуса вентилятора.
Пример 6.
Препрег, содержащий 65,0 мас.% углеродной ленты УОЛ-300-3к (ТУ 1916-167-05763346-96) и 35,0 мас.% связующего, приготовленного по примеру 6 таблицы 1, закатывали на оправку при продольном расположении углеродной ленты относительно оси оправки, проводили намотку окружных слоев препрегом на основе углеродной нити УКН-М (ТУ 1916-05763346-96) в количестве 65 мас.% и связующего, приготовленного по примеру 6 таблицы 1, в количестве 35 мас.%. Помещали оправку в термошкаф для проведения процесса формования изделия (рыболовного удилища) при температуре 170°С в течение 4 ч.
Пример 7.
Технология получения препрега и изделия из него с использованием связующего по примеру 7 табл.1 аналогична примеру 6.
В таблице 1 приведены составы предлагаемого эпоксидного связующего и прототипа, в таблице 2 - сравнительные данные по свойствам заявляемого эпоксидного связующего и прототипа в отвержденном состоянии, в таблице 3 - сравнительные свойства препрегов и изделий по изобретению и по прототипу.
Внутренние напряжения (σ20 вн) измерялись консольным методом. Толщина отвержденной при температуре 160-170°С в течение 5 ч пленки связующего составляла около 50 мкм. Величина внутренних напряжений (σ20 вн) определялась из графической зависимости σ20 вн=f(Тизм), а температура стеклования (Тс) определялась как точка перегиба кривой той же зависимости.
| Таблица 1 | ||||||||
| Наименование компонента | Состав по примерам, мас.ч. | Прототип | ||||||
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | ||
| Полифункциональная | ||||||||
| эпоксидная смола: | 50,0 | - | - | - | - | 70,0 | 68,0 | 100,0 |
| - эпоксиноволачная смола ЭН-6 | ||||||||
| - эпоксиноволачная смола УП-643 | - | - | 100,0 | - | - | - | - | - |
| - эпокситрифенольная смола ЭТФ | - | 75,4 | - | 65,0 | 60,0 | - | - | - |
| Отвердитель: | ||||||||
| комплексное соединение трехфтористого бора с бензиламином | 3,0 | 2,2 | 3,6 | 1,6 | 1,5 | 2,0 | 2,0 | 3,0 |
| Продукт взаимодействия: ЭД-20+ТФ-82 (19,2:1) | 50,0 | 32,4 | - | - | - | - | - | - |
| ЭД-20+СФ341А (14:1) | - | - | 50,0 | - | - | - | - | - |
| ЭД-20+ЭД-8+СФ-014 (20:15:3) | - | - | - | 38,0 | - | - | - | - |
| ЭД-20+ЭД-8+СФ-010 (15:4:1) | - | - | - | - | 40,0 | - | - | - |
| ЭД-20+СКН-30 КТРА+СФ-014 (20:1:1) | - | - | - | - | - | 30,0 | - | - |
| ЭД-20+ЭД-8+СКН-30 КТРА+СФ-010 (15:4:1:1) |
||||||||
| - | - | - | - | - | - | 32,0 | - | |
| Активный разбавитель: | ||||||||
| фурфурилглицидиловый эфир | - | - | - | - | - | - | - | 20,0 |
| Органический растворитель: смесь изопропилового спирта и ацетона в соотношении: | ||||||||
| 1:9 | - | 90,0 | - | - | 82,0 | 83,5 | 83,5 | |
| 1:1 | - | - | 100,0 | - | - | - | - | |
| 1:1,2 | - | - | - | 85,7 | - | - | - | |
| Таблица 2 | |||||||||||
| Наименование показателей | Эпоксидное связующее по примерам | Прототип | |||||||||
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | |||||
| Внутренние напряжения в отвержденной пленке связующего σ20 вн, кг/см2 | 32 | 10 | 29 | 57 | 15 | 8 | 9 | 100 | |||
| Температура стеклования Тс, °С | 55 | 42 | 65 | 72 | 46 | 40 | 40 | 100 | |||
| Площадь отслаивания пленки после 5 циклов вода - сушка, % | |||||||||||
| 2 | 0 | 2 | 3 | 0 | 0 | 0 | 80 | ||||
| Количество циклов вода - сушка до полного отслаивания пленки | |||||||||||
| >40 | >40 | >40 | >40 | >40 | >40 | >40 | 6 | ||||
| Таблица 3 | |||||||||||
| Примеры | Жизнеспособность препрега, мес | Состояние препрега после хранения более 6 мес | Внешний вид изделия после воздействия тепловлажностных факторов | ||||||||
| По изобретению | 7-10 | Эластичный, легко выкладывается | Без расслоений и трещин | ||||||||
| Прототип | 6 | Сухой, хрупкий, к переработке не пригоден | Полное расслоение | ||||||||
Из данных, представленных в таблице 2, видно, что внутренние напряжения в отвержденной пленке заявляемого связующего в 1,7-15 раз ниже, чем в пленке связующего по прототипу. Температура стеклования отвержденных пленок заявляемого связующего значительно ниже (40-72°С), чем у связующего по прототипу (100°С).
С целью оценки длительной работоспособности отвержденного эпоксидного связующего и его адгезионных свойств изучали внутренние напряжения и величину площади отслаивания отвержденной эпоксидной пленки после воздействия воды с температурой 70°С в течение 2 ч с последующей сушкой при той же температуре в течение 2 ч (1 цикл). Из данных таблицы 2 видно, что после 5 циклов воздействия вода - сушка площадь отслаивания пленки связующего состава по примерам 1-7 составляет от 0 до 3%, в то время как пленка эпоксидного связующего по прототипу отслаивается на 80% и выдерживает всего 6 циклов до полного расслоения, по сравнению с пленкой заявляемого связующего, которое выдерживает >40 циклов воздействия вода - сушка. Эти экспериментальные данные свидетельствуют о высокой адгезии эпоксидного связующего заявляемого состава к волокнистому наполнителю и о большей (~ в 6 раз) работоспособности изделий из препрега на его основе по сравнению со связующим по прототипу. Сопоставление технологических свойств препрегов по изобретению и по прототипу (таблица 3) показывает, что препрег по изобретению имеет повышенную жизнеспособность (7-10 мес) по сравнению с прототипом (6 мес), что выражается в его состоянии после хранения в течение промежутка времени более 6 мес: он эластичный, легко выкладывается, в то время как препрег по прототипу становится сухим, хрупким и не пригодным к переработке. Изделия, выполненные из заявляемого препрега, не имеют трещин и расслоений после воздействия тепловлажностных факторов и могут далее выполнять свое функциональное назначение, и, вследствие этого, обладают большей работоспособностью, чем изделия, выполненные из препрега по прототипу, которые после воздействия указанных факторов становятся не пригодными к дальнейшей эксплуатации.
Claims (5)
1. Эпоксидное связующее, включающее полифункциональную эпоксидную смолу и отвердитель - комплексное соединение трехфтористого бора с бензиламином, отличающееся тем, что в качестве полифункциональной эпоксидной смолы оно содержит эпокситрифенольную или эпоксиноволачную смолу и дополнительно содержит продукт взаимодействия эпоксидной диановой смолы или смеси эпоксидных диановых смол с соединением, выбранным из группы, включающей: продукт поликонденсации гликолей с диметилтерефталатом, фенолформальдегидную смолу, бутадиенакрилонитрильный каучук или их сочетание, при следующем соотношении компонентов, мас.ч.:
2. Эпоксидное связующее по п.1, отличающееся тем, что оно дополнительно содержит органический растворитель - смесь изопропилового спирта и ацетона в соотношении 1:(1-9) в количестве 82,0-100,0 мас.ч.
3. Препрег, включающий эпоксидное связующее и волокнистый наполнитель, отличающийся тем, что в качестве связующего используют связующее по п.1 при следующем соотношении компонентов, мас.%:
4. Препрег по п.3, отличающийся тем, что в качестве волокнистого наполнителя используют стеклянные, органические или углеродные нити, жгуты, ткани, ленты, а также их сочетания.
5. Изделие, отличающееся тем, что оно выполнено путем формования препрега по п.3.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2006106374/04A RU2307136C1 (ru) | 2006-03-01 | 2006-03-01 | Эпоксидное связующее, препрег на его основе и изделие, выполненное из препрега |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2006106374/04A RU2307136C1 (ru) | 2006-03-01 | 2006-03-01 | Эпоксидное связующее, препрег на его основе и изделие, выполненное из препрега |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2307136C1 true RU2307136C1 (ru) | 2007-09-27 |
Family
ID=38954156
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2006106374/04A RU2307136C1 (ru) | 2006-03-01 | 2006-03-01 | Эпоксидное связующее, препрег на его основе и изделие, выполненное из препрега |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2307136C1 (ru) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2424259C1 (ru) * | 2009-10-22 | 2011-07-20 | Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство промышленности и торговли Российской Федерации (Минпромторг России) | Эпоксидное связующее, препрег на его основе и изделие, выполненное из него |
| RU2437910C1 (ru) * | 2010-05-25 | 2011-12-27 | Общество с ограниченной ответственностью "Самара ВВВ-Авиа" | Гелькоутный состав для изделий из стеклопластика |
| RU2470047C2 (ru) * | 2011-05-04 | 2012-12-20 | Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство промышленности и торговли Российской Федерации (Минпромторг России) | Связующее для препрегов и способ его получения |
| RU2494126C2 (ru) * | 2008-10-07 | 2013-09-27 | Хексел Корпорейшн | Эпоксидные смолы и композитные материалы, демонстрирующие улучшенные характеристики горения |
| RU2499013C2 (ru) * | 2008-05-13 | 2013-11-20 | Эйрбас Оперэйшнз Лимитед | Термореактивный эпоксидный полимер, композиционный материал, способ формования изделия из композиционного материала, форма и способ изготовления формы |
| RU2585638C1 (ru) * | 2014-12-18 | 2016-05-27 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Всероссийский научно-исследовательский институт авиационных материалов" (ФГУП "ВИАМ") | Эпоксидное связующее, препрег на его основе и изделие, выполненное из него |
| RU2657298C2 (ru) * | 2013-02-13 | 2018-06-19 | Хексел Композитс Лимитед | Композиции огнестойких эпоксидных смол и их использование |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU887595A1 (ru) * | 1980-02-07 | 1981-12-07 | Ленинградская Ордена Ленина Лесотехническая Академия Им.С.М.Кирова | Препрег |
| SU765209A1 (ru) * | 1976-08-02 | 1991-01-30 | Предприятие П/Я Р-6209 | Препрег |
| RU2063336C1 (ru) * | 1992-05-22 | 1996-07-10 | Санкт-Петербургский технологический институт | Способ получения эпоксикаучуковой композиции |
| RU2148598C1 (ru) * | 1995-08-31 | 2000-05-10 | Ивановская государственная химико-технологическая академия | Полимерное связующее для композиционных материалов |
| WO2004096885A1 (ja) * | 2003-04-28 | 2004-11-11 | The Yokohama Rubber Co. Ltd. | プリプレグ用樹脂組成物 |
-
2006
- 2006-03-01 RU RU2006106374/04A patent/RU2307136C1/ru active
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU765209A1 (ru) * | 1976-08-02 | 1991-01-30 | Предприятие П/Я Р-6209 | Препрег |
| SU887595A1 (ru) * | 1980-02-07 | 1981-12-07 | Ленинградская Ордена Ленина Лесотехническая Академия Им.С.М.Кирова | Препрег |
| RU2063336C1 (ru) * | 1992-05-22 | 1996-07-10 | Санкт-Петербургский технологический институт | Способ получения эпоксикаучуковой композиции |
| RU2148598C1 (ru) * | 1995-08-31 | 2000-05-10 | Ивановская государственная химико-технологическая академия | Полимерное связующее для композиционных материалов |
| WO2004096885A1 (ja) * | 2003-04-28 | 2004-11-11 | The Yokohama Rubber Co. Ltd. | プリプレグ用樹脂組成物 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| КАТАЛОГ "Эпоксидные смолы и полимерные материалы на их основе". изд-во "Черкассы", 1989, с.9. * |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2499013C2 (ru) * | 2008-05-13 | 2013-11-20 | Эйрбас Оперэйшнз Лимитед | Термореактивный эпоксидный полимер, композиционный материал, способ формования изделия из композиционного материала, форма и способ изготовления формы |
| RU2494126C2 (ru) * | 2008-10-07 | 2013-09-27 | Хексел Корпорейшн | Эпоксидные смолы и композитные материалы, демонстрирующие улучшенные характеристики горения |
| RU2424259C1 (ru) * | 2009-10-22 | 2011-07-20 | Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство промышленности и торговли Российской Федерации (Минпромторг России) | Эпоксидное связующее, препрег на его основе и изделие, выполненное из него |
| RU2437910C1 (ru) * | 2010-05-25 | 2011-12-27 | Общество с ограниченной ответственностью "Самара ВВВ-Авиа" | Гелькоутный состав для изделий из стеклопластика |
| RU2470047C2 (ru) * | 2011-05-04 | 2012-12-20 | Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство промышленности и торговли Российской Федерации (Минпромторг России) | Связующее для препрегов и способ его получения |
| RU2657298C2 (ru) * | 2013-02-13 | 2018-06-19 | Хексел Композитс Лимитед | Композиции огнестойких эпоксидных смол и их использование |
| RU2585638C1 (ru) * | 2014-12-18 | 2016-05-27 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Всероссийский научно-исследовательский институт авиационных материалов" (ФГУП "ВИАМ") | Эпоксидное связующее, препрег на его основе и изделие, выполненное из него |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP2300517B1 (en) | Method for the preparation of a reinforced thermoset polymer composite | |
| CN105199316A (zh) | 一种碳纤维复合材料电缆线的制作方法 | |
| CN112189031A (zh) | 丝束浸料及其制造方法、以及压力容器的制造方法 | |
| RU2307136C1 (ru) | Эпоксидное связующее, препрег на его основе и изделие, выполненное из препрега | |
| WO2009084014A3 (en) | An epoxy resin composition | |
| JP2008530309A (ja) | 改良されたフタロニトリル複合材料 | |
| EP4056371A1 (en) | Phenolic triazine silicon polymer resin blends | |
| CN109486104A (zh) | 一种苯并噁嗪树脂基增强纤维复合材料及其成型方法 | |
| RU2572139C1 (ru) | Способ получения углепластиков на основе термостойкого связующего | |
| CN108264728A (zh) | 一种环氧树脂组合物和复合材料及其制备方法 | |
| CN108752929A (zh) | 一种玄武岩纤维复合材料及其制备方法 | |
| CN108587060A (zh) | 一种适用于微波固化工艺的苯并噁嗪树脂组成物及其预浸料 | |
| RU2655805C1 (ru) | Эпоксидное связующее, препрег на его основе и изделие, выполненное из него | |
| RU2184128C2 (ru) | Эпоксидное связующее, препрег на его основе и изделие, выполненное из препрега | |
| KR20190054078A (ko) | 높은 면적 중량의 섬유 저장-안정성 프리프레그 또는 성형 화합물 중간체의 제조를 위한 촉매-도핑된 사이징제 | |
| CN110204857A (zh) | 一种基于苯并噁嗪树脂的低介电覆铜板的制备方法 | |
| RU2271935C1 (ru) | Способ получения слоистого пластика | |
| CN114770981B (zh) | 一种防刮耐磨型碳纤维的制备方法 | |
| CN105111737A (zh) | 高耐热阻燃树脂基体及其制备方法 | |
| CN117656620A (zh) | 一种适用于海上大型风力发电机的含纤维云母有机硅组合物 | |
| CN113263755B (zh) | 一种邻苯二甲腈基复合材料及其制备方法与应用 | |
| CN118440638B (zh) | 一种热熔胶膜工艺用树脂和其制备方法以及热熔胶膜制备方法和其应用 | |
| CN108951173A (zh) | 一种基于环状苯硫醚热开环聚合的高性能热塑性上浆剂及其制法 | |
| RU2847525C1 (ru) | Полимерный композиционный материал из препрега на основе эпоксидного связующего | |
| CN114507418B (zh) | 一种高耐热性环氧树脂基碳纤维增强smc复合材料及其制备方法 |