RU2460745C2 - Composition and method of producing binder, prepreg and cellular panel - Google Patents

Composition and method of producing binder, prepreg and cellular panel Download PDF

Info

Publication number
RU2460745C2
RU2460745C2 RU2010150362/05A RU2010150362A RU2460745C2 RU 2460745 C2 RU2460745 C2 RU 2460745C2 RU 2010150362/05 A RU2010150362/05 A RU 2010150362/05A RU 2010150362 A RU2010150362 A RU 2010150362A RU 2460745 C2 RU2460745 C2 RU 2460745C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
binder
epoxy resin
resin
prepreg
molecular weight
Prior art date
Application number
RU2010150362/05A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2010150362A (en
Inventor
Геннадий Игоревич Шокин (RU)
Геннадий Игоревич Шокин
Павел Викторович Шершак (RU)
Павел Викторович Шершак
Игорь Сергеевич Карпейкин (RU)
Игорь Сергеевич Карпейкин
Виталий Валентинович Плихунов (RU)
Виталий Валентинович Плихунов
Ренат Рашидович Ямаев (RU)
Ренат Рашидович Ямаев
Дмитрий Юрьевич Рябовол (RU)
Дмитрий Юрьевич Рябовол
Андрей Федорович Филипенок (RU)
Андрей Федорович Филипенок
Виктор Александрович Соловьев (RU)
Виктор Александрович Соловьев
Александр Захарович Двейрин (UA)
Александр Захарович Двейрин
Original Assignee
Открытое акционерное общество "Национальный институт авиационных технологий" (ОАО НИАТ)
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Открытое акционерное общество "Национальный институт авиационных технологий" (ОАО НИАТ) filed Critical Открытое акционерное общество "Национальный институт авиационных технологий" (ОАО НИАТ)
Priority to RU2010150362/05A priority Critical patent/RU2460745C2/en
Publication of RU2010150362A publication Critical patent/RU2010150362A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2460745C2 publication Critical patent/RU2460745C2/en

Links

Abstract

FIELD: chemistry.
SUBSTANCE: binder contains the following (pts.wt): low-molecular epoxydiane resin 10-20, high-molecular epoxy resin 3-6, bis(N,N'-dimethylcarbamide)diphenyl methane 3-5, epoxy-novolac resin 15-25, tetrabromodiane-based epoxy resin 16-24 and solvent - a mixture of aliphatic alcohol and acetone in ratio 1:2 0-50. The binder is obtained by dispersing bis(N,N'-dimethylcarbamide) in a portion of low-molecular epoxydiane resin. The high-molecular epoxy resin is then fused with the remaining portion of the low-molecular epoxydiane resin, the epoxy-novolac resin and the tetrabromodiane-based resin at 130-150°C, and then mixed at 50-70°C with the obtained dispersion with addition the required amount of solvent. Prepregs are obtained from the binder and a fibre filler. The prepreg is used to make lining in a three-layer panel.
EFFECT: invention enables to obtain binder and a prepreg based on said binder and cellular panels, having self-extinguishing, high mechanical properties with minimum consumption of material, electric power and labour input.
6 cl, 6 tbl, 4 ex

Description

Область техникиTechnical field

Настоящее изобретение относится к химии и технологическим процессам, а более конкретно к композициям эпоксидных смол и слоистых изделий, и может быть использовано в производстве трехслойных (сэндвич) панелей из полимерных композиционных материалов (ПКМ). Данное изобретение может найти свое применение, в частности, в панелях пола воздушных судов, которые состоят из композитных сот и композитных обшивок.The present invention relates to chemistry and technological processes, and more particularly to compositions of epoxy resins and layered products, and can be used in the manufacture of three-layer (sandwich) panels from polymer composite materials (PCM). This invention can find its application, in particular, in the floor panels of aircraft, which consist of composite honeycombs and composite cladding.

Уровень техникиState of the art

Сотовые панели нашли широкий спектр применения там, где требуется высокая прочность при небольшом весе. Соты и жесткая синтактная паста используются как легкий и прочный заполнитель во многих сэндвич-конструкциях. Соты являются очень популярным заполнителем из-за таких показателей, как отношение высокой прочности к малому весу и высокому сопротивлению к усталостным нагрузкам. Для изготовления сотового заполнителя применяют обширное количество материалов, включая металлы и композиционные материалы.Cellular panels have found a wide range of applications where high strength with low weight is required. Honeycombs and hard syntactic paste are used as lightweight and durable aggregate in many sandwich designs. Honeycombs are a very popular aggregate due to indicators such as the ratio of high strength to low weight and high resistance to fatigue loads. A wide variety of materials, including metals and composite materials, are used to make honeycomb core.

Обшивка, которая приклеивается к торцам сотового заполнителя, может быть изготовлена из широкого спектра материалов, включая различные ПКМ. Важным моментом в формовании любой сэндвич-панели является то, каким образом обшивка приклеивается к сотовому заполнителю. Обычно используют адгезивные способы соединения обшивки с сотами. Адгезивы должны прочно прикреплять обшивки к сотам, чтобы надлежащим образом распределять нагрузки от одной поверхности к другой и позволить конструкции выполнять все предусмотренные нагрузки в соответствии с используемыми при расчете прочностными параметрами. Если адгезив оказывается слабым по своим показателям, то это существенно влияет на прочность панели. Адгезив является одной из критических составных частей сэндвич-панели, в которой используется сотовый заполнитель, поскольку соты имеют относительно маленькую площадь контакта в области стыка с обшивкой.The skin that adheres to the ends of the honeycomb core can be made from a wide range of materials, including various PCMs. An important point in the molding of any sandwich panel is how the skin adheres to the honeycomb core. Usually, adhesive methods are used to connect the skin to the honeycombs. Adhesives must firmly attach the skin to the honeycomb in order to appropriately distribute the loads from one surface to another and allow the structure to fulfill all the intended loads in accordance with the strength parameters used in the calculation. If the adhesive is weak in terms of performance, then this significantly affects the strength of the panel. Adhesive is one of the critical components of a sandwich panel that uses honeycomb core because the cells have a relatively small contact area at the interface with the skin.

Один из способов применения обшивки из композиционных материалов с сотовым заполнителем включает получение препрега, который состоит из волокнистого наполнителя и неотвержденной смолы. Препрег - это термин из индустрии композиционных материалов, обозначающий ткань, нетканый материал, жгуты или ровинги, которые предварительно пропитаны термореактивной смолой и которые готовы к стадии финального отверждения. Пленка адгезива обычно добавляется после отверждения препрега для последующего приклеивания к сотам (раздельное формование) или одновременного отверждения препрега и самого адгезива в сборке с сотовым заполнителем (совмещенное формование). Пленка агдезива может применяться как промежуточный слой или как интегральная часть препрега.One way to use honeycomb composite sheathing involves preparing a prepreg, which consists of a fibrous filler and an uncured resin. Prepreg is a term from the composite materials industry that refers to fabric, non-woven fabric, tows or rovings that are pre-impregnated with a thermosetting resin and that are ready for the final cure stage. An adhesive film is usually added after curing the prepreg for subsequent bonding to the honeycombs (separate molding) or simultaneously curing the prepreg and the adhesive itself in an assembly with honeycomb (combined molding). The adhesive film can be used as an intermediate layer or as an integral part of the prepreg.

Используют различные приемы снижения массы сотовых сэндвич-панелей без снижения прочности конструкции. Один из применяемых способов снижения веса - это исключение отдельного адгезионного слоя. Эта задача решается путем изготовления обшивок из препрегов, которые являются самоклеющимися. Связующее, которое используется в таких самоклеющихся препрегах, должно удовлетворять двум требованиям: обеспечивать высокую прочность обшивки, в то же время поддерживая достаточное сильное ее склеивание с сотовым заполнителем. Детально самоклеющиеся обшивки описаны и опубликованы в европейских патентах ЕР 0927737 А1 и ЕР 0819723 А1 и U.S. Pat. Nos. 6,440,257 и 6,508,910.They use various methods of reducing the weight of cellular sandwich panels without reducing the structural strength. One of the methods used to reduce weight is the exclusion of a separate adhesive layer. This problem is solved by the manufacture of casing of prepregs, which are self-adhesive. The binder, which is used in such self-adhesive prepregs, must satisfy two requirements: to ensure high strength of the casing, while at the same time supporting its strong bonding with honeycomb core. Self-adhesive claddings are described in detail and published in European patents EP 0927737 A1 and EP 0819723 A1 and U.S. Pat. Nos. 6,440,257; and 6,508,910.

Сотовые сэндвич-панели используются в качестве панелей пола в фюзеляжах воздушных судов. Панели пола классифицируются в зависимости от их зоны применения. Например, пассажирские воздушные суда обычно включают четыре типа панелей пола: 1) подкресельные панели, 2) панели проходов, 3) панели входов-выходов и кухни, 4) высоконагруженные панели. Физико-механические характеристики панелей очень зависят от различных нагрузок в процессе их использования. Например, панели проходов и подкресельные панели имеют тенденцию быть легкими и не такими прочными, как панели кухни или высоконагруженные панели багажного отделения и т.п.Cellular sandwich panels are used as floor panels in aircraft fuselages. Floor panels are classified according to their area of use. For example, passenger aircraft typically include four types of floor panels: 1) sub-seat panels, 2) aisle panels, 3) I / O panels and kitchens, 4) heavily loaded panels. Physico-mechanical characteristics of the panels are very dependent on various loads in the process of their use. For example, aisle and sub-seat panels tend to be light and not as strong as kitchen panels or heavily loaded luggage panels, etc.

Известно, что важное значение в конструировании любого летательного аппарата имеет снижение его общей массы. Важно производить панели настолько легкими, насколько это возможно, одновременно сохраняя различные конструкционные характеристики, которые требуется для конкретного типа панели пола. Даже небольшое изменение в поверхностной (кг/м2) плотности панели пола повлияет на относительное изменение общей взлетной массы самолета. Таким образом, необходимо изготавливать панели пола легкими по весу и с конструкционными требованиями, обеспечивающими их использование в различных видах самолетов и их конкретных участках.It is known that a decrease in its total mass is important in the design of any aircraft. It is important to make the panels as light as possible while preserving the various structural characteristics that are required for a particular type of floor panel. Even a small change in the surface (kg / m 2 ) density of the floor panel will affect the relative change in the total take-off weight of the aircraft. Thus, it is necessary to make floor panels light in weight and with structural requirements that ensure their use in various types of aircraft and their specific areas.

Известен патент РФ 2055723 «Многослойная панель», предназначенный для использования в авиа-, судо-, автомобилестроении, в строительстве, изготовлении мебели и спортинвентаря.Known RF patent 2055723 "Multilayer panel", intended for use in the aircraft, ship, automotive, construction, furniture and sports equipment.

Известна многослойная панель, содержащая выполненные на основе волокнистого полуфабриката наружные слои и размещенные между ними слои заполнителя, например, сотового, соединенные между собой путем бесклеевого термоформования с использованием термопластичного связующего, содержащегося в виде термоплавких волокон в структуре наружных слоев.A multilayer panel is known that contains outer layers made on the basis of a fibrous semi-finished product and layers of aggregate, for example, honeycomb placed between them, interconnected by adhesiveless thermoforming using thermoplastic binder contained in the form of thermofusible fibers in the structure of the outer layers.

Известно [1], что термопластичные клеевые соединения обладают недостаточно высокой прочностью, поэтому применение таких конструкций допустимо в виде отделочного материала в строительстве, производстве мебели, спортинвентаря. Термоформование панелей на основе термопластичных связующих требует высоких давлений и температур, что требует специального дорогостоящего оборудования.It is known [1] that thermoplastic adhesive joints are not strong enough, therefore, the use of such structures is permissible in the form of finishing material in construction, furniture production, sports equipment. Thermoforming panels based on thermoplastic binders requires high pressures and temperatures, which requires special expensive equipment.

В авиастроении для изготовления элементов конструкции интерьера пассажирского самолета панели из указанных в изобретении материалов применяться не могут из-за высокой горючести, тепло- и дымовыделения при горении [2], не соответствующих требованиям авиационных стандартов [3].In the aircraft industry for the manufacture of structural elements of the interior of a passenger aircraft, panels from the materials specified in the invention cannot be used because of the high combustibility, heat and smoke during combustion [2], which do not meet the requirements of aviation standards [3].

Известен патент РФ 1445163 «Способ получения эпоксидной композиции».Known RF patent 1445163 "Method for producing an epoxy composition."

Изобретение относится к способу получения эпоксидного связующего для получения препрегов и полимерных композиционных материалов с самозатухающими свойствами, в частности может быть использовано в производстве сотовых конструкций. Однако присутствие низкомолекулярной смолы ДЭГ-1 (диглицидиловый эфир диэтиленгликоля) полностью исключает возможность использования препрегов на основе данной композиции в производстве сотовых конструкций методом совмещенного формования. При повышении температуры выше 90°С, т.е. до начала отверждения при 125±5°С, связующее с верхней обшивки будет стекать по стенкам сот и при этом не обеспечивается достаточной для эксплуатации прочности приклеивания этой обшивки к сотам.The invention relates to a method for producing an epoxy binder for producing prepregs and polymer composite materials with self-extinguishing properties, in particular, can be used in the manufacture of honeycomb structures. However, the presence of a low molecular weight resin DEG-1 (diglycidyl ether of diethylene glycol) completely excludes the possibility of using prepregs based on this composition in the production of honeycomb structures by the combined molding method. When the temperature rises above 90 ° C, i.e. prior to curing at 125 ± 5 ° С, the binder from the upper skin will drain along the walls of the honeycomb and at the same time, the adhesive strength of this skin to the honeycomb is not sufficient for operation.

Известен патент РФ 2250830 «Конструкция панели сотовой».Known patent of the Russian Federation 2250830 "Design of a cellular panel."

Изобретение относится к авиационной промышленности для производства различных сотовых панелей интерьера с самозатухающими свойствами, а также с торцами, заполненными синтактной пастой (микросферопластом).The invention relates to the aviation industry for the production of various cellular interior panels with self-extinguishing properties, as well as with ends filled with syntactic paste (microspheroplast).

Известна конструкция сотовой панели, состоящая из верхней и нижней обшивок из органита 7ТЛ-Б(0)-2-Ш, приклеенных к сотовому заполнителю пленкой ВК-46, при этом торцы панели заполняются пастой ВПЗ-1-55.A known design of the honeycomb panel, consisting of the upper and lower skin of organite 7TL-B (0) -2-Sh, glued to the honeycomb core with VK-46 film, while the ends of the panel are filled with paste VPZ-1-55.

Недостатком данного способа является использование раздельного формования обшивок и склеивания их с сотовым заполнителем, при этом используемые материалы ограничены Органитом 7ТЛ-Б(0)-2Ш и клеем ВК-46. Такие панели имеют ограниченный круг применения, чрезвычайно дорогостоящи из-за применения вышеуказанных материалов. Способ изготовления многоцикловый, трудоемкий и энергоемкий. В целом производство таких панелей нерентабельно, а применение ограничено.The disadvantage of this method is the use of separate molding of the skin and gluing them with honeycomb, while the materials used are limited to 7TL-B (0) -2Sh Organite and VK-46 glue. Such panels have a limited range of applications, extremely expensive due to the use of the above materials. The manufacturing method is multi-cycle, labor-intensive and energy-intensive. In general, the production of such panels is unprofitable, and their use is limited.

Известны заготовки панелей пола, изготавливаемые ОНПП «Технология» по ТУ 1-596-417-01 [4]. Панели сотовые со стеклопластиковыми обшивками на основе стеклоткани Т-10-80 и связующего ЭП-2МК. Недостатком данных панелей являются высокая масса и низкая прочность при изгибе и чрезвычайно высокий прогиб при изгибе длинной балки по ОСТ 1.90265-78. Препреги на основе используемого связующего ЭП-2МК нетехнологичны в переработке (слишком высокая липкость и низкая жизнеспособность), а также требуют длительной, высокотемпературной термообработки: 4-6 часа при Т=160-170°С.Known blanks of floor panels manufactured by ONPP "Technology" according to TU 1-596-417-01 [4]. Honeycomb panels with fiberglass cladding based on fiberglass T-10-80 and adhesive EP-2MK. The disadvantage of these panels is the high mass and low bending strength and extremely high deflection when bending a long beam according to OST 1.90265-78. Prepregs based on the used binder EP-2MK are not technologically advanced in processing (too high stickiness and low viability), and also require a long, high-temperature heat treatment: 4-6 hours at T = 160-170 ° С.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению по технической сущности и достигаемому результату является состав для получения связующего для препрегов, способ получения связующего для препрегов, препрег и изделие по патенту РФ2176255 «Состав для получения связующего для препрегов, способ получения связующего для препрегов, препрег и изделие».Closest to the proposed invention in technical essence and the achieved result is a composition for producing a binder for prepregs, a method for producing a binder for prepregs, prepreg and the product according to RF2176255 "Composition for producing a binder for prepregs, a method for producing a binder for prepregs, prepreg and product".

Согласно изобретению для получения связующего для препрегов берется эпокситрифенольная смола, низкомолекулярная эпоксидиановая смола, 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.).According to the invention, an epoxytriphenol resin, a low molecular weight epoxidian resin, hardeners-dicyandiamide and bis (N, N′-dimethylcarbamide) diphenylmethane in a weight ratio of (50-60) :( 25-35) :( 4-10) are taken to prepare a binder for prepregs : (3-4) :( 4-6) and, possibly, the solvent is a mixture of aliphatic alcohol with acetone in a mass ratio of 3: 5 in an amount of 0-82 (parts by weight).

Способ получения связующего для препрегов, состоящий 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.A method for producing a binder for prepregs, which consists in mixing a pre-prepared paste - a mixture of hardeners crushed to a particle size of 3-5 μm with a part of a molten low molecular weight epoxy resin - followed by combining the paste with an alloy of the remaining part of the low molecular weight epoxy resin, epoxytriphenol resin and high molecular weight epoxy resin and , if necessary, a solvent.

Препрег содержит предлагаемое эпоксидное связующее и волокнистый наполнитель в соотношении (30-42):(58-70) мас.% соответственно. В качестве наполнителя используются стеклянные, углеродные, органические жгуты, ленты, ткани и нити а также их сочетания.The prepreg contains the proposed epoxy binder and fibrous filler in the ratio (30-42) :( 58-70) wt.%, Respectively. As a filler, glass, carbon, organic tows, ribbons, fabrics and threads, as well as their combinations, are used.

Недостатком указанного состава и способа изготовления является: отсутствие в составе связующего антипиренов (продуктов, снижающих горючесть материала);The disadvantage of this composition and manufacturing method is: the absence of flame retardants in the binder composition (products that reduce the combustibility of the material);

состав отвердителя требует повышенной (около 160°С) температуры отверждения; содержание большого количества эпокситрифенольной и низкомолекулярной диановой смолы, обладающих высокой текучестью при повышенных температурах, делает невозможным осуществление совмещенного формования и склеивания обшивок с сотовым заполнителем.the hardener composition requires an increased (about 160 ° C) curing temperature; the content of a large amount of epoxytriphenol and low molecular weight diane gum, having high fluidity at elevated temperatures, makes it impossible to carry out combined molding and gluing of skin with honeycomb core.

Сотовые панели, изготавливаемые с использованием заявленного состава и препрега на его основе, не могут быть использованы в конструкциях полов самолетов и других транспортных средств из-за своей горючести, не соответствующей требованиям АП-25 [3]. Процесс изготовления их возможен только методом раздельного формования с использованием дополнительно клеевой пленки, что как указывалось ранее, повышает трудоемкость, энергоемкость, а также снижает производительность и рентабельность производства.Cell panels manufactured using the claimed composition and a prepreg based on it cannot be used in floor structures of aircraft and other vehicles because of their combustibility that does not meet the requirements of AP-25 [3]. Their manufacturing process is possible only by separate molding using an additional adhesive film, which, as mentioned earlier, increases labor intensity, energy consumption, and also reduces production productivity and profitability.

Сущность изобретенияSUMMARY OF THE INVENTION

Задачей данного изобретения является разработка состава связующего и препрегов на его основе, обладающих совокупностью самозатухающего и самоклеющегося свойств, для изготовления методом совмещенного формования сотовых панелей пола с высоким сопротивлением изгибающим нагрузкам, имеющих сниженную энергоемкость и высокую технологичность в производстве.The objective of this invention is to develop the composition of the binder and prepregs based on it, with a combination of self-extinguishing and self-adhesive properties, for the manufacture by combined molding of honeycomb floor panels with high resistance to bending loads, having reduced energy intensity and high manufacturability.

Кроме того, изделия, выполняемые с использованием связующего, например сотовые панели, должны обладать высокой технологичностью и пожаробезопасностью.In addition, products made using a binder, such as honeycomb panels, must be highly technological and fireproof.

Более того, связующее и технология производства изделий должны обеспечивать их высокое качество.Moreover, the binder and production technology of the products must ensure their high quality.

Поставленная задача решается тем, что:The problem is solved in that:

в составе и способе изготовления связующего, препрега и сотовой панели использовано связующее включающее: эпоксидиановую смолу, высокомолекулярную эпоксидную смолу, бис(N,N'-диметилкарбамид) дифенилметан и растворитель - смесь алифатического спирта и ацетона в соотношении 1:2, связующее содержит дополнительно эпоксиноволачную смолу и эпоксидную смолу на основе тетрабромдиана при следующем соотношении компонентов (мас.ч.)in the composition and method of manufacturing a binder, prepreg and honeycomb panel, a binder was used including: epoxy resin, high molecular weight epoxy resin, bis (N, N'-dimethyl carbamide) diphenylmethane and solvent - a mixture of aliphatic alcohol and acetone in a ratio of 1: 2, the binder also contains an epoxy resin a resin and an epoxy resin based on tetrabromodian in the following ratio of components (parts by weight)

эпоксиноволачная смолаepoxy resin 15-2515-25 эпоксидная смола на основе тетрабромдианаtetrabromodian epoxy 16-2416-24 эпоксидиановая смола низкомолекулярнаяlow molecular weight epoxy resin 10-2010-20 высокомолекулярная эпоксидная смолаhigh molecular weight epoxy 3-63-6 бис(N,N′-диметилкарбамид) дифенилметанbis (N, N′-dimethylcarbamide) diphenylmethane 3-53-5 растворительsolvent 0-500-50

в способе получения связующего для препрегов путем смешения компонентов с предварительным диспергированием бис(N,N'-диметилкарбамида) в части низкомолекулярной эпоксидиановой смолы, отличающийся тем, что высокомолекулярную эпоксидную смолу сначала сплавляют с оставшейся частью низкомолекулярной эпоксидиановой смолы, эпоксиноволачной смолой, смолой на основе тетрабромдиана при температуре 130-150°С, а затем при температуре 50-70°С совмещают с полученной дисперсией с добавлением необходимого количества растворителя;in a method for producing a binder for prepregs by mixing the components with preliminary dispersion of bis (N, N'-dimethylcarbamide) in part of a low molecular weight epoxy resin, characterized in that the high molecular weight epoxy resin is first fused with the remaining part of the low molecular weight epoxy resin, an epoxy resin resin at a temperature of 130-150 ° C, and then at a temperature of 50-70 ° C combined with the resulting dispersion with the addition of the required amount of solvent;

в препреге, полученном на основе эпоксидного связующего и волокнистого наполнителя в виде стеклянных, углеродных, органических жгутов, лент, тканей и (или) сочетаний на их основе, в качестве связующего используют состав по п.1 при следующем соотношении компонентов (мас.%):in the prepreg, obtained on the basis of an epoxy binder and a fibrous filler in the form of glass, carbon, organic tows, ribbons, fabrics and (or) combinations based on them, the composition according to claim 1 is used as a binder in the following ratio of components (wt.%) :

эпоксидное связующее 28-45epoxy binder 28-45

волокнистый наполнитель 55-72fibrous filler 55-72

а в качестве волокнистого наполнителя используется стеклоткань сатинового плетения 8/3 из высокомодульного алюмагнийсиликатного волокна;and as a fibrous filler, 8/3 satin weave fiberglass from high-modulus aluminosilicate fiber is used;

в трехслойной панели, состоящей из среднего слоя полимерсотопласта и обшивок из полимерного композиционного материала, обшивки изготовлены из вышеуказанного препрега, в процессе сборки панели перед формованием отдельные участки и кромки полимерсотопласта заполняются синтактной пастой, которая затем подвергается отверждению в составе панели.in a three-layer panel, consisting of the middle layer of polymersotoplast and sheaths of polymer composite material, sheaths are made of the above prepreg, during assembly of the panel before molding, individual sections and edges of the polymersoplast are filled with syntactic paste, which is then cured as part of the panel.

Изобретение позволяет производить препреги с самоклеящими свойствами, обеспечивающими высокую прочность и пожаробезопасность изготавливаемых из них сотовых панелей при минимальных расходах материалов, электроэнергии и трудозатрат, а сами сотовые панели, изготовленные по данному изобретению, при близких и даже лучших весовых параметрах имеют более высокие механические свойства по результатам специальных испытаний, проводимых для панелей пола пассажирских самолетов и характеризующих воспринимаемые ими эксплуатационные нагрузки.The invention allows to produce prepregs with self-adhesive properties, providing high strength and fire safety of the honeycomb panels made from them with minimal materials, energy and labor costs, and the honeycomb panels made according to this invention, with close and even better weight parameters, have higher mechanical properties by the results of special tests conducted for the floor panels of passenger aircraft and characterizing the operational loads perceived by them.

Осуществление изобретенияThe implementation of the invention

1. Согласно изобретению в качестве компонентов эпоксидного самоклеящегося связующего с пониженной горючестью используются:1. According to the invention, as components of an epoxy self-adhesive binder with reduced flammability are used:

- эпоксиноволачные смолы ЭН-6 и УП-643 (глицидиловые эфиры новолаков СФ-0121 и СФ-0113), изготавливаемые по ТУ 2225-11131395-2003;- epoxynovolac resins EN-6 and UP-643 (glycidyl ethers of novolacs SF-0121 and SF-0113), manufactured according to TU 2225-11131395-2003;

- эпоксидная смола на основе тетрабромдиана под маркой УП-631, изготавливаемая по ТУ 2225-652-11131395-2008;- an epoxy resin based on tetrabromdian under the brand name UP-631, manufactured according to TU 2225-652-11131395-2008;

- эпоксидиановые смолы ЭД-22, ЭД-20, изготавливаемые по ГОСТ 10587-84;- epoxidian resins ED-22, ED-20, manufactured in accordance with GOST 10587-84;

- высокомолекулярные эпоксидные смолы: диапласт (ТУ 2225-386-11131395-97) и Э-49П (ТУ 210-1592-76);- high molecular epoxy resins: diaplast (TU 2225-386-11131395-97) and E-49P (TU 210-1592-76);

- бис(N,N′-диметилкарбамид)дифенилметап - отвердитель №9, ТУ 2494-480-04872688-2006;- bis (N, N′-dimethylcarbamide) diphenylmethap - hardener No. 9, TU 2494-480-04872688-2006;

- растворитель - смесь ацетона и алифатического спирта (этилового или изопропилового) в соотношении от 2:1 до 1:2.- solvent - a mixture of acetone and aliphatic alcohol (ethyl or isopropyl) in a ratio of 2: 1 to 1: 2.

2. Приготовление связующего осуществляют в смесителях механического перемешивания с двумя мешалками: быстроходной зубчатой (диспергатор) и тихоходной (рамной). Смеситель должен быть оснащен:2. The preparation of the binder is carried out in mechanical mixing mixers with two mixers: high-speed gear (dispersant) and low-speed (frame). The mixer must be equipped with:

рубашкой обогрева, обратным холодильником и системой вакуумирования, например, СПЕМП-270,03-ВК-Р70 производства ООО НПП «Диспод».a heating jacket, a reflux condenser and a vacuum system, for example, SPEMP-270.03-VK-R70 manufactured by NPP Dispod LLC.

3. Получение препрега осуществляют из тканей и лент по растворной технологии на пропиточных машинах вертикального типа, например, УПСТ-100М, УПСТ-300, или из ровингов и жгутов по расплавной технологии на установках типа УОЛ-300 производства ОАО САВМА.3. Preparation of the prepreg is carried out from fabrics and tapes using mortar technology on vertical-type impregnating machines, for example, UPST-100M, UPST-300, or from rovings and harnesses using melt technology at installations of the type УОЛ-300 manufactured by OJSC SAVMA.

4. Для изготовления препрега по п.4 используется стеклоткань сатинового плетения 8/3 из высокомодульного алюмомагнийсиликатного волокна марки ВМП. Стеклоткань под маркой Т-10(ВМП)-4С выпускается по ТУ 5952-183-05786904-04 НПК «Терм».4. For the manufacture of the prepreg according to claim 4, 8/3 satin weave fiberglass is used from high-modulus VMP grade aluminum-magnesium silicate fiber. Fiberglass under the brand name T-10 (VMP) -4C is produced in accordance with TU 5952-183-05786904-04 NPK Term.

5. Средний слой трехслойной панели изготавливается из полимерсотопласта средней и высокой плотности отечественного или зарубежного производства.5. The middle layer of the three-layer panel is made of medium and high density polymersoplast of domestic or foreign production.

Формование трехслойных панелей осуществляется в многоэтажном гидравлическом прессе с плитами, обогреваемыми термальным маслом.The formation of three-layer panels is carried out in a multi-storey hydraulic press with plates heated by thermal oil.

6. Заполнение отдельных участков сотового заполнителя осуществляется синтактной пастой, состоящей из негорючего эпоксидного связующего и стеклянных микросфер, например, ВП3-7М (ТР 1.2.924-84 ФГУП ВИАМ). Отвержденная в составе трехслойной панели паста представляет собой жесткий микросферопластик с прочностью на сжатие 4,0-5,0 МПа.6. Filling of individual sections of the honeycomb core is carried out with syntactic paste consisting of a non-combustible epoxy binder and glass microspheres, for example, VP3-7M (TR 1.2.924-84 FSUE VIAM). The paste cured in the composition of the three-layer panel is a hard microspheroplastic with a compressive strength of 4.0-5.0 MPa.

Пример 1Example 1

В смесителе с быстроходной зубчатой и тихоходной рамной мешалкой диспергируют отвердитель 9 (3,0 мас.ч.) с эпоксидиановой смолой ЭД-20 (6 мас.ч.) до тонкодисперсного состояния. Перемешивание производят под вакуумом 0,6±0,1 кгс/см и температуре 50±5°С в течение 60±30 мин. Полученный аддукт разливают в полиэтиленовые банки с широкой крышкой и хранят при температуре 20±5°С в течение не более 3-х месяцев или в холодильной камере до 1 года.Hardener 9 (3.0 parts by weight) with ED-20 epoxy resin (6 parts by weight) is dispersed in a mixer with a high-speed gear and low-speed frame mixer to a finely divided state. Stirring is carried out under a vacuum of 0.6 ± 0.1 kgf / cm and a temperature of 50 ± 5 ° C for 60 ± 30 minutes. The resulting adduct is poured into polyethylene jars with a wide lid and stored at a temperature of 20 ± 5 ° C for no more than 3 months or in a refrigerator for up to 1 year.

В аналогичный смеситель, дополнительно снабженный обратным холодильником, загружают эпоксидиановую смолу ЭД-20 (4 мас.ч.), эпоксиноволачную смолу УП-643 (25 мас.ч.), бромдиановую смолу УП-631 (16 мас.ч.) нагревают при перемешивании до 140-150°С, порциями добавляют смолу Э-49 (3,0 мас.ч.) и перемешивают в течение 2-3 часов. Полученный форконденсат охлаждают до температуры 60°С, добавляют спирто-ацетоновую смесь 2:1 до требуемой концентрации (например 50 м.ч.) и полученный ранее аддукт (9,0 мас.ч.) после чего производят перемешивание компонентов в течение 90±30 мин при температуре 60±5°С.An ED-20 epoxy resin (4 parts by weight), UP-643 epoxy resin (25 parts by weight), UP-631 bromidine resin (16 parts by weight) are heated at a stirring to 140-150 ° C, add resin E-49 (3.0 parts by weight) in portions and mix for 2-3 hours. The resulting precondensate is cooled to a temperature of 60 ° C, alcohol-acetone mixture 2: 1 is added to the desired concentration (for example, 50 parts by weight) and the previously obtained adduct (9.0 parts by weight), after which the components are mixed for 90 ± 30 min at a temperature of 60 ± 5 ° C.

Полученное связующее охлаждают до комнатной температуры и разливают в плотно закрываемые стеклянные бутыли или оцинкованные фляги. Хранят полученное связующее при температуре не ниже 15°С и не более 3-х мес. во избежание кристаллизации и выпадения в осадок смолы УП-631.The resulting binder is cooled to room temperature and poured into tightly closed glass bottles or galvanized jars. The resulting binder is stored at a temperature not lower than 15 ° C and not more than 3 months. to avoid crystallization and precipitation of the resin UP-631.

В случае выпадения осадка связующее вторично подвергают перемешиванию при температуре 50-60°С до полного исчезновения осадка.In case of precipitation, the binder is subjected to stirring again at a temperature of 50-60 ° C until the precipitate completely disappears.

Свойства связующего:Binder Properties:

Плотность при 20°С 1,05±0,01 г/см2.The density at 20 ° C is 1.05 ± 0.01 g / cm 2 .

Время желирования при 20°С не менее 12 мин.Gelling time at 20 ° C for at least 12 minutes

Полученным раствором предлагаемого связующего пропитывают тканый волокнистый наполнитель с последующим удалением растворителя сушкой при температуре не более 90°С до содержания остаточного растворителя в препреге 0,3-2,0 мас.%.The resulting solution of the proposed binder is impregnated with a woven fibrous filler, followed by removal of the solvent by drying at a temperature of not more than 90 ° C to a residual solvent content of 0.3-2.0 wt.% In the prepreg.

Полученные таким образом препреги сохраняют свои реокинетические свойства, т.е. жизнеспособность к дальнейшей переработке при температуре не выше +25°С не менее 3-х месяцев и не менее 1 года при температуре не выше -8°С.The prepregs thus obtained retain their rheokinetic properties, i.e. viability for further processing at a temperature of no higher than + 25 ° C for at least 3 months and at least 1 year at a temperature of no higher than -8 ° C.

Полученные препреги используют при изготовлении сотовых панелей методом совмещенного горячего прессования. На металлический лист, обработанный антиадгезионной смазкой, выкладывают из препрега нижнюю обшивку, поверх обшивки укладывают сотовый заполнитель, разрезанный на листы заданной высоты, поверх сотового заполнителя укладывается верхняя обшивка и обработанный антиадгезионной смазкой металлический лист.The obtained prepregs are used in the manufacture of honeycomb panels by the method of combined hot pressing. The lower skin is laid out of the prepreg on a metal sheet treated with release grease, a honeycomb core is laid on top of the skin, cut into sheets of a predetermined height, the upper skin and a metal sheet treated with release grease are laid on top of the honeycomb.

Собранный таким образом пакет помещается между обогреваемыми плитами гидравлического пресса. Подается давление формования из расчета от 2-х до 4-х кгс на см формуемой панели. Отверждение при давлении проводится при 130±5°С не менее 2-х часов. Плиты пресса охлаждаются под давлением до 60±10°С, и готовые панели извлекают из пресса.The package thus assembled is placed between the heated plates of the hydraulic press. The molding pressure is applied at a rate of 2 to 4 kgf / cm of moldable panel. Pressure curing is carried out at 130 ± 5 ° С for at least 2 hours. Press plates are cooled under pressure to 60 ± 10 ° C, and the finished panels are removed from the press.

Примечание: Допускается при качественной поверхности плит пресса производить их обработку антиадгезионным составом и не использовать дополнительно металлические листы (т.н. цулаги).Note: It is allowed with a high-quality surface of press plates to process them with a release compound and not to use additional metal sheets (so-called tsulagi).

В зависимости от назначения и расположения в пассажирском салоне самолета панели изготавливаются 4-х типов.Depending on the purpose and location in the passenger cabin of the aircraft, the panels are made of 4 types.

Тип 1 - трехслойная панель с обшивками из 2-х слоев препрега на основе предлагаемого связующего и стеклоткани Т-10-14, причем содержание связующего в слое, прилегающем к сотам, составляет 39±3 мас.%, а в наружном слое - 33±3 мас.%. В качестве наполнителя используется сотопласт с плотностью от 60 до 100 кг/м3.Type 1 - a three-layer panel with sheathing of 2 layers of prepreg based on the proposed binder and fiberglass T-10-14, and the content of the binder in the layer adjacent to the honeycombs is 39 ± 3 wt.%, And in the outer layer - 33 ± 3 wt.%. As a filler, sotoplast with a density of 60 to 100 kg / m 3 is used .

Тип 2 - сотовая панель изготовленная аналогично панели тип 1, но с использованием сотопласта с плотностью от 120 до 155 кг/м3.Type 2 - a honeycomb panel manufactured similarly to a Type 1 panel, but using a honeycomb with a density of 120 to 155 kg / m 3 .

Тип 3 - сотовая панель изготовленная аналогично типу 2, но содержащая в каждой обшивке дополнительно по одному слою препрега с содержанием связующего 33±3 мас.%.Type 3 - a honeycomb panel made similarly to type 2, but containing in each skin an additional one layer of prepreg with a binder content of 33 ± 3 wt.%.

Тип 4 - сотовая панель, изготовленная аналогично типу 2, но содержащая в верхней обшивке дополнительно 2 слоя препрега с содержанием связующего 33±3 мас.%.Type 4 - a honeycomb panel, manufactured similarly to type 2, but containing in the upper skin an additional 2 layers of prepreg with a binder content of 33 ± 3 wt.%.

Параметры и механические свойства получаемых панелей приведены в таблице 1.The parameters and mechanical properties of the resulting panels are shown in table 1.

Таблица 1Table 1 Метрические показатели сотовых панелей по примеру 1Metric indicators of honeycomb panels in example 1 ТипType of Назначение панелейPanel Assignment Количество слоев в обшивках верхняя/нижняяThe number of layers in the casing upper / lower Масса 1 м панели, кгWeight 1 m of the panel, kg Толщина панели, ммPanel Thickness, mm II Подкресельная зонаSub-area 2/22/2 2,5±0,12.5 ± 0.1 10,15±0,1510.15 ± 0.15 IIII Зона проходовAisle area 2/22/2 3,2±0,13.2 ± 0.1 10,15±0,1510.15 ± 0.15 IIIIII Зона входов-выходов, буфетовBuffet I / O Area 3/33/3 4,2±0,14.2 ± 0.1 10,45±0,1510.45 ± 0.15 IVIV Зона грузовых и багажных отсековCargo and luggage compartment area 4/24/2 4,2±0,14.2 ± 0.1 10,45±0,1510.45 ± 0.15

Figure 00000001
Figure 00000001

В таблице 3 приведены сравнительные характеристики панелей, изготовленных на основе предлагаемого связующего и различных стеклотканей. Стеклоткань Т-10-14 изготавливается из алюмоборосиликатного волокна и также используется в панелях пола выпускаемых ОНПП «Технология» по ТУ 1-596-417-01, стеклоткань Т-10-14 наряду со стеклотканью Т-10(ВМП)-4С предлагается к использованию в данном изобретении в примере 2.Table 3 shows the comparative characteristics of the panels made on the basis of the proposed binder and various fiberglass fabrics. Fiberglass T-10-14 is made of aluminoborosilicate fiber and is also used in floor panels produced by ONPP Technologiya according to TU 1-596-417-01, fiberglass T-10-14 along with fiberglass T-10 (VMP) -4C is offered to use in this invention in example 2.

Таблица 3Table 3 Сравнительный уровень упругопрочностных характеристик образцов сотовых панелей пола на основе предлагаемого связующего различных стеклотканей в сравнении с предъявляемыми требованиями производителей авиационной техники.A comparative level of elastic-strength characteristics of samples of cellular floor panels based on the proposed binder of various fiberglass fabrics in comparison with the requirements of aircraft manufacturers. Тип панелиPanel Type Стеклоткань обшивокFiberglass Cladding Усилие разрушения при продавливании обшивок, НThe fracture force when punching the skin, N Прогиб при изгибе длинной балки, 450 Н, ммDeflection when bending a long beam, 450 N, mm Требования потребителейCustomer requirements Фактическое по изобретениюActual according to the invention Требования потребителейCustomer requirements Фактический по изобретениюActual according to the invention 1one Т-10-14 Пример 1T-10-14 Example 1 1200-22001200-2200 13801380 18,0-12,018.0-12.0 16,716.7 Т-10 (ВПМ) Пример 2T-10 (VPM) Example 2 26102610 12,812.8 22 Т-10-14 Пример 1T-10-14 Example 1 2000-30002000-3000 20802080 16,0-10,016.0-10.0 16,016,0 Т-10 (ВПМ) Пример 2T-10 (VPM) Example 2 33003300 10,010.0 33 Т-10-14 Пример 1T-10-14 Example 1 2500-35002500-3500 22102210 10,0-7,010.0-7.0 10,510.5 Т-10 (ВПМ) Пример 2T-10 (VPM) Example 2 37203720 6,76.7

Пример 2Example 2

Аналогично примеру 1 изготавливают 60%-й раствор эпоксидного связующего при следующем соотношении компонентов, мас.ч.:Analogously to example 1, produce a 60% solution of epoxy binder in the following ratio of components, parts by weight:

эпоксиноволачная смола ЭН-6epoxynolac resin EN-6 18eighteen эпоксидиановая смола ЭД-22epoxy resin ED-22 1616 бромдиановая смола УП-631bromidian resin UP-631 18eighteen высокомолекулярная диановая смола - диапластhigh molecular weight diane resin - diaplast 4four отвердитель 9hardener 9 4four спирто-ацетоновая смесь 1:1alcohol-acetone mixture 1: 1 4040

Хранение связующего осуществляют аналогично примеру 1.Storage of the binder is carried out analogously to example 1.

С использованием полученного связующего изготавливают препреги на основе стеклоткани Т-10(ВМП)-4С.Свойства получаемых препрегов приведены в таблице 4.Using the obtained binder, prepregs are made on the basis of fiberglass T-10 (VMP) -4C. The properties of the obtained prepregs are shown in table 4.

Таблица 4Table 4 Влияние качественных показателей препрега на усилие отрыва 2-слойных обшивок на его основе от сотового заполнителя ПСП-1-2,0-144The effect of qualitative indicators of the prepreg on the separation force of 2-layer casing based on it from the honeycomb core PSP-1-2,0-144 Марка стеклотканиFiberglass brand Содержание связующего в препреге мас.%The binder content in the prepreg wt.% Липкость препрегаPrepreg stickiness Усилие отрыва обшивок от сот, МПаThe force of separation of the skin from cells, MPa ПримечаниеNote Т-10 (ВМП)-4СT-10 (VMP) -4C 32±132 ± 1 НизкаяLow 3,243.24 Разрушение по склейке Bonding failure 36±136 ± 1 Удовлетв.Satisfying 3,863.86 Смешанное разрушение, склейки + сотыMixed destruction, gluing + honeycomb 42±142 ± 1 ВысокаяHigh 4,324.32 Разрушение сотопластаSotoplast destruction

Из полученных препрегов изготавливают сотовые панели по технологии, изложенной в п.1. В отличии от п.1, перед укладкой препрега верхней обшивки отдельные участки сотопласта согласно чертежу на панель по шаблонам заполняют синтактной пастой, например ВП3-7М, затем процесс изготовления продолжается по технологии п.1.From the obtained prepregs, honeycomb panels are made according to the technology described in paragraph 1. In contrast to item 1, before laying the prepreg of the upper skin, individual sections of the honeycomb according to the drawing on the panel according to the templates are filled with syntactic paste, for example VP3-7M, then the manufacturing process continues according to technology of item 1.

В зависимости от назначения панели изготавливаются трех типов:Depending on the purpose of the panel, three types are made:

Тип 1 - с обшивками из 2-х слоев препрега на основе стеклоткани Т-10(ВМП)-4С, содержащих 36±3% связующего и полимерсотопласта с плотностью 95±10 кг/м, высотой 10±1 мм.Type 1 - with sheathing of 2 layers of a prepreg based on fiberglass T-10 (VMP) -4C, containing 36 ± 3% binder and polymer-plastic with a density of 95 ± 10 kg / m and a height of 10 ± 1 mm.

Тип 2 - сотовая панель аналогичная панели тип 1 с сотовым заполнителем плотностью 145±15 кг/м.Type 2 - a honeycomb panel similar to a panel of type 1 with a honeycomb core with a density of 145 ± 15 kg / m.

Тип 3 - сотовая панель аналогичная типу 2, содержащая в обшивках 3 слоя препрега.Type 3 - a honeycomb panel similar to type 2, containing 3 layers of prepreg in the skin.

Свойства сотовых панелей получаемых по примеру 2 приведены в таблице 3.The properties of the honeycomb panels obtained in example 2 are shown in table 3.

Пример 3Example 3

В смеситель-диспергатор небольшой емкости 2-10 л загружают 4,5 мас.ч. диапласта и 10 мас.ч. смолы ЭД-22, при перемешивании доводят температуру до 140±5°С и продолжают перемешивать при данной температуре в течение 30-90 мин до образования гомогенного форконденсата. Скорость вращения диспергатора 50-1000 об/мин, рамной мешалки - 10-15 об/мин.In the mixer-dispersant of a small capacity of 2-10 l load 4.5 wt.h. diaplast and 10 parts by weight resin ED-22, with stirring, bring the temperature to 140 ± 5 ° C and continue to mix at this temperature for 30-90 minutes until a homogeneous precondensate is formed. The speed of rotation of the dispersant is 50-1000 rpm, the frame mixer is 10-15 rpm.

В смеситель-диспергатор большего объема 30-100 л загружают 3,5 мас.ч. отвердителя №9 и 18 мас.ч. смолы УП-631, добавляют 30 мас.ч. растворителя - смеси ацетона со спиртом в соотношении 2:1 и производят диспергирование при нормальной температуре в течение 30-60 мин. Скорость вращения диспергатора 1000-3000 об/мин, рамной мешалки - 10-40 об/мин.In the mixer-dispersant of a larger volume of 30-100 l load 3.5 wt.h. hardener No. 9 and 18 parts by weight resin UP-631, add 30 wt.h. solvent - a mixture of acetone with alcohol in a ratio of 2: 1 and produce dispersion at normal temperature for 30-60 minutes The speed of rotation of the dispersant 1000-3000 rpm, frame mixer - 10-40 rpm

В полученную суспензию добавляют ранее приготовленный форконденсат, малый смеситель промывают остатком растворителя 10 м.ч. и промывочный раствор выливают в большой смеситель. Доводят температуру до 60±5°С, добавляют 24 мас.ч. смолы ЭН-6 и перемешивают в течение 60-120 мин до получения устойчивого раствора связующего.The previously prepared precondensate is added to the resulting suspension, the small mixer is washed with a solvent residue of 10 m.h. and the wash solution is poured into a large mixer. Bring the temperature to 60 ± 5 ° C, add 24 wt.h. resins EN-6 and mix for 60-120 minutes to obtain a stable binder solution.

Хранение и применение полученного связующего осуществляют аналогично примерам 1 и 2.Storage and use of the obtained binder is carried out analogously to examples 1 and 2.

Пример 4Example 4

Аналогично примеру 1 получают расплав связующего без добавления растворителя при следующем соотношении компонентов, мас.ч.:Analogously to example 1, a binder melt is obtained without adding a solvent in the following ratio of components, parts by weight:

эпоксиноволачная смола ЭН-6epoxynolac resin EN-6 15fifteen эпоксидиановая смола ЭД-22epoxy resin ED-22 20twenty бромдиановая смола УП-631bromidian resin UP-631 2424 высокомолекулярная диановая смола - диапластhigh molecular weight diane resin - diaplast 66 отвердитель 9hardener 9 55 спирто-ацетоновая смесь 1:2alcohol-acetone mixture 1: 2 00

Термоплавкое (расплавное) связующее хранят в плотно закрываемой таре с широкой горловиной в течение 3-х месяцев при комнатной температуре и до одного года - в холодильной камере.Hot-melt (melt) binder is stored in a tightly closed container with a wide neck for 3 months at room temperature and up to one year in a refrigerator.

Свойства связующего:Binder Properties:

Кинематическая вязкость при 20°СKinematic viscosity at 20 ° C (3-4)*104 МПа(3-4) * 10 4 MPa Кинематическая вязкость при 70°СKinematic viscosity at 70 ° C (0,8-1,2)*104 МПа(0.8-1.2) * 10 4 MPa Время желатинизации при 120°СGelatinization time at 120 ° C не менее 12 минnot less than 12 min

Полученное связующее используется для получения однонаправленного препрега, например, на основе стеклоровинга ЕСВ 1260Н-78 или РВМПН -1260-78 на пропиточной машине горизонтального типа.The resulting binder is used to obtain a unidirectional prepreg, for example, based on glass roving ECB 1260N-78 or RVMPN-1260-78 on a horizontal impregnation machine.

Расплавленное в фильерно-ракильном устройстве связующее выливается через щелевой зазор на транспортирующую антиадгезионную подложку, совмещается с волокнистым материалом и поочередно (2-3 цикла) подогревается на обогреваемом столе и прокатывается в горячих каландрах, затем полученный таким образом препрег охлаждается и сматывается в рулоны.The binder molten in a spunbond device is poured through a slotted gap onto a transporting release liner, combined with fibrous material and alternately (2-3 cycles) is heated on a heated table and rolled in hot calendars, then the prepreg thus obtained is cooled and wound into rolls.

Высокая прочность склеивания обшивок с сотовым заполнителем во всех приведенных примерах (таблицы 2,4,6), приводящая в большинстве случаев к разрушению последнего, достигается благодаря оптимальному соотношению в составе связующего высоковязкой эпоксиноволачной смолы и высокомолекулярной эпоксидной смолы с низкомолекулярной низковязкой эпоксидиановой смолой и получению на основе предлагаемого связующего т.н. самоклеящихся препрегов.The high bonding strength of the casing with honeycomb in all the examples (tables 2,4,6), which in most cases leads to the destruction of the latter, is achieved due to the optimal ratio of the binder with high viscosity epoxy resin and high molecular weight epoxy with low molecular weight low viscosity epoxy resin and obtained on the basis of the proposed binder, the so-called self-adhesive prepregs.

Свойства получаемых препрегов приведены в таблице 5.The properties of the obtained prepregs are shown in table 5.

Таблица 5Table 5 Свойства однонаправленных препрегов на основе стеклоровингов и расплавного связующегоProperties of unidirectional prepregs based on glass roving and melt binder Содержание связующего, мас.%The binder content, wt.% Масса 1 м2, гWeight 1 m 2 , g Толщина, ммThickness mm НазначениеAppointment ЕС13-1260Н-78EC13-1260N-78 28±228 ± 2 250±10250 ± 10 0,22±0,10.22 ± 0.1 Наружные слоиOuter layers 55±255 ± 2 130±10130 ± 10 0,18±0,10.18 ± 0.1 Внутренние слоиInner layers РВПН-RVPN- 28±228 ± 2 270±10270 ± 10 0,22±0,10.22 ± 0.1 НаружныеOutdoor 1260-781260-78 СлоиLayers 55±255 ± 2 150±10150 ± 10 0,18±0,10.18 ± 0.1 Внутренние слоиInner layers

Из полученных препрегов изготавливают сотовые панели аналогично п.1. Свойства получаемых панелей приведены в таблице 6.From the obtained prepregs, honeycomb panels are made in the same way as in claim 1. The properties of the resulting panels are shown in table 6.

Таблица 6Table 6 Свойства трехслойных панелей на основе однонаправленных препрегов (приведено для типа 2).Properties of three-layer panels based on unidirectional prepregs (shown for type 2). Марка ровингаBrand roving Содержание связующего в обшивках, наружная/внутрен-
няя, мас.%
The binder content in the casing, outer / inner
Nya, wt.%
Усилие отрыва обшивок сот, МПаThe force of separation of the skin of cells, MPa Усилие продавливания обшивки инлентором, диам. 12 мм, НThe force of punching the sheathing with an incenter, diam. 12 mm, N
ЕСВ131260Н-78ESB131260N-78 28/5528/55 4,08 (разрушение по сотам)4.08 (cell destruction) 21502150 РВМПН-1260-78RVMPN-1260-78 28/5528/55 4,14 (разрушение по сотам)4.14 (cell destruction) 31803180

Использование, эффективность.Use, effectiveness.

Предлагаемое связующее универсально, то есть может использовать для получения препрегов по растворной и расплавной технологиям; на основе текстильных и однонаправленных волокнистых наполнителей, изготовленных из волокон различной природы стекло-, органо-, и углеродных, а также их сочетаний (гибридные препреги).The proposed binder is universal, that is, it can be used to obtain prepregs for solution and melt technologies; based on textile and unidirectional fibrous fillers made of fibers of various nature glass-, organo-, and carbon, as well as their combinations (hybrid prepregs).

Изобретение позволяет производить препреги с самоклеящими свойствами, обеспечивающими высокую прочность и пожаробезопасность изготавливаемых из них сотовых панелей при минимальных расходах материалов, электроэнергии и трудозатрат.The invention allows the production of prepregs with self-adhesive properties, providing high strength and fire safety of the honeycomb panels made from them with minimal consumption of materials, electricity and labor.

Сотовые панели, изготовленные по данному изобретению при близких и даже лучших весовых параметрах имеют более высокие механические свойства по результатам специальных испытаний проводимых для панелей пола пассажирских самолетов и характеризующих воспринимаемые ими эксплуатационные нагрузки.Cell panels made according to this invention with close and even better weight parameters have higher mechanical properties according to the results of special tests carried out for the floor panels of passenger aircraft and characterizing the operational loads perceived by them.

Предлагаемое связующее, препрег и сотовые панели могут изготавливаться из компонентов отечественного производства, что при равных технических параметрах с зарубежными аналогами позволяет снизить стоимость их производства.The proposed binder, prepreg and honeycomb panels can be made from components of domestic production, which, with equal technical parameters with foreign analogues, can reduce the cost of their production.

Сотовые панели, изготовленные из препрегов на основе связующего предлагаемых в данном изобретении по пожаробезопасности, соответствуют нормам АП-25 и НЛГС.Cellular panels made of prepregs based on a binder of the fire safety proposed in this invention comply with AP-25 and NLGS standards.

Предлагаемое изобретение решает задачи создания новых авиационных конструкций, материалов и технологий, в частности, может быть использовано при изготовлении панели пола пассажирского салона, которая представляет собой панель, включающую полимерный сотовый заполнитель и обшивки из эпоксидного самозатухающего стеклотекстолита на основе самоклеящего связующего и волокнистого наполнителя в виде тканей или ровингов.The present invention solves the problem of creating new aviation structures, materials and technologies, in particular, can be used in the manufacture of the passenger compartment floor panel, which is a panel comprising a polymer honeycomb core and cladding of self-extinguishing fiberglass epoxy based on a self-adhesive binder and fibrous filler in the form fabrics or rovings.

Изготовление панелей осуществляется по препреговой бесклеевой технологии совмещенного формования склеивания, то есть формируется пакет из сотового заполнителя с обшивками из препрега на основе волокнистого наполнителя и эпоксидного модифицированного самозатухающего связующего. Собранный пакет помещается между обогреваемыми плитами гидравлического пресса и формуется при давлении от 2-х до 4-х кгс/см по температурному режиму, установленному для разработанного связующего.The panels are manufactured using prepreg adhesiveless technology for combined bonding, that is, a package of honeycomb core with prepreg casing based on fibrous filler and an epoxy modified self-extinguishing binder is formed. The assembled package is placed between the heated plates of the hydraulic press and is molded at a pressure of 2 to 4 kgf / cm according to the temperature regime set for the developed binder.

Обеспечение пожаробезопасности панелей (соответствие требованиям АП-25) достигается введением в состав связующего эпоксидиановой смолы на основе тетрабромдиана.The fire safety of the panels (compliance with the requirements of AP-25) is achieved by the introduction of tetrabromodian based epoxy resin binder.

Для предотвращения отекания связующего из верхней обшивки по сотам на нижнюю и повышения прочности склеивания верхней обшивки с сотами в составе связующего уменьшено содержание низкомолекулярной эпоксидиановой смолы, а вместо эпокситрифенольной смолы в состав связующего введена высоковязкая эпоксиноволачная смола.To prevent the binder from swelling from the upper casing over the honeycomb to the lower one and to increase the bonding strength of the upper casing with the honeycombs, the content of the low molecular weight epoxy resin is reduced in the composition of the binder, and instead of the epoxytriphenol resin, a high viscosity epoxy resin is added to the binder.

Для качественного приклеивания к сотовому заполнителю в слоях препрега, прилегающих к сотовому заполнителю, может содержаться количество связующего 39±3%, а в наружных слоях для повышения изгибной жесткости панели содержание связующего снижается до 33±3%.For good bonding to the honeycomb core, the prepreg layers adjacent to the honeycomb core may contain a binder amount of 39 ± 3%, and the binder content is reduced to 33 ± 3% in the outer layers to increase the flexural rigidity of the panel.

Для повышения стойкости панелей к водопоглощению и усиления их в местах контакта с силовыми элементами планера самолета, а также для размещения элементов крепежа, отдельные участки и торцы панелей могут заполняются перед формованием негорючей синтактнои пастой на основе стеклянных микросфер.To increase the resistance of the panels to water absorption and to strengthen them at the points of contact with the power elements of the airframe, as well as to place fasteners, individual sections and ends of the panels can be filled before molding with non-combustible syntactic paste based on glass microspheres.

Заполнение пасты производится в ячейки сотового заполнителя перед сборкой пакета с обшивками из препрега, чем обеспечивается качественное прилегание и приклеивание обшивок на заполненных пастой участках панели. Благодаря тому, что заполнитель находится внутри ячеек сотопласта, предотвращается его выкрашивание из панели в процессе механической обработки и эксплуатации.The paste is filled into the honeycomb core cells before assembling the bag with the prepreg casing, which ensures a good fit and gluing of the casing on the paste-filled sections of the panel. Due to the fact that the filler is inside the cells of the honeycomb, its chipping from the panel is prevented during machining and operation.

Благодаря применяемой технологии предварительного заполнения синтактнои пасты в ячейки сотового заполнителя и технологии совмещенного формования обшивок и склеивания их с сотовым заполнителем сокращается трудоемкость процесса изготовления панели, цикл производства и себестоимость благодаря отсутствию дорогостоящего клея, ряда вспомогательных материалов, используемых при раздельном формовании, энергозатрат на производство и, соответственно, стоимость получаемой панели.Thanks to the technology used for pre-filling syntactic paste into honeycomb core cells and the technology of combined molding of skins and gluing them with honeycomb, the laboriousness of the panel manufacturing process, production cycle and cost are reduced due to the absence of expensive glue, a number of auxiliary materials used for separate molding, energy costs for production and , accordingly, the cost of the resulting panel.

Используемые источникиSources used

1. Кардашов Д.А. Петрова А.П. Полимерные клеи. Создание и применение. - М.: Химия, 1983.1. Kardashov D.A. Petrova A.P. Polymer adhesives. Creation and application. - M.: Chemistry, 1983.

2. Копылов В.В. Новиков С.Н. Оксентьевич Л.А. и др. / Под ред. А.Н. Праведникова Полимерные материалы с пониженной горючестью. - М.: Химия, 1986. 224 с.2. Kopylov VV Novikov S.N. Oksentievich L.A. et al. / Ed. A.N. Pravednikova Polymeric materials with reduced combustibility. - M.: Chemistry, 1986. 224 p.

3. АП-25. Авиационные правила. Часть 25.3. AP-25. Aviation Rules. Part 25.

4. ТУ 1-596-417-11 Заготовки панелей пола4. TU 1-596-417-11 blanks of floor panels

5. В.А.Бобылев. Специальные эпоксидные смолы для клеев и герметиков. Клеи, герметики, технологии, №5, 2005 г.5. V.A. Bobylev. Special epoxy resins for adhesives and sealants. Adhesives, sealants, technologies, No. 5, 2005

6. ОСТ 1.90265-78 Пластмассы. Метод определения прочности при изгибе трехслойных материалов с сотовым заполнителем.6. OST 1.90265-78 Plastics. Method for determining the bending strength of three-layer materials with honeycomb core.

7. ТР 1.2.924-84 Приготовление и применение полимерных заполнителей - сферопластов ВПЗ-7 и ВПЗ 7М.7. TR 1.2.924-84 Preparation and use of polymer aggregates - VPZ-7 and VPZ 7M spheroplasts.

Claims (6)

1. Состав для получения связующего для препрега, содержащий эпоксидиановую низкомолекулярную смолу, высокомолекулярную эпоксидную смолу, бис(N,N′-диметилкарбамид) дифенилметан и растворитель - смесь алифатического спирта и ацетона в соотношении 1:2, отличающийся тем, что содержит дополнительно эпоксиноволачную смолу и эпоксидную смолу на основе тетрабромдиана при следующем соотношении компонентов, мас.ч:
эпоксиноволачная смола 15-25 эпоксидная смола на основе тетрабромдиана 16-24 эпоксидиановая смола низкомолекулярная 10-20 высокомолекулярная эпоксидная смола 3-6 бис(N,N′-диметилкарбамид)дифенилметан 3-5 растворитель 0-50
1. The composition for producing a binder for the prepreg, containing epoxidian low molecular weight resin, high molecular weight epoxy resin, bis (N, N′-dimethylcarbamide) diphenylmethane and a solvent - a mixture of aliphatic alcohol and acetone in a ratio of 1: 2, characterized in that it also contains epoxynolac resin and an epoxy resin based on tetrabromodian in the following ratio of components, parts by weight:
epoxy resin 15-25 tetrabromodian epoxy 16-24 low molecular weight epoxy resin 10-20 high molecular weight epoxy 3-6 bis (N, N′-dimethylcarbamide) diphenylmethane 3-5 solvent 0-50
2. Способ получения связующего для препрегов путем смешения компонентов по п.1 с предварительным диспергированием бис(N,N′-диметилкарбамида) в части низкомолекулярной эпоксидиановой смолы, отличающийся тем, что высокомолекулярную эпоксидную смолу сначала сплавляют с оставшейся частью низкомолекулярной эпоксидиановой смолы, эпоксиноволачной смолой, эпоксидиановой смолой на основе тетрабромдиана при температуре 130-150°С, а затем при температуре 50-70°С совмещают с полученной дисперсией с возможным добавлением необходимого количества растворителя.2. A method of producing a binder for prepregs by mixing the components according to claim 1 with preliminary dispersion of bis (N, N′-dimethylcarbamide) in the part of the low molecular weight epoxy resin, characterized in that the high molecular weight epoxy resin is first alloyed with the remaining part of the low molecular weight epoxy resin, epoxy resin , an epoxy resin based on tetrabromodian at a temperature of 130-150 ° C, and then at a temperature of 50-70 ° C is combined with the obtained dispersion with the possible addition of the required amount of vitorite. 3. Препрег, полученный на основе эпоксидного связующего и волокнистого наполнителя в виде стеклянных, углеродных, органических жгутов лент, тканей и/или сочетаний на их основе, отличающийся тем, что в качестве связующего используют состав по п.1 при следующем соотношении компонентов, мас.%:
эпоксидное связующее 28-45 волокнистый наполнитель 55-72
3. The prepreg, obtained on the basis of an epoxy binder and a fibrous filler in the form of glass, carbon, organic strands of tapes, fabrics and / or combinations based on them, characterized in that the composition according to claim 1 is used as a binder in the following ratio of components, wt .%:
epoxy binder 28-45 fiberfill 55-72
4. Препрег по п.3, отличающийся тем, что в качестве волокнистого наполнителя используется стеклоткань сатинового плетения 8/3 из высокомодульного алюмагнийсиликатного волокна.4. The prepreg according to claim 3, characterized in that an 8/3 satin weave fiberglass of high modulus aluminosilicate fiber is used as the fibrous filler. 5. Трехслойная панель, состоящая из среднего слоя полимерсотопласта и обшивок из полимерного композиционного материала, отличающаяся тем, что обшивки изготовлены из препрега по одному из пп.3 и 4.5. A three-layer panel consisting of a middle layer of polymersotoplast and casing made of a polymer composite material, characterized in that the casing is made of prepreg according to one of claims 3 and 4. 6. Трехслойная панель по п.5, отличающаяся тем, что в процессе сборки панели перед формованием отдельные участки и кромки полимерсотопласта заполняются синтактной пастой, которая затем подвергается отверждению в составе панели. 6. The three-layer panel according to claim 5, characterized in that during assembly of the panel prior to molding, the individual sections and edges of the polymers are filled with syntactic paste, which is then cured as part of the panel.
RU2010150362/05A 2010-12-29 2010-12-29 Composition and method of producing binder, prepreg and cellular panel RU2460745C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2010150362/05A RU2460745C2 (en) 2010-12-29 2010-12-29 Composition and method of producing binder, prepreg and cellular panel

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2010150362/05A RU2460745C2 (en) 2010-12-29 2010-12-29 Composition and method of producing binder, prepreg and cellular panel

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2010150362A RU2010150362A (en) 2012-07-10
RU2460745C2 true RU2460745C2 (en) 2012-09-10

Family

ID=46847994

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2010150362/05A RU2460745C2 (en) 2010-12-29 2010-12-29 Composition and method of producing binder, prepreg and cellular panel

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2460745C2 (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2544827C1 (en) * 2014-01-13 2015-03-20 Открытое акционерное общество "Национальный институт авиационных технологий" (ОАО НИАТ) Honeycomb panel from polymer composite material and method of its production
RU2559495C1 (en) * 2014-01-13 2015-08-10 Открытое акционерное общество "Национальный институт авиационных технологий" (ОАО НИАТ) Composition for obtaining binding agent for prepregs, method of thereof manufacturing, prepreg and method of manufacturing panel from polymer composite material
RU2772271C2 (en) * 2020-10-30 2022-05-18 Общество с ограниченной ответственностью "Техноресурс" Cellular multilayer composite material and method for production thereof

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2486217C1 (en) * 2011-12-21 2013-06-27 Открытое акционерное общество "Национальный институт авиационных технологий" (ОАО НИАТ) Hot-melt binder, method for production thereof, prepreg and honeycomb panel based thereon

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1311229A1 (en) * 1985-01-15 1991-04-07 Предприятие П/Я Р-6209 Epoxy binder
RU2176255C1 (en) * 2000-09-14 2001-11-27 Государственное предприятие "Всероссийский научно-исследовательский институт авиационных материалов" Compound for production of binder for prepregs, method of production of binder for prepregs, prepreg and article
JP2010265371A (en) * 2009-05-14 2010-11-25 Toray Ind Inc Epoxy resin composition, prepreg, and carbon fiber-reinforced composite material

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1311229A1 (en) * 1985-01-15 1991-04-07 Предприятие П/Я Р-6209 Epoxy binder
RU2176255C1 (en) * 2000-09-14 2001-11-27 Государственное предприятие "Всероссийский научно-исследовательский институт авиационных материалов" Compound for production of binder for prepregs, method of production of binder for prepregs, prepreg and article
JP2010265371A (en) * 2009-05-14 2010-11-25 Toray Ind Inc Epoxy resin composition, prepreg, and carbon fiber-reinforced composite material

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2544827C1 (en) * 2014-01-13 2015-03-20 Открытое акционерное общество "Национальный институт авиационных технологий" (ОАО НИАТ) Honeycomb panel from polymer composite material and method of its production
RU2559495C1 (en) * 2014-01-13 2015-08-10 Открытое акционерное общество "Национальный институт авиационных технологий" (ОАО НИАТ) Composition for obtaining binding agent for prepregs, method of thereof manufacturing, prepreg and method of manufacturing panel from polymer composite material
RU2772271C2 (en) * 2020-10-30 2022-05-18 Общество с ограниченной ответственностью "Техноресурс" Cellular multilayer composite material and method for production thereof

Also Published As

Publication number Publication date
RU2010150362A (en) 2012-07-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN113650375B (en) Impact-resistant and flame-retardant floor and preparation method thereof
TWI697398B (en) Manufacturing method of structure
CN102731969A (en) Flame retardant epoxy prepreg composite material and its preparing method and its use
CN102529252B (en) High-impact-resistance wear-resistant heat insulation composite board
CN114872386B (en) Asymmetric airplane floor and preparation method thereof
CN111086283B (en) High-temperature-resistant high-toughness prepreg and preparation method thereof
CN101845166A (en) Thermoset hybrid fabric composite material and preparation method and application thereof
RU2460745C2 (en) Composition and method of producing binder, prepreg and cellular panel
JP2017128705A (en) Carbon fiber sheet material, prepreg, laminate, molded body and method for manufacturing them
WO2016207309A1 (en) Improvements in or relating to three dimensional mouldings
JP6000497B1 (en) Fiber-reinforced composite material and method for producing the same
US20220119608A1 (en) Fire-Retardant Composite Materials
JP4480445B2 (en) Colored panel assembly parts
CN105885357A (en) Heterogeneous toughened resin, carbon fiber prepreg and carbon fiber composite material
GB2582490A (en) Fire-retardant composite materials
CN111087757A (en) High-temperature-resistant high-toughness prepreg and preparation method and application thereof
US11772357B2 (en) Surface veil and surface film integrated prepreg layer and processes for making the same
CN111844947A (en) Novel equipment cabin plate and preparation method thereof
RU2486217C1 (en) Hot-melt binder, method for production thereof, prepreg and honeycomb panel based thereon
CN105291491B (en) For forming the thin plate layer of enhanced cellular structure and the preparation method of honeycomb
CN213006894U (en) Novel equipment cabin board
JP2016215483A (en) Molded body
RU2559495C1 (en) Composition for obtaining binding agent for prepregs, method of thereof manufacturing, prepreg and method of manufacturing panel from polymer composite material
EP3967490A1 (en) Composite materials with mica based surfacing layer
CN115648777B (en) High-strength flame-retardant civil aviation composite honeycomb core floor

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20171230