RU2104875C1 - Композиционный материал - Google Patents
Композиционный материал Download PDFInfo
- Publication number
- RU2104875C1 RU2104875C1 RU93030241/04A RU93030241A RU2104875C1 RU 2104875 C1 RU2104875 C1 RU 2104875C1 RU 93030241/04 A RU93030241/04 A RU 93030241/04A RU 93030241 A RU93030241 A RU 93030241A RU 2104875 C1 RU2104875 C1 RU 2104875C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- binder
- composite material
- filler
- nitrogen
- polyethylene glycol
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Reinforced Plastic Materials (AREA)
- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
Abstract
Сущность: композиционный материал, обладающий пониженными плотностью и дымовыделением, содержит, мас.ч.: азотсодержащая фенолформальдегидная смола резольного типа, модифицированная полиэтиленгликолем и фосдиолом 140; растворитель - водно-ацетоновая смесь в соотношении 1:1 10-40 и армирующий наполнитель 30-180. 1 з.п. ф-лы, 1 табл.
Description
Изобретение относится к композиционным материалам, предназначенным для изготовления деталей интерьера в авиации, судостроении, автомобилестроении и других отраслях народного хозяйства, в том числе и при изготовлении изделий сложной конфигурации.
К материалам для интерьера предъявляются следующие основные требования: при сохранении достаточной жесткости и прочности материалы должны иметь плотность и соответствовать требованиям ЕНЛГС и FAR по пожаробезопасности.
Известен легкий конструкционный материал по патенту ФРГ N 2549219 (C 08 Z 61/10, 3.11.75 г.), включающий 10-80 об.% минеральных присадок и 90-20 об. % вспененной отвержденной фенольной смолы, которая содержит 30-80% сульфата или сульфатгидрата кальция. Этот материал при малой плотности имеет повышенное дымовыделение.
Известен композиционный материал на основе связующего и тканого армирующего наполнителя на основе стеклянных волокон (патент ЕПВ N 0097921, B 32 B 5/24, 23.06.83 г.) при следующем составе связующего, мас.%:
Фенолформальдегидная смола резольного типа при молярном соотношении фенола и формальдегида 1:(1,3-2,0) - 60-90
Сополимер винилацетата и этилена при их соотношении 1:(0,4-0,7) - 10-40
Этот материал выбран за прототип. При удовлетворительных прочностных свойствах данный материал имеет плотность 1,7-1,8 г/см3 и высокое дымовыделение - оптическая плотность дыма через 1,5 мин - 100, через 4 мин - 200.
Фенолформальдегидная смола резольного типа при молярном соотношении фенола и формальдегида 1:(1,3-2,0) - 60-90
Сополимер винилацетата и этилена при их соотношении 1:(0,4-0,7) - 10-40
Этот материал выбран за прототип. При удовлетворительных прочностных свойствах данный материал имеет плотность 1,7-1,8 г/см3 и высокое дымовыделение - оптическая плотность дыма через 1,5 мин - 100, через 4 мин - 200.
Перед авторами встала задача создать композиционный материал с малой плотностью и пониженным дымовыделением при сохранении высоких физико-механических свойств.
Эта задача была решена следующим образом: предлагается композиционный материал, включающий связующее на основе фенолформальдегидной смолы и армирующий наполнитель, отличающийся тем, что он дополнительно содержит растворитель - водно-ацетоновую смесь в соотношении 1:1, в качестве связующего он содержит азотсодержащую фенолформальдегидную смолу резольного типа, модифицированную полиэтиленгликолем и фосдиолом, а в качестве армирующего наполнителя - наполнитель на основе гетероциклического полиамида, стеклянных волокон и их сочетаний, при следующем соотношении компонентов материала, мас.ч.:
Связующее на основе азотсодержащей фенолформальдегидной смолы, модифицированной полиэтиленгликолем и фосдиолом - 140
Растворитель - водно-ацетоновая смесь в соотношении 1:1 - 10-40
Указанный армирующий наполнитель - 30-180
Для получения композиционных материалов с малой плотностью может применяться вспенивающееся связующее, для чего в состав материала вводится вспенивающий агент - оксалат железа (III) в количестве 0,5-5,0 мас.ч.
Связующее на основе азотсодержащей фенолформальдегидной смолы, модифицированной полиэтиленгликолем и фосдиолом - 140
Растворитель - водно-ацетоновая смесь в соотношении 1:1 - 10-40
Указанный армирующий наполнитель - 30-180
Для получения композиционных материалов с малой плотностью может применяться вспенивающееся связующее, для чего в состав материала вводится вспенивающий агент - оксалат железа (III) в количестве 0,5-5,0 мас.ч.
В качестве связующего используется связующее ФП-520 (ТУ 1-595-25-276-91), представляющее собой 70%-ный водно-ацетоновый раствор азотсодержащей фенолформальдегидной смолы резольного типа, модифицированной полиэтиленгликолем и фосдиолом. Связующее имеет следующие характеристики:
Внешний вид - Прозрачный раствор от желтого до красно-коричневого цвета без механических включений
Вязкость при 20oC: сСт - 60-360
Время желатинизации при 90oC, мин - 50-140
Массовая доля нелетучих веществ, % - 70±5
Перед пропиткой армирующего наполнителя концентрация связующего доводится до 60%-ной путем добавления указанного количества водно-ацетоновой смеси.
Внешний вид - Прозрачный раствор от желтого до красно-коричневого цвета без механических включений
Вязкость при 20oC: сСт - 60-360
Время желатинизации при 90oC, мин - 50-140
Массовая доля нелетучих веществ, % - 70±5
Перед пропиткой армирующего наполнителя концентрация связующего доводится до 60%-ной путем добавления указанного количества водно-ацетоновой смеси.
В качестве армирующего наполнителя могут быть использованы наполнители различных структур на основе гетероциклического полиамида, стеклянных волокон и их сочетаний: ткани, нетканые материалы, трикотажи, маты, сетки жгуты и т.п.
В примерах были использованы: ткань на основе арамидного волокна СВМ арт. 56313 (ТУ 17ВНИИПХВ-350-88), стеклоткань из крученых стеклянных комплексных нитей (ГОСТ 19907-83), гибридная ткань техническая стеклосинтетическая (ТУ 6-48-05786904125-93), трикотажное полотно объемной структуры на основе нитей СВМ (ТУ 17-09-01-7-91) или имеющее гофрированную поверхность и дополнительно содержащее ряды однолицевой глади, при этом протяжки однолицевой глади являются основаниями гофр и расположены внутри трикотажного полотна.
Предлагаемый композиционный материал может быть изготовлен методами автоклавного и вакуумного формования, а также прямым прессованием препрега с отверждением связующего при температуре 150-170oC.
Для получения композиционных материалов с малой плотностью также может применяться вспенивающееся связующее. При этом в качестве вспенивающего агента используется оксалат железа (III) общей формулы C6H12Fe2•5H2O (ТУ 6-09-09-269-86), представляющий собой порошок светло-зеленого цвета. Вспенивание связующего происходит в процессе его отверждения, кратность вспенивания составляет 2-10.
Неожиданным эффектом заявляемого изобретения является то, что при использовании заявляемого связующего и наполнителей можно получить композиционные материалы с плотностью от 0,9 до 1,6 г/см3, а при использовании в качестве вспенивающего агента оксалата железа (III), ранее применявшегося как светочувствительный материал в копировальной технике, плотность композиционных материалов снижается до 0,34-0,55 г/см3, при этом физико-механические свойства композиционных материалов сохраняются на высоком уровне, а дымовыделение снижается. Применение известных органических вспенивателей неэффективно, так как это вызывает резкое увеличение дымовыделения, что не соответствует нормам летной годности.
Предлагаемое изобретение иллюстрируется следующими конкретными примерами.
Пример 1. В емкость с мешалкой загружают 140 мас.ч. связующего ФП-520, добавляют 10 мас. ч. водно-ацетоновой смеси и ведут перемешивание до получения гомогенной ткани СВМ. После этого собирают пакет и прессуют его при температуре 170oC и давлении 5 кг/см2 в течение 2 ч.
Технология приготовления материала по примерам 2-4 аналогична примеру 1.
Пример 5. В емкость с мешалкой загружают 140 мас.ч. связующего ФП-520, добавляют 24 мас.ч. водно-ацетоновой смеси, 0,5 мас.ч. оксалата железа и ведут перемешивание до получения гомогенной массы. Полученным связующим пропитывают 70 мас.ч. арамидной ткани СВМ и 70 мас.ч. трикотажного полотна. После этого собирают пакет и прессуют его при температуре 170oC в течение 2 ч.
Технология приготовления материала по примерам 6 и 7 аналогична примеру 5.
Составы и свойства композиционных материалов по примерам 1-7 и прототипа приведены в таблице.
Из данных таблицы видно, что при использовании заявляемого связующего и различных видов армирующих наполнителей можно получать композиционные материалы с плотностью от 0,9 до 1,6 г/см3 и пониженным дымовыделением - оптическая плотность дыма в режиме горения через 1,5 мин - 2-3, через 4 мин - 10-12, что в 10-100 раз ниже, чем у прототипа. При этом физико-механические свойства композиционных материалов сохраняются на высоком уровне - прочность при изгибе в 3-3,5 раз выше, чем у прототипа. При использовании вспенивающегося связующего можно получать композиционные материалы с пониженным дымовыделением и с еще более низкой плотностью - от 0,34 до 0,55 г/см3.
По сравнению с пенопластами, имеющими также низкую плотность, заявляемый композиционный материал с трикотажным заполнителем имеет более высокие физико-механические показатели. Использование сочетания трикотажного заполнителя с другими армирующими наполнителями (примеры 5-7) при малой плотности позволяет значительно увеличить жесткость конструкции и дает возможность получать изделия сложной конфигурации за счет хорошей драпируемости материала.
По сравнению с композиционными материалами с сотовым заполнителем заявляемый материал с объемным трикотажем более технологичен, хорошо выкладывается на сложной кривизне, и получение композиционного материала происходит за один технологический цикл без применения дополнительных клеевых прослоек.
Кроме того, заявляемый композиционный материал более экологичен по сравнению с известными, так как количество непрореагировавших мономеров в его составе минимально и составляет 0-0,7 мас.%.
Таким образом, заявляемый композиционный материал имеет малую плотность, высокие физико-механические свойства и соответствует нормам летной годности ЕНЛГС и FAR по дымовыделению.
Claims (1)
1. Композиционный материал, выполненный на основе армирующего волокнистого наполнителя, пропитанного отверждаемым фенолформальдегидным связующим резольного типа, отличающийся тем, что в качестве связующего он содержит азотсодержащую фенолформальдегидную смолу резольного типа, модифицированную полиэтиленгликолем и фосдиолом, и дополнительно растворитель водно-ацетоновую смесь в соотношении 1 1 и в качестве армирующего наполнителя наполнитель на основе гетероциклического полиамида, стеклянных волокон и их сочетаний при следующем соотношении компонентов материала, мас. ч.
Азотсодержащая фенолформальдегидная смола резольного типа, модифицированная полиэтиленгликолем и фосдиолом 140
Растворитель водно-ацетоновая смесь в соотношении 1 1 10 40
Армирующий наполнитель 30 180
2. Материал по п.1, отличающийся тем, что связующее дополнительно содержит вспенивающий агент оксалат железа (III) в количестве 0,5 5,0 мас.ч. и в качестве армирующего наполнителя материал содержит трикотажное полотно объемной структуры на основе гетероциклического полиамида.
Растворитель водно-ацетоновая смесь в соотношении 1 1 10 40
Армирующий наполнитель 30 180
2. Материал по п.1, отличающийся тем, что связующее дополнительно содержит вспенивающий агент оксалат железа (III) в количестве 0,5 5,0 мас.ч. и в качестве армирующего наполнителя материал содержит трикотажное полотно объемной структуры на основе гетероциклического полиамида.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU93030241/04A RU2104875C1 (ru) | 1993-06-08 | 1993-06-08 | Композиционный материал |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU93030241/04A RU2104875C1 (ru) | 1993-06-08 | 1993-06-08 | Композиционный материал |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU93030241A RU93030241A (ru) | 1996-07-20 |
RU2104875C1 true RU2104875C1 (ru) | 1998-02-20 |
Family
ID=20142885
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU93030241/04A RU2104875C1 (ru) | 1993-06-08 | 1993-06-08 | Композиционный материал |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2104875C1 (ru) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2471632C2 (ru) * | 2007-02-21 | 2013-01-10 | Джонс Мэнвилл Юроп Гмбх | Новые композитные материалы, способ их изготовления и их применение |
RU2594014C1 (ru) * | 2015-06-02 | 2016-08-10 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Казанский национальный исследовательский технологический университет" (ФГБОУ ВО "КНИТУ") | Способ получения связующего на основе фенолформальдегидной смолы резольного типа для слоистого материала, связующее и слоистый материал на основе связующего и армирующей волокнистой основы |
RU2597372C2 (ru) * | 2014-12-09 | 2016-09-10 | Валентин Геннадиевич Митин | Листовой слоистый полимерный износостойкий композиционный материал (варианты) |
RU2664938C2 (ru) * | 2013-05-13 | 2018-08-23 | Колорант Кроматикс Аг | Термопластичные полимеры |
-
1993
- 1993-06-08 RU RU93030241/04A patent/RU2104875C1/ru not_active IP Right Cessation
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2471632C2 (ru) * | 2007-02-21 | 2013-01-10 | Джонс Мэнвилл Юроп Гмбх | Новые композитные материалы, способ их изготовления и их применение |
RU2664938C2 (ru) * | 2013-05-13 | 2018-08-23 | Колорант Кроматикс Аг | Термопластичные полимеры |
RU2597372C2 (ru) * | 2014-12-09 | 2016-09-10 | Валентин Геннадиевич Митин | Листовой слоистый полимерный износостойкий композиционный материал (варианты) |
RU2594014C1 (ru) * | 2015-06-02 | 2016-08-10 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Казанский национальный исследовательский технологический университет" (ФГБОУ ВО "КНИТУ") | Способ получения связующего на основе фенолформальдегидной смолы резольного типа для слоистого материала, связующее и слоистый материал на основе связующего и армирующей волокнистой основы |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US3316139A (en) | Plastic structure containing fibrous layers and hollow glass spheres | |
Masuelli | Introduction of fibre-reinforced polymers− polymers and composites: concepts, properties and processes | |
US4430380A (en) | Bonded structures of textile materials | |
DE69225368T2 (de) | Verfahren zur Herstellung einer Bauplatte | |
NZ245883A (en) | Curable composition comprising an alkaline phenolic resole having dispersed therein melamine crystal and an acid to catalyse the reaction between the melamine and the resole resin and lower the ph of the composition | |
RU2104875C1 (ru) | Композиционный материал | |
US5082918A (en) | Phenolic resin compositions suitable for the manufacture of prepreg mats | |
US5116668A (en) | Hybrid yarn, unidirectional hybrid prepreg and laminated material thereof | |
DE3843845A1 (de) | Verfahren zum herstellen eines flammenhemmenden, hitzehaertbaren polymers sowie danach herstellbares produkt | |
EP0271970A2 (en) | Thickened moulding compositions | |
US4555544A (en) | Hardening phenol-formaldehyde resols in the presence of aniline | |
KR870004096A (ko) | 절단사로 보강된 성형가능한 중합성 수지 조성물 | |
US2804438A (en) | Fibrous glass reinforced resinous molding compound | |
US5004789A (en) | Resin compositions based on phenolic resins | |
EP1100674B1 (en) | Resin transfer moulding | |
US4962166A (en) | Manufacture of creep-free prepregs based on phenolic resins | |
RU2573003C2 (ru) | Эпоксивинилэфирная смола и огнестойкий полимерный композиционный материал на ее основе | |
RU2655805C1 (ru) | Эпоксидное связующее, препрег на его основе и изделие, выполненное из него | |
RU2335515C1 (ru) | Эпоксидное связующее для препрегов, препрег на его основе и изделие, выполненное из него | |
JP2003020410A (ja) | 繊維強化複合材料用樹脂組成物および繊維強化複合材料 | |
JP3754166B2 (ja) | 繊維強化フェノール系樹脂成形品の製造方法 | |
SU1065443A1 (ru) | Многослойный препрег | |
JP2004269812A (ja) | 繊維強化複合材料用フェノール樹脂組成物および繊維強化複合材料 | |
JPS63305146A (ja) | 繊維強化フェノール樹脂発泡体の製造方法 | |
JPH0270746A (ja) | フェノール樹脂を基材とする樹脂組成物 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20050609 |