RU2655805C1 - Epoxy binder, prepreg based thereon and article made therefrom - Google Patents

Epoxy binder, prepreg based thereon and article made therefrom Download PDF

Info

Publication number
RU2655805C1
RU2655805C1 RU2017130861A RU2017130861A RU2655805C1 RU 2655805 C1 RU2655805 C1 RU 2655805C1 RU 2017130861 A RU2017130861 A RU 2017130861A RU 2017130861 A RU2017130861 A RU 2017130861A RU 2655805 C1 RU2655805 C1 RU 2655805C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
epoxy
binder
prepreg
temperature
epoxy binder
Prior art date
Application number
RU2017130861A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Дмитрий Ильич Коган
Лариса Владимировна Чурсова
Татьяна Анатольевна Гребенева
Наталия Николаевна Панина
Татьяна Сергеевна Уткина
Александр Игоревич Цыбин
Егор Ильич Голиков
Original Assignee
Акционерное общество "Препрег-Современные Композиционные Материалы" (АО "Препрег-СКМ")
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 Акционерное общество "Препрег-Современные Композиционные Материалы" (АО "Препрег-СКМ") filed Critical Акционерное общество "Препрег-Современные Композиционные Материалы" (АО "Препрег-СКМ")
Priority to RU2017130861A priority Critical patent/RU2655805C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2655805C1 publication Critical patent/RU2655805C1/en

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G59/00Polycondensates containing more than one epoxy group per molecule; Macromolecules obtained by polymerising compounds containing more than one epoxy group per molecule using curing agents or catalysts which react with the epoxy groups
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08JWORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J5/00Manufacture of articles or shaped materials containing macromolecular substances
    • C08J5/24Impregnating materials with prepolymers which can be polymerised in situ, e.g. manufacture of prepregs
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08LCOMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L63/00Compositions of epoxy resins; Compositions of derivatives of epoxy resins
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08LCOMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L63/00Compositions of epoxy resins; Compositions of derivatives of epoxy resins
    • C08L63/04Epoxynovolacs

Abstract

FIELD: chemistry.
SUBSTANCE: invention relates to the field of producing melt epoxy binders for structural polymeric composite materials (PCM) based on fibrous fillers obtained by prepreg technology, with energy-efficient curing modes, which can be used in the aviation, helicopter, machine, auto, shipbuilding and other industries. Epoxy binder includes the following components in the following ratio in wt%: epoxy polyfunctional resin 22.0–38.0; epoxy resin based on bisphenol A 40.0–50.0; thermoplastic 7.0–13.0; latent curing agent – dicyandiamide 3.0–7.0; hardener – 4,4'-diaminodiphenylsulphone 4.7–15.0; accelerator – asymmetrically disubstituted urea 0.3–3.0. Prepreg comprises said epoxy binder and fibrous filler in the following ratio, wt%: epoxy binder 30.0–50.0, fibrous filler 50.0–70.0. Product is produced by vacuum moulding of the prepreg.
EFFECT: developed epoxy binder and prepreg, made therefrom, demonstrates improved technological characteristics, which simplifies the process of obtaining PCM, and also makes it possible to obtain products with a higher level of preservation of physical and mechanical properties (compression strength at temperature 20 °C) after exposure to negative operational factors, characterised by low porosity and a slight spread in strength values, which reduces the coefficient of variation of physical and mechanical properties of PCM (ultimate strength at interlayer shear at temperature 20 °C).
7 cl, 3 tbl, 1 ex

Description

Изобретение относится к области создания расплавных эпоксидных связующих для конструкционных полимерных композиционных материалов (ПКМ) на основе волокнистых наполнителей, получаемых по препреговой технологии, с энергоэффективными режимами отверждения, которые могут быть использованы в авиационной, вертолетной, машино-, авто-, судостроительной промышленности и других отраслях техники.The invention relates to the field of creating melt epoxy binders for structural polymer composite materials (PCM) based on fibrous fillers obtained by prepreg technology, with energy-efficient curing modes that can be used in the aviation, helicopter, machine, auto, shipbuilding industry and others branches of technology.

Из уровня техники известно эпоксидное связующее для получения препрегов, содержащее эпокситрифенольную смолу, низкомолекулярную и высокомолекулярную эпоксидиановые смолы, отвердители дициандиамид (ДЦДА) и бис-(N,N'-диметилкарбамид)дифенилметан, растворитель (смесь этилового, изопропилового спирта и ацетона) и двуокись кремния. Препрег, получаемый по растворной технологии, включает 30-42 мас. % эпоксидного связующего и 58-70 мас. % волокнистого наполнителя. Из созданного препрега путем формования получают крупногабаритные изделия, такие как лонжероны лопастей вертолетов и т.п. (RU 2263690 С1, 10.11.2005 г.).The prior art epoxy binder for preparing prepregs containing epoxytriphenol resin, low molecular weight and high molecular weight epoxy resins, hardeners dicyandiamide (DCDA) and bis (N, N'-dimethylcarbamide) diphenylmethane, solvent (a mixture of ethyl, isopropyl alcohol and isopropyl alcohol) silicon. The prepreg obtained by mortar technology includes 30-42 wt. % epoxy binder and 58-70 wt. % fibrous filler. Oversized products, such as helicopter blade spars and the like, are obtained from the created prepreg by molding. (RU 2263690 C1, November 10, 2005).

Основным недостатком этого эпоксидного связующего является содержание в его составе большого количества инертного легколетучего органического растворителя (до 40%), что усложняет технологию получения ПКМ из него и способствует ухудшению экологической и пожарной безопасности процесса его переработки. Удаление летучих продуктов обычно приводит к образованию сильной пористости в изделиях из ПКМ, что сопровождается падением упруго-прочностных свойств.The main disadvantage of this epoxy binder is the content in its composition of a large amount of inert volatile organic solvent (up to 40%), which complicates the technology for producing PCM from it and contributes to the deterioration of the environmental and fire safety of the process of its processing. The removal of volatile products usually leads to the formation of strong porosity in products from PCM, which is accompanied by a drop in elastic-strength properties.

Формование ПКМ происходит при высоких температурах (последняя ступень до 180°С), что делает процесс их изготовления достаточно энергозатратным.PCM is formed at high temperatures (the last step up to 180 ° C), which makes the process of their manufacture quite energy-intensive.

Известно другое эпоксидное связующее для препрегов, содержащее высокомолекулярную эпоксидиановую смолу, отвердители дициандиамид и 2-метилимидазол, азотсодержащую эпоксидную смолу и сложную полиэфирную смолу. Препрег, изготовленный на основе данного связующего, включает 55-65 мас. % волокнистого наполнителя и 35-45 мас. % связующего. Из полученного препрега изготавливают трехслойную сотовую панель из ПКМ для воздушных судов и других транспортных средств (RU 2559495 С1, 10.08.2015 г.).Another prepreg epoxy binder is known containing a high molecular weight epoxy resin, hardeners dicyandiamide and 2-methylimidazole, a nitrogen containing epoxy resin and a polyester resin. The prepreg made on the basis of this binder, includes 55-65 wt. % fibrous filler and 35-45 wt. % binder. From the obtained prepreg, a three-layer honeycomb panel is made of PCM for aircraft and other vehicles (RU 2559495 C1, 08/10/2015).

Указанное эпоксидное связующее и препреги на его основе ввиду наличия азотсодержащей эпоксидной смолы марки УП-610, характеризующейся повышенной реакционной способностью, а также достаточно активного при комнатной температуре отвердителя 2-метилимидазола, имеют невысокую жизнеспособность при температуре 25°С - не более 5 суток, что усложняет процесс их переработки и требует использования холодильной техники для увеличения сроков их хранения.The indicated epoxy binder and prepregs based on it, due to the presence of UP-610 grade nitrogen-containing epoxy resin, characterized by increased reactivity, and also hardener 2-methylimidazole sufficiently active at room temperature, have a low viability at a temperature of 25 ° C for no more than 5 days, which complicates the process of their processing and requires the use of refrigeration equipment to increase the shelf life.

Наиболее близкими аналогами, принятыми за прототип, являются:The closest analogues adopted for the prototype are:

- эпоксидная композиция, представляющая собой смесь эпоксидных смол: полифункциональной на основе тетраглицидилдиаминодифенилметана: 46,7 масс. % и дифункциональной на основе бисфенола А: 20,0 масс. %, термопласта - полиэфирсульфона: 6,7 масс. %, латентного отверждающего агента дициандиамида (ДЦДА): 2,0 масс. %, отвердителя 4,4'-диаминодифенилсульфона (ДАДФС): 20,0 масс. % и ускорителя несимметричной дизамещенной мочевины: 4,6 масс. %;- epoxy composition, which is a mixture of epoxy resins: multifunctional based on tetraglycidyl diaminodiphenylmethane: 46.7 mass. % and difunctional based on bisphenol A: 20.0 mass. %, thermoplastic - polyethersulfone: 6.7 wt. %, latent curing agent of dicyandiamide (DCDA): 2.0 wt. %, hardener 4,4'-diaminodiphenylsulfone (DADFS): 20.0 wt. % and accelerator asymmetric disubstituted urea: 4.6 mass. %;

- однонаправленный препрег, содержащий указанное эпоксидное связующее и углеродное волокно марки T700G-12K-31E (производитель Toray K.K.), при соотношении компонентов: связующее - 35 масс. %, углеродный волокнистый наполнитель - 65 масс. %;- unidirectional prepreg containing the specified epoxy binder and carbon fiber brand T700G-12K-31E (manufacturer Toray K.K.), with a ratio of components: binder - 35 mass. %, carbon fiber filler - 65 mass. %;

- изделие из препрега получают методом вакуумного формования при вакууме 0,095 МПа по двухступенчатому режиму: повышение температуры со скоростью 1,5°С/мин до 90°С, выдержка при температуре 90°С - 1,5 ч; повышение температуры со скоростью 1,5°С/мин до 130°С, выдержка при температуре 130°С - 2 ч (US 2013217283 A1, working example 8, 22.08.2013).- the prepreg product is obtained by vacuum molding at a vacuum of 0.095 MPa in a two-stage mode: increasing the temperature at a speed of 1.5 ° C / min to 90 ° C, holding at a temperature of 90 ° C - 1.5 hours; raising the temperature at a rate of 1.5 ° C / min to 130 ° C, holding at 130 ° C for 2 hours (US 2013217283 A1, working example 8, 08/22/2013).

Недостатками материалов-прототипов являются:The disadvantages of the prototype materials are:

- низкий уровень технологических характеристик эпоксидного связующего (невысокая степень сохранения реологических характеристик и жизнеспособности в препреге при температуре хранения 25°С);- a low level of technological characteristics of an epoxy binder (a low degree of preservation of rheological characteristics and viability in the prepreg at a storage temperature of 25 ° C);

- образование отвержденной полимерной структуры с низкой степенью превращения олигомеров в полимер (пониженная степень отверждения) при формировании ПКМ, что не обеспечивает их надежную эксплуатационную устойчивость после воздействия негативных факторов (повышенная температура и влага) и может привести к созданию материалов, характеризующихся пониженной влагостойкостью с низким сохранением прочностных характеристик после влагонасыщения;- the formation of a cured polymer structure with a low degree of conversion of oligomers to a polymer (reduced curing degree) during PCM formation, which does not provide their reliable operational stability after exposure to negative factors (elevated temperature and moisture) and can lead to the creation of materials characterized by low moisture resistance with low preservation of strength characteristics after moisture saturation;

- низкая технологичность препрегов, так как они созданы на основе эпоксидного связующего с повышенной вязкостью и пониженной текучестью, обладают сниженной липкостью и драпируемостью (гибкостью и эластичностью), что затрудняет и увеличивает трудоемкость процесса их переработки в ПКМ и может приводить к формированию изделий с высокими показателями пористости и большим коэффициентом вариации физико-механических характеристик.- low manufacturability of prepregs, since they are based on an epoxy binder with increased viscosity and reduced fluidity, have reduced stickiness and drape (flexibility and elasticity), which complicates and increases the complexity of the process of processing them in PCM and can lead to the formation of products with high rates porosity and a large coefficient of variation of physical and mechanical characteristics.

Технической задачей и техническим результатом заявленного изобретения является создание эпоксидного связующего с улучшенными технологическими характеристиками (высокие уровни сохранения реологических характеристик и его жизнеспособности в препреге при температуре хранения 25°С), обеспечивающего высокую степень отверждения и повышение степени сохранения прочностных характеристик (предел прочности при сжатии при 20°С) получаемых ПКМ после экспозиции в тепловлажной камере при температуре 70°С и 85% влажности в течение 30 дней, а также характеризующегося оптимальной вязкостью и текучестью, которые дадут возможность получать высокотехнологичные препреги на его основе, пригодные для формования ПКМ с низкими показателями пористости и невысоким коэффициентом вариации физико-механических характеристик (предел прочности при межслойном сдвиге при 20°С).The technical task and the technical result of the claimed invention is the creation of an epoxy binder with improved technological characteristics (high levels of preservation of rheological characteristics and its viability in the prepreg at a storage temperature of 25 ° C), which provides a high degree of curing and an increase in the degree of preservation of strength characteristics (compressive strength at 20 ° C) obtained by PCM after exposure in a heat-moist chamber at a temperature of 70 ° C and 85% humidity for 30 days, as well as akterizuyuschegosya optimal viscosity and fluidity, which will enable to obtain high-tech prepregs based on it, suitable for molding FRP with low porosity and a low coefficient of variation of physical and mechanical properties (tensile strength, interlaminar shear at 20 ° C).

Для решения поставленной задачи и достижения технического результата предлагается эпоксидное связующее, включающее смесь полифункциональной и дифункциональной на основе бисфенола А эпоксидных смол, термопласт, латентный отверждающий агент - дициандиамид (ДЦДА), отвердитель - 4,4'-диаминодифенилсульфон (ДАДФС), ускоритель - несимметрично дизамещенную мочевину, отличающееся тем, что в качестве полифункциональной эпоксидной смолы используется одна полифункциональная эпоксидная смола или их смесь, а в качестве термопласта используется полиарилсульфон, полиэфирсульфон, или феноксисмола, или их смеси, при следующем соотношении компонентов, масс. %:To solve this problem and achieve a technical result, an epoxy binder is proposed, including a mixture of polyfunctional and difunctional based on bisphenol A epoxy resins, thermoplastic, latent curing agent - dicyandiamide (DCDA), hardener - 4,4'-diaminodiphenylsulfone (DADFS), accelerator - asymmetric disubstituted urea, characterized in that one polyfunctional epoxy resin or a mixture thereof is used as a polyfunctional epoxy resin, and is used as a thermoplastic according to iarilsulfon, polyethersulfone or phenoxy, or mixtures thereof, with the following component ratio, wt. %:

эпоксидная полифункциональная смолаepoxy polyfunctional resin 22,0-38,022.0-38.0 эпоксидная смола на основе бисфенола Аbisphenol A epoxy 40,0-50,040.0-50.0 термопластthermoplastic 7,0-13,07.0-13.0 латентный отверждающий агент - дициандиамидlatent curing agent - dicyandiamide 3,0-7,03.0-7.0 отвердитель - 4,4'-диаминодифенилсульфонhardener - 4,4'-diaminodiphenylsulfone 4,7-15,04.7-15.0 ускоритель - несимметрично дизамещенная мочевинаaccelerator - asymmetrically disubstituted urea 0,3-3,00.3-3.0

Предложен также препрег, включающий указанное эпоксидное связующее и волокнистый наполнитель, при следующем соотношении компонентов, масс. %:A prepreg is also proposed, including the specified epoxy binder and a fibrous filler, in the following ratio of components, mass. %:

эпоксидное связующееepoxy binder 30,0-50,030.0-50.0 волокнистый наполнительfiberfill 50,0-70,050.0-70.0

В качестве волокнистого наполнителя могут использоваться волокнистые стекло- или угленаполнители.As the fibrous filler can be used fibrous glass or carbon fillers.

Изделия получают путем вакуумного формования препрега на основе заявленного эпоксидного связующего.Products are obtained by vacuum molding a prepreg based on the claimed epoxy binder.

Для создания эпоксидного связующего:To create an epoxy binder:

- в качестве полифункциональной эпоксидной смолы в изобретении может использоваться одна из смол, выбранная из групп: полифункциональные эпоксидные смолы на основе фенолов марок УП-643, ЭН-6 (производитель ООО «Дорос»), азотосодержащие эпоксидные смолы (аминоэпоксидные) марок ЭМДА, ЭХД (производитель ЗАО «Химэкс Лимитед»), Araldite MY9655 (производитель Huntsman Advanced Materials) и др. или их смеси;- as a polyfunctional epoxy resin in the invention, one of the resins selected from the groups can be used: polyfunctional epoxy resins based on phenols of grades UP-643, EN-6 (manufactured by LLC Doros), nitrogen-containing epoxy resins (amino-epoxy) of brands EMDA, ECD (manufacturer ZAO Himex Limited), Araldite MY9655 (manufacturer Huntsman Advanced Materials), etc., or mixtures thereof;

- в качестве дифункциональной эпоксидной смолы на основе бисфенола А могут быть использованы эпоксидные смолы марок Araldite LY1556 (производитель Huntsman Advanced Materials), ЭД-22, ЭД-20 (ГОСТ 10587-93) или D.E.R. 330 или D.E.R. 331 (производитель Dow Chemical Company) и др.;- as a difunctional epoxy resin based on bisphenol A, epoxy resins of the brands Araldite LY1556 (manufacturer Huntsman Advanced Materials), ED-22, ED-20 (GOST 10587-93) or D.E.R. can be used. 330 or D.E.R. 331 (manufactured by Dow Chemical Company) and others;

- в качестве латентного отверждающего агента ДЦДА в изобретении могут использоваться: DYHARD 100S, DYHARD 100SF (производитель AlzChem), DICY 7 (производитель Japan Ероху Resins) и др.;- as the latent curing agent of DCDA in the invention, the following can be used: DYHARD 100S, DYHARD 100SF (manufacturer AlzChem), DICY 7 (manufacturer Japan Erohu Resins), etc .;

- в качестве отвердителя могут быть использованы 4,4'-диаминодифенилсульфон (ДАДФС) марок ARADUR 9664-1 или ARADUR 976-1 (производитель Huntsman Advanced Materials) и др.;- as a hardener, 4,4'-diaminodiphenylsulfone (DADFS) grades ARADUR 9664-1 or ARADUR 976-1 (manufacturer Huntsman Advanced Materials), etc. can be used;

- в качестве ускорителя несимметрично дизамещенной мочевины могут быть использованы, например, 2,4-толуилиден бисдиметил мочевина (марка Omncure U-24, производитель CVC Thermoset Specialties), 3-(3,4-дихлорфенил)-1,1диметил мочевина (марка DYHARD UR-200, производитель AlzChem), 1,3-бис-(N,N-диметилкарбамид)-4-метилбензол (марка DYHARD UR-500, производитель AlzChem); марка DYHARD UR-800 (производитель AlzChem) и др.;- as an accelerator of asymmetrically disubstituted urea, for example, 2,4-toluilidene bisdimethyl urea (brand Omncure U-24, manufacturer CVC Thermoset Specialties), 3- (3,4-dichlorophenyl) -1,1 dimethyl urea (brand DYHARD UR-200, manufacturer AlzChem), 1,3-bis- (N, N-dimethylcarbamide) -4-methylbenzene (brand DYHARD UR-500, manufacturer AlzChem); DYHARD UR-800 brand (manufacturer AlzChem) and others;

- в качестве термопласта может использоваться одна из марок полиарилсульфона, например марка ПСФФ-30, ПСФФ-70 (производитель АО «Институт пластмасс им. Г.С. Петрова»), одна из марок полиэфирсульфона, например марка ПСК-1, (производитель АО «Институт пластмасс им. Г.С. Петрова»), марка PES5003P (производитель Sumitomo Chemical KK), марка Ultrason Е 2020 Р (производитель BASF Corporation) и одна из марок феноксисмол, например РKНВ, РKНН (производитель фирма Gabriel Phenoxies Inc) и др. или их смеси.- as a thermoplastic, one of the brands of polyarylsulfone, for example, grade PSFF-30, PSFF-70 (manufactured by JSC Institute of Plastics named after G. Petrov, JSC), one of the brands of polyethersulfone, for example grade PSK-1, (manufacturer of JSC “G. Petrov Institute of Plastics”), brand PES5003P (manufacturer Sumitomo Chemical KK), brand Ultrason E 2020 Р (manufacturer BASF Corporation) and one of the phenoxy resin brands, for example RKNV, RKNN (manufacturer Gabriel Phenoxies Inc) and others or mixtures thereof.

Установлено, что наличие в связующем-прототипе большого количества активного отвердителя 4,4'-диаминодифенилсульфона (20,0 масс. %) и эпоксидной смолы на основе тетраглицидилдиаминодифенилметана (46,7 масс. %), содержащей в своей молекулярной структуре третичный амин, обладающий каталитической активностью, способствует ускоренной активизации процесса отверждения уже при комнатной температуре, что приводит к быстрому нарастанию вязкости связующего и снижению его жизнеспособности в препреге в процессе хранения при температуре 25°С, что существенно ухудшает их технологические свойства. В отличие от прототипа, предлагаемое связующее содержит меньшее количество 4,4'-диаминодифенилсульфона (до 15,0 масс. %) и эпоксидной смолы на основе тетраглицидилдиаминодифенилметана (до 38,0 масс. %), благодаря чему синергетический эффект влияния этих компонентов на активность процесса отверждения при комнатной температуре проявляется в меньшей степени и эпоксидное связующее характеризуется улучшенными технологическими свойствами: высокой степенью сохранения реологических характеристик и длительной жизнеспособностью в препреге при температуре хранения 25°С.It was found that the presence of a large amount of the active hardener of 4,4'-diaminodiphenyl sulfone (20.0 wt.%) And an epoxy resin based on tetraglycidyl diaminodiphenylmethane (46.7 wt.%) Containing a tertiary amine in its molecular structure catalytic activity, contributes to the accelerated activation of the curing process even at room temperature, which leads to a rapid increase in the viscosity of the binder and a decrease in its viability in the prepreg during storage at a temperature of 25 ° C, which is significant venno worsens their technological properties. In contrast to the prototype, the proposed binder contains a smaller amount of 4,4'-diaminodiphenyl sulfone (up to 15.0 wt.%) And an epoxy resin based on tetraglycidyl diaminodiphenylmethane (up to 38.0 wt.%), Due to which the synergistic effect of the influence of these components on the activity The curing process at room temperature manifests itself to a lesser extent and the epoxy binder is characterized by improved technological properties: a high degree of preservation of rheological characteristics and long viability in the prepreg storage temperature 25 ° C.

Экспериментально установлено, что использование в составе предлагаемого эпоксидного связующего комплексной отверждающей системы с оптимально сбалансированным количеством латентного отверждающего агента дициандиамида (3,0÷7,0 масс. %), ускорителя отверждения несимметрично дизамещенной мочевины (0,3÷3,0 масс. %) и отвердителя 4,4'-диаминодифенилсульфона (4,7÷15,0 масс. %), ввиду ее высокой активности при повышенных температурах, приводит к тому, что начало процесса отверждения наблюдается при температурах 90÷100°С, который характеризуется быстрым протеканием и сопровождается значительным выделением тепла в узком температурном интервале (ширина экзотермического пика кривой дифференциальной сканирующей калориметрии (ДСК) - 40÷60°С) за короткий период времени, при котором выделяющееся тепло не успевает диссипировать в окружающую среду и температура в зоне реакции начинает превышать температуру, подводимую извне, что способствует достижению высокой степени конверсии реакционноспособных групп и более полному отверждению разработанного связующего (степень отверждения 96,5÷98,7%) при невысоких температурах (не выше 130°С) за короткий период отверждения (в течение 2 часов).It was experimentally established that the use of a complex curing system with an optimally balanced amount of latent curing agent dicyandiamide (3.0 ÷ 7.0 wt.%), A curing accelerator of asymmetrically disubstituted urea (0.3 ÷ 3.0 wt.%) In the composition of the proposed epoxy binder ) and hardener 4,4'-diaminodiphenylsulfone (4.7 ÷ 15.0 wt.%), due to its high activity at elevated temperatures, leads to the fact that the beginning of the curing process is observed at temperatures of 90 ÷ 100 ° C, which is characterized by a rapid P swelling and is accompanied by a significant heat release in a narrow temperature range (the width of the exothermic peak of the differential scanning calorimetry (DSC) curve is 40 ÷ 60 ° C) for a short period of time at which the released heat does not have time to dissipate into the environment and the temperature in the reaction zone begins to exceed the temperature supplied from the outside, which helps to achieve a high degree of conversion of reactive groups and a more complete cure of the developed binder (curing degree 96.5 ÷ 98.7%) with high temperatures (not higher than 130 ° C) for a short curing period (within 2 hours).

Выбранное в качестве прототипа эпоксидное связующее с комплексной отверждающей системой, содержащей 2,0 масс. % латентного отверждающего агента дициандиамида, 4,7 масс. % ускорителя отверждения несимметрично дизамещенной мочевины и 20,0 масс. % отвердителя 4,4'-диаминодифенилсульфона, обеспечивает начало процесса отверждения только при температуре свыше 108°С и сопровождается также значительным экзотермическим эффектом, но тепловой эффект фиксируется в более широком интервале температур (ширина экзотермического пика кривой ДСК- 80°С) за более длительный период времени, что не дает возможности достичь достаточно глубокой степени конверсии реакционноспособных групп при невысоких температурах (не выше 130°С) за короткий период времени (не более 2 часов). Отвержденная полимерная структура, с низкой степенью превращения олигомеров в полимер (степень отверждения 94%), не обеспечивает надежную устойчивость пластиков после воздействия негативных эксплуатационных факторов (повышенная температура и влага) и приводит к созданию ПКМ, обладающих пониженной влагостойкостью с низким сохранением прочностных характеристик (прочность при сжатии при 20°С) после влагонасыщения в ходе экспозиции в тепловлажной камере (Т=70°С, ϕ=85%) в течение 30 дней. Используемое соотношение компонентов в комплексной отверждающей системе предлагаемого изобретения способствует образованию полимерных структур и изделий на их основе, более устойчивых к воздействию влаги и повышенной температуры и характеризуется более высокой степенью сохранения прочностных характеристик (предел прочности при сжатии при 20°С) после влагонасыщения.Selected as a prototype epoxy binder with a comprehensive curing system containing 2.0 mass. % latent curing agent of dicyandiamide, 4.7 wt. % accelerator curing asymmetrically disubstituted urea and 20.0 mass. % hardener 4,4'-diaminodiphenylsulfone, provides the beginning of the curing process only at temperatures above 108 ° C and is also accompanied by a significant exothermic effect, but the thermal effect is fixed in a wider temperature range (width of the exothermal peak of the DSC-80 ° C curve) for a longer a period of time, which does not make it possible to achieve a sufficiently deep degree of conversion of reactive groups at low temperatures (not higher than 130 ° C) in a short period of time (no more than 2 hours). A cured polymer structure, with a low degree of conversion of oligomers to a polymer (cure rate of 94%), does not provide reliable stability of plastics after exposure to negative operational factors (elevated temperature and moisture) and leads to the creation of PCMs with reduced moisture resistance and low retention of strength characteristics (strength when compressed at 20 ° C) after moisture saturation during exposure in a heat-moist chamber (T = 70 ° C, ϕ = 85%) for 30 days. The used ratio of the components in the complex curing system of the present invention promotes the formation of polymer structures and products based on them, more resistant to moisture and elevated temperature and is characterized by a higher degree of preservation of strength characteristics (compressive strength at 20 ° C) after moisture saturation.

В составе связующего-прототипа содержится большое количество компонентов (20,0 масс. % отвердителя 4,4'-диаминодифенилсульфона и 46,7 масс. % полифункциональной эпоксидной смолы), которые при совмещении с другими составляющими приводят к образованию композиции с достаточно высокой вязкостью (вязкость при температуре 40°С - 4751 Па⋅с, минимальная вязкость композиции - 12,0 Па⋅с) и низкой текучестью, ввиду ее плохой растекаемости при повышении температуры. На стадии производства препрегов при изготовлении и нанесении пленки связующего на поверхность наполнителя необходимо, чтобы расплав связующего обладал оптимальными реологическими характеристиками, благодаря которым можно получить бездефектную поверхность препрега, а именно с равномерным нанесением связующего и отсутствием непропитанных участков. Чтобы достичь такой текучести высоковязкого связующего-прототипа, изготовление препрега осуществляют при температуре 120°С, что способствует формированию частично отвержденной полимерной системы (начало процесса отверждения связующего начинается при температуре свыше 108°С) и приводит к созданию препрегов с низкой технологичностью, характеризующихся пониженной драпируемостью и липкостью, что затрудняет возможность выкладывать их на оснастку любой сложности так, чтобы они принимали нужную форму, не образуя трещин и складок, разрывов при удалении их после отверждения с оснастки. В результате пониженных технологических характеристик используемых препрегов на основе связующего-прототипа в формируемом материале могут присутствовать непропитанные участки и прочие дефекты, которые приводят к формированию изделий с высокими показателями пористости (до 2,1%) и большим коэффициентом вариации физико-механических характеристик (предел прочности при межслойном сдвиге при 20°С).The prototype binder contains a large number of components (20.0 wt.% Hardener 4,4'-diaminodiphenylsulfone and 46.7 wt.% Polyfunctional epoxy), which when combined with other components lead to the formation of a composition with a sufficiently high viscosity ( viscosity at a temperature of 40 ° C - 4751 Pa⋅s, the minimum viscosity of the composition - 12.0 Pa⋅s) and low fluidity, due to its poor flowability with increasing temperature. At the stage of production of prepregs in the manufacture and application of a film of a binder on the surface of the filler, it is necessary that the melt of the binder has optimal rheological characteristics, due to which it is possible to obtain a defect-free surface of the prepreg, namely, with uniform application of the binder and the absence of unimpregnated areas. To achieve such a fluidity of the highly viscous binder-prototype, the prepreg is manufactured at a temperature of 120 ° C, which contributes to the formation of a partially cured polymer system (the beginning of the curing of the binder begins at a temperature above 108 ° C) and leads to the creation of prepregs with low processability, characterized by reduced drapeability and stickiness, which makes it difficult to lay them on a snap of any complexity so that they take the desired shape without forming cracks and creases, tears When removing them after curing from a snap. As a result of the reduced technological characteristics of the used prepregs based on the prototype binder, unformed sections and other defects can be present in the formed material, which lead to the formation of products with high porosity (up to 2.1%) and a large coefficient of variation in physical and mechanical characteristics (tensile strength with interlayer shear at 20 ° C).

В отличие от прототипа, предлагаемое эпоксидное связующее содержит меньшее количество загущающих компонентов (отвердителя 4,4'-диаминодифенилсульфона - 4,7÷15,0 масс. %, полифункциональной эпоксидной смолы - 22,0÷38,0 масс. %), благодаря чему композиция получается менее вязкой (вязкость при температуре 40°С - 1030÷1100 Па⋅с, а минимальная вязкость - 3,5÷4,5 Па⋅с). Невысокая вязкость предлагаемого эпоксидного связующего способствует хорошей растекаемости при повышении температуры, что дает возможность проводить изготовление препрега при температурах 75÷85°С. В данных условиях не наблюдается существенных изменений характеристик полимерной композиции и благодаря равномерно нанесенной пленке распределенного связующего, улучшается внешний вид препрега, отсутствует вариация массового содержания связующего по всей площади пропитки наполнителя и, как результат, оптимизируются технологические параметры препрега, такие как драпируемость и липкость. Препрега, изготовленные с использованием предлагаемого эпоксидного связующего, дают возможность получать бездефектную и равномерную полимерную структуру, характеризующуюся низкой пористостью (0,9÷1,5%) и максимальными физико-механическими свойствами ПКМ при минимальном коэффициенте вариации прочностных характеристик (предел прочности при межслойном сдвиге при 20°С).In contrast to the prototype, the proposed epoxy binder contains fewer thickening components (hardener 4,4'-diaminodiphenylsulfone - 4.7 ÷ 15.0 wt.%, Polyfunctional epoxy resin - 22.0 ÷ 38.0 wt.%), Due to which makes the composition less viscous (viscosity at a temperature of 40 ° С - 1030 ÷ 1100 Pa⋅s, and the minimum viscosity - 3.5 ÷ 4.5 Pa⋅s). The low viscosity of the proposed epoxy binder contributes to good flowability with increasing temperature, which makes it possible to manufacture the prepreg at temperatures of 75 ÷ 85 ° C. Under these conditions, there are no significant changes in the characteristics of the polymer composition and due to the uniformly applied film of the distributed binder, the appearance of the prepreg improves, there is no variation in the mass content of the binder over the entire area of the filler impregnation, and as a result, the technological parameters of the prepreg, such as drape and stickiness, are optimized. The prepreg made using the proposed epoxy binder makes it possible to obtain a defect-free and uniform polymer structure characterized by low porosity (0.9 ÷ 1.5%) and maximum physicomechanical properties of PCM with a minimum coefficient of variation of strength characteristics (tensile strength at interlayer shear at 20 ° C).

Примеры осуществленияExamples of implementation

Приготовление заявленного эпоксидного связующегоPreparation of the claimed epoxy binder

Пример 1 (табл. 1)Example 1 (table. 1)

В чистый и сухой реактор загружают 22 масс. % полифункциональной эпоксидной смолы на основе фенолов марки УП-643, 50 масс. % дифункциональной эпоксидной смолы на основе бисфенола А марки ЭД-20 и при работающей мешалке нагревают до температуры 100°С. Смесь перемешивают со скоростью 250 об/мин при температуре 100°С для полного совмещения смол. Затем поднимают температуру до 150°С и увеличивают скорость вращения мешалки до 300 об/мин.In a clean and dry reactor load 22 mass. % polyfunctional epoxy based on phenols UP-643 brand, 50 wt. % of a difunctional epoxy resin based on bisphenol A grade ED-20 and with a working stirrer is heated to a temperature of 100 ° C. The mixture is stirred at a speed of 250 rpm at a temperature of 100 ° C for a complete combination of resins. Then raise the temperature to 150 ° C and increase the speed of rotation of the mixer to 300 rpm

Небольшими порциями при работающей мешалке при температуре 150°С вводят 7,0 масс. % термопласта феноксисмолу марки РКНВ и перемешивают до получения однородной массы.In small portions with a working stirrer at a temperature of 150 ° C, 7.0 wt. % thermoplastic phenoxysmol brand RKNV and mix until a homogeneous mass.

Температуру реакционной смеси снижают до 110°С, загружают небольшими порциями при работающей мешалке 15,0 масс. % отвердителя ARADUR 976-1 и перемешивают до получения однородной массы.The temperature of the reaction mixture was reduced to 110 ° C, loaded in small portions with a working stirrer 15.0 mass. % hardener ARADUR 976-1 and mix until a homogeneous mass.

При работающей мешалке со скоростью 300 об/мин осуществляют загрузку 3,0 масс. % дициандиамида марки DYHARD 100S, повышая при этом обороты мешалки до 600 об/мин. Перемешивают до получения однородной массы.When the stirrer is operating at a speed of 300 rpm, 3.0 mass are charged. % dicyandiamide brand DYHARD 100S, while increasing the speed of the mixer to 600 rpm Stir until a homogeneous mass.

Снижают температуру до 80°С и добавляют небольшими порциями 3,0 масс. % ускорителя отверждения несимметрично дизамещенную мочевину Omncure U-24 при перемешивании со скоростью 250 об/мин в течение 60 мин, до получения полностью однородной массы. Выключают мешалку и сливают готовое связующее через сливной штуцер.Reduce the temperature to 80 ° C and add in small portions of 3.0 mass. % curing accelerator asymmetrically disubstituted urea Omncure U-24 with stirring at a speed of 250 rpm for 60 minutes to obtain a completely homogeneous mass. Turn off the mixer and drain the finished binder through the drain fitting.

Технологию изготовления эпоксидных связующих по примерам 2-12 (табл. 1) использовали аналогично примеру 1.The manufacturing technology of epoxy binders according to examples 2-12 (table. 1) was used analogously to example 1.

Получение заявленного препрегаObtaining the declared prepreg

Пример 1 (табл. 2)Example 1 (table. 2)

Получение препрега осуществляют путем нанесения 30 масс. % эпоксидного связующего, приготовленного по рецептуре примера 1 (табл. 1) посредством пропиточной машины при температуре 80°С на углеродный жгут T700S-12K-50C в количестве 70 масс. %.Obtaining a prepreg is carried out by applying 30 mass. % epoxy binder prepared according to the recipe of example 1 (table. 1) by means of an impregnation machine at a temperature of 80 ° C on a carbon tow T700S-12K-50C in an amount of 70 wt. %

Препреги для примеров 3, 5, 7, 9 и 11 изготавливали с использованием углеродного жгута T700S-12K-50C, для примеров 2, 4, 6, 8, 10 и 12 с использованием стеклоровинга РВМПН 10-400,The prepregs for examples 3, 5, 7, 9, and 11 were made using a T700S-12K-50C carbon tow, for examples 2, 4, 6, 8, 10, and 12 using a glass roving RVMPN 10-400,

Изготовление заявленного изделияManufacture of the claimed product

Пример 1 (табл. 3)Example 1 (table. 3)

Препрег на основе связующего и углеродного волокна T700S-12K-50C, полученный на пропиточной машине по рецептуре примера 1 (табл. 2), разрезают на ленточки шириной 6,35 мм, которые выкладывают на автоматизированном выкладочном станке с регулируемыми усилием прикатки (порядка 1,0 МПа) и температурой (порядка 85°С (кратковременно). Изготовление изделия осуществляют методом вакуумного формования полученного препрега при давлении 0,095 МПа, по температурному режиму: 2 часа при температуре 130°С, таким образом получают конструктивно подобные образцы типа каркаса фюзеляжа.A prepreg based on a binder and carbon fiber T700S-12K-50C, obtained on an impregnation machine according to the formulation of Example 1 (Table 2), is cut into ribbons 6.35 mm wide, which are laid out on an automated laying machine with adjustable rolling force (about 1, 0 MPa) and temperature (of the order of 85 ° C (short-term). The manufacture of the product is carried out by vacuum molding the prepreg obtained at a pressure of 0.095 MPa, according to the temperature regime: 2 hours at a temperature of 130 ° C, in this way structurally similar car-like samples are obtained ace fuselage.

На основании изготовленных препрегов по примерам 2-12 (табл. 2) по технологии, аналогичной примеру 1, методом вакуумного формования изготавливали конструктивноподобные образцы изделий: по примерам 3, 5 и 8 - типа каркаса фюзеляжа, по примерам 2, 4, 6, 7 и 9 - типа стабилизатора, по примерам 10, 11 и 12 - типа лонжерона стабилизатора.Based on the prepared prepregs according to Examples 2-12 (Table 2) using a technology similar to Example 1, structurally similar product samples were made by vacuum molding: according to Examples 3, 5 and 8, such as the fuselage frame, according to Examples 2, 4, 6, 7 and 9 - type stabilizer, according to examples 10, 11 and 12 - type spar stabilizer.

Составы связующих по изобретению и прототипу приведены в таблице 1, составы препрегов по изобретению и прототипу - в таблице 2, свойства связующих по заявленному изобретению и прототипу, препрегов и ПКМ, изготовленных на их основе - в таблице 3.The compositions of the binders according to the invention and the prototype are shown in table 1, the compositions of the prepregs according to the invention and the prototype are shown in table 2, the properties of the binders according to the claimed invention and the prototype, prepregs and PCM made on their basis are shown in table 3.

Сравнительные данные из таблицы 3 показывают, что предлагаемое эпоксидное связующее обеспечивает преимущества по сравнению с прототипом:Comparative data from table 3 show that the proposed epoxy binder provides advantages compared with the prototype:

- является более технологичным, поскольку характеризуется более стабильными показателями сохранения вязкости, так как в результате его хранения в течение 30 дней при температуре 25°С не наблюдается роста вязкости в сравнении с исходным значением (коэффициент повышения вязкости связующего - 1,0), у прототипа же наблюдается увеличение показателя вязкости до 50% (коэффициент повышения вязкости связующего - 1,5). Такая высокая химическая стабильность заявленного эпоксидного связующего при комнатной температуре и отсутствие быстрого роста вязкости упрощает технологический процесс его переработки в ПКМ, а также дает возможность изготовления на его основе препрегов с длительной жизнеспособностью - не менее 60 суток при комнатной температуре, в отличии от прототипа, у которого жизнеспособность при комнатной температуре составляет всего лишь 15 суток. Подобные технологические характеристики заявленного эпоксидного связующего дают возможность создавать технологичные и долгоживущие препреги на его основе, которые могут обеспечить снижение энергозатрат при их транспортировании и хранении до момента переработки за счет исключения использования холодильной техники, что в свою очередь отражается на экономических показателях производства;- is more technologically advanced, because it is characterized by more stable indicators of viscosity conservation, as a result of its storage for 30 days at a temperature of 25 ° C, there is no increase in viscosity compared to the initial value (coefficient of increase in viscosity of the binder is 1.0), the prototype but there is an increase in the viscosity index up to 50% (coefficient of increase in viscosity of the binder is 1.5). Such a high chemical stability of the claimed epoxy binder at room temperature and the absence of a rapid increase in viscosity simplifies the technological process of its processing in PCM, and also makes it possible to manufacture prepregs with a long pot life of at least 60 days at room temperature, in contrast to the prototype, whose viability at room temperature is only 15 days. Such technological characteristics of the claimed epoxy binder make it possible to create technologically advanced and long-lived prepregs based on it, which can provide a reduction in energy consumption during transportation and storage until processing by eliminating the use of refrigeration equipment, which in turn affects the economic performance of production;

- характеризуется более высокой степенью превращения олигомеров в полимер (степень отверждения 96,5÷98,7%), чем связующее-прототип (степень отверждения 94,0%). Это обеспечивает повышенную влагостойкость полимерных структур и изделий на основе предлагаемого связующего после 30-дневного тепловлажностного воздействия в тепловлажной камере (Т=70°С, ϕ=85%), так как они характеризуются меньшим влагонасыщением - 0,3÷0,9%, в сравнении с материалом-прототипом, у которого влагонасыщение до 1,0%, и демонстрируют более высокую степенью сохранения прочностных характеристик (предел прочности при сжатии при температуре 20°С) после влагонасыщения - 72÷85% (от значения предела прочности при сжатии при температуре 20°С до влагонасыщения), в сравнении с материалом-прототипом у которого степень сохранения прочностных характеристик (прочность при сжатии при температуре 20°С) после влагонасыщения не выше 65% (от значения предела прочности при сжатии при температуре 20°С до влагонасыщения). Характеристики материалов на основе разработанного эпоксидного связующего подтверждают возможность создания ПКМ на его основе, обладающих повышенной влагостойкостью, и их надежной эксплуатации после воздействия негативных эксплуатационных факторов (повышенная температура и влага);- characterized by a higher degree of conversion of oligomers to polymer (cure degree 96.5 ÷ 98.7%) than the binder-prototype (cure rate 94.0%). This provides increased moisture resistance of polymer structures and products based on the proposed binder after a 30-day heat and moisture exposure in a heat and humidity chamber (T = 70 ° C, ϕ = 85%), since they are characterized by lower moisture saturation - 0.3 ÷ 0.9%, in comparison with the prototype material, in which the moisture saturation is up to 1.0%, and demonstrate a higher degree of preservation of strength characteristics (tensile strength at compression at a temperature of 20 ° C) after moisture saturation - 72 ÷ 85% (of the value of compressive strength at temperature 20 ° С to saturation), in comparison with the prototype material in which the degree of preservation of strength characteristics (compressive strength at a temperature of 20 ° C) after moisture saturation is not higher than 65% (from the value of compressive strength at a temperature of 20 ° C to moisture saturation). Characteristics of materials based on the developed epoxy binder confirm the possibility of creating PCMs based on it, which have increased moisture resistance, and their reliable operation after exposure to negative operational factors (elevated temperature and moisture);

- обеспечивает создание более технологичных препрегов, характеризующихся оптимальной драпируемостью и липкостью при комнатной температуре по сравнению с препрегами на основе связующего-прототипа, у которого эти технологические характеристики значительно ниже. Это позволяет изготавливать на основе предлагаемого эпоксидного связующего бездефектные ПКМ, характеризующиеся более низкой пористостью (не более 1,5%) по сравнению с ПКМ на основе связующего-прототипа (пористость 2,1%) и демонстрирующие незначительный разброс физико-механических показателей (предел прочности при межслоевом сдвиге при температуре 20°С), что способствует снижению коэффициента вариации прочностных свойств ПКМ примерно в 2 раза по сравнению со значением у ПКМ на основе связующего-прототипа (К коэффициент вариации прототипа=9,9; К коэффициент вариации разработанного связующего=4,7÷5,0).- provides the creation of more technological prepregs, characterized by optimal drape and stickiness at room temperature compared to prepregs based on a prototype binder, in which these technological characteristics are significantly lower. This makes it possible to produce defect-free PCMs based on the proposed epoxy binder, characterized by lower porosity (not more than 1.5%) compared to PCMs based on the prototype binder (2.1% porosity) and exhibiting a slight variation in physical and mechanical properties (tensile strength) when the interlayer shear at a temperature of 20 ° C), which helps to reduce the coefficient of variation of the strength properties of PCM by about 2 times compared with the value of PCM based on a binder-prototype (K coefficient of variation of the prototype = 9, 9; K coefficient of variation of the developed binder = 4.7 ÷ 5.0).

Таким образом, заявленное эпоксидное связующее и препрег, изготовленный на его основе, демонстрируют улучшенные технологические характеристики, что упрощает процесс получения ПКМ и обеспечивает снижение затрат на их изготовление, транспортирование и хранение, а также дает возможность получать изделия с более высоким уровнем сохранения физико-механических свойств (предел прочности при сжатии при температуре 20°С) после воздействия негативных эксплуатационных факторов, характеризующиеся низкой пористостью и незначительным разбросом в значениях прочности, что обеспечивает снижение коэффициента вариации физико-механических свойств ПКМ (предел прочности при межслоевом сдвиге при температуре 20°С).Thus, the claimed epoxy binder and prepreg, made on its basis, demonstrate improved technological characteristics, which simplifies the process of obtaining PCM and reduces the cost of their manufacture, transportation and storage, and also makes it possible to obtain products with a higher level of preservation of physico-mechanical properties (tensile strength at compression at a temperature of 20 ° C) after exposure to negative operational factors, characterized by low porosity and a small spread strength values, which reduces the coefficient of variation of physical and mechanical properties of FRP (tensile strength, interlayer shear at a temperature of 20 ° C).

Figure 00000001
Figure 00000001

Figure 00000002
Figure 00000002

Figure 00000003
Figure 00000003

Figure 00000004
Figure 00000004

Claims (9)

1. Эпоксидное связующее, включающее смесь полифункциональной и дифункциональной на основе бисфенола А эпоксидных смол, термопласт, латентный отверждающий агент - дициандиамид (ДЦДА), отвердитель - 4,4'-диаминодифенилсульфон (ДАДФС), ускоритель - несимметрично дизамещенную мочевину, отличающееся тем, что в качестве полифункциональной эпоксидной смолы используется одна полифункциональная эпоксидная смола или их смесь, а в качестве термопласта используется полиарилсульфон, полиэфирсульфон или феноксисмола или их смеси, при следующем соотношении компонентов, масс. %:1. An epoxy binder comprising a mixture of polyfunctional and difunctional based on bisphenol A epoxy resins, thermoplastic, latent curing agent - dicyandiamide (DCDA), hardener - 4,4'-diaminodiphenylsulfone (DADFS), an accelerator - asymmetrically displaced by urea, as a multifunctional epoxy resin, one multifunctional epoxy resin or a mixture thereof is used, and as a thermoplastic polyarylsulfone, polyethersulfone or phenoxy resin or a mixture thereof is used, in the following solutions of components, mass. %: эпоксидная полифункциональная смолаepoxy polyfunctional resin 22,0-38,022.0-38.0 эпоксидная смола на основе бисфенола Аbisphenol A epoxy 40,0-50,040.0-50.0 термопластthermoplastic 7,0-13,07.0-13.0 латентный отверждающий агент - дициандиамидlatent curing agent - dicyandiamide 3,0-7,03.0-7.0 отвердитель - 4,4'-диаминодифенилсульфонhardener - 4,4'-diaminodiphenylsulfone 4,7-15,04.7-15.0 ускоритель - несимметрично дизамещенная мочевинаaccelerator - asymmetrically disubstituted urea 0,3-3,00.3-3.0
2. Эпоксидное связующее по п. 1, отличающееся тем, что в качестве полифункциональной смолы используют одну эпоксидную смолу, выбранную из групп: азотосодержащие эпоксидные смолы, смолы на основе фенолов или их смеси.2. The epoxy binder according to claim 1, characterized in that as a polyfunctional resin using one epoxy resin selected from the groups: nitrogen-containing epoxy resins based on phenols or mixtures thereof. 3. Эпоксидное связующее по п. 1, отличающееся тем, что в качестве термопласта используют один термопласт полиарилсульфон, полиэфирсульфон, феноксисмолу или их смеси.3. The epoxy binder according to claim 1, characterized in that as a thermoplastic use one thermoplastic polyarylsulfone, polyethersulfone, phenoxy resin or mixtures thereof. 4. Препрег, включающий эпоксидное связующее и волокнистый наполнитель, отличающийся тем, что в качестве эпоксидного связующего используют связующее по одному из пп. 1-3.4. A prepreg, including an epoxy binder and a fibrous filler, characterized in that as the epoxy binder use a binder according to one of paragraphs. 1-3. 5. Препрег по п. 4, отличающийся тем, что содержит компоненты при следующем соотношении, масс. %:5. The prepreg according to claim 4, characterized in that it contains components in the following ratio, mass. %: эпоксидное связующееepoxy binder 30,0-50,030.0-50.0 волокнистый наполнительfiberfill 50,0-70,050.0-70.0
6. Препрег по одному из пп. 4, 5, отличающийся тем, что в качестве волокнистого наполнителя содержит волокнистый угленаполнитель.6. Prepreg according to one of paragraphs. 4, 5, characterized in that as the fibrous filler contains fibrous carbon filler. 7. Препрег по одному из пп. 4, 5, отличающийся тем, что в качестве волокнистого наполнителя содержит волокнистый стеклонаполнитель.7. Prepreg according to one of paragraphs. 4, 5, characterized in that as the fibrous filler contains a fibrous glass filler.
RU2017130861A 2017-08-31 2017-08-31 Epoxy binder, prepreg based thereon and article made therefrom RU2655805C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2017130861A RU2655805C1 (en) 2017-08-31 2017-08-31 Epoxy binder, prepreg based thereon and article made therefrom

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2017130861A RU2655805C1 (en) 2017-08-31 2017-08-31 Epoxy binder, prepreg based thereon and article made therefrom

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2655805C1 true RU2655805C1 (en) 2018-05-29

Family

ID=62559950

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2017130861A RU2655805C1 (en) 2017-08-31 2017-08-31 Epoxy binder, prepreg based thereon and article made therefrom

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2655805C1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2718782C1 (en) * 2019-12-06 2020-04-14 Акционерное общество "Препрег-Современные Композиционные Материалы" Epoxy binder, prepreg based thereon and article made therefrom
RU2790480C1 (en) * 2022-08-18 2023-02-21 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Российский химико-технологический университет имени Д.И. Менделеева" (РХТУ им. Д.И.Менделеева) Fiberglass of electro-insulating purpose

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20020009581A1 (en) * 1996-02-21 2002-01-24 Hajime Kishi Epoxy resin composition for a fiber-reinforced composite material, yarn prepreg, and process and apparatus for preparing the same
US6391436B1 (en) * 1998-05-20 2002-05-21 Cytec Technology Corp. Manufacture of void-free laminates and use thereof
US20060035088A1 (en) * 2002-11-28 2006-02-16 Mitsubishi Rayon Co., Ltd. Epoxy resin for prepreg, prepreg, fiber-reinforced composite material, and processes for producing these
JP2008088276A (en) * 2006-09-30 2008-04-17 Toho Tenax Co Ltd Partially impregnated prepreg and method for producing fiber-reinforced composite material by using the same
US20130217283A1 (en) * 2010-11-08 2013-08-22 Toray Industries, Inc. Epoxy resin composition for fiber reinforced composite material, prepreg, and fiber reinforced composite material
RU2491309C2 (en) * 2007-11-14 2013-08-27 Зика Текнолоджи Аг Thermally hardened compositions based on epoxy resins, which contain non-aromatic ureas as accelerants

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20020009581A1 (en) * 1996-02-21 2002-01-24 Hajime Kishi Epoxy resin composition for a fiber-reinforced composite material, yarn prepreg, and process and apparatus for preparing the same
US6391436B1 (en) * 1998-05-20 2002-05-21 Cytec Technology Corp. Manufacture of void-free laminates and use thereof
US20060035088A1 (en) * 2002-11-28 2006-02-16 Mitsubishi Rayon Co., Ltd. Epoxy resin for prepreg, prepreg, fiber-reinforced composite material, and processes for producing these
JP2008088276A (en) * 2006-09-30 2008-04-17 Toho Tenax Co Ltd Partially impregnated prepreg and method for producing fiber-reinforced composite material by using the same
RU2491309C2 (en) * 2007-11-14 2013-08-27 Зика Текнолоджи Аг Thermally hardened compositions based on epoxy resins, which contain non-aromatic ureas as accelerants
US20130217283A1 (en) * 2010-11-08 2013-08-22 Toray Industries, Inc. Epoxy resin composition for fiber reinforced composite material, prepreg, and fiber reinforced composite material
RU2013126414A (en) * 2010-11-08 2014-12-20 Торэй Индастриз, Инк. EPOXY POLYMERIC COMPOSITION FOR FIBER REINFORCED COMPOSITE MATERIAL, PREGREG AND FIBER REINFORCED COMPOSITE MATERIAL

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2718782C1 (en) * 2019-12-06 2020-04-14 Акционерное общество "Препрег-Современные Композиционные Материалы" Epoxy binder, prepreg based thereon and article made therefrom
RU2798828C1 (en) * 2022-07-15 2023-06-28 Федеральное государственное унитарное предприятие "Всероссийский научно-исследовательский институт авиационных материалов" Национального исследовательского центра "Курчатовский институт" (НИЦ "Курчатовский институт" - ВИАМ) Hot melt epoxy binder with increased moisture resistance
RU2790480C1 (en) * 2022-08-18 2023-02-21 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Российский химико-технологический университет имени Д.И. Менделеева" (РХТУ им. Д.И.Менделеева) Fiberglass of electro-insulating purpose
RU2790518C1 (en) * 2022-08-18 2023-02-22 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Российский химико-технологический университет имени Д.И. Менделеева" (РХТУ им. Д.И.Менделеева) Epoxy binder for reinforced plastics
RU2809529C1 (en) * 2023-09-07 2023-12-12 ООО "ЗаряД" Epoxy binder, prepreg based on it and products made from it

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2816076B1 (en) Fiber-reinforced composite material
EP3279263B1 (en) Epoxy resin composition, prepreg, carbon fiber-reinforced composite material, and manufacturing methods therefor
EP2816074B1 (en) Fiber-reinforced composite material
EP2816075B1 (en) Fiber-reinforced composite material
DE112013002830T5 (en) Low density composite materials, their manufacture and use
JP6694822B2 (en) Curing agent for epoxy resin
KR20160087863A (en) Mouldings based on diene-functionalized (meth)acrylates and (heter0-) diels-alder dienophiles, with reversible crosslinking
CN110637041B (en) Epoxy resin composition for fiber-reinforced composite material and fiber-reinforced composite material
RU2479606C1 (en) Composition of modified binder based on epoxy resins, method for production thereof and prepreg based thereon
RU2655805C1 (en) Epoxy binder, prepreg based thereon and article made therefrom
RU2587178C1 (en) Epoxy binder, prepreg based thereon and article made therefrom
RU2585638C1 (en) Epoxy binder, prepreg based thereon and article made therefrom
JP4894339B2 (en) Epoxy resin composition for fiber reinforced composite materials
AU2015362756B2 (en) Epoxy-based resin composition for composite materials
JP7239401B2 (en) Carbon fiber bundles, prepregs, fiber reinforced composite materials
CN102421824B (en) Liquid monobenzoxazine based resin system
US9080026B2 (en) Formulated benzoxazine based system for transportation applications
JP2009227907A (en) Epoxy resin composition and fiber reinforced composite material containing it
RU2565177C1 (en) Film-type epoxy binder
RU2601486C1 (en) Epoxy binder, prepreg based thereon and article made therefrom
RU2718782C1 (en) Epoxy binder, prepreg based thereon and article made therefrom
RU2663444C1 (en) Epoxy binder, prepreg based thereon and article made therefrom
RU2706661C1 (en) Epoxy binder, prepreg based thereon and article made therefrom
RU2335515C1 (en) Epoxy binding agent for prepregs, prepreg based on it, and article made thereof
RU2263690C1 (en) Binder for prepregs, prepreg and article made from it