RU2677210C1 - Эпоксидное связующее - Google Patents
Эпоксидное связующее Download PDFInfo
- Publication number
- RU2677210C1 RU2677210C1 RU2018100716A RU2018100716A RU2677210C1 RU 2677210 C1 RU2677210 C1 RU 2677210C1 RU 2018100716 A RU2018100716 A RU 2018100716A RU 2018100716 A RU2018100716 A RU 2018100716A RU 2677210 C1 RU2677210 C1 RU 2677210C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- epoxy
- binder
- kda
- hardener
- ade
- Prior art date
Links
Classifications
-
- 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
- C08J5/04—Reinforcing macromolecular compounds with loose or coherent fibrous material
-
- 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
- C08L63/00—Compositions of epoxy resins; Compositions of derivatives of epoxy resins
Abstract
Изобретение относится к области создания эпоксидных связующих для полимерных композиционных материалов конструкционного назначения на основе волокнистых армирующих наполнителей, которые могут быть использованы в авиационной, ракетно-космической и машиностроительной отраслях промышленности. Эпоксидное связующее содержит ультрадисперсный алюминий при следующем соотношении всех компонентов (мас.ч.): эпоксидная смола КДА - 100, отвердитель триэтаноламинотитанат (ТЭАТ-1) - 10, поверхностно-активное вещество продукт АДЭ-3 - 3, этиловый спирт – 16,34, ацетон – 33,66, ультрадисперсный алюминий - 3-7. Изобретение позволяет создать эпоксидное связующее для изготовления углепластиков с повышенными физико-механическими характеристиками при сжатии и межслойном сдвиге при сохранении предела прочности углепластика при растяжении. 3 табл.
Description
Изобретение относится к области создания эпоксидных связующих для полимерных композиционных материалов конструкционного назначения на основе волокнистых армирующих наполнителей, которые могут быть использованы в авиационной, ракетно-космической и машиностроительной отраслях промышленности.
Для разработки перспективных изделий необходимо повышение уровня физико-механических характеристик (ФМХ) углепластиков, изготавливаемых на основе эпоксидных связующих и волокнистых армирующих наполнителей (углеродных тканей) при межслойном сдвиге и сжатии.
Наиболее близким по технологической сути к предлагаемому изобретению, принятым за прототип, является эпоксидное связующее ЭДТ-10П (ОСТ 92-0957-74), включающее эпоксидную модифицированную смолу КДА (ТУ 2225-611-11131395-2005), поверхностно-активное вещество продукт АДЭ-3, отвердитель триэтаноламинотитанат ТЭАТ-1 (ТУ 6-09-11-2119-93), спирто-ацетоновый растворитель при следующем содержании компонентов, (мас. ч.):
1. Эпоксидная смола КДА | 100 |
2. Отвердитель триэтаноламинотитанат (ТЭAT-1) | 10 |
3. Поверхностно-активное вещество продукт АДЭ-3 | 3 |
4. Этиловый спирт | 16.34 |
5. Ацетон | 33.66 |
Связующее получают путем предварительного смешивания в реакторе или иной емкости смолы КДА (100 мас. ч.) с отвердителем ТЭАТ-1 (10 мас. ч.) в течение от 30 до 45 мин при их нагреве до температуры (50+10)°С, далее смесь смолы и отвердителя растворяется в спирто-ацетоновом растворителе (16,33 мас. ч этилового спирта и 33,66 мас. ч. ацетона) при постоянном перемешивании в течение 45 мин, затем в полученный раствор вводится поверхностно-активное вещество АДЭ-3 (3 мас. ч.) и все связующее перемешивается в течение 15 мин.
Недостатком известного эпоксидного связующего являются невысокие прочностные свойства углепластика при сжатии и межслойном сдвиге относительно прочности при растяжении.
Технической проблемой является устранение указанных недостатков, то есть создание эпоксидного связующего для углепластиков с повышенными физико-механическими характеристиками при сжатии и межслойном сдвиге при сохранении исходной прочности при растяжении, а также технологичности его применения.
Технический результат заключается в повышении качества эпоксидного связующего для углепластиков с повышенными физико-механическими характеристиками при сжатии и межслойном сдвиге.
Технический результат достигается тем, что эпоксидное связующее, содержащее эпоксидную смолу КДА, поверхностно-активное вещество продукт АДЭ-3, отвердитель триэтанолтитанат, спирто-ацетоновый растворитель, дополнительно содержит ультрадисперсный алюминий (УДА) при следующем соотношении компонентов, мас. ч.:
Эпоксидная смола КДА | 100 |
Отвердитель триэтаноламинотитанат (ТЭАТ-1) | 10 |
Поверхностно-активное вещество продукт АДЭ-3 | 3 |
Этиловый спирт | 16.33 |
Ацетон | 33.66 |
Ультрадисперсный алюминий | 3-7 |
Отличительные признаки изобретения являются существенными.
Ультрадисперсный алюминий обладает в отличие от других рассматриваемых в рамках проведенных исследований неорганических наполнителей (аэросил, оксид железа, карбид кремния, карбонитрид титана) повышенной реакционной способностью.
Для определения критической концентрации УДА в составе эпоксидного связующего, положительно влияющей на физико-механические характеристики композиционного материала на основе углеродной ткани УРАЛ Т-22 Р ЭХО А, были проведены экспериментальные исследования рецептур с различными концентрациями УДА в составе эпоксидного связующего ЭДТ-10П относительно массы смолы КДА.
Результат исследований представлен в таблице 1.
Анализ результатов показал, что оптимальное повышение ФМХ углепластика, предела прочности при сжатии и предела прочности при межслойном сдвиге достигается при модификации эпоксидного связующего ЭДТ-10П ультрадисперсным алюминием при концентрации в количестве от 3 до 7 мас. ч. относительно массы смолы КДА.
Введение УДА с концентрациями в количестве от 3 до 7 мас. ч. обеспечивает повышение адгезии по всей площади границы раздела волокно-связующее, что подтверждают результаты испытаний образцов.
Эпоксидное связующее, содержащее УДА, количество концентрации которого составляет менее 3 мас. ч. относительно массы смолы КДА, приводит к резкому снижению прочности углепластика, величина которой практически равна прочности углепластика, изготовленного со связующим ЭДТ-10П без введения УДА.
Снижение прочности углепластика (σсжатия и σ межслойного сдвига) при концентрации УДА в количестве более 7 мас. ч. относительно массы смолы КДА обусловлено тем, что при повышении концентрации УДА в связующем происходит повышение жесткости полимерной сетки.
Варианты испытанных рецептур составов эпоксидного связующего с добавкой ультрадисперсного алюминия приведены в таблице 2.
Далее приведен пример приготовления эпоксидного связующего с добавлением УДА в количестве 5 мас. ч.
Модифицированное связующее получают путем предварительного смешивания смолы КДА (95 мас. ч) с отвердителем ТЭАТ-1 (10 мас. ч.) в течение от 30 до 45 мин при нагреве до (50+10)°С, далее в полученную смесь вводится предварительно диспергированная в малом объеме эпоксидной смолы КДА (5 мас. ч.) необходимая масса УДА (5 мас. ч.) и перемешивается в течение 30 мин. Далее смесь смолы, отвердителя и УДА растворяется в спирто-ацетоновом растворителе (16,33 мас. ч этилового спирта и 33,66 мас. ч. ацетона) при постоянном перемешивании в течение 45 мин, затем в полученный раствор вводится поверхностно-активное вещество АДЭ-3 (3 мас. ч.) и все связующее перемешивается в течение 15 мин.
Для определения влияния концентраций УДА в составе связующего ЭДТ-10П на физико-механические характеристики композиционного материала на основе угольной ткани Урал Т-22 Р ЭХО А были изготовлены плиты углепластика размером 250×250×10 мм методом закрытого прессования пакета из слоев пропитанной углеткани (препрега).
Из полученных плит изготовлены (вырезаны) образцы для определения предела прочности при растяжении (235×15×4 мм) по ОСТ 92-1459-77, при межслойном сдвиге (сколе, 80×8×8 мм) по ОСТ 92-1472-78, при сжатии (15×10×10 мм) по ОСТ 92-1460-77. Результаты испытаний образцов представлены в таблице 1.
С целью оценки технологичности применения связующего ЭДТ-10П с введенным УДА (3-7 мас. ч.), была определена его вязкость по вискозиметру ВЗ-246 с диаметром сопла 6 мм в течение всей жизнеспособности (3 суток согласно ОСТ 92-0957). Результаты определения вязкости модифицированного связующего в сравнении со связующим ЭДТ-10П занесены в таблицу 3.
Анализ таблицы 3 показал, что введение УДА в состав эпоксидного связующего практически не изменяет величину вязкости связующего во всем периоде его жизнеспособности и не оказывает влияния на технологию пропитки армирующего волокнистого наполнителя.
Сравнительные данные таблиц 1 и 3 показывают, что разработанное связующее обеспечивает по сравнению с прототипом повышение предела прочности углепластика при сжатии до 50% и межслойном сдвиге до 12% при сохранении предела прочности при растяжении и технологических свойств связующего (вязкости) на штатном уровне.
Изобретение позволяет создать эпоксидное связующее для изготовления углепластиков с повышенными ФМХ при сжатии и межслойном сдвиге при сохранении предела прочности углепластика при растяжении.
Claims (2)
- Эпоксидное связующее, содержащее эпоксидную смолу КДА, поверхностно-активное вещество продукт АДЭ-3, отвердитель триэтанолтитанат, спиртоацетоновый растворитель, отличающееся тем, что связующее дополнительно содержит ультрадисперсный алюминий при следующем соотношении компонентов, мас. ч.:
-
Эпоксидная смола КДА 100 Отвердитель триэтаноламинотитанат (ТЭАТ-1) 10 Поверхностно-активное вещество продукт АДЭ-3 3 Этиловый спирт 16.34 Ацетон 33.66 Ультрадисперсный алюминий 3-7.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2018100716A RU2677210C1 (ru) | 2018-01-10 | 2018-01-10 | Эпоксидное связующее |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2018100716A RU2677210C1 (ru) | 2018-01-10 | 2018-01-10 | Эпоксидное связующее |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2677210C1 true RU2677210C1 (ru) | 2019-01-15 |
Family
ID=65025339
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2018100716A RU2677210C1 (ru) | 2018-01-10 | 2018-01-10 | Эпоксидное связующее |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2677210C1 (ru) |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1816701A1 (en) * | 1990-06-05 | 1993-05-23 | K B Yuzhn | Method of preparing of article made of polymeric composition material |
RU2233744C2 (ru) * | 2002-07-30 | 2004-08-10 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Пермский завод "Машиностроитель" | Способ изготовления крупногабаритного композитного бака |
RU2290421C1 (ru) * | 2005-08-01 | 2006-12-27 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Всероссийский научно-исследовательский институт авиационных материалов" (ФГУП "ВИАМ") | Состав для защитного покрытия |
WO2014165434A2 (en) * | 2013-04-02 | 2014-10-09 | Basf Se | Coated carbon fiber reinforced plastic parts |
-
2018
- 2018-01-10 RU RU2018100716A patent/RU2677210C1/ru active
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1816701A1 (en) * | 1990-06-05 | 1993-05-23 | K B Yuzhn | Method of preparing of article made of polymeric composition material |
RU2233744C2 (ru) * | 2002-07-30 | 2004-08-10 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Пермский завод "Машиностроитель" | Способ изготовления крупногабаритного композитного бака |
RU2290421C1 (ru) * | 2005-08-01 | 2006-12-27 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Всероссийский научно-исследовательский институт авиационных материалов" (ФГУП "ВИАМ") | Состав для защитного покрытия |
WO2014165434A2 (en) * | 2013-04-02 | 2014-10-09 | Basf Se | Coated carbon fiber reinforced plastic parts |
Non-Patent Citations (4)
Title |
---|
В.В.МЕДВЕДЕВ И ДР. Зажигание пиротехнического состава (перхлорат аммония+ультрадисперсный алюминий) лазерными импульсами. Известия Томского политехнического университета. 2005. Т.308. N 2, с.83-86. Продукт АДЭ-3 (ТУ 6-02-573-87)- ООО "Химпродукт, 2004-2016. * |
Продукт АДЭ-3 (ТУ 6-02-573-87)- ООО "Химпродукт, 2004-2016. * |
СТЕКЛОПЛАСТИКИ КОНСТРУКЦИОННЫЕ, ОТРАСЛЕВОЙ СТАНДАРТ ОСТ 92-0957-74, связующее ЭДТ-10, с.6,9-10. * |
СТЕКЛОПЛАСТИКИ КОНСТРУКЦИОННЫЕ, ОТРАСЛЕВОЙ СТАНДАРТ ОСТ 92-0957-74, связующее ЭДТ-10, с.6,9-10. WO 2014165434 A2, (BASF SE) 09.10.2014. В.В.МЕДВЕДЕВ И ДР. Зажигание пиротехнического состава (перхлорат аммония+ультрадисперсный алюминий) лазерными импульсами. Известия Томского политехнического университета. 2005. Т.308. N 2, с.83-86. * |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Sailesh et al. | Mechanical properties and wear properties of kenaf–aloe vera–jute fiber reinforced natural fiber composites | |
Sanjay et al. | Studies on mechanical properties of banana/e-glass fabrics reinforced polyester hybrid composites | |
Bhaskar et al. | Physical and mechanical properties of coconut shell particle reinforced-epoxy composite | |
Kobayashi et al. | Viscoelastic properties of liquefied wood/epoxy resin and its bond strength | |
RU2540084C1 (ru) | Полимерная композиция | |
CN110637041B (zh) | 纤维增强复合材料用环氧树脂组合物及纤维增强复合材料 | |
RU2677210C1 (ru) | Эпоксидное связующее | |
Soni et al. | Synthesis and characterization of epoxy based hybrid composite reinforced with glass fiber and milled carbon | |
Akter et al. | Fabrication and characterization of woven natural fibre reinforced unsaturated polyester resin composites | |
Kopitsyna et al. | The properties of epoxy binders modified by furan resin and polysulfone | |
EP2780388B1 (de) | Verwendung von n,n'-(dimethyl)-uronen sowie verfahren zur härtung von epoxidharz-zusammensetzungen | |
EP3233961B1 (de) | Hochtemperaturbeständige duromere auf der grundlage von naphthalin-basierten epoxidharzen und cyanatestern sowie verbesserung der schlagzähigkeit | |
RU2623774C1 (ru) | Эпоксидная композиция холодного отверждения | |
RU2587169C1 (ru) | Состав эпоксибисмалеимидной смолы и способ ее получения | |
Sivasaravanan et al. | Impact properties of epoxy/glass fiber/nano clay composite materials | |
RU2655805C1 (ru) | Эпоксидное связующее, препрег на его основе и изделие, выполненное из него | |
RU2590563C1 (ru) | Теплостойкое эпоксидное связующее для изготовления изделий методом пропитки под давлением | |
Gortner et al. | Bio-based and renewable filler materials for thermoset compounds | |
Gorbatkina et al. | Change of adhesion properties of epoxy oligomer modified by polyarylene ether ketone in the process of curing | |
RU2339662C1 (ru) | Эпоксидное связующее для стеклопластиков | |
RU2767562C1 (ru) | Полифениленсульфидные композиционные материалы с аппретированными углеродными волокнами и способ их получения | |
Allred et al. | The impact toughness of discontinuous boron-reinforced epoxy composites | |
RU2676634C1 (ru) | Препрег на основе клеевого связующего пониженной горючести и стеклопластик, углепластик на его основе | |
RU2816949C1 (ru) | Углепластик | |
RU2767564C1 (ru) | Наполненные аппретированным углеволокном полимерные композиты из полифениленсульфида и способ их получения |