RU2176255C1 - Состав для получения связующего для препрегов, способ получения связующего для препрегов, препрег и изделие - Google Patents
Состав для получения связующего для препрегов, способ получения связующего для препрегов, препрег и изделие Download PDFInfo
- Publication number
- RU2176255C1 RU2176255C1 RU2000123613A RU2000123613A RU2176255C1 RU 2176255 C1 RU2176255 C1 RU 2176255C1 RU 2000123613 A RU2000123613 A RU 2000123613A RU 2000123613 A RU2000123613 A RU 2000123613A RU 2176255 C1 RU2176255 C1 RU 2176255C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- resin
- binder
- molecular weight
- prepregs
- prepreg
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Изобретение относится к изготовлению полимерных композиционных материалов, работающих в условиях повышенной влажности при ударных и знакопеременных нагрузках. Состав для получения связующего для препрегов включает эпокситрифенольную смолу, низкомолекулярную эпоксидиановую смолу, высокомолекулярную эпоксидиановую смолу, отвердители - дициандиамид и бис(N,N'-диметилкарбамид)дифенилметан в массовом соотношении (50-60):(25-35):(4-10):(3-4):(4: 6) и, возможно, растворитель - смесь алифатического спирта с ацетоном в массовом соотношении 3:5 в количестве 0-82 мас.ч. Способ получения связующего для препрегов заключается в смешивании предварительно приготовленной пасты - измельченной до размера частиц 3-5 мкм смеси отвердителей с частью расплавленной низкомолекулярной эпоксидиановой смолы - с последующим совмещением пасты со сплавом оставшейся части низкомолекулярной эпоксидиановой смолы, эпокситрифенольной смолы и высокомолекулярной эпоксидиановой смолы и использованием при необходимости растворителя. Препрег содержит указанное эпоксидное связующее 30-42 мас.% и волокнистый наполнитель 58-70 мас.%. Формованием препрега получают изделие. Изобретение позволяет снизить или исключить содержание растворителя в препреге при сохранении оптимального уровня технологических свойств и повысить водостойкость и прочностные характеристики изделий. 4 с. и 1 з.п.ф-лы, 2 табл.
Description
Изобретение относится к области получения полимерных материалов на основе различных волокнистых наполнителей и может быть использовано в производстве изделий, работающих при знакопеременных и ударных нагрузках в условиях повышенной влажности, тропиках, морском климате, в авиа-, судо- и других отраслях промышленности.
Известна эпоксидная композиция для изготовления препрегов, содержащая эпоксидиановую смолу, дициандиамид и 3 (3,4-дихлордифенил)-1,1-диметил мочевину (заявка JP 3220225, A1, 27.09.1991).
Углеродные волокна, пропитанные известной композицией, позволяют получить препреги с улучшенными физико-механическими свойствами.
Однако материалы на основе препрегов не могут быть использованы в условиях повышенной влажности ввиду их недостаточно высокой водостойкости.
Наиболее близким по технической сущности к изобретению является состав связующего для препрегов, включающий низкомолекулярную эпоксидиановую смолу (5-15 мас. ч.), эпокситрифенольную смолу - триглицидиловый эфир 1,1,3 - три (оксифенил) пропан (100 мас.ч.), отвердитель - дициандиамид (2-4 мас.ч.) и бис (N,N'-диметилкарбамид) дифенилметан (4-6 мас.ч.) и растворитель - смесь алифатического спирта и ацетона при их массовом соотношении 3:5.
Связующее получают путем смешения компонентов при температуре 58- 62oС в течение 2,5 часов (патент SU 1677961, МПК В 29 С 4 /20, опубл. 10.04.1996).
Известной композицией пропитывают стеклоткань или другие волокнистые наполнители, получая препреги с улучшенными характеристиками.
В процессе изготовления препрегов для придания им технологичности (оптимальной липкости, эластичности и пр.) в препреге сохраняют определенное количество "летучих" или остаточного растворителя.
Наличие остаточного растворителя вызывает образование пор в процессе формования изделий, что снижает водостойкость и прочностные характеристики композиционных материалов (стойкость к ударным и знакопеременным нагрузкам).
Технической задачей изобретения является разработка состава связующего, позволяющего максимально снизить или исключить содержание растворителя в препреге на его основе при сохранении оптимального уровня технологических свойств препрега и повысить водостойкость и прочностные характеристики композиционных материалов в изделиях.
Данная задача изобретения решается тем, что предложенный состав для получения связующего для препрегов, включающий эпокситрифенольную смолу - триглицидиловый эфир 1,1,3 - три(оксифенил) пропана, низкомолекулярную эпоксидиановую смолу, отвердители - дициандиамид и бис (N,N'-диметилкарбамид) дифенилметан и при необходимости растворитель - смесь алифатического спирта и ацетона при их массовом соотношении 3:5, дополнительно содержит высокомолекулярную эпоксидиановую смолу, представляющую собой продукт сополимеризации эпоксидиановой смолы с дифенилолпропаном при следующем соотношении компонентов, мас.ч.:
Эпокситрифенольная смола - 50-60
Низкомолекулярная эпоксидиановая смола - 25-35
Высокомолекулярная эпоксидная смола - 4-10
Дициандиамид - 3 -4
Бис(N,N'-диметилкарбамид) дифенилметан - 4-6
Растворитель - 0-82
Техническая задача решается также способом получения связующего для препрегов, который заключается в смешении указанных компонентов, причем сначала смешивают отвердители - дициандиамид и бис (N,N'-диметилкарбамид) дифенилметан, измельчают их до тонкодисперсного состояния с размером частиц 3-5 мкм и вводят их в низкомолекулярную эпоксидиановую смолу при массовом соотношении отвердителей и смолы 1:3, смесь перетирают до образования пасты с последующим совмещением пасты с предварительно приготовленным расплавом оставшейся низкомолекулярной эпоксидиановой смолы, эпокситрифенольной смолы и высокомолекулярной эпоксидиановой смолы и использованием при необходимости растворителя.
Эпокситрифенольная смола - 50-60
Низкомолекулярная эпоксидиановая смола - 25-35
Высокомолекулярная эпоксидная смола - 4-10
Дициандиамид - 3 -4
Бис(N,N'-диметилкарбамид) дифенилметан - 4-6
Растворитель - 0-82
Техническая задача решается также способом получения связующего для препрегов, который заключается в смешении указанных компонентов, причем сначала смешивают отвердители - дициандиамид и бис (N,N'-диметилкарбамид) дифенилметан, измельчают их до тонкодисперсного состояния с размером частиц 3-5 мкм и вводят их в низкомолекулярную эпоксидиановую смолу при массовом соотношении отвердителей и смолы 1:3, смесь перетирают до образования пасты с последующим совмещением пасты с предварительно приготовленным расплавом оставшейся низкомолекулярной эпоксидиановой смолы, эпокситрифенольной смолы и высокомолекулярной эпоксидиановой смолы и использованием при необходимости растворителя.
Согласно изобретению предлагается также препрег, полученный на основе эпоксидного связующего и волокнистого наполнителя, при следующем соотношении компонентов препрега, мас.%:
Эпоксидное связующее - 30-42
Волокнистый наполнитель - 58-70
В качестве волокнистого наполнителя используются стеклянные, углеродные, органические жгуты, ленты, ткани и нити, а также их сочетания.
Эпоксидное связующее - 30-42
Волокнистый наполнитель - 58-70
В качестве волокнистого наполнителя используются стеклянные, углеродные, органические жгуты, ленты, ткани и нити, а также их сочетания.
Согласно изобретению предлагается также изделие, полученное путем формования препрегов.
Согласно изобретению используют эпокситрифенольную смолу (ЭТФ) - триглицидиловый эфир 1,1,3 -три(оксифенил) пропана (ТУ2225-316-09201208-94), эпоксидиановые смолы ЭД-22, ЭД-20 и др., высокомолекулярную эпоксидиановую смолу марки Э-49П (ТУ210-1592-76), полученную сополимеризацией эпоксидиановой смолы Э-40 (ОСТ6-10-416-76) с дифенилолпропаном. Отвердители - дициандиамид (1-цианогуанидин) (ТУ6-09-3967-80) и бис (NN'-диметилкарбамид) дифенилметан - отвердитель N 9 (ТУ6-14-22-159-83).
При получении препрега по растворной технологии используют растворитель - смесь алифатического спирта (этиловый, изопропиловый) и ацетона при их массовом соотношении 3:5.
Для получения препрегов и изделий возможно использование связующего, полученного смешением компонентов по традиционной технологии.
Данное изобретение иллюстрируется следующими примерами.
Пример 1.
Смешивают отвердитель N 9 бис (NN' диметилкарбамид) дифенилметан (5 мас. ч. ) и дициандиамид (3 мас.ч.). Смесь измельчают до тонкодисперсного состояния с размером частиц 3-5 мкм. Полученную смесь вводят в предварительно нагретую до 50-60oС эпоксидиановую смолу ЭД-22 (24 мас.ч.). Полученную смесь перетирают на краскотерочной машине до однородной консистенции. Полученная паста может храниться в течение 6 мес. при комнатной температуре.
В смеситель с пропеллерной мешалкой загружают эпоксидиановую смолу ЭД-22 (10 мас. ч.), эпокситрифенольную смолу ЭТФ (50 мас.ч.) и высокомолекулярную эпоксидиановую смолу марки Э-49П (8 мас.ч.) и перемешивают до получения однородной массы (расплава) при 140-150oС в течение 3 час.
Полученный сплав смол процеживают через сито с размером ячейки 0,3-0,5 мм. Сплав смол (68 мас.ч.) загружают в смеситель, нагревают до 65-75oС, вводят приготовленную пасту (32 мас.ч.) и производят перемешивание компонентов в течение 1,5 час.
Полученное связующее хранят в плотно закрытой таре в течение 3 мес. при комнатной температуре и 1 год при температуре 5 - 10oС.
Свойства связующего:
Кинематическая вязкость при 20oС, мРа (3 - 4) • 104
Кинематическая вязкость при 70oС, мРа (1 - 1,5) • 103
Время желатинизации при Т=122±2oС, мин не менее 10
Расплавленное связующее при температуре 65-75oС выливается из фильеры на движущуюся бумажную подложку. Армирующий волокнистый наполнитель подается к бумаге с нанесенным расплавом связующего. Вся лента проходит последовательно через обогреваемую камеру (t = 60-70oС) и каландры, где происходит формирование качественного препрега.
Кинематическая вязкость при 20oС, мРа (3 - 4) • 104
Кинематическая вязкость при 70oС, мРа (1 - 1,5) • 103
Время желатинизации при Т=122±2oС, мин не менее 10
Расплавленное связующее при температуре 65-75oС выливается из фильеры на движущуюся бумажную подложку. Армирующий волокнистый наполнитель подается к бумаге с нанесенным расплавом связующего. Вся лента проходит последовательно через обогреваемую камеру (t = 60-70oС) и каландры, где происходит формирование качественного препрега.
Свойства препрега представлены в табл. 1.
Пример 2.
Получают аналогично примеру 1 связующее в виде расплава при следующем соотношении компонентов, мас.ч.:
Эпокситрифенольная смола ЭТФ - 58
Эпоксидиановая смола ЭД-20 - 26
Эпоксидиановая смола Э-49П - 8
Дициандиамид - 4
Бис NN'-диметилкарбамид дифенилметан - 4
Затем полученное связующее растворяют в смеси этилового спирта и ацетона, взятых в соотношении 3:5, в количестве 66,7 мас.ч.
Эпокситрифенольная смола ЭТФ - 58
Эпоксидиановая смола ЭД-20 - 26
Эпоксидиановая смола Э-49П - 8
Дициандиамид - 4
Бис NN'-диметилкарбамид дифенилметан - 4
Затем полученное связующее растворяют в смеси этилового спирта и ацетона, взятых в соотношении 3:5, в количестве 66,7 мас.ч.
Свойства связующего:
Концентрация раствора,% - 55
Время желатинизации при Т=122±2oC, мин - Не менее 10
Жизнеспособность, мес. - 6
Композицию наносят на армирующий тканый наполнитель путем пропитки в полученном растворе.
Концентрация раствора,% - 55
Время желатинизации при Т=122±2oC, мин - Не менее 10
Жизнеспособность, мес. - 6
Композицию наносят на армирующий тканый наполнитель путем пропитки в полученном растворе.
Свойства препрега представлены в табл. 1
Пример 3.
Пример 3.
Аналогично примеру 2 при следующем соотношении компонентов, мас.ч:
Эпокситрифенольная смола ЭТФ - 60
Эпоксидиановая смола ЭД-20 - 28
Эпоксидиановая смола Э-49П - 4
Дициандиамид - 3
Бис NN'-диметилкарбамид дифенилметан - 5
Затем полученное связующее растворяют в смеси этилового спирта и ацетона, взятых в соотношении 3: 5, в количестве 82 мас.ч.
Эпокситрифенольная смола ЭТФ - 60
Эпоксидиановая смола ЭД-20 - 28
Эпоксидиановая смола Э-49П - 4
Дициандиамид - 3
Бис NN'-диметилкарбамид дифенилметан - 5
Затем полученное связующее растворяют в смеси этилового спирта и ацетона, взятых в соотношении 3: 5, в количестве 82 мас.ч.
Свойства связующего:
Концентрация раствора,% - 60
Время желатинизации при Т = 122±2oС, мин - Не менее 10
Жизнеспособность, мес. - 6
Композицию наносят на армирующий наполнитель.
Концентрация раствора,% - 60
Время желатинизации при Т = 122±2oС, мин - Не менее 10
Жизнеспособность, мес. - 6
Композицию наносят на армирующий наполнитель.
Свойства препрега представлены в табл. 1.
Изобретение не ограничивается данными примерами.
Предлагаемое связующее универсально, то есть может использоваться для получения препрегов по растворной и расплавной (фильерной) технологии на основе различных волокнистых наполнителей и их сочетаний (гибридные наполнители).
Изобретение позволяет снизить количество "остаточного растворителя" до минимального значения при сохранении оптимального уровня технологических свойств (липкости, эластичности) препрегов в течение длительного времени, что особенно важно при выкладке крупногабаритных конструкций.
Использование препрегов позволяет производить формирование заготовок изделий методом намотки, ручной и автоматизированной выкладки. Изделия из стекло-, органо- и гибридных слоистых пластиков на основе данного связующего могут изготавливаться методами автоклавного, вакуумного формования и прямого прессования.
Получаемые композиционные материалы характеризуются повышенной водостойкостью и достаточно высокими прочностными характеристиками, что позволяет использовать их для изготовления высоконагруженных конструкций, работающих при знакопеременных и ударных нагрузках в условиях повышенной влажности (табл. 2).
Claims (3)
1. Состав для получения связующего для препрегов, включающий эпокситрифенольную смолу - триглицидиловый эфир 1,1,3-три(оксифенил)пропана, низкомолекулярную эпоксидиановую смолу, отвердители - дициандиамид и бис(N,N'-диметилкарбамид)дифенилметан и при необходимости растворитель - смесь алифатического спирта и ацетона при их массовом соотношении 3 : 5, отличающийся тем, что он дополнительно содержит высокомолекулярную эпоксидиановую смолу, представляющую собой продукт сополимеризации низкомолекулярной эпоксидиановой смолы с дифенилолпропаном при следующем соотношении компонентов, мас.ч:
Эпокситрифенольная смола - 50 - 60
Низкомолекулярная эпоксидиановая смола - 25 - 35
Высокомолекулярная эпоксидиановая смола - 4 - 10
Дициандиамид - 3 - 4
Бис(N,N'-диметилкарбамид)дифенилметан - 4 - 6
Растворитель - 0 - 82
2. Способ получения связующего для препрегов путем смешения компонентов, отличающийся тем, что смешивают компоненты состава по п.1, причем сначала смешивают отвердители - дициандиамид и бис(N,N'-диметилкарбамид)дифенилметан, измельчают их до тонкодисперсного состояния с размером частиц 3 - 5 мкм и вводят в низкомолекулярную эпоксидиановую смолу при массовом соотношении отвердителей и смолы 1 : 3, смесь перетирают до образования пасты с последующим совмещением пасты с предварительно приготовленным расплавом оставшейся низкомолекулярной эпоксидиановой смолы, эпокситрифенольной смолы и высокомолекулярной эпоксидиановой смолы с использованием при необходимости растворителя.
Эпокситрифенольная смола - 50 - 60
Низкомолекулярная эпоксидиановая смола - 25 - 35
Высокомолекулярная эпоксидиановая смола - 4 - 10
Дициандиамид - 3 - 4
Бис(N,N'-диметилкарбамид)дифенилметан - 4 - 6
Растворитель - 0 - 82
2. Способ получения связующего для препрегов путем смешения компонентов, отличающийся тем, что смешивают компоненты состава по п.1, причем сначала смешивают отвердители - дициандиамид и бис(N,N'-диметилкарбамид)дифенилметан, измельчают их до тонкодисперсного состояния с размером частиц 3 - 5 мкм и вводят в низкомолекулярную эпоксидиановую смолу при массовом соотношении отвердителей и смолы 1 : 3, смесь перетирают до образования пасты с последующим совмещением пасты с предварительно приготовленным расплавом оставшейся низкомолекулярной эпоксидиановой смолы, эпокситрифенольной смолы и высокомолекулярной эпоксидиановой смолы с использованием при необходимости растворителя.
3. Препрег, полученный на основе эпоксидного связующего и волокнистого наполнителя, отличающийся тем, что в качестве связующего используют связующее на основе состава по п.1 при следующем соотношении компонентов препарата, мас.%:
Эпоксидное связующее - 30 - 42
Волокнистый наполнитель - 58 - 70
4. Препрег по п. 3, отличающийся тем, что в качестве волокнистого наполнителя используются стеклянные, углеродные, органические жгуты, ленты, ткани и нити, а также их сочетания.
Эпоксидное связующее - 30 - 42
Волокнистый наполнитель - 58 - 70
4. Препрег по п. 3, отличающийся тем, что в качестве волокнистого наполнителя используются стеклянные, углеродные, органические жгуты, ленты, ткани и нити, а также их сочетания.
5. Изделие, полученное путем формования препрега по пп.3 и 4.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2000123613A RU2176255C1 (ru) | 2000-09-14 | 2000-09-14 | Состав для получения связующего для препрегов, способ получения связующего для препрегов, препрег и изделие |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2000123613A RU2176255C1 (ru) | 2000-09-14 | 2000-09-14 | Состав для получения связующего для препрегов, способ получения связующего для препрегов, препрег и изделие |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2176255C1 true RU2176255C1 (ru) | 2001-11-27 |
Family
ID=20240043
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2000123613A RU2176255C1 (ru) | 2000-09-14 | 2000-09-14 | Состав для получения связующего для препрегов, способ получения связующего для препрегов, препрег и изделие |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2176255C1 (ru) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2460745C2 (ru) * | 2010-12-29 | 2012-09-10 | Открытое акционерное общество "Национальный институт авиационных технологий" (ОАО НИАТ) | Состав и способ изготовления связующего, препрега и сотовой панели |
| RU2470047C2 (ru) * | 2011-05-04 | 2012-12-20 | Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство промышленности и торговли Российской Федерации (Минпромторг России) | Связующее для препрегов и способ его получения |
| RU2559495C1 (ru) * | 2014-01-13 | 2015-08-10 | Открытое акционерное общество "Национальный институт авиационных технологий" (ОАО НИАТ) | Состав для получения связующего для препрегов, способ изготовления связующего, препрег и способ изготовления панели из полимерного композиционного материала |
| RU2560421C1 (ru) * | 2014-05-28 | 2015-08-20 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Всероссийский научно-исследовательский институт авиационных материалов" (ФГУП "ВИАМ") | Эпоксидное связующее, препрег на его основе и изделие, выполненное из него |
-
2000
- 2000-09-14 RU RU2000123613A patent/RU2176255C1/ru active
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2460745C2 (ru) * | 2010-12-29 | 2012-09-10 | Открытое акционерное общество "Национальный институт авиационных технологий" (ОАО НИАТ) | Состав и способ изготовления связующего, препрега и сотовой панели |
| RU2470047C2 (ru) * | 2011-05-04 | 2012-12-20 | Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство промышленности и торговли Российской Федерации (Минпромторг России) | Связующее для препрегов и способ его получения |
| RU2559495C1 (ru) * | 2014-01-13 | 2015-08-10 | Открытое акционерное общество "Национальный институт авиационных технологий" (ОАО НИАТ) | Состав для получения связующего для препрегов, способ изготовления связующего, препрег и способ изготовления панели из полимерного композиционного материала |
| RU2560421C1 (ru) * | 2014-05-28 | 2015-08-20 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Всероссийский научно-исследовательский институт авиационных материалов" (ФГУП "ВИАМ") | Эпоксидное связующее, препрег на его основе и изделие, выполненное из него |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP2300517B1 (en) | Method for the preparation of a reinforced thermoset polymer composite | |
| DE60013527T2 (de) | Expoxidharzzusammensetzung, expoxidharzzusammensetzung für faserverstärkte verbundwerkstoffe und diese enthaltende faserverstärkte verbundstoffe | |
| US4076869A (en) | Hardenable epoxy resin compositions and process for making the same | |
| DE60223646T2 (de) | Epoxidharzzusammensetzung, verfahren zur herstellung von faserverstärkten verbundwerkstoffen und faserstärkte verbundwerkstoffe | |
| DE60125588T3 (de) | Thermisch stabile binderharzzusammensetzung und verfahren zur verfestigung von fasern | |
| EP0133154B1 (de) | Mit einer härtbaren Epoxidharzmatrix imprägnierte Faserverbundmaterialien | |
| EP2462190B1 (de) | Beschichteter festigkeitsträger | |
| CH410430A (de) | Verfahren zur Herstellung gehärter Harze und Anwendung desselben | |
| DE102013227142B4 (de) | Langzeitstabile Prepregs, deren Verwendung, Verfahren zu deren Herstellung und Faserverbundwerkstoff | |
| EP0170075B1 (de) | Härtbare Zusammensetzungen auf Basis von Epoxidharzen | |
| DE3129016A1 (de) | "fluessiges matrixsystem aus epoxidharz-aminhaerter-basis fuer faserverstaerkte kunststoffteile" | |
| KR20160043975A (ko) | 1k 열경화성 에폭시 조성물 | |
| RU2479606C1 (ru) | Состав модифицированного связующего на основе эпоксидных смол, способ его получения и препрег на его основе | |
| EP1375591B1 (de) | Verfahren zur Herstellung eines faserverstärkten Produktes auf Epoxidharzbasis | |
| DE102006032063B4 (de) | Verfahren zur Herstellung einer Formmasse | |
| RU2176255C1 (ru) | Состав для получения связующего для препрегов, способ получения связующего для препрегов, препрег и изделие | |
| US3901833A (en) | Hardenable epoxy resin compositions and process for making the same | |
| EP0139110B1 (de) | Härtbare Epoxidharze | |
| JP4894339B2 (ja) | 繊維強化複合材料用エポキシ樹脂組成物 | |
| EP2623532A1 (de) | Polyurethan-Kompositwerkstoff und Verfahren zur Herstellung desselben | |
| RU2335515C1 (ru) | Эпоксидное связующее для препрегов, препрег на его основе и изделие, выполненное из него | |
| AU751842B2 (en) | Resin transfer moulding | |
| DE4121527A1 (de) | Epoxymatrix-harzformulierungen mit verbesserter lagerungsstabilitaet | |
| EP0311894A2 (de) | Wässrige Dispersionen, Verfahren zu deren Herstellung und ihre Verwendung | |
| RU2655805C1 (ru) | Эпоксидное связующее, препрег на его основе и изделие, выполненное из него |