RU2674202C1 - Гибридное связующее для получения тепло-химически стойкого пресс-материала и пресс-материал на его основе - Google Patents
Гибридное связующее для получения тепло-химически стойкого пресс-материала и пресс-материал на его основе Download PDFInfo
- Publication number
- RU2674202C1 RU2674202C1 RU2018116053A RU2018116053A RU2674202C1 RU 2674202 C1 RU2674202 C1 RU 2674202C1 RU 2018116053 A RU2018116053 A RU 2018116053A RU 2018116053 A RU2018116053 A RU 2018116053A RU 2674202 C1 RU2674202 C1 RU 2674202C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- resin
- press material
- hybrid binder
- binder
- resins
- Prior art date
Links
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 title claims abstract description 42
- 239000000463 material Substances 0.000 title claims abstract description 32
- 229920005989 resin Polymers 0.000 claims abstract description 59
- 239000011347 resin Substances 0.000 claims abstract description 59
- 229920003986 novolac Polymers 0.000 claims abstract description 16
- 229920000647 polyepoxide Polymers 0.000 claims abstract description 16
- 239000003822 epoxy resin Substances 0.000 claims abstract description 14
- 229920001568 phenolic resin Polymers 0.000 claims abstract description 14
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 claims abstract description 11
- 125000002887 hydroxy group Chemical group [H]O* 0.000 claims abstract description 11
- KXGFMDJXCMQABM-UHFFFAOYSA-N 2-methoxy-6-methylphenol Chemical compound [CH]OC1=CC=CC([CH])=C1O KXGFMDJXCMQABM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 10
- -1 polyphenylmethylsiloxane Polymers 0.000 claims abstract description 9
- 239000012765 fibrous filler Substances 0.000 claims abstract description 5
- 239000004593 Epoxy Substances 0.000 claims description 14
- 229920003987 resole Polymers 0.000 claims description 11
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 15
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract description 10
- 238000000034 method Methods 0.000 abstract description 4
- 230000006835 compression Effects 0.000 abstract description 3
- 238000007906 compression Methods 0.000 abstract description 3
- CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N Acetone Chemical compound CC(C)=O CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 18
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 13
- 239000000047 product Substances 0.000 description 11
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 11
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 8
- GHMLBKRAJCXXBS-UHFFFAOYSA-N resorcinol Chemical compound OC1=CC=CC(O)=C1 GHMLBKRAJCXXBS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 7
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 7
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 7
- YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N Toluene Chemical compound CC1=CC=CC=C1 YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 238000004090 dissolution Methods 0.000 description 5
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 5
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 4
- 238000005485 electric heating Methods 0.000 description 4
- LNEPOXFFQSENCJ-UHFFFAOYSA-N haloperidol Chemical compound C1CC(O)(C=2C=CC(Cl)=CC=2)CCN1CCCC(=O)C1=CC=C(F)C=C1 LNEPOXFFQSENCJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000005470 impregnation Methods 0.000 description 4
- 239000004848 polyfunctional curative Substances 0.000 description 4
- 239000002966 varnish Substances 0.000 description 4
- 229920001567 vinyl ester resin Polymers 0.000 description 4
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 3
- 239000004917 carbon fiber Substances 0.000 description 3
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 3
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 3
- XMTQQYYKAHVGBJ-UHFFFAOYSA-N 3-(3,4-DICHLOROPHENYL)-1,1-DIMETHYLUREA Chemical compound CN(C)C(=O)NC1=CC=C(Cl)C(Cl)=C1 XMTQQYYKAHVGBJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229920000049 Carbon (fiber) Polymers 0.000 description 2
- 239000005510 Diuron Substances 0.000 description 2
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N Hydrochloric acid Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- MHAJPDPJQMAIIY-UHFFFAOYSA-N Hydrogen peroxide Chemical compound OO MHAJPDPJQMAIIY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 241000428199 Mustelinae Species 0.000 description 2
- 229920000491 Polyphenylsulfone Polymers 0.000 description 2
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000003085 diluting agent Substances 0.000 description 2
- 235000019441 ethanol Nutrition 0.000 description 2
- 239000011152 fibreglass Substances 0.000 description 2
- 239000003365 glass fiber Substances 0.000 description 2
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 2
- 239000012782 phase change material Substances 0.000 description 2
- 238000002135 phase contrast microscopy Methods 0.000 description 2
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 2
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 description 2
- 239000004014 plasticizer Substances 0.000 description 2
- 239000012763 reinforcing filler Substances 0.000 description 2
- 239000000523 sample Substances 0.000 description 2
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 2
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 2
- 229920001169 thermoplastic Polymers 0.000 description 2
- 229920001187 thermosetting polymer Polymers 0.000 description 2
- AHDSRXYHVZECER-UHFFFAOYSA-N 2,4,6-tris[(dimethylamino)methyl]phenol Chemical compound CN(C)CC1=CC(CN(C)C)=C(O)C(CN(C)C)=C1 AHDSRXYHVZECER-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 101100384273 Dictyostelium discoideum clua gene Proteins 0.000 description 1
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 1
- 150000007513 acids Chemical class 0.000 description 1
- 125000001931 aliphatic group Chemical group 0.000 description 1
- 150000008064 anhydrides Chemical class 0.000 description 1
- 239000012736 aqueous medium Substances 0.000 description 1
- 150000004982 aromatic amines Chemical class 0.000 description 1
- 125000003118 aryl group Chemical group 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 description 1
- 239000003245 coal Substances 0.000 description 1
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 1
- 125000003700 epoxy group Chemical group 0.000 description 1
- 239000004744 fabric Substances 0.000 description 1
- 238000007380 fibre production Methods 0.000 description 1
- 239000002657 fibrous material Substances 0.000 description 1
- 239000000945 filler Substances 0.000 description 1
- SLGWESQGEUXWJQ-UHFFFAOYSA-N formaldehyde;phenol Chemical compound O=C.OC1=CC=CC=C1 SLGWESQGEUXWJQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000012634 fragment Substances 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010439 graphite Substances 0.000 description 1
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 1
- 238000011089 mechanical engineering Methods 0.000 description 1
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000011707 mineral Substances 0.000 description 1
- 235000010755 mineral Nutrition 0.000 description 1
- 239000002557 mineral fiber Substances 0.000 description 1
- 125000000962 organic group Chemical group 0.000 description 1
- 239000007800 oxidant agent Substances 0.000 description 1
- 239000003209 petroleum derivative Substances 0.000 description 1
- 238000013001 point bending Methods 0.000 description 1
- 238000006068 polycondensation reaction Methods 0.000 description 1
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 239000013074 reference sample Substances 0.000 description 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 1
- 239000002990 reinforced plastic Substances 0.000 description 1
- 230000002787 reinforcement Effects 0.000 description 1
- 239000012783 reinforcing fiber Substances 0.000 description 1
- CQRYARSYNCAZFO-UHFFFAOYSA-N salicyl alcohol Chemical group OCC1=CC=CC=C1O CQRYARSYNCAZFO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 1
- 239000011265 semifinished product Substances 0.000 description 1
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 1
- 235000011121 sodium hydroxide Nutrition 0.000 description 1
- SUKJFIGYRHOWBL-UHFFFAOYSA-N sodium hypochlorite Chemical compound [Na+].Cl[O-] SUKJFIGYRHOWBL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004416 thermosoftening plastic Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
- C08L63/00—Compositions of epoxy resins; Compositions of derivatives of epoxy resins
- C08L63/04—Epoxynovolacs
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
- C08J5/00—Manufacture of articles or shaped materials containing macromolecular substances
- C08J5/24—Impregnating materials with prepolymers which can be polymerised in situ, e.g. manufacture of prepregs
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
- C08L61/00—Compositions of condensation polymers of aldehydes or ketones; Compositions of derivatives of such polymers
- C08L61/04—Condensation polymers of aldehydes or ketones with phenols only
- C08L61/06—Condensation polymers of aldehydes or ketones with phenols only of aldehydes with phenols
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
- C08L63/00—Compositions of epoxy resins; Compositions of derivatives of epoxy resins
- C08L63/10—Epoxy resins modified by unsaturated compounds
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
- C08L83/00—Compositions of macromolecular compounds obtained by reactions forming in the main chain of the macromolecule a linkage containing silicon with or without sulfur, nitrogen, oxygen or carbon only; Compositions of derivatives of such polymers
- C08L83/04—Polysiloxanes
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Polymers & Plastics (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Reinforced Plastic Materials (AREA)
Abstract
Изобретение относится к гибридным связующим, применяемым для получения пресс-материалов, эксплуатируемых в условиях высоких температур и агрессивных сред. Гибридное связующее содержит полифункциональную эпоксидную смолу, выбранную из эпоксиноволачной, эпокситрифенольной и эпоксирезорциновой смол, и отверждающий агент, содержащий гидроксилсодержащую полифенилметилсилоксановую смолу и фенолформальдегидную смолу, выбранную из новолачной и резольной смол. Раскрывается также тепло-химически стойкий пресс-материал, содержащий гибридное связующее и волокнистый наполнитель. Изобретение обеспечивает улучшение химической стойкости, прочностных и упругих свойств при сжатии, а также термостойкости пресс-материала. 2 н. и 2 з.п. ф-лы, 3 табл., 4 пр.
Description
Область использования.
Изобретение относится к гибридным связующим, применяемым для получения пресс-материалов, из которых методом прямого прессования изготавливают различные изделия, например, пластиковую запорную арматуру (краны шаровые, задвижки дисковые, фитинги и т.д.), эксплуатируемую в условиях высоких температур (выше 150°С) и агрессивных сред (концентрированные растворы щелочей, кислот, окислителей, солей, а также нефтепродуктов и растворителей). Предшествующий уровень техники.
В настоящее время одним из способов получения полимерных композиционных материалов (ПКМ) является переработка методом прессования их полуфабрикатов(пресс-материалов), состоящих из армирующих наполнителей и термопластичных или термореактивных связующих(смол), а именно: препрегов, в которых в качестве наполнителей используются различные ткани и волокнитов - протяженных или дискретных минеральных и органических. волокон
Для производства волокнитов могут быть использованы различные связующие, однако, для получения изделий из ПКМ, обладающих повышенной тепло и -химической стойкостью набольшее распространение получили связующие на основе винилэфирных и эпоксидных смол. Сферой применения такого рода изделий может служить производство пластиковой запорной арматуры(краны шаровые, задвижки дисковые, фитинги и т.д.). Одним из лидеров в изготовлении этой арматуры, получаемой из реактопластов, армированных графитом и угле- и стекловолокнами является фирма "Nil-Cor"(CLUA) (www.nil-cor.com. Разделы "Engineering Specifications", "Design Assessment Certified"). В качестве связующих в пресс-материалах данной компании применяют смолы на основе винилового эфира эпоксиноволака (ВЭЭН) и эпоксиноволачную смолу. Недостатками этих композиций являются:
-невысокая теплостойкость отвержденных материалов. Согласно данным приведенным в сертификате качества №14-HS1209421E PDA от 03.10.2014 г. температура эксплуатации изделий (Series 300, 300М, 310Н, 310, 310HD, 410, 610,700, 710) регламентируется диапазоном -50- +250°F (-45.5- +121°С), что является не достаточным, например, при эксплуатации в области энергетики;
-низкая химическая стойкость отвержденных материалов к агрессивным средам (концентрированные растворы азотной, серной, соляной кислоты, едкого натра, перекиси водорода, гипохлорида натрия).
Связующие на основе эпоксидных смол, используемые в качестве основного компонента связующих для получения пресс-материалов, обладают более высокой химической стойкостью и теплостойкостью(Справочник по композиционным материалам. Под редакцией Дж. Любина, Книга первая. М., Машиностроение. 1988).
В частности, в уровне техники подчеркивается, что использование в качестве матричного элемента ароматических эпоксидных смол (эпокситрифенольной, эпоксиноволачной и эпоксирезорциновой) обеспечивает наибольшую теплостойкость отвержденным с помощью различных отвердителей (ароматических аминов, ангидридов, фенолоформальдегидных смол резольного и новолачного типа) композиционным материалам. Однако, все-таки, теплостойкость и химическая стойкость ПКМ, полученных из волокнитов остается на уровне, не обеспечивающем ожидания потребителей. В последнее время появились ряд патентов, относящихся к гибридным связующим, обеспечивающим некоторое улучшение данных свойств..
Под гибридными связующими в настоящей заявке и в предшествующем уровне техники понимается следующее: это- композиция, состоящая из различных по своей химической природе смол, например, эпоксидная и фенолоформальдегидная смолы; эпоксидная и кремнийорганическая смолы; фенолоформальдегидная и кремнийорганическая смолы и т.д.
В патенте RU 2260022 раскрывается гибридное эпоксидное связующее для армированных пластиков и способ его получения. Связующее содержит эпокситрифенольную смолу ЭТФ, разбавитель-пластификатор, представляющий собой эпоксиалифатическую смолу ДЭГ-1, отвердитель - резольную фенолформальдегидную смолу СФ-340А и растворитель -смесь ацетона, спирта этилового и толуола нефтяного и/или каменноугольного. Сочетание компонентов в определенных соотношениях и проведение способа получения связующего при повышенных температурах при определенной последовательности введения компонентов в реактор и заданных температурно-временных режимах их перемешивания и растворения, обеспечивает улучшение свойств связующего. При этом, продукты отверждения связующих - монолитные композиты обладают улучшенными физико-механическими, теплофизическими, электрическими и антистатическими свойствами,с массовым содержанием нелетучих веществ - 55-63% и временем желатинизации 4-8 минут при температуре 160-200°С. Теплостойкость ПКМ по Мартенсу составляет 260-280°С В патенте RU 2560370, являющимся наиболее близким к предложенному изобретению, раскрывается гибридное эпокситрифенольное связующее с использованием новолачной смолы. Также раскрывается пресс-материал, полученный на основе данного связующего. В одном варианте связующее содержит: эпокситрифенольную смолу ЭТФ, разбавитель-пластификатор, представляющий собой эпоксиалифатическую смолу ДЭГ-1, отверждающую систему, состоящую из новолачной фенолоформальдегидной смолы СФ-0112 и катализатора 2,4,6-трис(диметиламинометил)фенол(УП-606/2), а также растворитель - смесь ацетона, спирта этилового и толуола. Продукты отверждения связующих - монолитные композиты - обладают улучшенными физико-механическими, теплофизическими, электрическими свойствами.
Известное изобретение позволяет получать органо-, базальто-, угле-стеклопластики с повышенной тепло- и термостойкостью, химической стойкостью в агрессивных и водных средах со стабильно высокой степенью отверждения, а теплостойкость по Мартенсу такая же, как у волокнита по патенту RU 2260022, т.е. 260-280°С.
К недостаткам данных аналогов относится низкая химическая стойкость получаемых ПКМ, а также низкий уровень их прочностных и упругих свойств Раскрытие сущности изобретения;
Изобретение устраняет данную техническую проблему. Техническим результатом, реализуемым изобретением, является улучшение химической стойкости ПКМ, получаемых из заявляемых пресс-материалов, улучшение их прочностных и упругих свойств при сжатии, а также обеспечение при этом высокого уровня теплостойкости.
Гибридное связующее для получения тепло-химически стойкого пресс-материала, в соответствии с изобретением, включает полифункциональную эпоксидную смолу и отверждающий агент, при этом, в качестве полифункциональной эпоксидной смолы оно содержит смолу, выбранную из группы, включающей эпоксиноволачную, эпокситрифенольную и эпоксирезорциновую смолу, а в качестве отверждающего агента содержит гидроксилсодержащую полифенилметилсилоксановую смолу и фенолформальдегидную смолу, выбранную из группы, включающей новолачную и резольную смолу при следующем соотношении компонентов, масс. %:
| Полифункциональная эпоксидная смола | 43,0-56 |
| Гидроксилсодержащая | |
| полифенилметилсилоксановая смола | 9,0-15,0 |
| Фенолформальдегидная смола | остальное |
В частных воплощениях изобретения связующее дополнительно содержит ускоритель
отверждения.
В этом случае, связующее в качестве ускорителя отверждения может содержать N1-(3,4-дихлорфенил)-N,N-диметилмочевину
Пресс-материал в соответствии с изобретением содержит гибридное связующее в соответствии с любым из п.п. 1-6 и волокнистый наполнитель при следующем соотношении компонентов, масс. %:
| Волокнистый наполнитель | 60,0-68,0 |
| Гибридное связующее | остальное. |
Осуществление изобретения.
Заявленное гибридное связующее включает полифункциональную эпоксидную смолу, выбранную из группы, состоящей из эпоксиноволачной, эпокситрифенольной и эпоксире-зорциновой смолу и отверждающий агент. Отверждающий агент содержит гидроксилсодержащую полифенилметилсилоксановую смолу и фенолформальдегидную смолу, выбранную из группы, включающей новолачную и резольную смолы. Соотношение компонентов в связующем следующее, масс. %:
| Полифункциональная эпоксидная смола | 43,0-56 |
| Гидроксилсодержащая | |
| полифенилметилсилоксановая смола | 9,0-15,0 |
| Фенолформальдегидная смола | остальное |
Исследования показали, что использование комплексного отвердителя, состоящего из фенолформальдегидных смол, таких, как новолачная или резольная смола в совокупности с гидроксил содержа щей полифенилметилсилоксановой смолой, а также заявленное соотношение всех компонентов связующего, улучшает как теплостойкость и химическую стойкость ПКМ, получаемого из пресс-материала (волокнита), так и его механические свойства при сжатии, а именно, прочность и упругость.
Мы полагаем, что данные свойства обусловлены следующим. Реакция отверждения вышеуказанных эпоксидных смол обусловлена раскрытием эпоксидного цикла гидроксильной группой фенолоформальдегидной смолы (отвержающий агент 1) и гидроксильной группой кремнийорганической смолы(отвердающий агент 2).Кроме того, в случае с резольной смолой наблюдается поликондесация метилолфенольных фрагментов соответствующих олигомеров. В результате данных реакций эпоксидная смола сшивается отвер-ждающими агентами 1 и 2, в конечном итоге образуется трехмерная сетчатая структура с большим количеством сшивок, включающая в себя все вышеуказанные олигомерные фрагменты. Такого рода сетчатая структура и обеспечивает ПКМ повышенные характеристики тепло-химической стойкости. Эти высказывания проиллюстрируем уравнениями реакции на примере одной из эпоксидных смол(эпоксиноволачной):
Рис. 1. Схема реакции отверждения эпоксиноволачной и новолачной смолы
Рис. 2. Схема реакции отверждения эпоксиноволачной и резольной смолы
Рис. 3. Схема реакции отверждения резольной смолы
Рис. 4. Схема реакции отверждения эпоксиноволачной и кремнийорганической смолы.
Достижение декларируемого результата возможно только при наличии всех заявляемых компонентов, важным также является соблюдение заявляемых интервалов содержания этих компонентов.
В качестве новолачных или резольных смол может быть использована любая из известных новолачных или резольных смол.
В частности, нами были испытаны связующие с новолачными смолами марок СФ-010, СФ-010А, СФ-0112, СФ-0112А, СФ-014, СФ-015,СФ-121 и связующие с резольными смолами марок СФ-3021К, СФ-3021С, СФ-340А, СФ-341А, СФ-381, СФ-342А.
В качестве гидроксилсодержащей полифенилметилсилоксановой смолы нами были опробованы смолы марок К-9 А, К-9 Б и К-9-70 по ТУ 2228-352-0921208-96.
А в качестве эпоксидных полифункциональных смол можно использовать эпоксиноволачную смолу (УП-643 по ТУ 2225-605-11131395-2003, эпокситрифенольную смолу (ЭТФ) по ТУ 2225-316-09201208-94, эпоксирезорциновую смолу (УП-637) по ТУ 6-05-241-194-7 и соответствующие аналогичные смолы зарубежных производителей, например, смолу. DEN 438)
Пресс-материал на основе данного связующего содержит 60,0-68,0 масс. % волокнистого наполнителя.
Под волокнистым наполнителем понимается в данном случае армирующее волокно или материал на основе этого волокна - ровинг, комплексные нити, пр., выполненный из любого приемлемого для этих целей волокна, включая стекловолокно, минеральное волокно, углеродное волокно и др.
В качестве армирующего наполнителя в примерах, иллюстрирующих изобретение, были использованы стеклянные волокна. Однако возможно использование и базальтовых, кремнеземных и углеродных волокон, которые также будут обеспечивать тепло-и химическую стойкость получаемым ПКМ.
Связующее изготавливают в реакторах с мешалками в следующей последовательности: сначала в реактор заливают растворитель, затем растворитель подогревают до невысоких температур и порциями вводят измельченные компоненты соотвердителей 1 и 2 и полифункциональную смолу в твердом виде (смола ЭТФ) или в жидком (новолачные и эпоксирезорциновые смолы) В случае необходимости, в смесь добавляют ускоритель отверждения.
Как правило, введение ускорителя требуется в случае использования в отверждающем агенте новолачной смолы. При этом может быть использован любой ускоритель отверждения, приемлемый для ускорения отверждения новолачных смол, например, N1-(3,4-дихлорфенил)-N,N-диметилмочевина.
Смесь вымешивают до полного растворения твердых смол.
Полученное связующее подают на опытную линию получения пресс-материала, где осуществляют пропитку им волокна, его сушку для выпаривания растворителя и резку волокна на отдельные частицы.
Изобретение иллюстрируется следующими примерами.
Пример 1. Изготовление состава А.
В реактор объемом 20 л, снабженным якорной мешалкой и электрическим обогревом наливают 6000 г ацетона. Включают перемешивание с небольшой скоростью (50-100 об/мин) и слабое нагревание (до 50°С). Затем порциями загружают предварительно измельченную (размер кусочков 1-3 мм) с помощью щековой дробилки твердую смолу ЭТФ в количестве 4662 г. После непродолжительного (10-15 мин) перемешивания, также порциями вводят аналогичным образом измельченную твердую смолу СФ-342а в количестве 3519 г и 819 г смолы К-9а. Совмещенный продукт перемешивают со скоростью 200-300 об/мин до полного растворения твердых смол. Приготовленный таким образом лак шестеренным насосом перекачивают в ванну пропитки установки получения пресс-материалов.
Пример 2. Изготовление состава В.
В реактор объемом 20 л, снабженным якорной мешалкой и электрическим обогревом наливают 6000 г ацетона. Включают перемешивание с небольшой скоростью (50-100 об/мин) и слабое нагревание (до 50°С). Затем порциями загружают предварительно измельченную (размер кусочков 1-3 мм) с помощью щековой дробилки твердую смолу СФ-342а в количестве 3402 г и 819 г смолы К-9а. После непродолжительного (10-15 мин) перемешивания наливают предварительно нагретую до 80°С смолу УП-643 в количестве 4779 г. Совмещенный продукт перемешивают со скоростью 200-300 об/мин до полного растворения твердых смол. Приготовленный таким образом лак шестеренным насосом перекачивают в ванну пропитки установки получения пресс-материалов.
Пример 3. Изготовление состава С.
В реактор объемом 20 л, снабженным якорной мешалкой и электрическим обогревом наливают 6000 г ацетона. Включают перемешивание с небольшой скоростью (50-100 об/мин) и слабое нагревание (до 50°С). Затем порциями загружают предварительно измельченную (размер кусочков 1-3 мм) с помощью щековой дробилки твердую новолачную смолу СФ-0112 в количестве 2610 г и 1350 г смолы К-9а. После непродолжительного (10-15 мин) перемешивания наливают предварительно нагретую до 80°С смолу УП-643 в количестве 5004 г. Затем вводят 36 г ускорителя отверждения-N1-(3,4-дихлорфенил)-N,N-диметилмочевину (Диурон). Совмещенный продукт перемешивают со скоростью 200-300 об/мин до полного растворения твердых смол. Приготовленный таким образом лак шестеренным насосом перекачивают в ванну пропитки установки получения пресс-материалов.
Пример 4. Изготовление состава D.
В реактор объемом 20 л, снабженным якорной мешалкой и электрическим обогревом наливают 6000 г ацетона. Включают перемешивание с небольшой скоростью (50-100 об/мин) и слабое нагревание (до 50°С). Затем порциями загружают предварительно измельченную (размер кусочков 1-3 мм) с помощью щековой дробилки твердую новолачную смолу СФ-0112 в количестве 3699 г и 1350 г смолы К-9а. После непродолжительного (10-15 мин) перемешивания наливают предварительно нагретую до 50°С эпоксирезорциновую смолу УП-637 в количестве 3906 г. Затем вводят 45 г ускорителя отверждения-N1-(3,4-дихлорфенил)-N,N-диметилмочевину (Диурон). Совмещенный продукт перемешивают со скоростью 200-300 об/мин до полного растворения твердых смол. Приготовленный таким образом лак шестеренным насосом перекачивают в ванну пропитки установки получения пресс-материалов
В таблице 1 приведены составы полученных гибридных связующих. Далее осуществляли получение пресс-материала.
Для этого стеклянную комплексную нить марки ЕС 10 80x2Z 100 пропитывали связующим по примерам 1-4, проводили сушку для выпаривания растворителя и резку пропитанного волокна на отрезки длиной 15 мм.
Показатели полученного пресс-материала приведены в таблице 2.
Для опробования пресс-материала осуществляли прессование образцов в обогреваемой закрытой пресс-форме с помощью лабораторный ручного гидравлического пресса "ОМА Т-30" мощностью 30 тонн. Отпрессованные образцы подвергали дополнительной термообработке в сушильном шкафу при 200°С.
В таблице 3 приведены характеристики полученных образцов. Из приведенных в таблице 3 данных видно, что заявляемые нами составы А, В, С и D превосходят известный материал на основе винилэфирной смолы по тепло- и химической стойкости и, практически, не уступают известному химически стойкому зарубежному материалу PPSU, а по некоторым показателям и превосходят его.
Таким образом, в результате использования предлагаемых пресс-материалов на основе составов А, В, С и D возможно получение изделий, эксплуатируемых при высокой температуре и в агрессивных средах и изготавливаемой методом прямого прессования, в том числе, и запорной арматуры.
*- теплостойкость оценивалась методом 3-точечного изгиба в соответствии с ГОСТ 32657-2014;
**- образец сравнения на винилэфирной смоле (аналогичный "Nil-Cor")
***- образец сравнения термопластичный полимер PPSU марка Ultrason 3010NAT
****- устойчивость к агрессивным средам оценивалась по ГОСТ 12020-72 по изменению массы образца (Δm%) при экспонировании в течении 120 часов при температуре 60°С.
Claims (6)
1. Гибридное связующее для получения тепло-химически стойкого пресс-материала, включающее полифункциональную эпоксидную смолу и отверждающий агент, отличающееся тем, что в качестве полифункциональной эпоксидной смолы оно содержит смолу, выбранную из группы, включающей эпоксиноволачную, эпокситрифенольную и эпоксирезорциновую смолу, а в качестве отверждающего агента содержит гидроксилсодержащую полифенилметилсилоксановую смолу и фенолформальдегидную смолу, выбранную из группы, включающей новолачную и резольную смолу при следующем соотношении компонентов, масс. %:
2. Связующее по п. 1, отличающееся тем, что дополнительно содержит ускоритель отверждения.
3. Связующее по п. 1, отличающееся тем, что в качестве ускорителя отверждения он содержит N1-(3,4-дихлорфенил)-N,N-диметилмочевину.
4. Тепло-химически стойкий пресс-материал, отличающийся тем, что он содержит гибридное связующее в соответствии с любым из пп. 1-3 и волокнистый наполнитель при следующем соотношении компонентов, масс. %:
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2018116053A RU2674202C1 (ru) | 2018-04-27 | 2018-04-27 | Гибридное связующее для получения тепло-химически стойкого пресс-материала и пресс-материал на его основе |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2018116053A RU2674202C1 (ru) | 2018-04-27 | 2018-04-27 | Гибридное связующее для получения тепло-химически стойкого пресс-материала и пресс-материал на его основе |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2674202C1 true RU2674202C1 (ru) | 2018-12-05 |
Family
ID=64603874
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2018116053A RU2674202C1 (ru) | 2018-04-27 | 2018-04-27 | Гибридное связующее для получения тепло-химически стойкого пресс-материала и пресс-материал на его основе |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2674202C1 (ru) |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2260022C2 (ru) * | 2002-01-25 | 2005-09-10 | Федеральное унитарное Государственное предприятие Производственное объединение АВАНГАРД | Эпоксидное связующее для армированных пластиков (варианты) и способ его получения (варианты) |
| RU2363071C2 (ru) * | 2003-09-03 | 2009-07-27 | Моментив Перформанс Матириалз Инк. | Состав на основе модифицированной растворителем смолы и способы его использования |
| WO2014070229A1 (en) * | 2012-10-29 | 2014-05-08 | 3M Innovative Properties Company | Pavement marking compositions |
-
2018
- 2018-04-27 RU RU2018116053A patent/RU2674202C1/ru active
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2260022C2 (ru) * | 2002-01-25 | 2005-09-10 | Федеральное унитарное Государственное предприятие Производственное объединение АВАНГАРД | Эпоксидное связующее для армированных пластиков (варианты) и способ его получения (варианты) |
| RU2363071C2 (ru) * | 2003-09-03 | 2009-07-27 | Моментив Перформанс Матириалз Инк. | Состав на основе модифицированной растворителем смолы и способы его использования |
| WO2014070229A1 (en) * | 2012-10-29 | 2014-05-08 | 3M Innovative Properties Company | Pavement marking compositions |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2488612C1 (ru) | Эпоксидная композиция для изготовления изделий из полимерных композиционных материалов методом вакуумной инфузии | |
| JPH09217281A (ja) | チョップドストランド用炭素繊維束およびその製造方法 | |
| JP4708797B2 (ja) | 繊維強化された熱可塑性プラスチックの製造方法及び繊維強化された熱可塑性プラスチック | |
| RU2674202C1 (ru) | Гибридное связующее для получения тепло-химически стойкого пресс-материала и пресс-материал на его основе | |
| JP2545171B2 (ja) | 樹脂被覆炭素繊維チョップドストランド | |
| JP6645440B2 (ja) | リグニン樹脂組成物、硬化物および成形物 | |
| RU2585638C1 (ru) | Эпоксидное связующее, препрег на его основе и изделие, выполненное из него | |
| RU2370504C2 (ru) | Способ получения антифрикционного органоволокнистого пресс-материала | |
| JP3498439B2 (ja) | 硬化性樹脂組成物とそれを用いた成形体およびその製造方法 | |
| JP2000502738A (ja) | 酸硬化可能なフェノール樹脂組成物のための反応性希釈剤 | |
| JP2002522257A (ja) | 樹脂トランスファー成形 | |
| JP2565722B2 (ja) | 架橋樹脂の製造法 | |
| Kurt Çömlekçi et al. | Role of hardener, crosslinker, and pH in bare process of urea–formaldehyde polymerization and for in situ encapsulation of linseed oil | |
| RU2767562C1 (ru) | Полифениленсульфидные композиционные материалы с аппретированными углеродными волокнами и способ их получения | |
| RU2767549C1 (ru) | Композиционные материалы на основе полифениленсульфида, углеродных волокон и способ их получения | |
| RU2339662C1 (ru) | Эпоксидное связующее для стеклопластиков | |
| RU2263690C1 (ru) | Связующее для препрегов, препрег и изделие, выполненное из него | |
| RU2678991C1 (ru) | Латентный катализатор ускорения отверждения смесей фенолформальдегидных и эпоксидных смол и способ его изготовления | |
| RU2773075C1 (ru) | Эпоксидное связующее, препрег на его основе и изделие, выполненное из него. | |
| RU2767551C1 (ru) | Полифениленсульфидные композиционные материалы с аппретированными стекловолокнами и способ их получения | |
| RU2749720C1 (ru) | Термореактивное связующее | |
| RU2560421C1 (ru) | Эпоксидное связующее, препрег на его основе и изделие, выполненное из него | |
| CN110102704B (zh) | 一种改性酚醛树脂基覆膜砂及其制备方法 | |
| JP7512064B2 (ja) | 硬化性樹脂組成物、及びそれを用いたトウプリプレグ | |
| Resmi et al. | Synthesis and modification of low-formaldehyde resol resin using sodium sulphite and hydroxylammine hydrochloride |