RU2561996C1

RU2561996C1 - Армированная эпоксидная клеевая композиция (варианты)

Info

Publication number: RU2561996C1
Application number: RU2014128080/05A
Authority: RU
Inventors: Пётр Александрович Степанов; Василий Васильевич Василенко; Надежда Александровна Ролецкая; Людмила Владимировна Харламова; Виктор Георгиевич Кулиш
Original assignee: Открытое акционерное общество "Обнинское научно-производственное предприятие "Технология"
Priority date: 2014-07-08
Filing date: 2014-07-08
Publication date: 2015-09-10

Abstract

Изобретение относится к армированным эпоксидным клеевым композициям горячего отверждения и может быть использовано в качестве срединных слоев многослойных конструкций радиотехнического назначения с широким диапазоном диэлектрических свойств в авиакосмической технике и других отраслях промышленности. Армированная эпоксидная клеевая композиция включает жидкую эпоксидную диановую смолу с количеством эпоксидных групп 20,0-22,5%, дициандиамид и дополнительно содержит продукт поликонденсации дифенилолпропана с 4,4′-дихлордифенилсульфоном, в качестве наполнителя - микросферы стеклянные полые с объемной плотностью 250,0-300,0 кг/м³ и ткань кварцевую. Изобретение обеспечивает расширение диапазона и возможность варьирования диэлектрических свойств, использование в современных широкополосных многослойных (взаимосогласованных по диэлектрическим свойствам слоев) конструкциях радиотехнического назначения. 2 н.п. ф-лы, 2 табл., 6 пр.

Description

Изобретение относится к армированным эпоксидным клеевым композициям горячего отверждения и может быть использовано в качестве срединных слоев многослойных конструкций радиотехнического назначения с широким диапазоном диэлектрических свойств в авиакосмической технике и других отраслях промышленности.

Известна клеевая композиция, включающая бутадиеннитрилстиролкарбоксилатный каучук, эпоксидную диановую смолу или ее смесь с эпоксиноволачной смолой, отвердитель - ароматический диамин или дициандиамид и растворитель - смесь ацетона и толуола, может дополнительно содержать наполнители, антипирены, ускорители и т.д. (а.с. 1691382, опубликовано в 1991 г.).

Эта композиция имеет довольно узкий диапазон применения, так как не может использоваться в многослойных конструкциях радиотехнического назначения, что обусловлено ее составом. Кроме того, в составе клеевой композиции содержится растворитель, провоцирующий в процессе отверждения образование неконтролируемого количества пор, что вызывает разброс диэлектрических свойств.

Известна полимерная композиция, содержащая эпоксидную диановую смолу, аминный отвердитель и аддукт эпоксидиановой смолы с полиарилен-2,5-диокси-1,4-бензохиноном (а.с. 1564175, опубликованное в 1991 г.), используемая для пропитки, герметизации покрытий, в качестве клея. Эта полимерная композиция имеет после отверждения определенное значение диэлектрических свойств, без возможности их варьирования, что ограничивает область ее применения.

Наиболее близкой по составу к заявляемой является клеевая композиция (патент RU 1678043, опубликован в 1997 г.), включающая, мас.ч:

твердая эпоксидная диановая смола	15-46
жидкая эпоксидная диановая смола	25-74
твердый сополимер бутадиена с акрилонитрилом	0,5-20
полигидроксиэфир	10-90
эпоксидная диановая смола
с количеством эпоксидных групп 1,8-2,8%	15-45
эпоксирезорциновая смола	30-90
дициандиамид	5-21
полиангидрид себациновой кислоты	4-12
бис-(N,N′-диметилкарбамид)-дифенилметан	21-10
низкомолекулярный бутадиен-акрилонитрильный карбоксилсодержащий каучук	2-25
армирующий наполнитель и/или пигмент или краситель	2-40

Однако она не может быть использована в конструкциях радиотехнического назначения, что обусловлено ее составом.

Задачей изобретения является разработка композиции, обеспечивающей широкий диапазон диэлектрических свойств и использование ее в современных широкополосных многослойных (взаимосогласованных по диэлектрическим свойствам слоев) конструкциях радиотехнического назначения.

Для решения поставленной задачи предлагается: 1. Армированная эпоксидная клеевая композиция, включающая жидкую эпоксидную диановую смолу с количеством эпоксидных групп 20,0-22,5%, дициандиамид и наполнители, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит продукт поликонденсации дифенилолпропана с 4,4′-дихлордифенилсульфоном, а в качестве наполнителя - микросферы стеклянные полые с объемной плотностью 250,0-300,0 кг/м³ и ткань кварцевую, при следующем соотношении компонентов, мас.%:

жидкая эпоксидная диановая смола	34,5-35,0
дициандиамид	7,3-7,7
продукт поликонденсации дифенилпропана
с 4,4′-дихлордифенилсульфоном	19,2-19,4
микросферы стеклянные полые	0,6-1,9
ткань кварцевая	36,7-37,3

2. Армированная клеевая эпоксидная композиция, включающая жидкую эпоксидную диановую смолу с количеством эпоксидных групп 20,0-22,5%, дициандиамид и наполнители, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит продукт поликонденсации дифенилолпропана с 4,4′-дихлордифенилсульфоном, а в качестве наполнителя - микросферы полимерные и стеклосотопласт с плотностью 44,0-45,0 кг/м³, при следующем соотношении компонентов, мас.%:

жидкая эпоксидная смола	50,0-52,1
дициандиамид	10,9-11,0
продукт поликонденсации дифенилпропана с 4,4′
дихлордифенилсульфоном	27,5-30,3
микросферы полимерные	5,5-10,0
стеклосотопласт	1,5-1,7

Предлагаемая клеевая композиция обладает широким диапазоном диэлектрических свойств, которые можно использовать в срединных взаимосогласованных слоях радиотехнических конструкций. Регулируя соотношение наполнителей в клеевой композиции, можно варьировать диэлектрическую постоянную срединных слоев конструкции от 1,5 до 3,0 при tgδ от 190 до 130. Отсутствие растворителей способствует стабилизации физико-механических и диэлектрических характеристик и дает возможность рассчитать получаемые значения диэлектрических свойств композиции.

В композиции используется:

- жидкая эпоксидная диановая смола, в которой массовая доля эпоксидных групп от 20 до 22,5%;

массовая доля летучих веществ не более 0,2%,

массовая доля гидроксильных групп не более 1,5%.

- продукт поликонденсации дифенилолпропана с 4,4′-дихлордифенилсульфоном с молекулярной массой 30000 в качестве пластификатора и имеет следующие характеристики:

число вязкости от 37 до 50 мл/г;

массовая доля летучих веществ не более 2%;

растворимость в эпоксидно-диановой смоле - полная.

- дициандиамид, в котором массовая доля дициандиамида не менее 98,5%, температура плавления не ниже 208°C.

- микросферы стеклянные полые марки МС ВП ТУ 6-48-91-92 с объемной плотностью 250-300 кг/м, размером 70-125 мкм, гидростатическое давление разрушения 50% микросфер 25,4-13,5 МПа, диэлектрическая проницаемость при 10¹⁰ Гц при 20°C - 1,2-1,4.

- микросферы полимерные сухие облегченные предварительно расширенные марки 461 DET80d25 с истинной плотностью 25 кг/м³, примерный размер частиц после расширения 80 мкм, диэлектрическая проницаемость при 10¹⁰ Гц при 20°C 1,1-1,2;

- в качестве наполнителя используется:

- ткань кварцевая ТС 8/3-К-ТО ТУ 6-48-112-94;

- стеклосотопласт ССП-1-8Э ТУ 1-596-452-2005 плотность 45-55 кг/м³,

прочность при сжатии 1,8-2,2 МПа.

В таблице приведены составы и свойства предлагаемой и известной клеевой композиции.

Пример 1. Готовили клеевую массу из расчета на 13,5 кг жидкой эпоксидной диановой смолы 7,5 кг продукта поликонденсации дифенилолпропана с 4,4′-дихлордифенилсульфоном; 3,0 кг смеси жидкой эпоксидной диановой смолы с диметилформамидом и 0,66 кг микросфер стеклянных полых. С использованием оборудования для изготовления пленочного клея (поливочной машины) получали клеевую композицию с содержанием микросфер 2,5-2,7%, максимальной толщиной до 0,65 мм. Производили полуфабрикат путем совмещения кварцевой ткани и клеевой композиции вакуумным формованием при температуре 130°C и давлении 0,8 МПа в течение часа. Далее набирали из готовых листов полуфабриката пакет заданной толщины и производили вакуумное формование при давлении 0,8 МПа, температуре 170°C в течение 3-х часов. Количество листов рассчитывали в зависимости от заданных диэлектрических параметров. Состав композиции приведен в таблице п. 1, а свойства в таблице п. 2.

Пример 2-3. Проводили по примеру 1, но количество введенных микросфер стеклянных составило 1,900 кг во втором примере и 2,090 кг в третьем примере. Клеевую пленку получали на каландре с подогреваемыми вальцами (рабочая температура 130-135°C), при установленном зазоре «на ноже» около 1 мм была получена пленка с толщиной 1,0-1,7 мм, которая использовалась для изготовления полуфабриката синтактного стеклопрепрега вакуумным способом. Состав композиции приведен в таблице п. 1, а свойства в таблице п. 2.

Пример 4-6. Проводили по примеру 1, но в качестве армирующего наполнителя использовали стеклосотопласт ССП-8Э и полимерные микросферы. Клеевую пленку, изготовленную по примеру 2-3, вдавливали в ячейки стеклосотопласта, заполняя их плотно на всю высоту. Проводили режим вакуумного формования при давлении 0,8 МПа и температуре 170°C в течение 3-х часов. Состав композиции приведен в таблице п. 1, а свойства в таблице п. 2.

Технический результат изобретения - изготовление клеевой композиции, обеспечивающей расширение диапазона и возможность варьирования диэлектрических свойств, использование в современных широкополосных многослойных (взаимосогласованных по диэлектрическим свойствам слоев) конструкциях радиотехнического назначения.

Claims

1. Армированная клеевая эпоксидная композиция, включающая жидкую эпоксидную диановую смолу с количеством эпоксидных групп 20,0-22,5%, дициандиамид и наполнители, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит продукт поликонденсации дифенилолпропана с 4,4′-дихлордифенилсульфоном, а в качестве наполнителя - микросферы стеклянные полые с объемной плотностью 250,0-300,0 кг/м³ и ткань кварцевую, при следующем соотношении компонентов, мас.%:
жидкая эпоксидная смола 34,5-35,0 дициандиамид 7,3-7,7 продукт поликонденсации дифенилпропана с 4,4′- дихлордифенилсульфоном 19,2-19,4 микросферы стеклянные полые 0,6-1,9 ткань кварцевая 36,7-37,3

2. Армированная клеевая эпоксидная композиция, включающая жидкую эпоксидную диановую смолу с количеством эпоксидных групп 20,0-22,5%, дициандиамид и наполнители, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит продукт поликонденсации дифенилолпропана с 4,4′-дихлордифенилсульфоном, а в качестве наполнителя - микросферы полимерные и стеклосотопласт с плотностью 44,0-45,0 кг/м³, при следующем соотношении компонентов, мас.%:
жидкая эпоксидная смола 50,0-52,1 дициандиамид 10,9-11,0 продукт поликонденсации дифенилпропана с 4,4′- дихлордифенилсульфоном 27,5-30,3 микросферы полимерные 5,5-10,0 стеклосотопласт 1,5-1,7