[go: up one dir, main page]

RU2847840C1 - Method for obtaining carbon plastic with a gradient composition of modified powder phthalocyanine-benzoxazine binder (variants) - Google Patents

Method for obtaining carbon plastic with a gradient composition of modified powder phthalocyanine-benzoxazine binder (variants)

Info

Publication number
RU2847840C1
RU2847840C1 RU2025101153A RU2025101153A RU2847840C1 RU 2847840 C1 RU2847840 C1 RU 2847840C1 RU 2025101153 A RU2025101153 A RU 2025101153A RU 2025101153 A RU2025101153 A RU 2025101153A RU 2847840 C1 RU2847840 C1 RU 2847840C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
binder
benzoxazine
phthalonitrile
powder
composition
Prior art date
Application number
RU2025101153A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Рустэм Рафаэльевич Амиров
Кристина Александровна Андрианова
Вадим Сергеевич Никитин
Игорь Сергеевич Антипин
Лилия Миниахмедовна Амирова
Original Assignee
федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Казанский (Приволжский) федеральный университет" (ФГАОУ ВО КФУ)
Filing date
Publication date
Application filed by федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Казанский (Приволжский) федеральный университет" (ФГАОУ ВО КФУ) filed Critical федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Казанский (Приволжский) федеральный университет" (ФГАОУ ВО КФУ)
Application granted granted Critical
Publication of RU2847840C1 publication Critical patent/RU2847840C1/en

Links

Abstract

FIELD: industrial chemistry.
SUBSTANCE: group of inventions relates to methods for producing reinforced carbon fibre composite with a gradient composition of a powder phthalonitrile-benzoxazine binder. Reinforced carbon fibre composite can be used in the manufacture of products from polymer composite materials used in instrument engineering, automotive, aviation, aerospace, electrical engineering, construction and other industries. Methods for producing reinforced carbon fibre composite with a composition gradient are carried out in two stages. In the first stage, a modified powder phthalonitrile-benzoxazine binder is obtained, for which 10-80 wt.% of solid phthalonitrile resin selected from FNI350 or VSN-31, 10-80 wt.% of bifunctional benzoxazine selected from compounds based on bisphenol A and aniline and based on diaminodiphenylmethane and phenol, and 8.4-9.8 wt.% of a solid epoxy resin selected from D.E.R.671 and ED-8, pre-blended with 0.2-1.6 wt.% of thermoplastic polymer powder selected from polyetherimide and polyethersulfone, are mixed and ground to obtain a homogeneous powder; the resulting mixture is extruded in a twin-screw mixer at a temperature of 70°C in zones I and II and 100°C in zone III; the resulting pre-extruded granules are ground to particles no larger than 100 μm. Methods for obtaining reinforced carbon fibre reinforced plastic include a second stage, in which carbon fibre reinforced plastic is obtained with a composition gradient of the modified powder phthalonitrile-benzoxazine binder obtained in the first stage. In one case, the specified binder is applied in an electrostatic field on both sides to carbon fabric fixed on a conductive frame, while the composition of the specified binder applied to each fabric is smoothly changed from the fabrics laid out on the surface layers to the central ones in such a way so that on the surface of the carbon plastic, the binder contains the maximum amount of solid phthalocyanine resin and the minimum amount of bifunctional benzothiazine, and the inner layers contain the maximum amount of bifunctional benzothiazine and the minimum amount of solid phthalocyanine resin. After spraying, the carbon fabric is heated to a temperature of 100°C, the powder binder melts and impregnates the carbon fabric due to the low surface tension of the powder binder melt with an electrostatic charge on the charged surface. The resulting impregnated sheets of carbon fabric with different binder compositions are assembled into a symmetrical technological package with a smooth change in the composition of the powder binder from the surface layers to the central ones, placed in a vacuum bag and consolidated, for which a vacuum pump is used to create a vacuum with a residual pressure of 50 mbar in the technological package, and then the temperature is raised to 120°C. The process package is then cooled, a consolidated plate is obtained, removed and used to produce a product by thermoforming between a die and a punch of a mould heated to a temperature of 250°C. In another case, the modified powder phthalocyanine-benzoxazine binder obtained in the first stage of one composition is applied in an electrostatic field on one side to carbon fabric laid out on a metal fixture, melted using an IR lamp, then subsequent layers of the specified binder of different composition are laid out and sprayed with melting on each layer, while the composition of the specified binder is smoothly changed from the surface layers to the central ones so that that on the surface of the carbon fibre reinforced plastic, the specified binder contains the maximum amount of solid phthalocyanine resin and the minimum amount of bifunctional benzene oxazine, and the inner layers contain the maximum amount of bifunctional benzene oxazine and the minimum amount of solid phthalocyanine resin. Then, a vacuum bag is assembled and a vacuum pump is used to create a vacuum with a residual pressure of 50 mbar in the process package, and then a stepwise temperature increase to 200°C is started and held for 1 hour. The process bag is then cooled, the carbon fibre composite with a gradient composition of modified powder phthalonitrile-benzoxazine binder is removed and placed in an oven for heat treatment at 250°C for at least 1 hour.
EFFECT: elimination of the use of solvents and prolonged high-temperature heating of the binder in the production of carbon plastic, production of carbon plastic with a gradient composition of the binder across the cross-section by changing the content of solid phthalonitrile resin, bifunctional benzoxazine and high-temperature thermoplastic polymer, obtaining carbon plastic with high mechanical properties, increased impact strength and heat resistance.
2 cl, 6 tbl, 20 ex

Description

Изобретение относится к порошковому фталонитрил-бензоксазиновому связующему и способу получения на его основе армированного углепластика, в том числе с градиентом состава связующего. Изобретение может быть использовано в качестве связующего при производстве изделий из полимерных композиционных материалов, функционально применяемых в приборостроении, автомобильной, авиационной, аэрокосмической, электротехнической, строительной и других отраслях промышленности.The invention relates to a phthalonitrile-benzoxazine powder binder and a method for producing carbon fiber-reinforced plastic based on it, including one with a binder composition gradient. The invention can be used as a binder in the production of polymer composite materials for applications in instrument making, automotive, aviation, aerospace, electrical engineering, construction, and other industries.

При многих преимуществах фталонитрильных и бензоксазиновых смол одним из их недостатков является их кристаллическое или стеклообразное состояние при комнатной температуре и высокая вязкость при повышенных температурах, и потому актуальна задача создания на их основе порошковых композиций и использование порошковых технологий. Преимуществом порошковой технологии является возможность точного регулирования состава связующего в различных слоях композиционного материала. Послойное регулирование состава связующего возможно путем смешения его компонентов в различных пропорциях, что позволяет создавать градиент состава связующего и соответственно получать заведомо нужные свойства композиционного материала.Despite the many advantages of phthalonitrile and benzoxazine resins, one of their drawbacks is their crystalline or glassy state at room temperature and high viscosity at elevated temperatures. Therefore, the development of powder composites and the use of powder technologies is a pressing issue. An advantage of powder technology is the ability to precisely control the binder composition in different layers of the composite material. Layer-by-layer control of the binder composition is possible by mixing its components in different proportions, which allows for the creation of a binder composition gradient and, consequently, the desired properties of the composite material.

В изделиях к поверхностным и внутренним слоям предъявляются различные требования по технологическим (температура и время гелеобразования) и эксплуатационным (теплофизические и механические) свойствам. Материалы с градиентом состава и соответственно свойств позволяют удовлетворять различным эксплуатационным и технологическим требованиям. Surface and core layers of products have different requirements for technological (temperature and gelation time) and operational (thermophysical and mechanical) properties. Materials with a compositional gradient and, consequently, property ranges allow for the satisfaction of various operational and technological requirements.

Известен композиционный материал бензоксазина и эпоксидной смолы, модифицированный фталонитрилом, его приготовление и применение по патенту CN 105255109 B. Сущностью является: 1. Способ получения композиционного материала бензоксазина и эпоксидной смолы, модифицированного фталонитрилом, который характеризуется тем, что включает в себя следующие этапы: отверждение с помощью модифицированного фталонитрилом мономера бензоксазина и эпоксидной смолы и получение модифицированного композиционного материала на основе фталонитрила, бензоксазина и эпоксидной смолы; Структурная формула описанного мономера бензоксазина, модифицированного фталонитрилом, показана в уравнении 1:A composite material of benzoxazine and epoxy resin modified with phthalonitrile, its preparation and use are known according to patent CN 105255109 B. The essence is: 1. A method for producing a composite material of benzoxazine and epoxy resin modified with phthalonitrile, which is characterized in that it includes the following stages: curing with a phthalonitrile-modified benzoxazine monomer and epoxy resin and obtaining a modified composite material based on phthalonitrile, benzoxazine and epoxy resin; The structural formula of the described benzoxazine monomer modified with phthalonitrile is shown in equation 1:

2. Способ получения модифицированного фталонитрилом бензоксазина по п. 1 и композиционного материала на основе эпоксидной смолы, отличающийся тем, что включает следующие конкретные стадии: (1) Получают бензоксазиновое соединение бисфенольного типа: Бисфенол-А, параформальдегид и 4,4'-диаминодифенилметан находятся в растворителе. В ходе реакции получают соединение формулы 2;2. A method for producing a phthalonitrile-modified benzoxazine according to claim 1 and an epoxy resin-based composite material, characterized in that it comprises the following specific steps: (1) Obtaining a bisphenol-type benzoxazine compound: Bisphenol-A, paraformaldehyde and 4,4'-diaminodiphenylmethane are in a solvent. During the reaction, a compound of formula 2 is obtained;

(2) соединение формулы 2, полученное на стадии (1), подвергают реакции с 4-нитрофталонитрилами, полученными в присутствии щелочного реагента и растворителя, с получением соединения формулы 1; (3) соединение формулы 1, полученное на стадии (2), хорошо смешивают в присутствии растворителя с эпоксидной смолой, постепенно увеличивают отверждение и получают композиционный материал бензоксазина, модифицированного фталонитрилом, и эпоксидной смолы. 3. Способ получения модифицированного фталонитрилом бензоксазина по п. 2 и композиционного материала на основе эпоксидной смолы. Он характеризуется тем, что мольное соотношение 4,4'-диаминодифенилметанов, параформальдегида и бисфенола-А, описанное на стадии (1), составляет 1:(4 ~5):2. 4. Способ получения модифицированного фталонитрилом бензоксазина по п. 2 и композиционного материала на основе эпоксидной смолы. Он отличается тем, что мольное соотношение соединения формулы 2 и 4-нитрофталонитрилов, описанных на стадии (2), составляет 1:2. 5. Способ получения модифицированного фталонитрилом бензоксазина по п. 2 и композиционного материала на основе эпоксидной смолы. Он характеризуется тем, что растворителем, описанным на этапе (1), является хлороформ, диоксан, толуол, диметилбензол, диметилсульфоксид (ДМСО), N, N. - По меньшей мере один из диметилформамида, DMAC N,N'-диметилацетамида и 1-метилпирролидона; Щелочной реагент, описанный на этапе (2), должен состоять из карбоната натрия, карбоната калия, гидроксида натрия, гидроксида калия и трикалийфосфата, крайне мало одного вида; Растворителем, описанным на этапе (2), является диметилсульфоксид (ДМСО), N,N-диметилформамид, DMAC N,N'-диметилацетамид и N-метил По крайней мере один из пирролидонов; Растворителем, описанным на стадии (3), является дихлорметан, хлороформ, тетрагидрофуран, диоксан, толуол, диметилбензол, диформазан. По крайней мере, один из сульфоксида основания, N,N-диметилформамида, DMAC N,N'-диметилацетамида и 1-метилпирролидона. 6. Способ получения бензоксазина, модифицированного фталонитрилом, по п. 2 и композиционного материала на основе эпоксидной смолы. Он отличается тем, что условия реакции, описанной на стадии (1), составляют 60°С~120°С, время реакции составляет 6~12 часов; Условия реакции, описанной на стадии (2), составляют 20-60°С и протекают в течение 6-24 часов. 7. Способ получения бензоксазина, модифицированного фталонитрилом, по п. 2 и композиционного материала на основе эпоксидной смолы. Он характеризуется тем, что: эпоксидная смола, описанная на этапе (3), представляет собой эпоксидную смолу бисфенольного типа А, эпоксидную смолу бисфенольного типа f, кольцо бисфенольного типа S. Жир кислородного дерева, эпоксидные смолы с большим количеством фенольных эфиров тетраглицидила, эпоксидная смола на основе алифатического глицидилового эфира, эпоксидная смола типа глицидилового эфира. По крайней мере, одна из эпоксидных смол с глицидиламиновым типом. 8. Способ получения модифицированного фталонитрилом бензоксазина по п. 2 и композиционного материала на основе эпоксидной смолы. Он характеризуется тем, что массовое соотношение соединения формулы 1 и эпоксидной смолы, описанных на этапе (3), составляет 1:10~10:1°C Условия затвердевания, описанные на этапе (3), составляют 60-300°С и время затвердевания 12-60 часов. 9. Разновидность композиционного материала бензоксазина и эпоксидной смолы, модифицированного фталонитрилом, отличающийся тем, что получают по любому из пп. 1-8. 10. Бензоксазин, модифицированный фталонитрилом, описанный в п. 9, представляет собой композиционный материал на основе эпоксидной смолы находит применение в электронной промышленности или аэрокосмической технологии.(2) the compound of formula 2 obtained in step (1) is reacted with 4-nitrophthalonitriles obtained in the presence of an alkaline reagent and a solvent to obtain a compound of formula 1; (3) the compound of formula 1 obtained in step (2) is well mixed in the presence of a solvent with an epoxy resin, curing is gradually increased and a composite material of phthalonitrile-modified benzoxazine and an epoxy resin is obtained. 3. The method for producing phthalonitrile-modified benzoxazine according to claim 2 and a composite material based on an epoxy resin. It is characterized in that the molar ratio of 4,4'-diaminodiphenylmethanes, paraformaldehyde and bisphenol-A described in step (1) is 1:(4 ~ 5):2. 4. The method for producing phthalonitrile-modified benzoxazine according to claim 2 and a composite material based on an epoxy resin. It is characterized in that the molar ratio of the compound of formula 2 and 4-nitrophthalonitriles described in step (2) is 1:2. 5. A method for producing a phthalonitrile-modified benzoxazine according to claim 2 and an epoxy resin-based composite material. It is characterized in that the solvent described in step (1) is chloroform, dioxane, toluene, dimethylbenzene, dimethyl sulfoxide (DMSO), N,N. - At least one of dimethylformamide, DMAC N,N'-dimethylacetamide and 1-methylpyrrolidone; The alkaline reagent described in step (2) should consist of sodium carbonate, potassium carbonate, sodium hydroxide, potassium hydroxide and tripotassium phosphate, very little of one kind; The solvent described in step (2) is dimethyl sulfoxide (DMSO), N,N-dimethylformamide, DMAC N,N'-dimethylacetamide and N-methyl. At least one of pyrrolidones; The solvent described in step (3) is dichloromethane, chloroform, tetrahydrofuran, dioxane, toluene, dimethylbenzene, diformazane. At least one of base sulfoxide, N,N-dimethylformamide, DMAC N,N'-dimethylacetamide and 1-methylpyrrolidone. 6. The method for producing phthalonitrile-modified benzoxazine according to claim 2 and an epoxy resin-based composite material. It is characterized in that the reaction conditions described in step (1) are 60°C~120°C, the reaction time is 6~12 hours; The reaction conditions described in step (2) are 20-60°C and proceed for 6-24 hours. 7. The method for producing phthalonitrile-modified benzoxazine according to claim 2 and a composite material based on epoxy resin. It is characterized in that: the epoxy resin described in step (3) is a bisphenol type A epoxy resin, a bisphenol type f epoxy resin, a bisphenol type S ring. Oxygen tree fat, epoxy resins with a high amount of tetraglycidyl phenolic ethers, an epoxy resin based on an aliphatic glycidyl ether, an epoxy resin of the glycidyl ether type. At least one of the epoxy resins with a glycidyl amine type. 8. The method for producing phthalonitrile-modified benzoxazine according to claim 2 and an epoxy resin-based composite material. It is characterized in that the weight ratio of the compound of formula 1 and the epoxy resin described in step (3) is 1:10~10:1°C. The curing conditions described in step (3) are 60-300°C and the curing time is 12-60 hours. 9. A type of phthalonitrile-modified benzoxazine and epoxy resin composite material, characterized in that it is obtained according to any one of claims 1 to 8. 10. The phthalonitrile-modified benzoxazine described in claim 9 is an epoxy resin-based composite material and finds application in the electronics industry or aerospace technology.

Недостатком известного изобретения является сложность технологии, использование растворителей, кроме того, не показана возможность использования композиции в качестве связующего для углепластиков. The disadvantage of the known invention is the complexity of the technology, the use of solvents, and, in addition, the possibility of using the composition as a binder for carbon fiber reinforced plastics has not been shown.

Известны смеси бензоксазиновых и фталонитриловых смол по патенту US10556991B2. Сущностью является: 1.Смесь смол, содержащая смесь бензоксазиновой смолы и фталонитриловой смолы, где бензоксазиновая смола имеет Формулу I или Формулу II:Mixtures of benzoxazine and phthalonitrile resins are known according to patent US10556991B2. The essence is: 1. A resin mixture containing a mixture of benzoxazine resin and phthalonitrile resin, wherein the benzoxazine resin has Formula I or Formula II:

в которой каждый R1 представляет собой H или алкильную группу и представляет собой остаток алифатического альдегида, R2 представляет собой ковалентную связь или поливалентную (гетеро)гидрокарбильную группу; R3 и R4 независимо выбраны из (гетеро)гидрокарбильных остатков первичного аминосоединения; и z равно по меньшей мере 1; при условии, что ни R3, ни R4 не относятся к формуле III:in which each R 1 is H or an alkyl group and is an aliphatic aldehyde residue, R 2 is a covalent bond or a polyvalent (hetero)hydrocarbyl group; R 3 and R 4 are independently selected from (hetero)hydrocarbyl residues of a primary amino compound; and z is at least 1; provided that neither R 3 nor R 4 belongs to formula III:

где R выбран из ковалентной связи, C4-C20 алкильной цепи, -NH, фенола, бифенола, бисфенола, поливалентного фенола, имида, простого эфира, тиоэфира, амида, сложного эфира или поливалентного (гетеро)гидрокарбильного остатка;where R is selected from a covalent bond, a C4-C20 alkyl chain, -NH, phenol, biphenol, bisphenol, polyvalent phenol, imide, ether, thioether, amide, ester, or polyvalent (hetero)hydrocarbyl moiety;

в которой каждый R1 представляет собой H или алкильную группу и представляет собой остаток алифатического альдегида, R2 представляет собой Н, ковалентную связь, фенол или поливалентную (гетеро)гидрокарбильную группу; R4 представляет собой (гетеро)гидрокарбильный остаток первичного аминосоединения, R4 (NH2)m, при условии, что R4 не является соединением формулы III, приведенной выше; где, когда R4 представляет собой арильную группу, m равно 1-4; и х равно по меньшей мере 1; и где фталонитриловая смола имеет Формулу IV:in which each R 1 is H or an alkyl group and is an aliphatic aldehyde residue, R 2 is H, a covalent bond, phenol, or a polyvalent (hetero)hydrocarbyl group; R 4 is a (hetero)hydrocarbyl residue of a primary amino compound, R 4 (NH 2 ) m , with the proviso that R 4 is not a compound of Formula III above; wherein, when R 4 is an aryl group, m is 1-4; and x is at least 1; and wherein the phthalonitrile resin has Formula IV:

где R' выбран из H, ковалентной связи, -C(CH3)3, алкильной цепи C4-C20, -NO2, -NH2, фенола, бифенола, бисфенола, поливалентного фенола, имида, эфир, тиоэфир, амид, сложный эфир, поливалентный (гетеро)углеводородный остаток; и у равно по меньшей мере 1; при условии, что R' не относится к формуле V или формуле VI:where R' is selected from H, a covalent bond, -C( CH3 ) 3 , a C4-C20 alkyl chain, -NO2, -NH2 , phenol, biphenol, bisphenol, polyvalent phenol, imide, ether, thioether, amide, ester, polyvalent (hetero)hydrocarbon residue; and y is at least 1; provided that R' does not refer to formula V or formula VI:

в которой каждый R1 представляет собой H или алкильную группу и представляет собой остаток алифатического альдегида, R2 представляет собой ковалентную связь или поливалентную (гетеро)гидрокарбильную группу; R3 и R4 независимо выбраны из (гетеро)гидрокарбильных остатков первичного аминосоединения; иin which each R 1 is H or an alkyl group and is an aliphatic aldehyde residue, R 2 is a covalent bond or a polyvalent (hetero)hydrocarbyl group; R 3 and R 4 are independently selected from (hetero)hydrocarbyl residues of a primary amino compound; and

в которой каждый R1 представляет собой H или алкильную группу и представляет собой остаток алифатического альдегида, R2 представляет собой Н, ковалентную связь, фенол или поливалентную (гетеро)гидрокарбильную группу; R4 представляет собой (гетеро)гидрокарбильный остаток первичного аминосоединения, R4 (NH2)m, где, когда R4 представляет собой арильную группу, m равно 1-4; и х не менее 1. 2. Смесь смол по п. 1, где массовое отношение фталонитриловой смолы к бензоксазиновой смоле составляет от 2:98 до 99:1 включительно. 3. Смесь смол по п. 1, где массовое соотношение фталонитриловой смолы к бензоксазиновой смоле составляет от 15:85 до 85:15 включительно. 4. Смесь смол по п. 1, где бензоксазиновая смола имеет Формулу I и где R2 представляет собой ковалентную связь или двухвалентную алкильную группу. 5. Смесь смолы по п. 1, где бензоксазиновая смола имеет формулу II и где R 2 представляет собой Н, ковалентную связь или двухвалентную алкильную группу. 6. Смесь смол по п. 1, где фталонитриловая смола содержит многофункциональный фталонитрил. 7. Смесь смол по п. 1, где в Формуле IV R' представляет собой фенол. 8. Смесь смол по п. 1, где фталонитриловая смола имеет температуру плавления 220°С или менее. 9. Смесь смол по п. 1, дополнительно содержащий по меньшей мере одну добавку, выбранную из катализатора, отвердителя, загустителя, наполнителя и их комбинаций. 10. Смесь смол по п. 9, где отвердитель содержит тиол или амин. 11. Смесь смол по п. 9, где отвердитель содержит N-цианогуанидин. 12. Смесь смол по п. 1, дополнительно содержащий вторую бензоксазиновую смолу. 13. Смесь смол по п. 1, дополнительно содержащий вторую фталонитриловую смолу.in which each R 1 is H or an alkyl group and is an aliphatic aldehyde residue, R 2 is H, a covalent bond, phenol, or a polyvalent (hetero)hydrocarbyl group; R 4 is a (hetero)hydrocarbyl residue of a primary amino compound, R 4 (NH 2 ) m , wherein when R 4 is an aryl group, m is 1-4; and x is not less than 1. 2. The resin mixture of claim 1, wherein the weight ratio of the phthalonitrile resin to the benzoxazine resin is from 2:98 to 99:1, inclusive. 3. The resin mixture of claim 1, wherein the weight ratio of the phthalonitrile resin to the benzoxazine resin is from 15:85 to 85:15, inclusive. 4. The resin mixture of claim 1, wherein the benzoxazine resin has Formula I and wherein R 2 is a covalent bond or a divalent alkyl group. 5. The resin mixture of claim 1, wherein the benzoxazine resin has Formula II and wherein R 2 is H, a covalent bond, or a divalent alkyl group. 6. The resin mixture of claim 1, wherein the phthalonitrile resin comprises a multifunctional phthalonitrile. 7. The resin mixture of claim 1, wherein in Formula IV R' is phenol. 8. The resin mixture of claim 1, wherein the phthalonitrile resin has a melting point of 220°C or less. 9. The resin mixture of claim 1, further comprising at least one additive selected from a catalyst, a hardener, a thickener, a filler, and combinations thereof. 10. The resin mixture of claim 9, wherein the hardener comprises a thiol or an amine. 11. The resin mixture of claim 9, wherein the hardener comprises N-cyanoguanidine. 12. The resin mixture of claim 1, further comprising a second benzoxazine resin. 13. The resin mixture of claim 1, further comprising a second phthalonitrile resin.

Недостатком известного изобретения является то, что для полученных смесей бензоксазинов и фталонитрилов не показаны области их применения, в том числе не продемонстрированы возможности их применения в качестве связующих для углепластиков, что не даёт возможности адекватно и точно выявить их недостатки. A disadvantage of the known invention is that the areas of application for the obtained mixtures of benzoxazines and phthalonitriles are not shown, including the possibility of their use as binders for carbon fiber reinforced plastics, which does not make it possible to adequately and accurately identify their shortcomings.

Известны отверждаемые композиции бензоксазиновых и фталонитрильных смол по патенту AU 2020372934 A1. Сущностью является 1. Полимеризующаяся термореактивная композиция, содержащая (i) одно или несколько ацетиленсодержащих бензоксазиновых соединений и (ii) мономер фталонитрила. 2.Полимеризующаяся термореактивная композиция по п. 1, в которой одно или несколько ацетиленсодержащих бензоксазиновых соединений имеют следующую структуру: Curable compositions of benzoxazine and phthalonitrile resins are known according to patent AU 2020372934 A1. The essence is 1. A polymerizable thermosetting composition containing (i) one or more acetylene-containing benzoxazine compounds and (ii) a phthalonitrile monomer. 2. A polymerizable thermosetting composition according to claim 1, in which one or more acetylene-containing benzoxazine compounds have the following structure:

При этом: каждый из R1, R2, R3, R4 и R5 независимо выбран из атома водорода, замещенной или незамещенной C1-C20 алкильной группы, замещенной или незамещенной C2-C20 алкенильной группы, замещенную или незамещенную C6-C20 арильную группу, замещенную или незамещенную C2-C20 гетероарильную группу, замещенную или незамещенную C4-C20 карбоциклическую группу, замещенную или незамещенную C2-C20 гетероциклическую группу или С38 циклоалкильная группа; b представляет собой целое число в диапазоне от 1 до 4, где: когда b равно 1, Z представляет собой атом водорода, замещенную или незамещенную C1-C20 алкильную группу, замещенную или незамещенную C2-C20 алкенильную группу, замещенную или незамещенная C6-C20 арильная группа, замещенная или незамещенная C2-C20 гетероарильная группа, замещенная или незамещенная C4-C20 карбоциклическая группа, замещенная или незамещенная C2-C20 гетероциклическая группа или C3-C8 циклоалкильная группа; каждый R1 представляет собой алкинилзамещенную C1-C20 алкильную группу, алкинилзамещенную C8-C20 арильную группу, алкинилзамещенную C2-C20 гетероарильную группу, алкинилзамещенную C4-C20 карбоциклическую группу, алкинилзамещенную C2-C20 гетероциклическую группу или алкинилзамещенная C3-C8 циклоалкильная группа; когда b равно 2, Z представляет собой прямую связь или замещенную или незамещенную C1-C20 алкильную группу, замещенную или незамещенную C2-C20 алкильную группу с арильным или гетероарильным мостиком, замещенную или незамещенную C2-C20 алкенильную группу, замещенную или незамещенная C2-C20 алкинильная группа, замещенная или незамещенная C6-C20 арильная группа, замещенная или незамещенная C2-C20 гетероарильная группа, O, S, S=0, 0=S=0, C=0 или C=CC12; и когда b равно 3 или 4, Z представляет собой замещенную или незамещенную C1-C20 алкильную группу, замещенную или незамещенную C2-C20 алкильную группу с арильным или гетероарильным мостиком, замещенную или незамещенную C2-C20 алкенильную группу, замещенную или незамещенную C2-C20 алкинильная группа, замещенная или незамещенная C6-C20 арильная группа, замещенная или незамещенная C2-C20 гетероарильная группа; и каждый R 6представляет собой алкинилзамещенную C1-C20 алкильную группу, алкинилзамещенную C8-C20 арильную группу, алкинилзамещенную C2-C20 гетероарильную группу, алкинилзамещенную C4-C20 карбоциклическую группу, алкинилзамещенную C2-C20 гетероциклическую группу или алкинилзамещенную C3-C8 циклоалкильная группа. 3. Полимеризующаяся термореактивная композиция по п. 1, в которой фталонитрильный мономер представляет собой одно или несколько соединений формулы In this case: each of R 1 , R 2 , R 3 , R 4 and R 5 is independently selected from a hydrogen atom, a substituted or unsubstituted C 1 -C 20 alkyl group, a substituted or unsubstituted C 2 -C 20 alkenyl group, a substituted or unsubstituted C 6 -C 20 aryl group, a substituted or unsubstituted C 2 -C 20 heteroaryl group, a substituted or unsubstituted C 4 -C 20 carbocyclic group, a substituted or unsubstituted C 2 -C 20 heterocyclic group or a C 3 -C 8 cycloalkyl group; b is an integer ranging from 1 to 4, wherein: when b is 1, Z is a hydrogen atom, a substituted or unsubstituted C1- C20 alkyl group, a substituted or unsubstituted C2 - C20 alkenyl group, a substituted or unsubstituted C6 -C20 aryl group, a substituted or unsubstituted C2 - C20 heteroaryl group, a substituted or unsubstituted C4 - C20 carbocyclic group, a substituted or unsubstituted C2 - C20 heterocyclic group, or a C3 - C8 cycloalkyl group; each R 1 is an alkynyl-substituted C 1 -C 20 alkyl group, an alkynyl-substituted C 8 -C 20 aryl group, an alkynyl-substituted C 2 -C 20 heteroaryl group, an alkynyl-substituted C 4 -C 20 carbocyclic group, an alkynyl-substituted C 2 -C 20 heterocyclic group, or an alkynyl-substituted C 3 -C 8 cycloalkyl group; when b is 2, Z represents a direct bond or a substituted or unsubstituted C1 - C20 alkyl group, a substituted or unsubstituted C2 - C20 alkyl group with an aryl or heteroaryl bridge, a substituted or unsubstituted C2 - C20 alkenyl group, a substituted or unsubstituted C2 - C20 alkynyl group, a substituted or unsubstituted C6 - C20 aryl group, a substituted or unsubstituted C2 - C20 heteroaryl group, O, S, S=0, 0=S=0, C=0 or C= CC12 ; and when b is 3 or 4, Z is a substituted or unsubstituted C1 - C20 alkyl group, a substituted or unsubstituted C2 - C20 alkyl group with an aryl or heteroaryl bridge, a substituted or unsubstituted C2 - C20 alkenyl group, a substituted or unsubstituted C2 - C20 alkynyl group, a substituted or unsubstituted C6 - C20 aryl group, a substituted or unsubstituted C2 - C20 heteroaryl group; and each R 6 is an alkynyl-substituted C 1 -C 20 alkyl group, an alkynyl-substituted C 8 -C 20 aryl group, an alkynyl-substituted C 2 -C 20 heteroaryl group, an alkynyl-substituted C 4 -C 20 carbocyclic group, an alkynyl-substituted C 2 -C 20 heterocyclic group, or an alkynyl-substituted C 3 -C 8 cycloalkyl group. 3. The polymerizable thermosetting composition according to claim 1, wherein the phthalonitrile monomer is one or more compounds of the formula

При этом каждый из R1-R14 независимо выбран из атома водорода, замещенной или незамещенной C1-C20 алкильной группы, замещенной или незамещенной C2-C20 алкенильной группы, замещенной или незамещенной C2-C20 алкинильной группы, замещенная или незамещенная C6-C20 арильная группа, замещенная или незамещенная C2-C20 гетероарильная группа; и Z выбран из прямой связи, замещенной или незамещенной C1-C20 алкильной группы, замещенной или незамещенной C2-C20 алкильной группы с арильным или гетероарильным мостиком, замещенной или незамещенной C2-C20 алкенильной группы, замещенную или незамещенную C2-C20 алкинильную группу, замещенную или незамещенную C6-C20 арильную группу, замещенную или незамещенную C2-C20 гетероарильную группу, O, S, S=0, 0=S=0, C=0, C(=0)0 или C=CCl2, или полимерную цепь, содержащую кислород в каждой повторяющейся единице полимерной цепи. 4. Полимеризующаяся термореактивная композиция по п. 1, дополнительно содержащая по меньшей мере один из монофункционального бензоксазина, многофункционального бензоксазина и их смеси. 5. Термореактивный полимер, полученный отверждением термореактивной композиции по любому из пп. 1-4. 6. Способ изготовления композитного изделия, включающий контактирование слоя армирующих волокон с полимеризуемой термореактивной композицией по любому из пп. 1-4 для покрытия и/или пропитки армирующих волокон; и отверждение покрытых и/или пропитанных армирующих волокон для изготовления композитного изделия. 7. Способ изготовления композитного изделия в системе RTM, включающий этапы: а) введение волокнистой заготовки, содержащей армирующие волокна, в форму; б) впрыскивание полимеризуемой термореактивной композиции по любому из пп. 1-4 в форму, в) обеспечение возможности пропитки термореактивной композиции волокнистой заготовки; г) нагревание пропитанной смолой заготовки в течение определенного периода времени для получения по меньшей мере частично отвержденного твердого изделия; и необязательно д) подвергание частично отвержденного твердого изделия дополнительному нагреву. 8. Способ изготовления композитного изделия в системе VaRTM, включающий этапы: а) введение волокнистой заготовки, содержащей армирующие волокна, в форму; б) впрыскивание термореактивной композиции по любому из пп. 1-4 в форму; в) снижение давления внутри формы; г) поддержание формы примерно при пониженном давлении; д) обеспечение возможности пропитки термореактивной композиции волокнистой заготовки; f) нагревание пропитанной смолой заготовки для получения, по меньшей мере, частично отвержденного твердого изделия; и необязательно g) подвергание по меньшей мере частично отвержденного твердого изделия дополнительному нагреву.In this case, each of R 1 -R 14 is independently selected from a hydrogen atom, a substituted or unsubstituted C 1 -C 20 alkyl group, a substituted or unsubstituted C 2 -C 20 alkenyl group, a substituted or unsubstituted C 2 -C 20 alkynyl group, a substituted or unsubstituted C 6 -C 20 aryl group, a substituted or unsubstituted C 2 -C 20 heteroaryl group; and Z is selected from a direct bond, a substituted or unsubstituted C1 - C20 alkyl group, a substituted or unsubstituted C2 - C20 alkyl group with an aryl or heteroaryl bridge, a substituted or unsubstituted C2 - C20 alkenyl group, a substituted or unsubstituted C2 - C20 alkynyl group, a substituted or unsubstituted C6 - C20 aryl group, a substituted or unsubstituted C2 - C20 heteroaryl group, O, S, S=0, 0=S=0, C=0, C(=0)0 or C= CCl2 , or a polymer chain containing oxygen in each repeating unit of the polymer chain. 4. The polymerizable thermosetting composition according to claim 1, further comprising at least one of a monofunctional benzoxazine, a multifunctional benzoxazine and a mixture thereof. 5. A thermosetting polymer obtained by curing a thermosetting composition according to any one of claims 1 to 4. 6. A method of manufacturing a composite article, comprising contacting a layer of reinforcing fibers with a polymerizable thermosetting composition according to any one of claims 1 to 4 to coat and/or impregnate the reinforcing fibers; and curing the coated and/or impregnated reinforcing fibers to produce a composite article. 7. A method of manufacturing a composite article in an RTM system, comprising the steps of: a) introducing a fibrous preform containing reinforcing fibers into a mold; b) injecting the polymerizable thermosetting composition according to any one of claims 1 to 4 into the mold, c) allowing the thermosetting composition to impregnate the fibrous preform; d) heating the resin-impregnated preform for a certain period of time to produce at least a partially cured solid article; and optionally d) subjecting the partially cured solid article to additional heating. 8. A method for producing a composite article in a VaRTM system, comprising the steps of: a) introducing a fiber preform containing reinforcing fibers into a mold; b) injecting a thermosetting composition according to any one of claims 1-4 into the mold; c) reducing the pressure inside the mold; d) maintaining the shape at approximately the reduced pressure; e) allowing the thermosetting composition to impregnate the fiber preform; f) heating the resin-impregnated preform to obtain an at least partially cured solid article; and optionally g) subjecting the at least partially cured solid article to additional heating.

Недостатком известного изобретения является сложность и длительность процесса смешения компонентов, а также высокие температуры смешения компонентов 80-150°С, кроме того, известное связующее разработано для жидкофазного совмещения и не позволяет получать композиты с градиентом распределения связующего.The disadvantage of the known invention is the complexity and duration of the process of mixing the components, as well as high temperatures of mixing the components (80-150°C); in addition, the known binder is designed for liquid-phase mixing and does not allow for the production of composites with a binder distribution gradient.

Известен способ получения углепластиков на основе термостойкого связующего по патенту RU 2572139 «Способ получения углепластиков на основе термостойкого связующего». Сущностью является способ получения углепластика на основе термостойкого связующего, в котором на поверхности волокнистого углеродного наполнителя размещают связующее в виде порошка, расплавляют связующее, пропитывают им наполнитель и из пропитанного связующим наполнителя формуют углепластик в прессформе, отличающийся тем, что в качестве связующего используют фталонитрильное связующее, а в качестве наполнителя - углеродную равнопрочную или однонаправленную ткань, формируют преформу (преформа - заготовка из сухого армирующего материала (угле-, стекло-, органоволокна или ткани) или вакуумной инфузией. Результатом является изделие из композиционного материала путем наложения слоев наполнителя друг на друга с их взаимной фиксацией с помощью раствора цианового эфира в ацетоне в количестве 3-10 мас. % цианового эфира к массе указанного наполнителя, укладывают преформу в прессформу, размещают связующее в виде порошка на поверхности преформы или между слоями наполнителя и проводят вакуумную пропитку преформы расплавленным связующим при температуре связующего 185-205°C в течение 30-60 мин, затем из преформы формуют углепластик в прессформе в режиме ступенчатого нагревания с последующей термообработкой углепластика в инертной атмосфере. 2. Способ получения углепластика по п. 1, отличающийся тем, что размещают связующее в виде порошка на поверхности преформы или между ее слоями в соотношении 1,0-1,3 к массе наполнителя. 3. Способ получения углепластика по п. 1, отличающийся тем, что в качестве связующего используют фталонитрильное связующее, а углепластик формуют в прессформе в режиме ступенчатого нагревания до температуры 300°C с последующей термообработкой в инертной атмосфере при температуре 350-400°C.A method for producing carbon fiber reinforced plastics based on a heat-resistant binder is known according to patent RU 2572139 “Method for producing carbon fiber reinforced plastics based on a heat-resistant binder”. The essence is a method for producing carbon fiber reinforced plastic based on a heat-resistant binder, in which a binder in the form of a powder is placed on the surface of a fibrous carbon filler, the binder is melted, the filler is impregnated with it, and carbon fiber reinforced plastic is formed from the filler impregnated with the binder in a mold, characterized in that a phthalonitrile binder is used as a binder, and an equal-strength or unidirectional carbon fabric is used as a filler, a preform is formed (a preform is a blank made of dry reinforcing material (carbon, glass, organofiber or fabric) or vacuum infusion. The result is an article made of a composite material by superimposing layers of filler on top of each other with their mutual fixation using a solution of cyanogen ether in acetone in an amount of 3-10 wt. % of cyanogen ether to the weight of the said filler, placing the preform in the mold, placing a binder in the form of a powder on the surface of the preform or between the filler layers and vacuum impregnation of the preform with the molten binder is carried out at a binder temperature of 185-205°C for 30-60 minutes, then carbon fiber reinforced plastic is formed from the preform in a press mold in a stepwise heating mode, followed by heat treatment of the carbon fiber reinforced plastic in an inert atmosphere. 2. The method for producing carbon fiber reinforced plastic according to claim 1, characterized in that the binder is placed in the form of a powder on the surface of the preform or between its layers in a ratio of 1.0-1.3 to the weight of the filler. 3. The method for producing carbon fiber reinforced plastic according to claim 1, characterized in that a phthalonitrile binder is used as a binder, and the carbon fiber reinforced plastic is formed in a press mold in a stepwise heating mode to a temperature of 300°C, followed by heat treatment in an inert atmosphere at a temperature of 350-400°C.

Недостатком известного изобретения является высокие температуры пропитки (185-205°С), использование в процессе растворителя, высокая пористость композита, что соответственно приводит к большому разбросу механических свойств композита и, как следствие, к низким, трудно повторяемым потребительским свойствам. The disadvantage of the known invention is the high impregnation temperatures (185-205°C), the use of a solvent in the process, and the high porosity of the composite, which accordingly leads to a wide range of mechanical properties of the composite and, as a consequence, to low, difficult to repeat consumer properties.

Известна фталонитрильная смола и способ ее получения по патенту CN113388106A «Фталонитриловая смола, пригодная для предварительного замачивания в расплаве, и способ ее получения». Сущностью является фталонитриловая смола, пригодная для обработки препрегов из расплава, характеризуется тем, что содержит следующие исходные материалы: мономер фталонитриловой смолы, отвердитель и модификатор, содержащий бензоксазиновое кольцо. 2. Фталонитриловая смола, подходящая для получения термоплавкого препрега по п. 1, где фталонитриловая смола представляет собой любую из бисфенол-фталонитрильной смолы, мономера бифенилфталонитрила и фенолфталеинфталонитрила. 3. Смола на основе фталонитрила, пригодная для обработки препрегов-расплавов по п. 1, отличающаяся тем, что способ получения модификатора, содержащего бензоксазиновое кольцо, включает следующие стадии: смешивание додецилфенола, п-гидроксибензонитрила, параформальдегида и 4,4-диаминодифенилметана, добавление в ксилоловый растворитель, взаимодействие при температуре 81-89°C в течение 3-6 часов и удаление растворителя с получением легкоплавкого модификатора, содержащего бензоксазиновые кольца. 4. Смола на основе фталонитрила, пригодная для обработки препрега-расплава по п. 3, в которой молярное отношение додецилфенола к п-гидроксибензонитрилу составляет 0,5-0,8:0,2-0,5. 5. Смола на основе фталонитрила, пригодная для изготовления препрега-расплава по п. 3, в которой молярное отношение параформальдегида к 4,4-диаминодифенилметану составляет 4:0,9:1. 6. Фталонитрильная смола по п. 3, отличающаяся тем, что молярное отношение суммы молей додецилфенола и п-гидроксибензонитрила к 4,4-диаминодифенилметану составляет 2:0,9:1. 7.Фталонитрильная смола, пригодная для изготовления препрега-расплава по п. 3, в которой массовое объемное отношение 4,4-диаминодифенилметана к ксилолу составляет 1 г: 1,3-1,6 мл. 8. Фталонитрильная смола по п. 1, отличающаяся тем, что отвердитель представляет собой ZnCl 2 и 4,4-диаминодифенилсульфон в молярном соотношении 1:3-6, где молярное отношение 4,4-диаминодифенилсульфона к фталонитрильной смоле мономер 2-4:100. 9. Способ получения фталонитриловой смолы, подходящей для обработки препрегов из расплава, характеризуется тем, что включает следующие этапы: (1) способ получения форполимера фталонитрила включает следующие стадии: плавление мономера фталонитриловой смолы типа бисфенола А, добавление отвердителя ZnCl 2 и 4, 4-диаминодифенилсульфона, перемешивание при постоянной температуре, прекращение нагревания после завершения реакции и охлаждение для получения форполимера фталонитриловой смолы; (2) фталонитриловую смолу готовили по следующей методике: (3) смешивание и перемешивание легкоплавкого модификатора, содержащего бензоксазиновое кольцо и форполимер фталонитриловой смолы, и охлаждение для получения фталонитриловой смолы после окончания реакции. 10. Способ получения фталонитриловой смолы, подходящей для переработки термоплавкого препрега по п. 9, отличающийся тем, что массовое отношение модификатора к форполимеру составляет 0,3-0,5:0,5-0,7, при этом условия смешивания и перемешивания на стадии (2) заключаются в следующем: перемешивание в течение 20-40 мин при 80-110°С.A phthalonitrile resin and a method for producing the same are known from patent CN113388106A "Phthalonitrile resin suitable for melt pre-soaking and a method for producing the same." The essence is a phthalonitrile resin suitable for processing prepregs from the melt, characterized in that it contains the following starting materials: a phthalonitrile resin monomer, a hardener and a modifier containing a benzoxazine ring. 2. A phthalonitrile resin suitable for producing a hot-melt prepreg according to claim 1, wherein the phthalonitrile resin is any of a bisphenol phthalonitrile resin, a biphenylphthalonitrile monomer and phenolphthalephthalonitrile. 3. A phthalonitrile-based resin suitable for processing the melt prepreg according to claim 1, characterized in that the method for producing a modifier containing a benzoxazine ring comprises the following steps: mixing dodecylphenol, p-hydroxybenzonitrile, paraformaldehyde and 4,4-diaminodiphenylmethane, adding to a xylene solvent, reacting at a temperature of 81-89°C for 3-6 hours and removing the solvent to obtain a low-melting modifier containing benzoxazine rings. 4. A phthalonitrile-based resin suitable for processing the melt prepreg according to claim 3, wherein the molar ratio of dodecylphenol to p-hydroxybenzonitrile is 0.5-0.8:0.2-0.5. 5. A phthalonitrile-based resin suitable for producing a prepreg melt according to claim 3, wherein the molar ratio of paraformaldehyde to 4,4-diaminodiphenylmethane is 4:0.9:1. 6. The phthalonitrile resin according to claim 3, characterized in that the molar ratio of the sum of the moles of dodecylphenol and p-hydroxybenzonitrile to 4,4-diaminodiphenylmethane is 2:0.9:1. 7. A phthalonitrile resin suitable for producing a prepreg melt according to claim 3, wherein the mass volume ratio of 4,4-diaminodiphenylmethane to xylene is 1 g: 1.3-1.6 ml. 8. The phthalonitrile resin of claim 1, wherein the hardener is ZnCl 2 and 4,4-diaminodiphenylsulfone in a molar ratio of 1:3-6, wherein the molar ratio of 4,4-diaminodiphenylsulfone to the phthalonitrile resin monomer is 2-4:100. 9. A method for producing a phthalonitrile resin suitable for melt processing of prepregs, characterized in that it includes the following steps: (1) a method for producing a phthalonitrile prepolymer includes the following steps: melting a bisphenol A type phthalonitrile resin monomer, adding a ZnCl 2 and 4,4-diaminodiphenylsulfone hardener, stirring at a constant temperature, stopping heating after completion of the reaction and cooling to obtain a phthalonitrile resin prepolymer; (2) a phthalonitrile resin was prepared by the following procedure: (3) mixing and stirring a low-melting modifier containing a benzoxazine ring and a phthalonitrile resin prepolymer, and cooling to obtain a phthalonitrile resin after completion of the reaction. 10. A method for producing a phthalonitrile resin suitable for processing a hot-melt prepreg according to claim 9, characterized in that the weight ratio of the modifier to the prepolymer is 0.3-0.5:0.5-0.7, and the mixing and stirring conditions in step (2) are as follows: stirring for 20-40 minutes at 80-110°C.

Недостатком данного изобретения является использование в процессе растворителя, а также то, что композиция не может быть использована в качестве порошкового связующего, так как получаемое связующее находится при комнатной температуре в пастообразном состоянии.The disadvantage of this invention is the use of a solvent in the process, as well as the fact that the composition cannot be used as a powder binder, since the resulting binder is in a pasty state at room temperature.

Известны устройство и способ изготовления реакционноспособных полимерных препрегов по патенту US 20100040857 A1 «Устройство и способ изготовления реакционноспособных полимерных препрегов». Сущностью является: 1. Способ изготовления предварительно пропитанного реакционноспособным полимером армирующего материала, включающий: получение по существу нелетучей композиции, содержащей по существу полностью твердые частицы по меньшей мере одной термоотверждаемой термореактивной смолы, где единственными летучими компонентами композиции являются остаточная вода или остаточный растворитель: нанесение слоя по существу нелетучей композиции на пропитываемую ткань или совокупность армирующих волокон, где частицы по существу нелетучей композиции являются твердыми при температуре окружающей среды и наносятся на ткань или комплекс армирующих волокон, подлежащих пропитке, при температуре окружающей среды; и формирование препрега путем нагревания по существу полностью твердых частиц по существу нелетучей композиции так, что по существу полностью твердые частицы частично плавятся, при этом ткань или сборка пропитываются частично расплавленной композицией, а частично расплавленные твердые частицы по существу нелетучая композиция прилипает к ткани или множеству армирующих волокон. 2. Метод по п. 1, включающий: применение тепла и давления или вакуума к препрегу; по существу полное плавление частично расплавленных частиц композиции; и по существу полную пропитку ткани или совокупности армирующих волокон расплавленной композицией. 3. Метод по п. 1 где по существу полностью твердые частицы композиции выбраны из группы, состоящей из эпоксидных смол, ненасыщенных полиэфирных смол, винилэфирных смол, термореактивных полиуретановых смол, фенолформальдегидных смол (фенольных смол), полиимидных смол, силиконовых смол, сшиваемых термореактивных смол. и их комбинации. 4. Метод по п. 1, где по существу полностью твердые частицы композиции предварительно катализируются, и частицы композиции по существу полностью тверды при комнатной температуре. 5. Метод по п. 1, где ткань или совокупность армирующих волокон выбраны из группы, состоящей из углеродного волокна, стеклянного волокна, базальтового волокна, полимерного волокна, арамидного волокна, стального волокна, натурального волокна и их комбинаций. 6. Метод по п. 5, где ткань или совокупность армирующих волокон выбраны из группы, состоящей из ровницы, ленты, полотна, переплетения, двух- или многоосных тканей, трикотажа, тесьмы, хаотичного мата, флиса и их комбинаций. 7. Метод по п. 1, где по существу полностью твердые частицы композиции сушат для удаления влаги или растворителя перед нанесением по существу полностью твердых частиц композиции на ткань или совокупность армирующих волокон, чтобы избежать пустот в сформированном препреге. 8. Метод по п. 1, где слой по существу полностью твердых частиц нелетучей композиции формируется путем осаждения по существу полностью твердых частиц нелетучей композиции с помощью устройства для осаждения частиц. 9. Метод по п. 8, в котором блок осаждения частиц представляет собой устройство для разбрызгивания порошка, а поле осаждения устройства для разбрызгивания составляет от около 0 до около 4,0 м в ширину. 10. Метод по п. 2, где применение тепла и давления или вакуума к препрегу включает отверждение в двух ленточном прессе низкого давления. 11. Метод по п. 2, где применение тепла и давления или вакуума к препрегу включает отверждение в процессе вакуумной упаковки. 12. Драпируемый, предварительно пропитанный полимером армирующий материал, содержащий: пористая подложка, имеющая по меньшей мере один слой; и случайно расположенные частицы по существу нелетучей композиции, содержащей по меньшей мере одну реакционноспособную термореактивную смолу, где единственными летучими компонентами композиции являются остаточная вода или растворитель, при этом часть каждой из случайно расположенных частиц пропитана в промежутки по меньшей мере одного слоя пористой подложки, и при этом пространство между ними разделяет соседние случайно расположенные частицы. 13. Драпируемый армирующий материал, предварительно пропитанный полимером по п. 12, где пористая подложка, имеющая по меньшей мере один слой, содержит армированные волокнами листы, пропитанные по меньшей мере одной реакционноспособной термореактивной смолой(ами), которые могут быть впоследствии отверждены с образованием термореактивного композитного листа. 14. Драпируемый армирующий материал, предварительно пропитанный полимером по п. 13, где волокна армированных волокном листов выбраны из группы, состоящей из углеродного волокна, стеклянного волокна, базальтового волокна, полимерного волокна, арамидного волокна, стального волокна, натурального волокна и их комбинаций. 15. Драпируемый армирующий материал, предварительно пропитанный полимером по п. 12, где композиция выбрана из группы, состоящей из эпоксидных смол, ненасыщенных полиэфирных смол, винилэфирных смол, термореактивных полиуретановых смол, фенолформальдегидных смол (фенольных смол), полиимидных смол, силиконовых смол, сшиваемых термореактивных смол и их комбинаций. 16. Драпируемый армирующий материал, предварительно пропитанный полимером по п. 15, где сшиваемые термопластичные смолы выбраны из группы, состоящей из сшиваемых полиэтиленовых смол, сшиваемых полипропиленовых смол, сшиваемых поливинилхлоридных смол, сшиваемых полимеров и их комбинаций. 17. Драпируемый армирующий материал, предварительно пропитанный полимером по п. 12, где композиция основана на эпоксидной смоле или на основе ненасыщенного полиэфира, и где термореактивная смола(ы) на основе эпоксидной смолы или ненасыщенного полиэфира являются твердыми при комнатной температуре. 18. Способ формирования драпируемого армирующего материала, предварительно пропитанного полимером, включающий: обеспечение пористой подложки, имеющей по меньшей мере один слой; и формирование массива по существу нелетучей композиции, содержащей по существу равномерно расположенные и по существу полностью твердые реакционноспособные термореактивные частицы, и покрытие на нем части по меньшей мере одного слоя, где единственными летучими компонентами композиции являются остаточная вода или растворитель: частичное плавление массива по существу полностью твердых реакционноспособных термореактивных частиц; и фиксацию частично расплавленного массива путем пропитки расплавом промежутков части по меньшей мере одного слоя пористой подложки, при этом, при этом оставшаяся часть по меньшей мере одного слоя остается непокрытой массивом. 19. Метод по п. 18, где по существу твердые реакционноспособные термореактивные частицы массива имеют вязкость расплава от около 5 сП до около 5000 сП. 20. Метод по п. 18, где пористая подложка, имеющая по меньшей мере один слой, содержит армированные волокнами листы, пропитанные по меньшей мере одной реакционноспособной термореактивной смолой(ами), которые могут быть впоследствии отверждены с образованием термореактивного композитного листа. 21. Метод по п. 18, где по существу твердые реакционноспособные термореактивные частицы массива выбраны из группы, состоящей из эпоксидных смол, ненасыщенных полиэфирных смол, винилэфирных смол, термореактивных полиуретановых смол, фенолформальдегидных смол (фенольных смол), полиимидных смол, силиконовых смол, сшиваемых термореактивных смол, смолы и их комбинации. 22. Метод по п. 21, где по существу твердые реакционноспособные термореактивные частицы массива подвергаются предварительному катализу, а частицы реакционноспособной термореактивной смолы являются твердыми при комнатной температуре. 23. Метод по п. 18, где волокна пористой подложки, имеющие по меньшей мере один слой, выбраны из группы, состоящей из углеродного волокна, стеклянного волокна, базальтового волокна, полимерного волокна, арамидного волокна, стального волокна, натурального волокна и их комбинаций. 24. Метод по п. 18, где волокна пористой подложки, имеющей по меньшей мере один слой, выбраны из группы, состоящей из ровинга, ленты, полотна, переплетения, двух- или многоосных тканей, трикотажа, оплетки, хаотичного мата, нетканого материала и их комбинаций. 25. Метод по п. 18, где по существу твердые реакционноспособные термореактивные частицы массива сушат для удаления влаги или растворителя во избежание пустот в сформированном препреге или в композитном листе, сформированном из препрега. 26. Метод по п. 18, где массив по существу равномерно расположенных и по существу полностью твердых реакционноспособных термореактивных частиц формируется путем осаждения по существу полностью твердых частиц по меньшей мере одной термоотверждаемой термореактивной смолы с помощью установки для осаждения частиц. 27. Метод по п. 26, при этом блок нанесения порошка представляет собой устройство для разбрызгивания порошка, а поле нанесения порошкового устройства имеет ширину не менее 4,0 м. 37. Способ изготовления предварительно пропитанного реакционноспособным полимером армирующего материала, включающий: обеспечение по существу нелетучей смеси, содержащей по существу полностью твердые частицы термоотверждаемой термореактивной смолы и по существу полностью твердые частицы термоотверждаемой термопластической смолы, где единственными летучими компонентами практически нелетучей смеси являются остаточная вода или растворитель: нанесение слоя смеси на ткань или совокупность армирующих волокон, подлежащих пропитке, при этом частицы по существу нелетучей смеси являются твердыми при температуре окружающей среды и осаждаются на ткань или комплекс армирующих волокон, подлежащих пропитке, при температуре окружающей среды; и формирование препрега путем нагревания частиц по существу нелетучей смеси так, что твердые частицы частично плавятся, при этом ткань или сборка пропитываются частично расплавленной термореактивной смолой, и частично расплавленные твердые частицы прилипают к ткани или сборка армирующего волокна. 38. Метод по п. 35, где термопластичная смола составляет от около 0% до около 40% по массе композиции и не растворима в расплавленной композиции. 39. Метод по п. 36, где по существу полностью твердые частицы термопластической смолы имеют цвет, отличный от частиц по существу полностью твердой термореактивной смолы. 40. Метод по п. 39, где по существу полностью твердые частицы термопластической смолы имеют вязкость, отличную от вязкости частиц по существу полностью твердой термореактивной смолы. A device and method for producing reactive polymer prepregs are known according to patent US 20100040857 A1 "Device and Method for Producing Reactive Polymer Prepregs". The essence is: 1. A method for producing a reinforcing material pre-impregnated with a reactive polymer, including: obtaining a substantially non-volatile composition containing substantially completely solid particles of at least one thermosetting thermosetting resin, wherein the only volatile components of the composition are residual water or residual solvent: applying a layer of the substantially non-volatile composition to a fabric or set of reinforcing fibers to be impregnated, wherein the particles of the substantially non-volatile composition are solid at ambient temperature and are applied to the fabric or set of reinforcing fibers to be impregnated at ambient temperature; and forming a prepreg by heating substantially all-solid particles of the substantially non-volatile composition such that the substantially all-solid particles partially melt, wherein the fabric or assembly is impregnated with the partially melted composition, and the partially melted solid particles of the substantially non-volatile composition adhere to the fabric or the plurality of reinforcing fibers. 2. The method of claim 1, comprising: applying heat and pressure or vacuum to the prepreg; substantially completely melting the partially melted particles of the composition; and substantially completely impregnating the fabric or the plurality of reinforcing fibers with the molten composition. 3. The method of claim 1, wherein the substantially all-solid particles of the composition are selected from the group consisting of epoxy resins, unsaturated polyester resins, vinyl ester resins, thermosetting polyurethane resins, phenol-formaldehyde resins (phenolic resins), polyimide resins, silicone resins, crosslinkable thermosetting resins. and combinations thereof. 4. The method of claim 1, wherein the substantially all-solid particles of the composition are pre-catalyzed, and the particles of the composition are substantially all-solid at room temperature. 5. The method of claim 1, wherein the fabric or aggregate of reinforcing fibers is selected from the group consisting of carbon fiber, glass fiber, basalt fiber, polymer fiber, aramid fiber, steel fiber, natural fiber and combinations thereof. 6. The method of claim 5, wherein the fabric or aggregate of reinforcing fibers is selected from the group consisting of roving, tape, web, weave, bi- or multiaxial fabrics, knitwear, braid, random mat, fleece and combinations thereof. 7. The method of claim 1, wherein the substantially all-solid particles of the composition are dried to remove moisture or solvent before applying the substantially all-solid particles of the composition to the fabric or aggregate of reinforcing fibers to avoid voids in the formed prepreg. 8. The method of claim 1, wherein the layer of substantially all-solid particles of the non-volatile composition is formed by depositing substantially all-solid particles of the non-volatile composition using a particle deposition device. 9. The method of claim 8, wherein the particle deposition unit is a powder spray device, and the deposition field of the spray device is from about 0 to about 4.0 m in width. 10. The method of claim 2, wherein applying heat and pressure or vacuum to the prepreg comprises curing in a low pressure two belt press. 11. The method of claim 2, wherein applying heat and pressure or vacuum to the prepreg comprises curing in a vacuum packaging process. 12. A drapeable, polymer-preimpregnated reinforcing material comprising: a porous substrate having at least one layer; and randomly disposed particles of a substantially non-volatile composition comprising at least one reactive thermosetting resin, wherein the only volatile components of the composition are residual water or solvent, wherein a portion of each of the randomly disposed particles is impregnated into the interstices of at least one layer of the porous substrate, and wherein the space therebetween separates adjacent randomly disposed particles. 13. The drapeable reinforcing material pre-impregnated with the polymer of claim 12, wherein the porous substrate having at least one layer comprises fiber-reinforced sheets impregnated with at least one reactive thermosetting resin(s) that can be subsequently cured to form the thermosetting composite sheet. 14. The drapeable reinforcing material pre-impregnated with a polymer according to claim 13, wherein the fibers of the fiber-reinforced sheets are selected from the group consisting of carbon fiber, glass fiber, basalt fiber, polymer fiber, aramid fiber, steel fiber, natural fiber and combinations thereof. 15. The drapeable reinforcing material pre-impregnated with a polymer according to claim 12, wherein the composition is selected from the group consisting of epoxy resins, unsaturated polyester resins, vinyl ester resins, thermosetting polyurethane resins, phenol-formaldehyde resins (phenolic resins), polyimide resins, silicone resins, crosslinkable thermosetting resins and combinations thereof. 16. The drapeable reinforcing material pre-impregnated with a polymer according to claim 15, wherein the crosslinkable thermoplastic resins are selected from the group consisting of crosslinkable polyethylene resins, crosslinkable polypropylene resins, crosslinkable polyvinyl chloride resins, crosslinkable polymers and combinations thereof. 17. The drapeable reinforcing material pre-impregnated with a polymer according to claim 12, wherein the composition is epoxy resin based or unsaturated polyester based, and wherein the epoxy resin based or unsaturated polyester based thermosetting resin(s) are solid at room temperature. 18. A method of forming a drapeable reinforcing material pre-impregnated with a polymer, comprising: providing a porous substrate having at least one layer; and forming an array of substantially non-volatile composition comprising substantially uniformly spaced and substantially completely solid reactive thermosetting particles, and coating thereon a portion of at least one layer, wherein the only volatile components of the composition are residual water or solvent: partially melting the array of substantially completely solid reactive thermosetting particles; and fixing the partially melted array by impregnating the melt into interstices of a portion of the at least one layer of a porous substrate, wherein the remaining portion of the at least one layer remains uncovered by the array. 19. The method of claim 18, wherein the substantially solid reactive thermosetting particles of the array have a melt viscosity of from about 5 cP to about 5000 cP. 20. The method of claim 18, wherein the porous substrate having at least one layer comprises fiber-reinforced sheets impregnated with at least one reactive thermosetting resin(s) that can be subsequently cured to form a thermosetting composite sheet. 21. The method of claim 18, wherein the substantially solid reactive thermosetting particles of the array are selected from the group consisting of epoxy resins, unsaturated polyester resins, vinyl ester resins, thermosetting polyurethane resins, phenol-formaldehyde resins (phenolic resins), polyimide resins, silicone resins, crosslinkable thermosetting resins, resins, and combinations thereof. 22. The method of claim 21, wherein the substantially solid reactive thermosetting particles of the array are pre-catalyzed, and the reactive thermosetting resin particles are solid at room temperature. 23. The method of claim 18, wherein the fibers of the porous substrate having at least one layer are selected from the group consisting of carbon fiber, glass fiber, basalt fiber, polymer fiber, aramid fiber, steel fiber, natural fiber, and combinations thereof. 24. The method of claim 18, wherein the fibers of the porous substrate having at least one layer are selected from the group consisting of roving, tape, web, weave, bi- or multiaxial fabrics, knitwear, braid, random mat, non-woven material, and combinations thereof. 25. The method of claim 18, wherein the substantially solid reactive thermosetting particles of the array are dried to remove moisture or solvent to avoid voids in the formed prepreg or in the composite sheet formed from the prepreg. 26. The method of claim 18, wherein the array of substantially uniformly spaced and substantially completely solid reactive thermosetting particles is formed by depositing substantially completely solid particles of at least one thermosetting thermosetting resin using a particle deposition apparatus. 27. The method of claim 26, wherein the powder application unit is a powder spraying device, and the application field of the powder device has a width of at least 4.0 m. 37. A method for producing a reinforcing material pre-impregnated with a reactive polymer, comprising: providing a substantially non-volatile mixture comprising substantially all-solid particles of a thermosetting thermosetting resin and substantially all-solid particles of a thermosetting thermoplastic resin, wherein the only volatile components of the substantially non-volatile mixture are residual water or solvent; applying a layer of the mixture to a fabric or assembly of reinforcing fibers to be impregnated, wherein the particles of the substantially non-volatile mixture are solid at ambient temperature and deposit on the fabric or assembly of reinforcing fibers to be impregnated at ambient temperature; and forming a prepreg by heating the particles of the substantially non-volatile mixture so that the solid particles partially melt, wherein the fabric or assembly is impregnated with the partially melted thermosetting resin, and the partially melted solid particles adhere to the fabric or assembly of reinforcing fibers. 38. The method of claim 35, wherein the thermoplastic resin comprises from about 0% to about 40% by weight of the composition and is insoluble in the molten composition. 39. The method of claim 36, wherein the substantially fully solid thermoplastic resin particles have a color different from the substantially fully solid thermosetting resin particles. 40. The method of claim 39, wherein the substantially fully solid thermoplastic resin particles have a viscosity different from the viscosity of the substantially fully solid thermosetting resin particles.

Недостатком известного изобретения является отсутствие состава отверждаемой композиции и описание лишь общих принципов изготовления препрега, что препятствует выявлению его недостатков при использовании по назначению.A disadvantage of the known invention is the lack of a composition of the curable composition and a description of only the general principles of prepreg production, which prevents the identification of its shortcomings when used for its intended purpose.

Известен способ получения высокотемпературного композиционного материала по патенту RU 2784939 «Способ получения высокотемпературного композиционного материала». Сущностью является способ получения высокотемпературного композиционного материала, характеризующийся тем, что на поверхности волокнистого наполнителя из углеродных армирующих материалов размещают связующее, послойно пропитывают наполнитель, отверждают материал, при этом в качестве наполнителя используют армированный кремнеземный наполнитель, представляющий собой сплетенную в трикотажную ткань кремнеземную нить, причем для поддержания ее сплетенного состояния в последнюю интегрируют арселоновую пряжу, удаляемую при нагреве до 400-600°С в течение 2-12 ч в атмосфере воздуха, пропитку наполнителя проводят порошкообразным фталонитрильным связующим, выкладывая расчетное количество связующего между слоями наполнителя так, чтобы на нижний и верхний слои связующего приходилось половина массы связующего, необходимого для пропитки внутренних слоев, проводя спекание порошка при 50°С в течение 10 мин после выкладки каждого слоя, а общее содержание связующего в композитной смеси составляло 55% его массы, материал отверждают в автоклаве, нагревая до температуры 190°С со скоростью 0,5-2°С/мин с выдержкой в течение 4 ч под давлением 8 бар, после чего проводят процесс постотверждения получаемого композиционного материала при температуре 330°С в течение 8 ч и атмосферном давлении. 2. Высокотемпературный композиционный материал, полученный способом по п. 1, характеризующийся тем, что сохраняет свою структуру при температуре 1450°С в течение 15 мин, обладает пористостью 1,2%, плотностью 1564 кг/м3, прочностью при сжатии 204 МПа, прочностью при изгибе 102 МПа и модулем упругости при растяжении 9,5 ГПа.A method for producing a high-temperature composite material is known according to patent RU 2784939 “Method for producing a high-temperature composite material”. The essence is a method for producing a high-temperature composite material, characterized in that a binder is placed on the surface of a fibrous filler made of carbon reinforcing materials, the filler is impregnated layer by layer, the material is cured, while a reinforced silica filler is used as a filler, which is a silica thread woven into a knitted fabric, and in order to maintain its woven state, an arselon yarn is integrated into the latter, removed by heating to 400-600 ° C for 2-12 hours in an air atmosphere, the filler is impregnated with a powdered phthalonitrile binder, laying out the calculated amount of binder between the layers of the filler so that the lower and upper layers of the binder account for half the mass of the binder necessary for impregnation of the inner layers, sintering the powder at 50 ° C for 10 minutes after laying out each layer, and the total content of the binder in the composite mixture was 55% of its mass, the material is cured in an autoclave by heating to a temperature of 190°C at a rate of 0.5-2°C/min with a holding time of 4 hours under a pressure of 8 bar, after which the resulting composite material is post-cured at a temperature of 330°C for 8 hours and atmospheric pressure. 2. A high-temperature composite material obtained by the method according to claim 1, characterized in that it retains its structure at a temperature of 1450°C for 15 minutes, has a porosity of 1.2%, a density of 1564 kg/m3, a compressive strength of 204 MPa, a flexural strength of 102 MPa and a tensile modulus of elasticity of 9.5 GPa.

Недостатком известного изобретения является высокая пористость композита, что соответственно приводит к большому разбросу механических свойств композита и как следствие к низким, трудно повторяемым потребительским свойствам.A disadvantage of the known invention is the high porosity of the composite, which accordingly leads to a large spread of the mechanical properties of the composite and, as a consequence, to low, difficult to repeat consumer properties.

Известна бензоксазиновая смола с концевыми группами, композитный материал на основе бисфталонитрила, содержащий бензоксазиновую смолу с концевыми группами и композитную отверждаемую смолу по патенту CN115490824A. Сущностью является: 1.Блокированная бензоксазиновая смола представляет собой полимер с основной цепью, и молекулярная цепь полимера с основной цепью содержит по меньшей мере одно из повторяющихся звеньев, представленных формулами (I-1)-(I-3):A benzoxazine resin with terminal groups, a composite material based on bisphthalonitrile containing a benzoxazine resin with terminal groups and a composite curable resin according to patent CN115490824A are known. The essence is: 1. The blocked benzoxazine resin is a polymer with a main chain, and the molecular chain of the polymer with a main chain contains at least one of the repeating units represented by formulas (I-1) - (I-3):

1-11-1 1-21-2 1-31-3

конец молекулярной цепи полимера основного типа цепи имеет структуру, показанную в одной из формул (I-4)-(I-9):the end of the molecular chain of the main chain type polymer has a structure shown in one of the formulas (I-4) to (I-9):

1-41-4 1-51-5 1-61-6 1-71-7 1-81-8 1-91-9

в формулах (I-1)-(I-9) каждый R независимо выбран из алифатической группы и ее производных, алициклической группы и ее производных, ароматической группы и ее производных, одного из производных; и/или в формулах (I-4)-(I-6) R' выбран из одного из алифатической группы и ее производных, алициклической группы и ее производных, ароматической группы и ее производных; и/или в формулах (I-7)-(I-9) каждый из R1″-R4" независимо выбран из водорода, алифатической группы и ее производных, алициклической группы и ее производных, ароматической группы и его производные. 2. 2. Блокированная бензоксазиновая смола с концевыми группами по п. 1, отличающаяся тем, что в формулах (I-1)-(I-9) каждый R независимо выбран из алкильных групп от C2 до C20 и их производных, от C6 до C20. По крайней мере, одна из арильной группы и их производных, C6-C20 алициклических групп и их производных и/или, в формулах (I-4)-(I-6) R' выбран из C1-C12 алкильных групп, C6-C12 алициклических групп, фенильных или замещенных фенильных групп; и/или, в формулах (I-7)-(I-9) каждый из R1″-R4″ независимо выбран из водорода, C1-C12 алкильных групп и C6-C12 алициклических колец; основание или фенил. 3.Блокированная бензоксазиновая смола с концевыми группами по п. 1 или 2, отличающаяся тем, что в формулах (I-1)-(I-9) каждый R независимо выбран из алкильных групп от C2 до C10 и их производных, от C6 до C10, по крайней мере, одну из арильной группы и ее производных, циклогексильных групп от C6 до C10 и их производных и/или; в формулах (I-4)-(I-6) R' выбран из C1-C6-алкильной группы, C6-C8-алициклической группы или фенильной группы и/или; в формулах (I-7)-(I-9) каждый из R1″-R4″ независимо выбран из водорода, алкильных групп C1-C6 и алициклических групп C6-C8 или фенил. 4.Способ изготовления блокированной бензоксазиновой смолы по любому из пп. 1-3, включающий: и смешивание моноаминного соединения и/или монофенольного соединения с бисфенольным соединением, диаминовым соединением и альдегидным соединением, содержащим спироацетальную структуру для реакцию и проведение последующей обработки для получения бензоксазиновой смолы, блокированной по концам. 5.Способ по п. 4, в котором соединение бисфенола, имеющее спироацетальную структуру, представляет собой по меньшей мере одно соединение, выбранное из группы, состоящей из бис-п-гидроксибензальдегида пентаэритрита, представленного формулой (II), бис-м-гидроксибензальдегида пентаэритрита, представленного формулой (III), пентаэритрит-бис-о-гидроксибензальдегид, представленный формулой (IV), и его производные:in formulas (I-1)-(I-9), each R is independently selected from an aliphatic group and its derivatives, an alicyclic group and its derivatives, an aromatic group and its derivatives, or one of the derivatives; and/or in formulas (I-4)-(I-6), R' is selected from one of an aliphatic group and its derivatives, an alicyclic group and its derivatives, or an aromatic group and its derivatives; and/or in formulas (I-7)-(I-9), each of R 1 ″-R 4 "is independently selected from hydrogen, an aliphatic group and its derivatives, an alicyclic group and its derivatives, an aromatic group and its derivatives. 2. 2. The capped benzoxazine resin with terminal groups according to claim 1, characterized in that in formulas (I-1)-(I-9), each R is independently selected from C2 to C20 alkyl groups and their derivatives, from C6 to C20. At least one of the aryl group and their derivatives, C6-C20 alicyclic groups and their derivatives and/or, in formulas (I-4)-(I-6), R' is selected from C1-C12 alkyl groups, C6-C12 alicyclic groups, phenyl or substituted phenyl groups; and/or, in formulas (I-7)-(I-9), each of R 1 ″-R 4 ″ is independently selected from hydrogen, C1-C12 alkyl groups and C6-C12 alicyclic rings; a base or phenyl. 3. The blocked benzoxazine resin with terminal groups according to claim 1 or 2, characterized in that in formulas (I-1)-(I-9), each R is independently selected from alkyl groups from C2 to C10 and their derivatives, from C6 to C10, at least one of an aryl group and its derivatives, cyclohexyl groups from C6 to C10 and their derivatives and/or; in formulas (I-4)-(I-6), R' is selected from a C1-C6 alkyl group, a C6-C8 alicyclic group or a phenyl group and/or; in formulas (I-7)-(I-9), each of R1 ″-R4 ″ is independently selected from hydrogen, alkyl groups C1-C6 and alicyclic groups C6-C8 or phenyl. 4. The method for producing a capped benzoxazine resin according to any one of claims 1 to 3, comprising: and mixing a monoamine compound and/or a monophenolic compound with a bisphenolic compound, a diamine compound and an aldehyde compound containing a spiroacetal structure for a reaction and carrying out a subsequent processing to obtain an end-capped benzoxazine resin. 5. The method according to claim 4, wherein the bisphenol compound having a spiroacetal structure is at least one compound selected from the group consisting of bis-p-hydroxybenzaldehyde pentaerythritol represented by formula (II), bis-m-hydroxybenzaldehyde pentaerythritol represented by formula (III), pentaerythritol bis-o-hydroxybenzaldehyde represented by formula (IV), and derivatives thereof:

IIIIII IIII IVIV

6. Способ получения по п. 4, отличающийся тем, что соединение диамина выбрано из алифатических диаминов и их производных, ароматических диаминов и их производных, алициклических диаминов. По крайней мере, одно из его производных, предпочтительно C2-C20 алифатические диамины и их производные, C6-C20 арилдиамины; По меньшей мере одно из его производных, C6-C20 алициклический диамин и его производные и/или, альдегидное соединение выбрано из водного раствора параформальдегида и/или формальдегида, предпочтительно параформальдегида и/или; структура моноаминного соединения представляет собой R'-NH2, предпочтительно из анилина, метиламина, этиламина, н-пропиламина, изопропиламина, н-бутиламина, по меньшей мере один из пентиламина, додециламина и октадециламина и/или; Монофенольное соединение выбрано по меньшей мере из одного из фенола и замещенного фенола. 7. Способ приготовления по п. 4, отличающийся тем, что молярное соотношение доз соединений бисфенола, диаминовых соединений и альдегидных соединений, содержащих спироциклическую ацетальную структуру, составляет 1: 1:(2~5), предпочтительно 1:1:(2~3) и/или, общее молярное количество моноаминового соединения и монофенольного соединения равно молярному количеству бисфенольного соединения, содержащего спироциклическую ацетальную структуру. Соотношение между ними составляет (1-2):1, предпочтительно (1-1,2):1 и/или; Молярное соотношение моноаминового соединения и монофенольного соединения составляет (0-10): (10-0). 8. Способ приготовления по одному из пп. 4-7, отличающийся тем, что он включает следующие этапы: стадия 1, смешивание альдегидного соединения, бисфенольного соединения, содержащего структуру спироацеталя, и диаминового соединения с растворителем и нагревание для предварительной реакции; этап 2, добавление соединения моноамина и/или соединения монофенола для блокирования концов после завершения реакции; и 3, проведение последующей обработки после запечатывания концов с получением бензоксазиновой смолы с запечатыванием концов. 9. Способ приготовления по п. 8, отличающийся тем, что на этапе 1 растворитель выбирают из этанола, метанола, изопропанола, бутанола, изобутанола, тетрагидрофурана, диоксана, метана. Один или несколько из бензола, диметилформамида, диметилсульфоксида, N-метилпирролидона и/или; на стадии 1 температура предварительной реакции составляет 80-150°С, предпочтительно 90-130°С и/или; На этапе 1 время предварительной реакции составляет 0,2-5 часов, предпочтительно 0,5-2 часа и/или; На этапе 2 эндкэппинг проводят в течение от 5 до 20 часов, предпочтительно от 10 до 12 часов и/или; На этапе 3 последующая обработка включает промывку щелочью, промывку водой, десольватационную обработку и сушку. 10. Блокированная бензоксазиновая смола, полученная способом производства по любому из пп. 4-9. 11. Композиционный материал на основе бисфталонитрила, который содержит блокированную бензоксазиновую смолу и соединение на основе бисфталонитрила, содержащее спироацетальную структуру, причем блокированная бензоксазиновая смола выбрана из блокированной бензоксазиновой смолы по любому из пп. 1-3 или блокированной бензоксазиновой смолы, полученной способом по любому из пп. 4-9. 12. Композиционный материал на основе бисфталонитрила по п. 11, в котором бензоксазин присутствует в количестве 10-90 мас. %, предпочтительно 10-50 мас. %, в расчете на 100 мас. % от общей массы композиционного материала на основе бисфталонитрила; доля соединения бисфталонитрила, содержащего спироацетальную структуру, составляет 10-90 мас. %, предпочтительно 50-90 мас. %. 13. Композитная отверждаемая смола на основе бисфталонитрила, которая представляет собой продукт отверждения с раскрытием кольца композиционного материала на основе бисфталонитрила по п. 11 или 12, предпочтительно, отверждение с раскрытием кольца осуществляют при температуре от 120 до 220°C; предпочтительно температуру повышают со 120°C до 220°C, каждый температурный градиент составляет 10-30°C, и каждый температурный градиент реагирует в течение 1-3 часов.6. The production method according to claim 4, characterized in that the diamine compound is selected from aliphatic diamines and their derivatives, aromatic diamines and their derivatives, alicyclic diamines. At least one of its derivatives, preferably C2-C20 aliphatic diamines and their derivatives, C6-C20 aryl diamines; At least one of its derivatives, C6-C20 alicyclic diamine and its derivatives and/or, the aldehyde compound is selected from an aqueous solution of paraformaldehyde and/or formaldehyde, preferably paraformaldehyde and/or; the structure of the monoamine compound is R'-NH 2 , preferably from aniline, methylamine, ethylamine, n-propylamine, isopropylamine, n-butylamine, at least one of pentylamine, dodecylamine and octadecylamine and/or; The monophenolic compound is selected from at least one of phenol and a substituted phenol. 7. The method of preparation according to claim 4, characterized in that the molar ratio of the doses of bisphenol compounds, diamine compounds and aldehyde compounds containing a spirocyclic acetal structure is 1: 1: (2~5), preferably 1: 1: (2~3) and/or, the total molar amount of the monoamine compound and the monophenolic compound is equal to the molar amount of the bisphenol compound containing a spirocyclic acetal structure. The ratio between them is (1-2): 1, preferably (1-1.2): 1 and/or; The molar ratio of the monoamine compound and the monophenolic compound is (0-10): (10-0). 8. The method of preparation according to one of claims 4-7, characterized in that it comprises the following steps: step 1, mixing an aldehyde compound, a bisphenol compound containing a spiroacetal structure, and a diamine compound with a solvent and heating to pre-react; step 2, adding a monoamine compound and/or a monophenol compound to cap the ends after completion of the reaction; and 3, performing a post-treatment after the end-sealing to obtain an end-sealed benzoxazine resin. 9. The production method according to claim 8, characterized in that, in step 1, the solvent is selected from ethanol, methanol, isopropanol, butanol, isobutanol, tetrahydrofuran, dioxane, methane. One or more of benzene, dimethylformamide, dimethyl sulfoxide, N-methylpyrrolidone and/or; in step 1, the pre-reaction temperature is 80-150°C, preferably 90-130°C and/or; In step 1, the pre-reaction time is 0.2-5 hours, preferably 0.5-2 hours and/or; In step 2, endcapping is carried out for 5 to 20 hours, preferably 10 to 12 hours and/or; In step 3, the post-treatment includes alkali washing, water washing, desolvation treatment and drying. 10. A blocked benzoxazine resin obtained by the production method according to any one of claims 4 to 9. 11. A bisphthalonitrile-based composite material that contains a blocked benzoxazine resin and a bisphthalonitrile-based compound containing a spiroacetal structure, wherein the blocked benzoxazine resin is selected from the blocked benzoxazine resin according to any one of claims 1 to 3 or the blocked benzoxazine resin obtained by the method according to any one of claims 4 to 9. 12. The bisphthalonitrile-based composite material according to claim 11, wherein the benzoxazine is present in an amount of 10-90 wt.%, preferably 10-50 wt.%, based on 100 wt.% of the total weight of the bisphthalonitrile-based composite material; the proportion of the bisphthalonitrile compound containing a spiroacetal structure is 10-90 wt.%, preferably 50-90 wt.%. 13. A bisphthalonitrile-based composite curable resin, which is a product of ring-opening curing of the bisphthalonitrile-based composite material according to claim 11 or 12, preferably the ring-opening curing is carried out at a temperature of from 120 to 220°C; Preferably, the temperature is increased from 120°C to 220°C, each temperature gradient is 10-30°C, and each temperature gradient is reacted within 1-3 hours.

Недостатком известного изобретения является то, что оно показывает лишь повышение термостабильности фталонитрила за счет введения бензоксазина с концевыми группами, изобретение не раскрывает возможность использования данной композиции в качестве порошкового связующего для получения углепластиков, что препятствует его эффективному применению по назначению. The disadvantage of the known invention is that it only shows an increase in the thermal stability of phthalonitrile due to the introduction of benzoxazine with terminal groups; the invention does not disclose the possibility of using this composition as a powder binder for the production of carbon fiber reinforced plastics, which prevents its effective use for its intended purpose.

Выявленные аналоги совпадают с заявленным техническим решением по отдельным совпадающим признакам, поэтому прототип не определён, и формула изобретения составлена без ограничительной части.The identified analogues coincide with the declared technical solution in terms of individual matching features, therefore the prototype is not defined, and the invention formula is drawn up without a limiting part.

Техническим результатом заявленного технического решения является разработка способа получения углепластика с градиентом состава модифицированного порошкового фталонитрил-бензоксазинового связующего (варианты), позволяющего достигнуть:The technical result of the claimed technical solution is the development of a method for producing carbon fiber reinforced plastic with a gradient composition of a modified powder phthalonitrile-benzoxazine binder (variants), which makes it possible to achieve:

1 - исключение использования растворителей при получении углепластика;1 - elimination of the use of solvents in the production of carbon fiber;

2 - исключение длительного высокотемпературного нагрева связующего при получении углепластика за счет использования порошкового напыления;2 - elimination of long-term high-temperature heating of the binder during the production of carbon fiber reinforced plastic due to the use of powder spraying;

3 - получение углепластика с высокими механическими свойствами за счет подбора компонентов связующего и технологии получения углепластика;3 - obtaining carbon fiber reinforced plastic with high mechanical properties due to the selection of binder components and carbon fiber manufacturing technology;

4 - получение углепластика с градиентом состава связующего по сечению за счет изменения содержания твердой фталонитрильной смолы, бифункционального бензоксазина и термопластичного полимера;4 - obtaining carbon fiber reinforced plastic with a gradient of binder composition across the cross-section by changing the content of solid phthalonitrile resin, bifunctional benzoxazine and thermoplastic polymer;

5 - повышение ударной вязкости и теплостойкости углепластика за счет использования термопластичного полимера.5 - increasing the impact strength and heat resistance of carbon fiber reinforced plastic through the use of a thermoplastic polymer.

Сущностью заявленного технического решения являются способ получения углепластика с градиентом состава модифицированного порошкового фталонитрил-бензоксазинового связующего, заключающийся в том, что 1 этапе получают модифицированное порошковое фталонитрил-бензоксазиновое связующее, для чего берут 10-80 мас. % твердой фталонитрильной смолы, выбранной из ФНИ350 или ВСН-31, 10-80 мас. %. бифункционального бензоксазина, выбранного из соединений на основе бисфенола А и анилина и на основе диаминодифенилметана и фенола, и 8,4-9,8 мас. % твердой эпоксидной смолы, выбранной из D.E.R.671 и ЭД-8, предварительно справленной с 0,2-1,6 мас. % порошком термопластичного полимера, выбранного из полиэфиримида и полиэфирсульфона, перемешивают их и измельчают до получения однородного порошка; полученную смесь экструдируют в двухшнековом смесителе при температуре 70°С - I и II зона, 100°С - III зона; полученные проэкструдированные гранулы измельчают до частиц размером не более 100 мкм; на 2 этапе получают углепластик с градиентом состава модифицированного порошкового фталонитрил-бензоксазинового связующего по п. 1, для чего указанное связующее наносят в электростатическом поле с двух сторон на углеткань, закрепленную на токопроводящей рамке, при этом состав указанного связующего наносимого на каждую ткань плавно изменяют от тканей, выкладываемых на поверхностных слоях к центральным таким образом, чтобы на поверхности углепластика связующее содержало максимальное значение твердой фталонитрильной смолы и минимальное значение бифункционального бензоксазина, а внутренние слои содержали максимальное значение бифункционального бензоксазина и минимальное значение твердой фталонитрильной смолы; после напыления углеткань нагревают до температуры 100 °С, порошковое связующее оплавляется и пропитывает углеткань за счет низкого поверхностного натяжения расплава порошкового связующего с электростатическим зарядом на заряженной поверхности; полученные пропитанные листы углеткани с различными составами связующего собирают в симметричный технологический пакет с плавным изменением состава порошкового связующего от поверхностных слоев к центральным, помещают в вакуумный мешок и проводят консолидацию технологического пакета, для чего вакуумным насосом создают вакуум с остаточным давлением 50 мбар в технологическом пакете, и затем начинают подъем температуры до 120 °С; затем охлаждают технологический пакет, получают консолидированную пластину, извлекают ее и используют для получения изделия методом термоформования между матрицей и пуансоном пресс-формы, нагретой до температуры 250°С. Способ получения углепластика с градиентом состава модифицированного порошкового фталонитрил-бензоксазинового связующего, заключающийся в том, что на 1 этапе получают модифицированное порошковое фталонитрил-бензоксазиновое связующее, для чего берут 10-80 мас. % твердой фталонитрильной смолы, выбранной из ФНИ350 или ВСН-31, 10-80 мас. %. бифункционального бензоксазина выбранного из соединений на основе бисфенола А и анилина и на основе диаминодифенилметана и фенола, и 8,4-9,8 мас. % твердой эпоксидной смолы, выбранной из D.E.R.671 и ЭД-8, предварительно справленной с 0,2-1,6 мас. % порошком термопластичного полимера, выбранного из полиэфиримида и полиэфирсульфона, перемешивают их и измельчают до получения однородного порошка; полученную смесь экструдируют в двухшнековом смесителе при температуре 70°С - I и II зона, 100°С - III зона; полученные проэкструдированные гранулы измельчают до частиц размером не более 100 мкм; на 2 этапе получают углепластик с градиентом состава модифицированного порошкового фталонитрил-бензоксазинового связующего по п. 1, для чего модифицированное порошковое фталонитрил-бензоксазиновое связующее по п. 1 одного состава наносят в электростатическом поле с одной стороны на углеткань, выложенную на металлическую оснастку, проводят оплавление с помощью ИК-лампы, затем проводят выкладку и напыление последующих слоев указанного связующего различного состава с оплавлением на каждом слое, при этом состав указанного связующего плавно изменяют от поверхностных слоев к центральным таким образом, чтобы на поверхности углепластика указанное связующее содержало максимальное значение твердой фталонитрильной смолы и минимальное значение бифункционального бензоксазина, а внутренние слои содержали максимальное значение бифункционального бензоксазина и минимальное значение твердой фталонитрильной смолы; собирают вакуумный мешок и вакуумным насосом создают вакуум с остаточным давлением 50 мбар в технологическом пакете и затем начинают ступенчатый подъем температуры до 200 °С и выдержкой в течение 1 часа; затем охлаждают технологический пакет, извлекают углепластик с градиентом состава модифицированного порошкового фталонитрил-бензоксазинового связующего и помещают в печь для термообработки при 250 °С в течение не менее 1 часа.The essence of the claimed technical solution is a method for producing carbon fiber reinforced plastic with a gradient composition of a modified powder phthalonitrile-benzoxazine binder, which consists in the fact that in stage 1 a modified powder phthalonitrile-benzoxazine binder is obtained, for which 10-80 wt. % of a solid phthalonitrile resin selected from FNI350 or VSN-31, 10-80 wt. %. of a bifunctional benzoxazine selected from compounds based on bisphenol A and aniline and based on diaminodiphenylmethane and phenol, and 8.4-9.8 wt. % of a solid epoxy resin selected from D.E.R.671 and ED-8, preliminarily mixed with 0.2-1.6 wt. % of thermoplastic polymer powder selected from polyetherimide and polyethersulfone, they are mixed and ground until a homogeneous powder is obtained; the resulting mixture is extruded in a twin-screw mixer at a temperature of 70°C - I and II zones, 100°C - III zone; the resulting extruded granules are ground to particles no larger than 100 µm; at the 2nd stage, carbon fiber reinforced plastic with a gradient of the composition of the modified powder phthalonitrile-benzoxazine binder according to paragraph 1 is obtained, for which purpose the said binder is applied in an electrostatic field on both sides of the carbon fabric fixed on a conductive frame, wherein the composition of the said binder applied to each fabric is smoothly changed from the fabrics laid out on the surface layers to the central ones in such a way that on the surface of the carbon fiber reinforced plastic the binder contains the maximum value of solid phthalonitrile resin and the minimum value of bifunctional benzoxazine, and the inner layers contain the maximum value of bifunctional benzoxazine and the minimum value of solid phthalonitrile resin; after spraying, the carbon fabric is heated to a temperature of 100 °C, the powder binder melts and impregnates the carbon fabric due to the low surface tension of the melt of the powder binder with an electrostatic charge on the charged surface; The obtained impregnated carbon fabric sheets with different binder compositions are collected in a symmetrical process package with a smooth change in the composition of the powder binder from the surface layers to the central ones, placed in a vacuum bag and consolidation of the process package is carried out, for which a vacuum with a residual pressure of 50 mbar is created in the process package using a vacuum pump, and then the temperature is raised to 120 °C; then the process package is cooled, a consolidated plate is obtained, it is removed and used to produce a product by thermoforming between the matrix and the punch of a mold heated to a temperature of 250 °C. A method for producing carbon fiber with a gradient of the composition of a modified phthalonitrile-benzoxazine powder binder, consisting in the fact that in the 1st stage a modified phthalonitrile-benzoxazine powder binder is obtained, for which 10-80 wt. % of a solid phthalonitrile resin selected from FNI350 or VSN-31, 10-80 wt. %. of a bifunctional benzoxazine selected from compounds based on bisphenol A and aniline and based on diaminodiphenylmethane and phenol, and 8.4-9.8 wt. % of a solid epoxy resin selected from D.E.R.671 and ED-8, preliminarily mixed with 0.2-1.6 wt. % of a thermoplastic polymer powder selected from polyetherimide and polyethersulfone, they are mixed and ground to obtain a homogeneous powder; the resulting mixture is extruded in a twin-screw mixer at a temperature of 70 ° C - I and II zones, 100 ° C - III zone; the resulting extruded granules are ground to particles no more than 100 μm in size; at the 2nd stage, carbon fiber reinforced plastic with a gradient of the composition of the modified powder phthalonitrile-benzoxazine binder according to paragraph 1 is obtained, for which the modified powder phthalonitrile-benzoxazine binder according to paragraph 1 of one composition is applied in an electrostatic field on one side to carbon fabric laid out on a metal tooling, melting is carried out using an IR lamp, then subsequent layers of said binder of different compositions are laid out and sprayed with melting on each layer, wherein the composition of said binder is smoothly changed from the surface layers to the central ones in such a way that on the surface of the carbon fiber reinforced plastic, said binder contains the maximum value of solid phthalonitrile resin and the minimum value of bifunctional benzoxazine, and the inner layers contain the maximum value of bifunctional benzoxazine and the minimum value of solid phthalonitrile resin; The vacuum bag is assembled and a vacuum with a residual pressure of 50 mbar is created in the process package using a vacuum pump, and then a stepwise increase in temperature is started to 200 °C and held for 1 hour; then the process package is cooled, the carbon fiber reinforced plastic with a gradient of the modified powder phthalonitrile-benzoxazine binder composition is removed and placed in an oven for heat treatment at 250 °C for at least 1 hour.

Заявленное техническое решение иллюстрируется Фиг. 1 - Фиг. 6. The claimed technical solution is illustrated in Fig. 1 - Fig. 6.

На Фиг. 1 представлена Таблица 1, в которой приведены составы модифицированного порошкового фталонитрил-бензоксазинового связующего по Примерам 1-16.Fig. 1 shows Table 1, which lists the compositions of the modified phthalonitrile-benzoxazine powder binder according to Examples 1-16.

На Фиг. 2 представлена Таблица 2, в которых приведен состав модифицированного порошкового фталонитрил-бензоксазинового связующего в слоях углепластика с градиентом состава связующего по Примеру 17.Fig. 2 shows Table 2, which shows the composition of the modified phthalonitrile-benzoxazine powder binder in carbon fiber reinforced plastic layers with a binder composition gradient according to Example 17.

Фиг. 3 представлена Таблица 3, в которых приведен состав модифицированного порошкового фталонитрил-бензоксазинового связующего в слоях углепластика с градиентом состава связующего по Примеру 18. Fig. 3 shows Table 3, which shows the composition of the modified phthalonitrile-benzoxazine powder binder in carbon fiber reinforced plastic layers with a binder composition gradient according to Example 18.

На Фиг. 4 представлена Таблица 4, в которой приведен состав модифицированного порошкового фталонитрил-бензоксазинового связующего в слоях углепластика с градиентом состава связующего по Примеру 19. Fig. 4 shows Table 4, which shows the composition of the modified phthalonitrile-benzoxazine powder binder in carbon fiber reinforced plastic layers with a binder composition gradient according to Example 19.

На Фиг. 5 представлена Таблица 5, в которой приведен состав модифицированного порошкового фталонитрил-бензоксазинового связующего в слоях углепластика с градиентом состава связующего по Примеру 20.Fig. 5 shows Table 5, which shows the composition of the modified phthalonitrile-benzoxazine powder binder in carbon fiber reinforced plastic layers with a binder composition gradient according to Example 20.

На Фиг. 6 представлена Таблица 6, в которой приведены характеристики модифицированного порошкового фталонитрил-бензоксазинового связующего и углепластика, в том числе с градиентом состава связующего.Fig. 6 shows Table 6, which lists the characteristics of the modified phthalonitrile-benzoxazine powder binder and carbon fiber reinforced plastic, including the binder composition gradient.

Далее заявителем приведено описание заявленного технического решения.The applicant then provides a description of the claimed technical solution.

В заявленном техническом решении использовали следующее оборудование и исходные компоненты, и применяются соответствующие ГОСТЫ и /или Стандарты.The declared technical solution used the following equipment and source components, and the relevant GOSTs and/or Standards are applied.

Прочность на изгиб определяли по ГОСТ Р 56810-2015 «Композиты полимерные. Метод испытания на изгиб плоских образцов». Ударную вязкость отвержденных связующих определяли по ГОСТ 4647-2015 «Пластмассы. Метод определения ударной вязкости по Шарпи». Flexural strength was determined according to GOST R 56810-2015 "Polymer Composites. Method of Flexural Testing of Flat Specimens." The impact strength of cured binders was determined according to GOST 4647-2015 "Plastics. Method for Determining Charpy Impact Strength."

Теплостойкость определяли по температуре стеклования отвержденных образцов методом динамического механического анализа на приборе DMA 242 E (NETZSCH) при скорости нагрева 5 К/мин.Heat resistance was determined based on the glass transition temperature of cured samples using dynamic mechanical analysis on a DMA 242 E (NETZSCH) device at a heating rate of 5 K/min.

Для приготовления порошкового связующего использованы твердые фталонитрильные смолы: ФНИ350 (ИТЕКМА, г. Москва) ТУ 20.14.43-002-73047899-2020 от производителя АО «ИНУМиТ» (Москва) и ВСН-31 (ФГУП ВИАМ, г. Москва) (порошок фталонитрильного связующего марки ВСН-31, состоящего из тетранитрила ароматической тетракарбоновой кислоты - 1,3-бис(3,4-дицианофенокси)бензола и ароматического диамина)Solid phthalonitrile resins were used to prepare the powder binder: FNI350 (ITEKMA, Moscow) TU 20.14.43-002-73047899-2020 from the manufacturer JSC INUMiT (Moscow) and VSN-31 (FSUE VIAM, Moscow) (phthalonitrile binder powder grade VSN-31, consisting of tetranitrile of aromatic tetracarboxylic acid - 1,3-bis (3,4-dicyanophenoxy) benzene and aromatic diamine)

В качестве бифункционального бензоксазина использованы бифункциональное бензоксазиновые соединения на основе: бисфенола А и анилина (БФАА), диаминодифенилметана и фенола (ДАДФМФ), представляющие собой твердые порошкообразные составы:As a bifunctional benzoxazine, bifunctional benzoxazine compounds based on: bisphenol A and aniline (BPAA), diaminodiphenylmethane and phenol (DADPMF), which are solid powder compositions, were used:

БФАА BFAA ДАДФМФDADFMF

Бифункциональные бензоксазины синтезировали по методике, описанной в патенте US5543516. Способ получения желаемого соединения бензоксазина включает приготовление по существу гомогенной реакционной смеси, которая включает фенольное соединение; первичный амин; и альдегид, но не растворитель, за исключением той растворимости, которую реагенты могут иметь по отношению друг к другу. После приготовления реакционную смесь выдерживают при температуре и в течение периода времени, достаточного для химического соединения реагентов с образованием желаемого соединения.Bifunctional benzoxazines were synthesized according to the procedure described in patent US5543516. The method for preparing the desired benzoxazine compound involves preparing a substantially homogeneous reaction mixture that includes a phenolic compound; a primary amine; and an aldehyde, but no solvent, except for any solubility the reactants may have with respect to one another. After preparation, the reaction mixture is maintained at a temperature and for a period of time sufficient for the reactants to chemically combine to form the desired compound.

В качестве модификатора для повышения ударной вязкости углепластиков использовали термопластичные полимеры: полиэфиримид ПЭИ (марка Ultem 1000,“General Electric”), полиэфирсульфон ПЭСФ (марка Ultrason E 2020Р SR, BASF)Thermoplastic polymers were used as a modifier to increase the impact strength of carbon fiber reinforced plastics: polyetherimide PEI (grade Ultem 1000, “General Electric”), polyethersulfone PESF (grade Ultrason E 2020P SR, BASF)

В качестве твердой эпоксидной смолы на основе бисфенола А использованы: D.E.R.671, ЭД-8.The following solid epoxy resins based on bisphenol A were used: D.E.R.671, ED-8.

Содержание компонентов выбрано, исходя из сочетания оптимальных свойств связующего (теплостойкости и механических свойств).The content of components is selected based on the combination of optimal properties of the binder (heat resistance and mechanical properties).

В качестве армирующего наполнителя использовали углеткани полотняного переплетения с поверхностной плотностью 200 г/см2.Plain weave carbon fabrics with a surface density of 200 g/ cm2 were used as reinforcing filler.

Для достижения заявленного технического результата в заявленном модифицированном порошковом фталонитрил-бензоксазиновом связующем (далее - заявленное связующее), разработаны составы, включающие твердую фталонитрильную смолу, твердый бифункциональный бензоксазин, твердую эпоксидную смолу и термопластичный полимер в следующем количестве, мас. %: In order to achieve the stated technical result in the stated modified powder phthalonitrile-benzoxazine binder (hereinafter referred to as the stated binder), compositions have been developed that include a solid phthalonitrile resin, a solid bifunctional benzoxazine, a solid epoxy resin and a thermoplastic polymer in the following quantity, wt. %:

Твердая фталонитрильная смола - 10-80Solid phthalonitrile resin - 10-80

Бифункциональный бензоксазин - 10-80Bifunctional benzoxazine - 10-80

Твердая эпоксидная смола - 8,4-9,8Solid epoxy resin - 8.4-9.8

Термопластичный полимер - 0,2-1,6Thermoplastic polymer - 0.2-1.6

Использование в качестве основы заявленного связующего твердых фталонитрильных смол, бифункциональных бензоксазинов и твердых термореактивных эпоксидных смол, предварительно сплавленных с термопластичными полимерами, обеспечивает нахождение заявленного связующего при комнатной температуре в твердом виде и получение высокопрочных и теплостойких полимеров после реакции отверждения. The use of solid phthalonitrile resins, bifunctional benzoxazines and solid thermosetting epoxy resins, pre-fused with thermoplastic polymers, as the base of the claimed binder ensures that the claimed binder remains in solid form at room temperature and that high-strength and heat-resistant polymers are obtained after the curing reaction.

В изделиях, например, углепластиках, к поверхностным и внутренним слоям нередко предъявляются различные требования. Порошковая технология нанесения связующего позволяет точно и плавно регулировать изменение состава, создавая градиентное распределение компонентов по толщине детали. Градиент состава связующего создают путем изменения соотношения твердой фталонитрильной смолы и бифункционального бензоксазина (в интервале заявленных соотношений) по толщине детали. Составы заявленного связующего готовят таким образом, чтобы на поверхности углепластика связующее содержало максимальное значение твердой фталонитрильной смолы и минимальное значение бифункционального бензоксазина, их смешением в соответствующих пропорциях. Внутренние слои, наоборот, содержат максимум бифункционального бензоксазина и минимум твердой фталонитрильной смолы. В поверхностном слое градиентного углепластика содержится 80 мас. %, а во внутренних слоях 10 мас. % твердой фталонитрильной смолы. Содержание бифункционального бензоксазина, наоборот, увеличивается от поверхности к внутренним слоям. При переходе от внешних поверхностей углепластика к центру соотношение компонентов плавно изменяется. Высокая концентрация твердой фталонитрильной смолы в поверхностных слоях позволяет обеспечить высокую теплостойкость углепластика. In products such as carbon fiber reinforced plastics (CFRP), different requirements are often placed on the surface and core layers. Powder coating technology for binder application allows for precise and smooth control of compositional changes, creating a gradient distribution of components across the part's thickness. The binder composition gradient is created by varying the ratio of solid phthalonitrile resin to bifunctional benzoxazine (within the stated ratios) across the part's thickness. The stated binder compositions are prepared so that the carbon fiber surface contains the maximum amount of solid phthalonitrile resin and the minimum amount of bifunctional benzoxazine, by mixing them in the appropriate proportions. Conversely, the core layers contain a maximum amount of bifunctional benzoxazine and a minimum amount of solid phthalonitrile resin. The surface layer of gradient carbon fiber reinforced plastic contains 80% by weight of solid phthalonitrile resin, while the core layers contain 10% by weight of solid phthalonitrile resin. The content of bifunctional benzoxazine, on the other hand, increases from the surface to the inner layers. As one moves from the outer surfaces of the carbon fiber to the core, the ratio of the components changes smoothly. The high concentration of solid phthalonitrile resin in the surface layers ensures high heat resistance of the carbon fiber.

Композиционные материалы на основе углеродного волокна обладают высокой жесткостью, но низкой ударной прочностью. Для эффективного повышения ударной прочности целесообразно обеспечить максимальную концентрацию термопластичного полимера в связующем во внешних слоях углепластика. Так как внутренние слои должны обеспечивать максимальную жесткость материала, то в них должно содержаться минимальное количество термопластичного полимера. В поверхностных слоях углепластика содержание высокотемпературного термопластичного полимера было максимальным и составляло 1,6 мас. %. Два центральных слоя напылялись заявленным связующим, содержащим 0,2 мас. % термопластичного полимера. Таким образом, градиентное распределение термопластичного полимера в углепластике позволило в целом уменьшить концентрацию термопластичного полимера в углепластике, при этом сохраняя высокое содержание термопластичного полимера в поверхностных слоях углепластика. Carbon fiber-based composite materials exhibit high stiffness but low impact strength. To effectively increase impact strength, it is advisable to ensure the maximum concentration of thermoplastic polymer in the binder in the outer layers of the carbon fiber composite. Since the inner layers must provide maximum material stiffness, they should contain a minimum amount of thermoplastic polymer. In the surface layers of the carbon fiber composite, the content of high-temperature thermoplastic polymer was maximum, amounting to 1.6 wt.%. The two central layers were sprayed with the claimed binder containing 0.2 wt.% thermoplastic polymer. Thus, the gradient distribution of thermoplastic polymer in the carbon fiber composite allowed for an overall reduction in the concentration of thermoplastic polymer in the carbon fiber composite while maintaining a high content of thermoplastic polymer in the surface layers of the carbon fiber composite.

Таким образом, порошковые технологии позволяют легко регулировать состав и, соответственно, свойства связующего, смешением в различных пропорциях его компонентов. Высокое содержание твердой фталонитрильной смолы в поверхностных слоях углепластика обеспечивает высокую теплостойкость. Максимальное содержание термопластичного полимера в поверхностных слоях углепластика повышает его ударную вязкость, при этом практически не снижая жесткость.Thus, powder technologies make it possible to easily adjust the composition and, consequently, the properties of the binder by mixing its components in various proportions. The high content of solid phthalonitrile resin in the surface layers of carbon fiber provides high heat resistance. The maximum content of thermoplastic polymer in the surface layers of carbon fiber increases its impact strength while maintaining virtually no reduction in rigidity.

Далее заявителем приведено описание заявленного модифицированного порошкового фталонитрил-бензоксазинового связующего и заявленного способа получения углепластика с использованием заявленного связующего, в том числе с градиентом состава связующего (варианты), далее заявителем представлено более детальное описание как состава так и способа его получения, при этом, операции проводят в три этапа. The applicant then provides a description of the claimed modified phthalonitrile-benzoxazine powder binder and the claimed method for producing carbon fiber reinforced plastic using the claimed binder, including with a gradient of binder composition (variants); the applicant then provides a more detailed description of both the composition and the method for producing it, wherein the operations are carried out in three stages.

1 этапStage 1

На 1 этапе получают порошковое связующее, для чего берут 10-80 мас. % твердой фталонитрильной смолы, 10-80 мас. %. бифункционального бензоксазина и 8,4-9,8 мас. % твердой эпоксидной смолы, предварительно справленной с 0,2-1,6 мас. % порошком термопластичного полимера, перемешивают их и измельчают до получения однородного порошка; полученную смесь экструдируют в двухшнековом смесителе при температуре 70°С - I и II зона, 100°С - III зона; полученные проэкструдированные гранулы измельчают до частиц размером не более 100 мкм.At the first stage, a powder binder is obtained, for which 10-80 wt. % of solid phthalonitrile resin, 10-80 wt. % of bifunctional benzoxazine and 8.4-9.8 wt. % of solid epoxy resin, preliminarily mixed with 0.2-1.6 wt. % of thermoplastic polymer powder, are taken, they are mixed and ground to obtain a homogeneous powder; the resulting mixture is extruded in a twin-screw mixer at a temperature of 70 ° C - I and II zones, 100 ° C - III zone; the resulting extruded granules are ground to particles no larger than 100 μm.

Готовые порошковые связующие наносят на углеткань электростатическим напылением с помощь пистолета и изготавливают изделие по двум вариантам реализации заявленного способа получения углепластика.The finished powder binders are applied to the carbon fabric by electrostatic spraying using a gun, and the product is manufactured using two options for implementing the stated method for producing carbon fiber.

2 этапStage 2

На 2 этапе получают армированный углепластик по четырем вариантам:At the 2nd stage, reinforced carbon fiber is produced in four variants:

Первый и второй варианты - с однородным составом заявленного связующего,The first and second options - with a homogeneous composition of the declared binder,

Третий и четвертый варианты - с градиентом состава заявленного связующего.The third and fourth options are with a gradient of the composition of the declared binder.

По первому варианту способа получения углепластика заявленное связующее наносят в электростатическом поле с двух сторон на углеткань, закрепленную на токопроводящей рамке; после напыления ткань нагревают до температуры 100°С, связующее оплавляется и пропитывает ткань за счет низкого поверхностного натяжения расплава связующего с электростатическим зарядом на заряженной поверхности; полученные пропитанные листы ткани (в необходимом количестве в зависимости от толщины изделия) собирают в симметричный технологический пакет, помещают в вакуумный мешок и проводят консолидацию технологического пакета, для чего вакуумным насосом создают вакуум с остаточным давлением 50 мбар в технологическом пакете, и затем начинают подъем температуры до 120°С; затем охлаждают технологический пакет, получают консолидированную пластину, извлекают ее и используют для получения изделия методом термоформования между матрицей и пуансоном пресс-формы, нагретой до температуры 250 °С. According to the first variant of the method for producing carbon fiber reinforced plastic, the claimed binder is applied in an electrostatic field on both sides of a carbon fabric fixed on a conductive frame; after spraying, the fabric is heated to a temperature of 100°C, the binder melts and impregnates the fabric due to the low surface tension of the binder melt with an electrostatic charge on the charged surface; the resulting impregnated sheets of fabric (in the required quantity depending on the thickness of the product) are collected in a symmetrical process package, placed in a vacuum bag and consolidation of the process package is carried out, for which a vacuum with a residual pressure of 50 mbar is created in the process package using a vacuum pump, and then the temperature is raised to 120°C; then the process package is cooled, a consolidated plate is obtained, it is removed and used to produce a product by thermoforming between the matrix and the punch of a press mold heated to a temperature of 250°C.

По второму варианту способа получения углепластика порошковое связующее наносят в электростатическом поле с одной стороны на углеткань, выложенную на металлическую оснастку, и проводят оплавление с помощью ИК-лампы; затем проводят выкладку и напыление последующих слоев порошками с оплавлением связующего на каждом слое; собирают вакуумный мешок и вакуумным насосом создают вакуум с остаточным давлением 50 мбар в технологическом пакете и затем начинают ступенчатый подъем температуры до 200°С и выдержкой в течение 1 часа; затем охлаждают технологический пакет, извлекают углепластик и помещают в печь для термообработки при 250 °С в течение не менее 1 часа.According to the second variant of the method for producing carbon fiber reinforced plastic, the powder binder is applied in an electrostatic field on one side of the carbon fabric laid out on a metal tooling and melted using an IR lamp; then, subsequent layers are laid out and sprayed with powders, melting the binder on each layer; the vacuum bag is assembled and a vacuum with a residual pressure of 50 mbar is created in the process package using a vacuum pump, and then a stepwise increase in temperature to 200 °C is started and held for 1 hour; then the process package is cooled, the carbon fiber is removed and placed in an oven for heat treatment at 250 °C for at least 1 hour.

Для получения углепластика с градиентом состава связующего на углепластик послойно наносят порошковые связующие с разным соотношением компонентов (в пределах заявленных соотношений). Нанесение проводят электростатическим напылением с помощь пистолета и изготавливают изделие по двум вариантам реализации заявленного способа получения углепластика. To produce carbon fiber reinforced plastic (CFRP) with a binder composition gradient, powder binders with varying component ratios (within the stated ratios) are applied layer by layer onto the CFRP. Application is performed using electrostatic spraying with a gun, and the product is manufactured using two different implementations of the stated CFRP production method.

По третьему варианту способа получения углепластика с градиентом состава связующего порошковые связующие наносят в электростатическом поле с двух сторон на углеткань, закрепленную на токопроводящей рамке, при этом состав порошкового связующего наносимого на каждую ткань плавно изменяют от тканей, выкладываемых на поверхностных слоях к центральным таким образом, чтобы на поверхности углепластика связующее содержало максимальное значение твердой фталонитрильной смолы и минимальное значение бифункционального бензоксазина, а внутренние слои содержали максимальное значение бифункционального бензоксазина и минимальное значение твердой фталонитрильной смолы. После напыления углеткани нагревают до температуры 100 °С, порошковые связующие оплавляются и пропитывают углеткани за счет низкого поверхностного натяжения расплава порошкового связующего с электростатическим зарядом на заряженной поверхности; полученные пропитанные листы углеткани с различными составами связующего (в необходимом количестве в зависимости от толщины изделия) собирают в симметричный технологический пакет с плавным изменением состава порошкового связующего от поверхностных слоев к центральным, помещают в вакуумный мешок и проводят консолидацию технологического пакета, для чего вакуумным насосом создают вакуум с остаточным давлением 50 мбар в технологическом пакете, и затем начинают подъем температуры до 120 °С; затем охлаждают технологический пакет, получают консолидированную пластину, извлекают ее и используют для получения изделия методом термоформования между матрицей и пуансоном пресс-формы, нагретой до температуры 250 °С. According to the third variant of the method for producing carbon fiber reinforced plastic with a binder composition gradient, powder binders are applied in an electrostatic field on both sides of a carbon fabric fixed on a conductive frame. The composition of the powder binder applied to each fabric is smoothly changed from the fabrics laid out on the surface layers to the central ones such that the binder on the carbon fiber reinforced plastic surface contains the maximum value of solid phthalonitrile resin and the minimum value of bifunctional benzoxazine, and the inner layers contain the maximum value of bifunctional benzoxazine and the minimum value of solid phthalonitrile resin. After spraying, the carbon fabric is heated to a temperature of 100 °C, the powder binders melt and impregnate the carbon fabric due to the low surface tension of the melt of the powder binder with an electrostatic charge on the charged surface; The resulting impregnated carbon fiber sheets with various binder compositions (in the required quantity depending on the thickness of the product) are assembled into a symmetrical process package with a smooth change in the composition of the powder binder from the surface layers to the central ones, placed in a vacuum bag and consolidation of the process package is carried out, for which a vacuum with a residual pressure of 50 mbar is created in the process package using a vacuum pump, and then the temperature is raised to 120 °C; then the process package is cooled, a consolidated plate is obtained, it is removed and used to produce the product by thermoforming between the matrix and the punch of a press mold heated to a temperature of 250 °C.

По четвертому варианту способа получения углепластика с градиентом состава связующего порошковое связующее одного состава наносят в электростатическом поле с одной стороны на углеткань, выложенную на металлическую оснастку, проводят оплавление с помощью ИК-лампы. Затем проводят выкладку и напыление последующих слоев порошковыми связующими различного состава с оплавлением порошкового связующего на каждом слое, при этом состав порошкового связующего плавно изменяют от поверхностных слоев к центральным таким образом, чтобы на поверхности углепластика связующее содержало максимальное значение твердой фталонитрильной смолы и минимальное значение бифункционального бензоксазина, а внутренние слои содержали максимальное значение бифункционального бензоксазина и минимальное значение твердой фталонитрильной смолы; собирают вакуумный мешок и вакуумным насосом создают вакуум с остаточным давлением 50 мбар в технологическом пакете и затем начинают ступенчатый подъем температуры до 200°С и выдержкой в течение 1 часа; затем охлаждают технологический пакет, извлекают углепластик с градиентом состава связующего и помещают в печь для термообработки при 250 °С в течение не менее 1 часа.According to the fourth variant of the method for producing carbon fiber reinforced plastic with a gradient of binder composition, a powder binder of one composition is applied in an electrostatic field on one side of carbon fabric laid out on a metal tooling, and melted using an IR lamp. Then, subsequent layers are laid out and sprayed with powder binders of different compositions with melting of the powder binder on each layer, while the composition of the powder binder is smoothly changed from the surface layers to the central ones so that on the surface of the carbon fiber reinforced plastic the binder contains the maximum value of solid phthalonitrile resin and the minimum value of bifunctional benzoxazine, and the inner layers contain the maximum value of bifunctional benzoxazine and the minimum value of solid phthalonitrile resin; the vacuum bag is assembled and a vacuum with a residual pressure of 50 mbar is created in the process package using a vacuum pump, and then a stepwise increase in temperature to 200 ° C is started and held for 1 hour; then the process package is cooled, the carbon fiber with the binder composition gradient is removed and placed in an oven for heat treatment at 250 °C for at least 1 hour.

Далее заявителем приведены примеры осуществления заявленного технического решения.Below, the applicant provides examples of the implementation of the claimed technical solution.

Пример 1. Получение порошкового фталонитрил-бензоксазинового связующего состава ВСН-31 (80 мас. %.), БФАА (10 мас. %), DER671 (8,4 мас. %), ПЭСФ (1,6 мас. %) и армированного углепластика на его основе по первому варианту.Example 1. Obtaining a powder phthalonitrile-benzoxazine binder composition VSN-31 (80 wt.%), BPAA (10 wt.%), DER671 (8.4 wt.%), PESF (1.6 wt.%) and reinforced carbon fiber based on it according to the first variant.

На 1 этапе получают порошковое связующее, для чего берут для чего берут 80 мас. % твердой фталонитрильной смолы, 10 мас. %. бифункционального бензоксазина и 8,4 мас. % твердой эпоксидной смолы предварительно справленной с 1,6 мас. % порошком термопластичного полимера, перемешивают их и измельчают до получения однородного порошка; полученную смесь экструдируют в двухшнековом смесителе при температуре 70°С - I и II зона, 100°С - III зона; полученные проэкструдированные гранулы измельчают до частиц размером не более 100 мкм. At the first stage, a powder binder is obtained, for which 80 wt. % of solid phthalonitrile resin, 10 wt. % of bifunctional benzoxazine and 8.4 wt. % of solid epoxy resin preliminarily mixed with 1.6 wt. % of thermoplastic polymer powder are taken, they are mixed and ground to obtain a homogeneous powder; the resulting mixture is extruded in a twin-screw mixer at a temperature of 70 ° C - I and II zones, 100 ° C - III zone; the resulting extruded granules are ground to particles no larger than 100 µm.

На 2 этапе готовое порошковое связующее наносили в электростатическом напылением с помощь пистолета с двух сторон на углеткань, закрепленную на токопроводящей рамке. После напыления ткань нагревают до температуры 100 °С, связующее оплавляется и пропитывает ткань за счет низкого поверхностного натяжения расплава связующего с электростатическим зарядом на поверхности. Полученные пропитанные листы ткани собирают в пакет и помещают в вакуумный мешок. Вакуумным насосом создается вакуум с остаточным давлением 50 мбар в технологическом пакете, и затем начинают подъем температуры до 120°С. Затем охлаждают технологический пакет, получают консолидированную пластину, извлекают ее и используют для получения изделия методом термоформования между матрицей и пуансоном пресс-формы, нагретой до температуры 250°С.In the second stage, the prepared powder binder was applied electrostatically on both sides of the carbon fabric, which was attached to a conductive frame, using a gun. After spraying, the fabric was heated to 100°C. The binder melted and permeated the fabric due to the low surface tension of the melted binder, which had an electrostatic charge on its surface. The resulting impregnated fabric sheets were collected in a bag and placed in a vacuum bag. A vacuum pump was used to create a residual pressure of 50 mbar in the process bag, and the temperature was then raised to 120°C. The process bag was then cooled, resulting in a consolidated sheet, which was removed and used to produce the part by thermoforming between the die and punch of a mold heated to 250°C.

Результаты приведены в Таблице 1.The results are shown in Table 1.

Примеры 2 - 8. Получение порошкового фталонитрил-бензоксазинового связующего и армированного углепластика на его основе по первому варианту.Examples 2 - 8. Obtaining powdered phthalonitrile-benzoxazine binder and reinforced carbon fiber based on it according to the first variant.

Проводят последовательность действий по Примеру 1, отличающуюся тем, что берут различные марки компонентов и соотношения компонентов. The sequence of actions according to Example 1 is carried out, differing in that different brands of components and ratios of components are taken.

Результаты приведены в Таблице 1.The results are shown in Table 1.

Пример 9. Получение порошкового фталонитрил-бензоксазинового связующего состава ФНИ350 (80 мас. %.), ДАДФМФ (10 мас. %), ЭД-8 (8,4 мас. %), ПЭИ (1,6 мас. %) и получение углепластика на его основе по второму варианту.Example 9. Obtaining a powder phthalonitrile-benzoxazine binder composition FNI350 (80 wt.%), DADFMP (10 wt.%), ED-8 (8.4 wt.%), PEI (1.6 wt.%) and obtaining carbon fiber reinforced plastic based on it according to the second variant.

На 1 этапе получают порошковое связующее, для чего берут для чего берут 80 мас. % твердой фталонитрильной смолы, 10 мас. %. бифункционального бензоксазина и 8,4 мас. % твердой эпоксидной смолы предварительно справленной с 1,6 мас. % порошком термопластичного полимера, перемешивают их и измельчают до получения однородного порошка; полученную смесь экструдируют в двухшнековом смесителе при температуре 70°С - I и II зона, 100°С - III зона; полученные проэкструдированные гранулы измельчают до частиц размером не более 100 мкм. At the first stage, a powder binder is obtained, for which 80 wt. % of solid phthalonitrile resin, 10 wt. % of bifunctional benzoxazine and 8.4 wt. % of solid epoxy resin preliminarily mixed with 1.6 wt. % of thermoplastic polymer powder are taken, they are mixed and ground to obtain a homogeneous powder; the resulting mixture is extruded in a twin-screw mixer at a temperature of 70 ° C - I and II zones, 100 ° C - III zone; the resulting extruded granules are ground to particles no larger than 100 µm.

На 2 этапе готовое порошковое связующее наносили в электростатическом напылением с помощь пистолета с одной стороны на углеткань выложенную на металлическую оснастку и проводят оплавление с помощью ИК-лампы. Затем проводят выкладку и напыление последующих слоев с оплавлением связующего. Углеткань раскраивают согласно карте раскроя, обеспечивающей максимальный коэффициент использования материала. Собирают вакуумный мешок и вакуумным насосом создается вакуум с остаточным давлением 50 мбар в технологическом пакете и затем начинают ступенчатый подъем температуры до 200 °С. Затем охлаждают технологический пакет, извлекают углепластик и помещают в печь для термообработки при 250°С в течение не менее 1 часа.In the second stage, the prepared powder binder was applied electrostatically using a gun to one side of the carbon fiber fabric laid out on a metal fixture and melted using an IR lamp. Subsequent layers were then laid out and sprayed, melting the binder. The carbon fiber fabric was cut according to a cutting chart that ensured maximum material utilization. The vacuum bag was assembled, and a vacuum pump was used to create a residual pressure of 50 mbar in the process bag, followed by a stepwise increase in temperature to 200°C. The process bag was then cooled, the carbon fiber composite was removed, and the material was placed in a heat treatment oven at 250°C for at least 1 hour.

Результаты приведены в Таблице 1.The results are shown in Table 1.

Примеры 10 - 16. Получение порошкового фталонитрил-бензоксазинового связующего и армированного углепластика на его основе по второму варианту. Проводят последовательность действий по Примеру 9, отличающуюся тем, что берут различные марки компонентов и соотношения компонентов.Examples 10-16. Production of phthalonitrile-benzoxazine binder powder and carbon fiber reinforced plastic based on it according to the second variant. The sequence of steps in Example 9 is followed, differing in that different grades of components and component ratios are used.

Результаты приведены в Таблице 1.The results are shown in Table 1.

Пример 17. Получение порошковых фталонитрил-бензоксазинового связующих и армированного углепластика с градиентным составом связующего на его основе по третьему варианту.Example 17. Obtaining powdered phthalonitrile-benzoxazine binders and reinforced carbon fiber with a gradient binder composition based on it according to the third variant.

На 1 этапе получают порошковые связующие, для чего берут 10-80 мас. % твердой фталонитрильной смолы, 10-80 мас. %. бифункционального бензоксазина и 8,4-9,8 мас. % твердой эпоксидной смолы предварительно справленной с 0,2-1,6 мас. % порошком термопластичного полимера, перемешивают их в разном соотношении и измельчают до получения однородных порошков; полученные смеси с разным соотношением компонентов экструдируют в двухшнековом смесителе при температуре 70°С - I и II зона, 100°С - III зона; полученные проэкструдированные гранулы измельчают до частиц размером не более 100 мкм. At the first stage, powder binders are obtained, for which 10-80 wt. % of solid phthalonitrile resin, 10-80 wt. % of bifunctional benzoxazine and 8.4-9.8 wt. % of solid epoxy resin preliminarily mixed with 0.2-1.6 wt. % of thermoplastic polymer powder are taken, they are mixed in different ratios and ground to obtain homogeneous powders; the resulting mixtures with different ratios of components are extruded in a twin-screw mixer at a temperature of 70 ° C - I and II zones, 100 ° C - III zone; the resulting extruded granules are ground to particles no larger than 100 μm.

На 2 этапе готовые порошковые связующие с разным соотношением компонентов наносили в электростатическом поле напылением с помощью пистолета с двух сторон на углеткань, закрепленную на токопроводящей рамке, при этом состав порошкового связующего наносимого на каждую ткань плавно изменяют от тканей, выкладываемых на поверхностных слоях к центральным таким образом, чтобы на поверхности углепластика связующее содержало максимальное значение твердой фталонитрильной смолы и минимальное значение бифункционального бензоксазина, а внутренние слои содержали максимальное значение бифункционального бензоксазина и минимальное значение твердой фталонитрильной смолы. После напыления ткани нагревают до температуры 100 °С, связующие оплавляются и пропитывают ткани за счет низкого поверхностного натяжения расплава связующего с электростатическим зарядом на поверхности; полученные пропитанные листы ткани с различными составами связующего собирают в симметричный технологический пакет с плавным изменением состава связующего от центра пакета к поверхностям и помещают в вакуумный мешок и проводят консолидацию технологического пакета, для чего вакуумным насосом создают вакуум с остаточным давлением 50 мбар в технологическом пакете, и затем начинают подъем температуры до 120°С; затем охлаждают технологический пакет, получают консолидированную пластину, извлекают ее и используют для получения изделия методом термоформования между матрицей и пуансоном пресс-формы, нагретой до температуры 250°С.In the second stage, the prepared powder binders with different component ratios were applied in an electrostatic field by spraying with a gun on both sides of the carbon fiber fabric, fixed on a conductive frame. The composition of the powder binder applied to each fabric was gradually changed from the fabrics laid on the surface layers to the central ones, so that the binder on the carbon fiber surface contained the maximum amount of solid phthalonitrile resin and the minimum amount of bifunctional benzoxazine, while the inner layers contained the maximum amount of bifunctional benzoxazine and the minimum amount of solid phthalonitrile resin. After spraying, the fabrics were heated to a temperature of 100 °C, the binders melted and impregnated the fabrics due to the low surface tension of the binder melt with an electrostatic charge on the surface; The resulting impregnated sheets of fabric with different binder compositions are collected in a symmetrical process package with a smooth change in binder composition from the center of the package to the surfaces and placed in a vacuum bag. The process package is consolidated by creating a vacuum with a residual pressure of 50 mbar in the process package using a vacuum pump, and then starting to raise the temperature to 120°C; then the process package is cooled, a consolidated plate is obtained, it is removed and used to produce a product by thermoforming between the matrix and punch of a press mold heated to a temperature of 250°C.

Составы связующего в слоях с нумерацией от поверхности к центру приведены в Таблице 2.The binder compositions in layers numbered from the surface to the center are given in Table 2.

Пример 18. Получение порошкового фталонитрил-бензоксазинового связующего и армированного углепластика с градиентом состава связующего на его основе по третьему варианту.Example 18. Obtaining a powdered phthalonitrile-benzoxazine binder and reinforced carbon fiber with a gradient of binder composition based on it according to the third variant.

Проводят последовательность действий по Примеру 17, отличающуюся тем, что берут другие марки компонентов. The sequence of actions according to Example 17 is carried out, differing in that other brands of components are taken.

Составы связующего в слоях с нумерацией от поверхности к центру приведены в Таблице 3.The compositions of the binders in layers numbered from the surface to the center are given in Table 3.

Пример 19. Получение порошкового фталонитрил-бензоксазинового связующего и армированного углепластика с градиентом состава связующего на его основе по четвертому варианту.Example 19. Obtaining a powdered phthalonitrile-benzoxazine binder and reinforced carbon fiber with a gradient of binder composition based on it according to the fourth variant.

На 1 этапе получают порошковые связующие, для чего берут 10-80 мас. % твердой фталонитрильной смолы, 10-80 мас. %. бифункционального бензоксазина и 8,4-9,8 мас. % твердой эпоксидной смолы предварительно справленной с 0,2-1,6 мас. % порошком термопластичного полимера, перемешивают их в разном соотношении и измельчают до получения однородных порошков; полученные смеси с разным соотношением компонентов экструдируют в двухшнековом смесителе при температуре 70°С - I и II зона, 100°С - III зона; полученные проэкструдированные гранулы измельчают до частиц размером не более 100 мкм. At the first stage, powder binders are obtained, for which 10-80 wt. % of solid phthalonitrile resin, 10-80 wt. % of bifunctional benzoxazine and 8.4-9.8 wt. % of solid epoxy resin preliminarily mixed with 0.2-1.6 wt. % of thermoplastic polymer powder are taken, they are mixed in different ratios and ground to obtain homogeneous powders; the resulting mixtures with different ratios of components are extruded in a twin-screw mixer at a temperature of 70 ° C - I and II zones, 100 ° C - III zone; the resulting extruded granules are ground to particles no larger than 100 μm.

На 2 этапе порошковое связующее одного состава наносят в электростатическом поле с одной стороны на углеткань, выложенную на металлическую оснастку, проводят оплавление с помощью ИК-лампы. Затем проводят выкладку и напыление последующих слоев порошковыми связующими различного состава с оплавлением порошкового связующего на каждом слое, при этом состав порошкового связующего плавно изменяют от поверхностных слоев к центральным таким образом, чтобы на поверхности углепластика связующее содержало максимальное значение твердой фталонитрильной смолы и минимальное значение бифункционального бензоксазина, а внутренние слои содержали максимальное значение бифункционального бензоксазина и минимальное значение твердой фталонитрильной смолы; собирают вакуумный мешок и вакуумным насосом создают вакуум с остаточным давлением 50 мбар в технологическом пакете и затем начинают ступенчатый подъем температуры до 200°С и выдержкой в течение 1 часа; затем охлаждают технологический пакет, извлекают углепластик с градиентом состава связующего и помещают в печь для термообработки при 250 °С в течение не менее 1 часа.In the 2nd stage, a powder binder of one composition is applied in an electrostatic field on one side of the carbon fabric laid out on a metal fixture, and melted using an IR lamp. Then, subsequent layers are laid out and sprayed with powder binders of different compositions, melting the powder binder on each layer. In this case, the composition of the powder binder is smoothly changed from the surface layers to the central ones so that on the surface of the carbon fiber, the binder contains the maximum value of solid phthalonitrile resin and the minimum value of bifunctional benzoxazine, and the inner layers contain the maximum value of bifunctional benzoxazine and the minimum value of solid phthalonitrile resin; the vacuum bag is assembled and a vacuum with a residual pressure of 50 mbar is created in the process package using a vacuum pump, and then a stepwise increase in temperature to 200 ° C is started and held for 1 hour; then the process package is cooled, the carbon fiber with the binder composition gradient is removed and placed in an oven for heat treatment at 250 °C for at least 1 hour.

Составы связующего в слоях с нумерацией от поверхности к центру приведены в Таблице 4.The binder compositions in layers numbered from the surface to the center are given in Table 4.

Пример 20. Получение порошкового фталонитрил-бензоксазинового связующего и армированного углепластика с градиентом состава связующего на его основе по четвертому варианту.Example 20. Obtaining a powdered phthalonitrile-benzoxazine binder and reinforced carbon fiber with a gradient of binder composition based on it according to the fourth variant.

Проводят последовательность действий по Примеру 19, отличающуюся тем, что берут другие марки компонентов. The sequence of actions according to Example 19 is carried out, differing in that other brands of components are taken.

Составы связующего в слоях с нумерацией от поверхности к центру приведены в Таблице 5.The binder compositions in layers numbered from the surface to the center are given in Table 5.

Из данных, приведенных в Таблицах 1-5, видно, что получены составы заявленного связующего во всем интервале заявленных значений содержания компонентов. From the data presented in Tables 1-5, it is evident that the compositions of the declared binder were obtained in the entire range of declared values of the component content.

В Таблице 6 приведены свойства полученных по Примерам 1 - 20 модифицированных порошковых фталонитрил-бензоксазиновых композиций и углепластиков на их основе, в том числе с градиентным составом связующего.Table 6 shows the properties of the modified phthalonitrile-benzoxazine powder compositions obtained in Examples 1–20 and carbon fiber reinforced plastics based on them, including those with a gradient binder composition.

Как видно из Таблицы 6, заявленное связующее и углепластик на его основе (Примеры 1-20) имеет:As can be seen from Table 6, the declared binder and carbon fiber reinforced plastic based on it (Examples 1-20) have:

- высокие физико-механические свойства углепластиков: прочность при изгибе 344 МПа; модуль при изгибе 38 МПа, - high physical and mechanical properties of carbon fiber reinforced plastics: bending strength 344 MPa; bending modulus 38 MPa,

- высокую ударную вязкость 120 Дж/м2;- high impact strength of 120 J/ m2 ;

- высокую теплостойкость до 240°С;- high heat resistance up to 240°C;

- процесс пропитки (переработки) осуществляется при температуре не выше 100°С без применения растворителей.- the impregnation (processing) process is carried out at a temperature not exceeding 100°C without the use of solvents.

Таким образом, из описанного выше можно сделать вывод, что заявителем достигнут заявленный технический результат, а именно, разработан состав модифицированных порошковых фталонитрил-бензоксазиновых композиций и способ получения углепластика, в том числе с градиентом состава связующего, а именно:Thus, from the above, it can be concluded that the applicant has achieved the claimed technical result, namely, the composition of modified powder phthalonitrile-benzoxazine compositions and the method for producing carbon fiber reinforced plastic, including with a gradient of binder composition, namely:

- высокие прочностные свойства связующего за счёт подбора совокупности компонентов; - high strength properties of the binder due to the selection of a set of components;

- высокая теплостойкость заявленного связующего;- high heat resistance of the declared binder;

- показано, что заявленное порошковое связующее обладает высокими технологическими свойствами;- it has been shown that the claimed powder binder has high technological properties;

- простота способа получения заявленного связующего за счёт экспериментального подбора твердых компонентов.- simplicity of the method for obtaining the declared binder due to the experimental selection of solid components.

Таким образом, заявленный технический результат достигнут тем, что подобран оптимальный состав компонентов заявленного связующего и способ получения углепластика на его основе (варианты), что позволило получить связующее с высокими технологическими характеристиками, а также высокой теплостойкостью и высокими физико-механическими свойствами углепластика после отверждения.Thus, the claimed technical result was achieved by selecting the optimal composition of the components of the claimed binder and the method for producing carbon fiber reinforced plastic based on it (options), which made it possible to obtain a binder with high technological characteristics, as well as high heat resistance and high physical and mechanical properties of carbon fiber reinforced plastic after curing.

Заявленное техническое решение соответствует условию патентоспособности «новизна», предъявляемому к изобретениям, так как на дату предоставления заявочных материалов заявителем из исследованного уровня техники не выявлены источники, обладающие совокупностью признаков, идентичными совокупности признаков заявленного технического решения.The claimed technical solution meets the patentability requirement of “novelty” required for inventions, since, as of the date of submission of the application materials, the applicant has not identified from the studied prior art sources that possess a set of features identical to the set of features of the claimed technical solution.

Заявленное техническое решение соответствует условию патентоспособности «изобретательский уровень», предъявляемому к изобретениям, т. к. совокупность заявленных признаков обеспечивает получение неочевидных для специалиста технических результатов, превышающих технический результат аналогов. The claimed technical solution meets the patentability requirement of “inventive step” required for inventions, since the combination of the claimed features ensures the achievement of technical results that are not obvious to a specialist and that exceed the technical results of analogs.

Заявленное техническое решение соответствует условию патентоспособности «промышленная применимость» предъявляемому к изобретениям, так как заявленный состав может быть получен посредством использования известных компонентов с применением стандартного оборудования и известных приемов.The claimed technical solution complies with the patentability requirement of “industrial applicability” required for inventions, since the claimed composition can be obtained by using known components with the use of standard equipment and known techniques.

Claims (6)

1. Способ получения углепластика с градиентом состава модифицированного порошкового фталонитрил-бензоксазинового связующего, заключающийся в том, что 1. A method for producing carbon fiber reinforced plastic with a gradient composition of a modified powder phthalonitrile-benzoxazine binder, which consists in the fact that на 1 этапе получают модифицированное порошковое фталонитрил-бензоксазиновое связующее, для чего берут 10-80 мас. % твердой фталонитрильной смолы, выбранной из ФНИ350 или ВСН-31, 10-80 мас. %. бифункционального бензоксазина, выбранного из соединений на основе бисфенола А и анилина и на основе диаминодифенилметана и фенола, и 8,4-9,8 мас. % твердой эпоксидной смолы, выбранной из D.E.R.671 и ЭД-8, предварительно сплавленной с 0,2-1,6 мас. % порошком термопластичного полимера, выбранного из полиэфиримида и полиэфирсульфона, перемешивают их и измельчают до получения однородного порошка; полученную смесь экструдируют в двухшнековом смесителе при температуре 70°С - I и II зона, 100°С - III зона; полученные проэкструдированные гранулы измельчают до частиц размером не более 100 мкм; at the 1st stage, a modified phthalonitrile-benzoxazine powder binder is obtained, for which 10-80 wt. % of a solid phthalonitrile resin selected from FNI350 or VSN-31, 10-80 wt. % of a bifunctional benzoxazine selected from compounds based on bisphenol A and aniline and based on diaminodiphenylmethane and phenol, and 8.4-9.8 wt. % of a solid epoxy resin selected from D.E.R.671 and ED-8, pre-fused with 0.2-1.6 wt. % of a thermoplastic polymer powder selected from polyetherimide and polyethersulfone are taken, mixed and ground until a homogeneous powder is obtained; the resulting mixture is extruded in a twin-screw mixer at a temperature of 70°C - zones I and II, 100°C - zone III; the resulting extruded granules are crushed to particles no larger than 100 µm; на 2 этапе получают углепластик с градиентом состава модифицированного порошкового фталонитрил-бензоксазинового связующего, для чего указанное связующее наносят в электростатическом поле с двух сторон на углеткань, закрепленную на токопроводящих рамках, при этом состав указанного связующего наносимого на каждую ткань плавно изменяют от тканей, выкладываемых на поверхностных слоях к центральным таким образом, чтобы на поверхности углепластика связующее содержало максимальное значение твердой фталонитрильной смолы и минимальное значение бифункционального бензоксазина, а внутренние слои содержали максимальное значение бифункционального бензоксазина и минимальное значение твердой фталонитрильной смолы; после напыления углеткань нагревают до температуры 100°С, порошковое связующее оплавляется и пропитывает углеткань за счет низкого поверхностного натяжения расплава порошкового связующего с электростатическим зарядом на заряженной поверхности; полученные пропитанные листы углеткани с различными составами связующего собирают в симметричный технологический пакет с плавным изменением состава порошкового связующего от поверхностных слоев к центральным, помещают в вакуумный мешок и проводят консолидацию технологического пакета, для чего вакуумным насосом создают вакуум с остаточным давлением 50 мбар в технологическом пакете, и затем начинают подъем температуры до 120°С; затем охлаждают технологический пакет, получают консолидированную пластину, извлекают ее и используют для получения изделия методом термоформования между матрицей и пуансоном пресс-формы, нагретой до температуры 250°С. at the 2nd stage, carbon fiber reinforced plastic with a gradient of the composition of the modified powder phthalonitrile-benzoxazine binder is obtained, for which purpose the said binder is applied in an electrostatic field on both sides of the carbon fabric fixed on conductive frames, while the composition of the said binder applied to each fabric is smoothly changed from the fabrics laid out on the surface layers to the central ones in such a way that on the surface of the carbon fiber reinforced plastic the binder contains the maximum value of solid phthalonitrile resin and the minimum value of bifunctional benzoxazine, and the inner layers contain the maximum value of bifunctional benzoxazine and the minimum value of solid phthalonitrile resin; after spraying, the carbon fabric is heated to a temperature of 100 °C, the powder binder melts and impregnates the carbon fabric due to the low surface tension of the melt of the powder binder with an electrostatic charge on the charged surface; The resulting impregnated carbon fiber sheets with different binder compositions are assembled into a symmetrical process package with a smooth change in the composition of the powder binder from the surface layers to the central ones, placed in a vacuum bag, and the process package is consolidated by creating a vacuum with a residual pressure of 50 mbar in the process package using a vacuum pump, and then starting to raise the temperature to 120°C; then the process package is cooled, a consolidated plate is obtained, it is removed and used to produce a product by thermoforming between the matrix and the punch of a press mold heated to a temperature of 250°C. 2. Способ получения углепластика с градиентом состава модифицированного порошкового фталонитрил-бензоксазинового связующего, заключающийся в том, что 2. A method for producing carbon fiber reinforced plastic with a gradient composition of a modified powder phthalonitrile-benzoxazine binder, which consists in the fact that на 1 этапе получают модифицированное порошковое фталонитрил-бензоксазиновое связующее, для чего берут 10-80 мас. % твердой фталонитрильной смолы, выбранной из ФНИ350 или ВСН-31, 10-80 мас. %. бифункционального бензоксазина выбранного из соединений на основе бисфенола А и анилина и на основе диаминодифенилметана и фенола, и 8,4-9,8 мас. % твердой эпоксидной смолы, выбранной из D.E.R.671 и ЭД-8, предварительно сплавленной с 0,2-1,6 мас. % порошком термопластичного полимера, выбранного из полиэфиримида и полиэфирсульфона, перемешивают их и измельчают до получения однородного порошка; полученную смесь экструдируют в двухшнековом смесителе при температуре 70°С - I и II зона, 100°С - III зона; полученные проэкструдированные гранулы измельчают до частиц размером не более 100 мкм; at the 1st stage, a modified phthalonitrile-benzoxazine powder binder is obtained, for which 10-80 wt. % of a solid phthalonitrile resin selected from FNI350 or VSN-31, 10-80 wt. % of a bifunctional benzoxazine selected from compounds based on bisphenol A and aniline and based on diaminodiphenylmethane and phenol, and 8.4-9.8 wt. % of a solid epoxy resin selected from D.E.R.671 and ED-8, pre-fused with 0.2-1.6 wt. % of a thermoplastic polymer powder selected from polyetherimide and polyethersulfone, are taken, mixed and ground to obtain a homogeneous powder; the resulting mixture is extruded in a twin-screw mixer at a temperature of 70 ° C - I and II zones, 100 ° C - III zone; the resulting extruded granules are crushed to particles no larger than 100 microns; на 2 этапе получают углепластик с градиентом состава модифицированного порошкового фталонитрил-бензоксазинового связующего, для чего модифицированное порошковое фталонитрил-бензоксазиновое связующее одного состава наносят в электростатическом поле с одной стороны на углеткань, выложенную на металлическую оснастку, проводят оплавление с помощью ИК-лампы, затем проводят выкладку и напыление последующих слоев указанного связующего различного состава с оплавлением на каждом слое, при этом состав указанного связующего плавно изменяют от поверхностных слоев к центральным таким образом, чтобы на поверхности углепластика указанное связующее содержало максимальное значение твердой фталонитрильной смолы и минимальное значение бифункционального бензоксазина, а внутренние слои содержали максимальное значение бифункционального бензоксазина и минимальное значение твердой фталонитрильной смолы; собирают вакуумный мешок и вакуумным насосом создают вакуум с остаточным давлением 50 мбар в технологическом пакете и затем начинают ступенчатый подъем температуры до 200°С и выдержкой в течение 1 часа; затем охлаждают технологический пакет, извлекают углепластик с градиентом состава модифицированного порошкового фталонитрил-бензоксазинового связующего и помещают в печь для термообработки при 250°С в течение не менее 1 часа.at the 2nd stage, carbon fiber reinforced plastic with a gradient of the composition of the modified powder phthalonitrile-benzoxazine binder is obtained, for which purpose the modified powder phthalonitrile-benzoxazine binder of one composition is applied in an electrostatic field on one side of the carbon fabric laid out on a metal tooling, melting is carried out using an IR lamp, then subsequent layers of the said binder of different compositions are laid out and sprayed with melting on each layer, wherein the composition of the said binder is smoothly changed from the surface layers to the central ones in such a way that on the surface of the carbon fiber reinforced plastic the said binder contains the maximum value of solid phthalonitrile resin and the minimum value of bifunctional benzoxazine, and the inner layers contain the maximum value of bifunctional benzoxazine and the minimum value of solid phthalonitrile resin; The vacuum bag is assembled and a vacuum with a residual pressure of 50 mbar is created in the process package using a vacuum pump, and then a stepwise increase in temperature is started to 200°C and held for 1 hour; then the process package is cooled, the carbon fiber reinforced plastic with a gradient of the modified powder phthalonitrile-benzoxazine binder composition is removed and placed in an oven for heat treatment at 250°C for at least 1 hour.
RU2025101153A 2025-01-22 Method for obtaining carbon plastic with a gradient composition of modified powder phthalocyanine-benzoxazine binder (variants) RU2847840C1 (en)

Related Parent Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2024118940A Division RU2842243C1 (en) 2024-07-08 Modified powdered phthalonitrile-benzoxazine binder for carbon plastic and method of producing carbon fibre based plastic (versions)

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2847840C1 true RU2847840C1 (en) 2025-10-15

Family

ID=

Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20100040857A1 (en) * 2008-03-30 2010-02-18 Iq Tec Switzerland Gmbh Apparatus and method for making reactive polymer pre-pregs
RU2572139C1 (en) * 2014-06-10 2015-12-27 Федеральное государственное унитарное предприятие "Всероссийский научно-исследовательский институт авиационных материалов" (ФГУП "ВИАМ") Method for obtaining carbon fibre-reinforced polymers based of heat-resistant binding agent
WO2017105890A1 (en) * 2015-12-15 2017-06-22 3M Innovative Properties Company Benzoxazine and phthalonitrile resin blends
CN105255109B (en) * 2015-10-16 2017-12-26 中科院广州化学有限公司南雄材料生产基地 Phthalonitrile modified benzoxazine and epoxy resin composite material and preparation and application
CN107663360A (en) * 2016-07-28 2018-02-06 航天特种材料及工艺技术研究所 A kind of heat-resistant fireproof epoxy resin and preparation method
RU2679798C1 (en) * 2015-05-20 2019-02-13 3М Инновейтив Пропертиз Компани Stable at high temperature one-component thermally turnable compositions
CN110835451A (en) * 2019-12-05 2020-02-25 陕西生益科技有限公司 Thermosetting resin composition and application thereof
WO2021087197A1 (en) * 2019-10-31 2021-05-06 Huntsman Advanced Materials Americas Llc Curable compositions of benzoxazine and phthalonitrile resins
US20220242061A1 (en) * 2021-02-01 2022-08-04 The Boeing Company Composite part with additively manufactured sub-structure
EP4049841A1 (en) * 2021-02-26 2022-08-31 Cubicure GmbH Hybrid resin composition
RU2784939C1 (en) * 2022-06-15 2022-12-01 Публичное акционерное общество "Машиностроительный завод имени М.И. Калинина, г. Екатеринбург" Method for producing a high-temperature composite material

Patent Citations (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20100040857A1 (en) * 2008-03-30 2010-02-18 Iq Tec Switzerland Gmbh Apparatus and method for making reactive polymer pre-pregs
RU2572139C1 (en) * 2014-06-10 2015-12-27 Федеральное государственное унитарное предприятие "Всероссийский научно-исследовательский институт авиационных материалов" (ФГУП "ВИАМ") Method for obtaining carbon fibre-reinforced polymers based of heat-resistant binding agent
RU2679798C1 (en) * 2015-05-20 2019-02-13 3М Инновейтив Пропертиз Компани Stable at high temperature one-component thermally turnable compositions
CN105255109B (en) * 2015-10-16 2017-12-26 中科院广州化学有限公司南雄材料生产基地 Phthalonitrile modified benzoxazine and epoxy resin composite material and preparation and application
WO2017105890A1 (en) * 2015-12-15 2017-06-22 3M Innovative Properties Company Benzoxazine and phthalonitrile resin blends
US10556991B2 (en) * 2015-12-15 2020-02-11 3M Innovative Properties Company Benzoxazine and phthalonitrile resin blends
CN107663360A (en) * 2016-07-28 2018-02-06 航天特种材料及工艺技术研究所 A kind of heat-resistant fireproof epoxy resin and preparation method
WO2021087197A1 (en) * 2019-10-31 2021-05-06 Huntsman Advanced Materials Americas Llc Curable compositions of benzoxazine and phthalonitrile resins
CN110835451A (en) * 2019-12-05 2020-02-25 陕西生益科技有限公司 Thermosetting resin composition and application thereof
US20220242061A1 (en) * 2021-02-01 2022-08-04 The Boeing Company Composite part with additively manufactured sub-structure
EP4049841A1 (en) * 2021-02-26 2022-08-31 Cubicure GmbH Hybrid resin composition
RU2784939C1 (en) * 2022-06-15 2022-12-01 Публичное акционерное общество "Машиностроительный завод имени М.И. Калинина, г. Екатеринбург" Method for producing a high-temperature composite material

Similar Documents

Publication Publication Date Title
AU2016277590B2 (en) Liquid binder composition for binding fibrous materials
US20230133556A1 (en) Benzoxazines and compositions containing the same
EP2746337B1 (en) Carbon fiber composite material
JPH0428011B2 (en)
JP5158778B2 (en) Epoxy resin impregnated yarn and its use for producing preforms
EP1848755B1 (en) Improved phthalonitrile composites
CN112029234A (en) Epoxy resin composition capable of being thickened rapidly and fiber-reinforced composite prepreg thereof
EP1582553B1 (en) Method for producing fiber-reinforced thermoplastic plastic and fiber-reinforced thermoplastic plastic
AU2015355274A1 (en) Modified amine curing agents, their preparation and use in curable compositions
RU2847840C1 (en) Method for obtaining carbon plastic with a gradient composition of modified powder phthalocyanine-benzoxazine binder (variants)
KR101968291B1 (en) Sizing agent for carbon- fiber, carbon-fiber having enhanced interfacial adhesion, reactive carbon-fiber reinforced polymer composite using the same and preparation method thereof
RU2842243C1 (en) Modified powdered phthalonitrile-benzoxazine binder for carbon plastic and method of producing carbon fibre based plastic (versions)
CN114230832B (en) Preparation method of benzoxazine prepreg by hot melting method
JP2012031293A (en) Epoxy resin composition for high cycle formation, cured resin and fiber-reinforced composite material
RU2427598C2 (en) Epoxy bismaleimide binder composition for prepregs, prepreg and article
AU751842B2 (en) Resin transfer moulding
EP1611180A2 (en) Epoxy resin composition
RU2777895C2 (en) Epoxy binder, prepreg based on it, and product made of it
RU2813882C1 (en) Powder binder based on cyanic composition and method of producing reinforced carbon composite based thereon (versions)
RU2847842C1 (en) Modified powdered benzene-oxazine binder and method for producing carbon-based plastic based on it (variants)
RU2813113C1 (en) Method for producing reinforced carbon composite based on powder binder containing solid epoxy resin and bifunctional benzoxazine (embodiments)
RU2793859C1 (en) Method for obtaining finished glass fibres and polyesterimide composites based on them
RU2793761C1 (en) Method for obtaining finished glass fibers and a polyesterimide composite filled with them
US20230080953A1 (en) Mixture of non-reactive thermoplastic polymer and reactive thermoplastic polymer and use thereof for preparing composites