RU2706661C1 - Эпоксидное связующее, препрег на его основе и изделие, выполненное из него - Google Patents

Эпоксидное связующее, препрег на его основе и изделие, выполненное из него Download PDF

Info

Publication number
RU2706661C1
RU2706661C1 RU2019114163A RU2019114163A RU2706661C1 RU 2706661 C1 RU2706661 C1 RU 2706661C1 RU 2019114163 A RU2019114163 A RU 2019114163A RU 2019114163 A RU2019114163 A RU 2019114163A RU 2706661 C1 RU2706661 C1 RU 2706661C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
diglycidyl ether
epoxy
binder
bisphenol
prepreg
Prior art date
Application number
RU2019114163A
Other languages
English (en)
Inventor
Евгений Евгеньевич Шмойлов
Наталия Николаевна Панина
Лариса Владимировна Чурсова
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 RU2019114163A priority Critical patent/RU2706661C1/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2706661C1 publication Critical patent/RU2706661C1/ru

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32LAYERED PRODUCTS
    • B32BLAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B27/00Layered products comprising a layer of synthetic resin
    • B32B27/38Layered products comprising a layer of synthetic resin comprising 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

Abstract

Изобретение относится к области создания расплавных эпоксидных связующих для получения конструкционных полимерных композиционных материалов (ПКМ), в том числе для декоративного применения, на основе волокнистых армирующих наполнителей, перерабатываемых по препреговой технологии, которые могут быть использованы в автомобильной, судостроительной, ветроэнергетической, спортивной, электронной и строительной индустриях, а также для дизайнерских применений при создании экстерьеров, интерьеров, мебели, скульптур и новых технологичных решений. Описано эпоксидное связующее для конструкционных полимерных композиционных материалов, включающее смесь жидкого диглицидилового эфира на основе бисфенола А с эпоксидной эквивалентной массой 170÷215 и твердого диглицидилового эфира на основе бисфенола А с эпоксидной эквивалентной массой 450÷750, латентный отвердитель - дициандиамид, ускоритель отверждения - несимметрично дизамещенную мочевину, отличающееся тем, что дополнительно включает эластификатор - бесцветный алифатический диглицидиловый эфир при следующем соотношении всех компонентов, мас.%.: жидкий диглицидиловый эфир на основе бисфенола А с эпоксидной эквивалентной массой 170÷215 38,7-51,8; твердый диглицидиловый эфир на основе бисфенола А с эпоксидной эквивалентной массой 450÷750 40,0-50,0; латентный отвердитель дициандиамид 2,5-3,7; ускоритель - несимметрично дизамещенная мочевина 0,5-2,7; эластификатор - алифатический диглицидиловый эфир 3,0-7,0. Также описаны препрег и изделие. Технический результат - увеличение технологической жизнеспособности связующего и препрегов на его основе при температуре 25°С, повышение сохранения предела прочности при статическом изгибе образцов ПКМ после воздействия УФ-излучения и изготовление изделий с высококачественной поверхностью. 3 н. и 5 з.п. ф-лы, 3 табл., 12 пр.

Description

Изобретение относится к области создания расплавных эпоксидных связующих для получения конструкционных полимерных композиционных материалов (ПКМ), в том числе для декоративного применения на основе волокнистых армирующих наполнителей, перерабатываемых по препреговой технологии, которые могут быть использованы в автомобильной, судостроительной, ветроэнергетической, спортивной, электронной и строительной индустриях, а также для дизайнерских применений при создании экстерьеров, интерьеров, мебели, скульптур и новых технологичных решений.
Из уровня техники известно эпоксидное связующее для препрегов на основе волокнистых армирующих наполнителей (см. RU 2655353 С1, МПК C08L 63/02, С01В 32/198, C08K 3/32, B82Y 40/00, опубл. 25.05.2018), включающее эпоксидную смолу на основе бисфенола А, полиэпоксидную новолачную смолу, ангидридный отвердитель, наномодификатор оксид графена и катализатор фосфониевую соль бутилтрифенилфосфоний бромида. В качестве основного недостатка этого связующего можно выделить повышенную гидрофильность используемого ангидрдного отвердителя, который ввиду своей химической природы активно взаимодействует с влагой, присутствующей в воздухе и в адсорбированном состоянии в волокнистом наполнителе. Эта побочная реакция способствует снижению частоты сшивки, формирующейся в процессе отверждения эпоксиангидридной полимерной матрицы, что может привести к снижению прочностных характеристик ПКМ, получаемых на основе этого связующего, и коэффициента надежности ПКМ при механических нагрузках в условиях агрессивного атмосферного воздействия (избыточная влага, УФ-облучение и др.). Для устранения или снижения данного негативного эффекта при изготовлении препрега, необходимо осуществлять дополнительную технологическую операцию - сушку волокнистого наполнителя, с целью устранения присутствующей влаги.
Из уровня техники известна другая эпоксидная композиция растворного типа для изготовления полимерных композиционных материалов по препреговой технологии, (см. RU 2172328 С1, МПК C08L 63/00, C08K 13/00, В32В 17/10, опубл. 20.08.2001), содержащая эпокситрифенольную и эпоксидную диановую смолы, отвердители аминного типа - бис-(N,N'-диметилкарбамидо)дифенилметан и дициандиамид, катализатор отверждения хлормедный комплекс, растворители спирт и ацетон. Препрег изготавливают путем пропитки стеклоткани марки Т-13 указанным связующим по растворной технологии. Изделие получают путем выкладки препрега и формованием вакуумно-автоклавным методом по следующему режиму: нагрев со скоростью 1,5-2,5°С/мин до температуры 125-130°С при давлении 2-3 кгс/см2 и дополнительной термообработке в течение часа при температурах 125°С, 150°С, 180°С соответственно. Главным недостатком этого эпоксидного связующего и препрега на его основе, является то, что формование конечного изделия из стеклопластика происходит при достаточно высоких температурах (последняя ступень отверждения - 180°С), что делает процесс его изготовления достаточно энергозатратным и экономически не эффективным.
Наиболее близкими аналогами, принятыми за прототип (см. US 7005185 В2, МПК C08G 59/40, C08G 59/68, C08J 5/24, C08K 7/02, C08L 101/00, C08L 63/00, C08L 63/02, C09J 163/00, C09J 163/02, C09J 201/00, C09J 7/02 ероху composition №6, опубл. 28.02.2006 г.), являются:
- эпоксидная композиция, представляющая собой смесь жидкого диглицидилового эфира на основе бисфенола А с эпоксидной эквивалентной массой 176 марки EPON 828 - 67,4 масс. %, твердого диглицидилового эфира на основе бисфенола А с эпоксидной эквивалентной массой 1300 марки EPON 2005 - 20,8 масс. %, эластификатора термопласта марки Vinylek K - 3,0 масс. %, латентного отвердителя дициандиамида марки Amicure® CG1400 - 4,4 масс. % и ускорителя отверждения несимметричной дизамещенной мочевины марки Omicure U-24 - 4,4 масс. %;
- однонаправленный препрег, содержащий указанное эпоксидное связующее и углеродное волокно марки T600S (производитель Toray Industries, Inc.), при соотношении компонентов: связующее - 42 масс. %, углеродный волокнистый наполнитель - 58 масс. %;
- изделие из препрега получают методом вакуумного формования при температуре 135°С в течении 2 ч.
Недостатками указанных прототипов являются: пониженная технологическая жизнеспособность эпоксидного связующего и препрега на его основе при температуре 25°С, быстрый набор вязкости связующего и значительное снижение его реакционной способности в препреге в процессе хранения, невозможность формирования на их основе изделия из ПКМ для декоративного применения, характеризующихся прозрачной отвержденной полимерной матрицей и визуально качественной структурой армирующих волокон, а также низкая устойчивость к негативным эксплуатационным факторам, а именно, пониженная устойчивость к УФ-излучению.
При получении изделий из ПКМ желательно, чтобы цикл формования был как можно короче, а температура отверждения меньше. Создание однокомпонентных быстроотверждаемых связующих, способных к формообразованию матрицы при невысоких температурах и без длительного режима отверждения, имеющих достаточно высокие прочностные и эксплуатационные характеристики, является одной из приоритетных задач современного полимерного материаловедения. Для того чтобы сократить время цикла и температуру отверждения, кроме основного отвердителя, связующее должно содержать один или несколько ускорителей отверждения (катализаторов). Достаточно известным и широко используемым классом ускорителей отверждения является класс несимметрично дизамещенных мочевин. Однако использование этого ускорителя снижает стабильность технологических характеристик термоотверждаемых эпоксидных композиций и препрегов на их основе при комнатной температуре.
Авторами установлено, что в связующем-прототипе на общее количество используемой смеси эпоксидных смол, со средней эпоксидной эквивалентной массой EEW=253, которое показывает содержание реакционноспособных эпоксидных групп и определяет необходимое количество отверждающих компонентов, приходится достаточно большое количество (4,4 масс. %) ускорителя отверждения несимметричной дизамещенной мочевины марки Omicure U-24. Такое избыточное содержание ускорителя, обладающего высокой каталитической активностью, способствует не только быстрому формованию изделий из препрегов на основе данной композиции при невысоких температурах, но и приводит к ускоренной активизации процесса отверждения связующего уже при комнатной температуре, к быстрому нарастанию вязкости, снижению остаточной реакционной способности и увеличению степени его отверждения. Все это приводит к уменьшению жизнеспособности связующего-прототипа и препрега на его основе в процессе хранения при температуре 25°С, что существенно ухудшает технологические свойства препрега, такие как: снижение драпируемости, уменьшение эластичности и гибкости, отсутствие необходимой контактной липкости и др. Это усложняет процесс сборки технологического пакета препрега, что особенно проблематично при изготовлении деталей сложной конфигурации.
В последнее время, наблюдается широкое использование волокнисто армированных ПКМ в качестве материалов для элементов отделки или для изготовления изделий для «косметических» целей с высококачественной визуальной структурой, благодаря используемой армирующей ткани с равномерной структурой. Для этих целей, в качестве упрочняющих наполнителей используют специальные ткани, на основе стекло-, угле- или органоволокна, которые обладают уникальными структурными типами плетений, узорами и цветовыми характеристиками.
Для создания высококачественного внешнего вида поверхности сформованного изделия, разрабатываемые ПКМ, прежде всего, должны характеризоваться однородностью и прозрачностью отвержденной полимерной матрицы, обеспечивающей хорошую оптическую видимость структуры армирующего волокна. В составе связующего-прототипа в качестве эластификатора содержится термопласт - белый порошок с соломенным оттенком, который способствует формированию непрозрачных, равномерно окрашенных в белый цвет отливок из отвержденного связующего-прототипа и ПКМ на его основе, что не может обеспечить необходимые требования, предъявляемые к внешнему виду поверхности конечных изделий.
При эксплуатации в условиях атмосферного воздействия изделия из ПКМ могут деструктировать в результате агрессивного воздействия света (УФ-излучения), в следствие чего, тускнеет внешний слой, появляется пожелтение и трещины. Это ухудшает не только внешний вид, но и физико-механические свойства изделий.
Техническая проблема, на решение которой направлено изобретение, заключается в создании эпоксидного связующего и препрега на его основе, обеспечивающих повышенную драпируемость и эластичность препрега и формирование изделия с высоким качеством поверхностного слоя, в котором структура армирующей ткани видна через прозрачную эпоксидную матрицу, т.е. с однородной и прозрачной отвержденной полимерной матрицей, обеспечивающей хорошую оптическую видимость структуры армирующего волокна и сохранение физико-механических свойств изделия даже при воздействии УФ-излучения.
Технический результат, достигаемый при решении технической проблемы, заключается в увеличении технологической жизнеспособности связующего и препрегов на его основе при температуре 25°С, путем снижения скорости нарастания вязкости связующего и степени конверсии (отверждения) реакционноспособных групп.
Техническая проблема решается, а технический результат достигается за счет того, что эпоксидное связующее, включающее смесь жидкого диглицидилового эфира на основе бисфенола А с эпоксидной эквивалентной массой 170÷215 и твердого диглицидилового эфира на основе бисфенола А с эпоксидной эквивалентной массой 450÷750, латентный отвердитель - дициандиамид, ускоритель отверждения - несимметрично дизамещенную мочевину, дополнительно включает эластификатор - бесцветный алифатический диглицидиловый эфир при следующем соотношении компонентов, масс. %:
- жидкий диглицидиловый эфир на основе бисфенола А с эпоксидной эквивалентной массой 170÷215 38,7-51,8
- твердый диглицидиловый эфир на основе бисфенола А с эпоксидной эквивалентной массой 450÷750 40,0-50,0
- латентный отвердитель дициандиамид 2,5-3,7
- ускоритель несимметрично дизамещенная мочевина 0,5-2,7
- эластификатор алифатический диглицидиловый эфир 3,0-7,0.
Кроме того, эпоксидное связующее может дополнительно содержать добавку светостабилизатора - УФ-абсорбера в количестве 0,1-3,0 масс. % от всей композиции.
Для достижения технического результата также предложен препрег, включающий указанное эпоксидное связующее и волокнистый наполнитель, при следующем соотношении компонентов, масс. %:
- эпоксидное связующее 30,0-50,0
- волокнистый наполнитель 50,0-70,0.
В качестве волокнистого наполнителя могут использоваться волокнистые стекло-, угле- и органонаполнители.
Изделия получают путем вакуум-автоклавного формования или прямого прессования препрега на основе заявленного эпоксидного связующего.
Состав предлагаемого эпоксидного связующего и оптимальное сбалансированное количество используемых компонентов обеспечивают повышенную технологическую жизнеспособностью самого связующего и препрегов на его основе, а также способствует формированию ПКМ и изделий на его основе с улучшенными качеством поверхности и эксплуатационными характеристиками.
Для создания эпоксидного связующего в качестве жидкого диглицидилового эфира на основе бисфенола А, используют эпоксидную смолу на основе бисфенола А с эпоксидной эквивалентной массой от 170÷215, например, эпоксидную смолу марки Araldite GY 250 (производитель Huntsman Advanced Materials), смолу марки D.E.R. 330 (производитель Olin), смолу марки ЭД-20 (производитель «Завод имени Я.М. Свердлова») или смолу марки NPEL128 (производитель Nan Ya Plastics Corporation) и др.
Твердый диглицидиловый эфир на основе бисфенола А, выбран из эпоксидных смол на основе бисфенола А, у которых эпоксидная эквивалентная масса составляет 450÷750, например, смола марки YD-011 (производитель KUKDO Chemical Co., Ltd), смола марки NPES-901 (производитель Nan Ya Plastics Corporation), смола марки Araldite GT 7071 (производитель Huntsman Advanced Materials) или смола марки Э-44 (производитель ОАО «Котовский ЛКЗ») и др.
В качестве отвердителя предлагаемого связующего, используется латентный отвердитель аминного типа дициандиамид, выбранный из компонентов с торговыми марками Dyhard 100S (производитель AlzChem), DICY 7 (производитель Japan Ероху Resins) или Amicure CG1400 (производитель CVC Thermoset Specialties) и др.
Ускорителем предлагаемого связующего является несимметрично дизамещенная мочевина, которая может быть выбрана из ряда продуктов с торговыми марками: Omncure U-24 (2,4-толуилиден бисдиметил мочевина, производитель CVC Thermoset Specialties), DCMU-99 (1,1-диметил-3-(3,4-дихлорфенил) мочевина, производитель Hodogaya Chemical Industry Со), Dyhard UR-500 (1,3-бис-(N,N-диметилкарбамид)-4-метилбензол, производитель AlzChem) или Dyhard URAcc 13 (производитель AlzChem) и др.
Эластификатором в заявляемом связующем является алифатический диглицидиловый эфир, который выбран из бесцветных алифатических диглицидиловых эфиров, например, диглицидиловый эфир 1,4-бутандиола (ДГЭБД, производитель АО «Химэкс Лимитед»), диглицидиловый эфир орто- и паракрезолов марки УП-616 (производитель АО «Химэкс Лимитед») или диглицидиловый эфир диэтиленгликоля марки Лапроксид ДЭГ-1 (производитель ООО "НПП "Макромер" им. B.C. Лебедева») и др.
Используемая добавка светостабилизатора выбрана из предлагаемых на сырьевом рынке УФ-абсорберов для эпоксидных материалов, например, с торговой маркой Tinuvin 405 (на основе 2-гидроксифенил-s-триазина, производитель BASF) или маркой Tinuvin Carboprotect (на основе 2-(2-гидроксифенил)бензотриазола, производитель BASF) или маркой Eversorb ЕР-4 (производитель Everlight Chemical Industrial Corporation) и др.
В отличие от прототипа, предлагаемое связующее содержит меньшее количество ускорителя отверждения, несимметрично дизамещенную мочевину (на общее количество используемой смеси эпоксидных смол, со средней эпоксидной эквивалентной массой EEW=275÷320 приходится 0,5÷2,7 масс. % ускорителя), благодаря чему снижается каталитическая активность отверждающей системы в процессе отверждения при комнатной температуре, связующее характеризуются низким ростом вязкости при хранении, достаточной остаточной реакционной способностью и невысокой степенью отверждения (низкая конверсия функциональных групп). Препреги на его основе обладают улучшенными технологическими характеристиками - длительной жизнеспособностью при температуре хранения 25°С.
Эластификатором в связующем, является бесцветный алифатический диглицидиловый эфир, который формирует прозрачную структуру поверхностных слоев ПКМ и обеспечивает четкую видимость структуры армирующего наполнителя, что обеспечивает необходимое качество поверхности отформованного изделия.
Для сохранения внешнего вида и физико-механических свойств изделия из ПКМ в рецептуру предлагаемого связующего при изготовлении изделий с длительной эксплуатацией в условиях окружающей среды могут быть включены светостабилизирующие добавки, предотвращающие разрушающее воздействие УФ-излучения.
Примеры реализации.
Приготовление заявленного эпоксидного связующего.
Пример 1 (табл. 1).
В чистый и сухой реактор загружается 38,7 масс. % жидкой эпоксидной смолы на основе бисфенола А марки GY250, 50 масс. % твердой эпоксидной смолы на основе бисфенола А марки GT7071, 7 масс. % алифатического диглицидилового эфира марки Лапроксид ДЭГ-1 и при работающей мешалке смесь нагревается до температуры 100°С. Смесь перемешивается со скоростью 250 об/мин при температуре 100°С для полного совмещения смол.
Затем при работающей мешалке небольшими порциями загружается 3,7 масс. % дициандиамида марки Dyhard 100S, при этом повышаются обороты мешалки до 400 об/мин. Перемешивание производится до получения однородной массы.
Температура снижается до 80°С и небольшими порциями добавляется 0,5 масс. % ускорителя отверждения несимметрично дизамещенная мочевина марки Dyhard UR-500 и 0,1 масс. % УФ-абсорбера марки Tinuvin 405 при перемешивании со скоростью 250 об/мин в течение не менее 60 мин, до получения полностью однородной массы. После окончания перемешивания готовое связующее сливается через сливной штуцер в сухую и чистую тару.
Изготовления эпоксидных связующих по примерам 2-6 (табл. 1) осуществляется аналогично примеру 1
Получение заявленного препрега.
Пример 1 (табл. 2).
Изготовление препрега осуществляют путем нанесения 30 масс. % эпоксидного связующего, приготовленного по рецептуре примера 1 (табл. 1) посредством пропиточной машины при температуре 70°С на углеродный жгут AKSA 12K А45 в количестве 70 масс. %.
Препреги для примеров 3, 4 изготавливали с использованием углеродного жгута AKSA 12K А45, для примеров 2, 6 с использованием стеклоровинга E-Glass Т30 SE1200 17mic 600tex, для примера 5 с использованием арамидной ткани СВМ арт. 56313.
Изготовление заявленного изделия.
Пример 1 (табл. 3).
Препрег на основе связующего и углеродного жгута AKSA 12K А45, полученный по рецептуре примера 1 (табл. 2) раскраивали по шаблонам, вырезанные заготовки выкладывали на форму, собирали технологический пакет. Изготовление изделия (корпус зеркала автомобиля) осуществляли методом вакуум-автоклавного формования полученного технологического пакета при избыточном давлении 0,6-0,7 МПа, по температурному режиму: 1 час при температуре (120±5)°С.
Пример 2 (табл. 3).
Из раскроенного препрега на основе связующего и стеклоровинга марки E-Glass Т30 SE1200 17mic 600tex, полученного по рецептуре примера 2 (табл. 2) формировали технологический пакет, который помещали в пресс-форму, где производили формование изделия (дверная ручка автомобиля) посредством прямого прессования путем нагрева пресс-форм на прессе для термофиксации при температуре (120±5)°С в течение 60±10 минут и давлении 4-6 атм.
Также из препрегов по примерам 1-6 (табл. 2) изготавливали изделия:
- по технологии аналогичной примеру 1 (методом вакуум-автоклавного формования): по примеру 5 - столешница для конференц-стола, по примеру 6 - корпус стула;
- по технологии аналогичной примеру 2 (методом прямого прессования): по примеру 3 - стенки корпуса мобильного телефона, по примеру 4 - приборную панель.
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. Изобретение не ограничивается приведенными примерами.
Figure 00000001
Figure 00000002
Figure 00000003
Сравнительные данные из таблицы 3 показывают, что предлагаемое эпоксидное связующее имеет явные преимущества по сравнению с прототипом:
- является более технологичным, поскольку характеризуется более стабильными реологическими характеристиками и сохранением реакционной способности при хранении. Так при хранении связующего в течении 25 суток при температуре 25°С не наблюдается большого роста вязкости в сравнении с исходным значением (коэффициент повышения вязкости связующего - 1,0÷1,1), а у связующего-прототипа происходит значительное увеличение вязкости до 50% (коэффициент повышения вязкости связующего-прототипа - 1,5). Степень отверждения (степень превращения мономеров в полимер), определяющая остаточную реакционную способность созданного связующего в процессе хранения, также находится на достаточно низком уровне - 45÷51%, по сравнению со связующим-прототипом, у которого показатель степени отверждения соответствует 70%. Такая высокая химическая стабильность заявленного эпоксидного связующего при комнатной температуре, отсутствие активного роста вязкости и длительное сохранение повышенной реакционной способности, способствует длительному сохранению необходимых технологических характеристик препрега на его основе (хорошая драпируемость, высокая эластичность и гибкость, оптимальная контактная липкость и др.), что значительно упрощает технологический процесс переработки в ПКМ, а также дает возможность изготовления препрегов с длительной жизнеспособностью - не менее 40 суток при комнатной температуре, в отличии от прототипа, у которого жизнеспособность при комнатной температуре составляет всего 25 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 положительно отражается на экономических показателях при промышленном производстве. Кроме того, такие долгоживущие препреги перспективны при использовании для дизайнерских решений в небольших авторских мастерских;
- способно формировать изделия из ПКМ с высоким качеством поверхностного слоя, в котором структура армирующей ткани видна через прозрачную эпоксидную отвержденную матрицу. Такой внешний вид поверхности сформованного изделия, позволяет расширить объемы применения предлагаемого изобретения до получения дизайнерских изделий и креативных моделей в автомобильной, транспортной и судостроительной индустрии, для формирования корпусов электронного оборудования и др., а также исключить необходимость использования дополнительных дорогостоящих и трудоемких производственных операций для улучшения декоративного вида поверхности изделий, например, путем шлифования перед окрашиванием, введением большого количества красителей или использования гелькоутов и т.п., что является также экономическим преимуществом предлагаемого изобретения;
- образцы ПКМ на основе предлагаемого связующего с УФ-абсорбером демонстрируют высокое сохранение предела прочности при статическом изгибе после 2500 ч воздействия УФ-излучения (диапазон 280-400 нм, интенсивность 68 Вт/м2, Т=40°С) - 85÷95%, что гораздо выше чем у материала - прототипа (60%). Полимерный композиционный материал, изготовленный из препрега на основе предлагаемого связующего с УФ-абсорбером, характеризуется замедленной деградацией и старением полимерной матрицы, а также повышенной устойчивостью к ультрафиолетовому излучению, благодаря чему показывает хорошее сохранение прочностных характеристик после длительного агрессивного облучающего воздействия. Характеристики материалов на основе разработанного связующего после УФ-воздействия в течение 2500 ч дней, подтверждают возможность его использования для создания предметов интерьера и объектов инфраструктуры, пригодных к длительной эксплуатации в открытых пространствах в условиях окружающей среды, в то же время, прочностные характеристики материалов на основе связующего-прототипа ввиду их значительного снижения (снижение до 60%) не могут гарантировать успешную эксплуатацию изделий при указанных условиях.
Таким образом, заявленное эпоксидное связующее и препрег, изготовленный на его основе, характеризуются улучшенными вышеописанными свойствами, что упрощает процесс получения ПКМ и обеспечивает экономию средств на их изготовление, транспортирование, а также дает возможность получать изделия, характеризующимся высококачественной поверхностью и повышенной стойкостью к УФ-излучению.

Claims (10)

1. Эпоксидное связующее для конструкционных полимерных композиционных материалов, включающее смесь жидкого диглицидилового эфира на основе бисфенола А с эпоксидной эквивалентной массой 170÷215 и твердого диглицидилового эфира на основе бисфенола А с эпоксидной эквивалентной массой 450÷750, латентный отвердитель - дициандиамид, ускоритель отверждения - несимметрично дизамещенную мочевину, отличающееся тем, что дополнительно включает эластификатор - бесцветный алифатический диглицидиловый эфир при следующем соотношении всех компонентов, масс. %:
жидкий диглицидиловый эфир на основе бисфенола А с эпоксидной эквивалентной массой 170÷215 38,7-51,8 твердый диглицидиловый эфир на основе бисфенола А с эпоксидной эквивалентной массой 450÷750 40,0-50,0 латентный отвердитель дициандиамид 2,5-3,7 ускоритель несимметрично дизамещенная мочевина 0,5-2,7 эластификатор алифатический диглицидиловый эфир 3,0-7,0
2. Эпоксидное связующее по п. 1, отличающееся тем, что оно дополнительно содержит добавку светостабилизатора - УФ-абсорбера - в количестве 0,1-3,0 масс. % от всей композиции.
3. Препрег, включающий эпоксидное связующее по любому из пп. 1 или 2 и волокнистый наполнитель.
4. Препрег по п. 3, отличающийся тем, что содержит компоненты при следующем соотношении, масс. %:
эпоксидное связующее 30,0-50,0 волокнистый наполнитель 50,0-70,0
5. Препрег по любому из пп 3 или 4, отличающийся тем, что в качестве волокнистого наполнителя содержит волокнистый угленаполнитель.
6. Препрег по любому из пп 3 или 4, отличающийся тем, что в качестве волокнистого наполнителя содержит волокнистый стеклонаполнитель.
7. Препрег по любому из пп. 3 или 4, отличающийся тем, что в качестве волокнистого наполнителя содержит волокнистый органонаполнитель.
8. Изделие, отличающееся тем, что оно выполнено методом прямого прессования или методом вакуум-автоклавного формования препрега по любому из пп. 3-7.
RU2019114163A 2019-05-13 2019-05-13 Эпоксидное связующее, препрег на его основе и изделие, выполненное из него RU2706661C1 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019114163A RU2706661C1 (ru) 2019-05-13 2019-05-13 Эпоксидное связующее, препрег на его основе и изделие, выполненное из него

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019114163A RU2706661C1 (ru) 2019-05-13 2019-05-13 Эпоксидное связующее, препрег на его основе и изделие, выполненное из него

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2706661C1 true RU2706661C1 (ru) 2019-11-19

Family

ID=68579923

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2019114163A RU2706661C1 (ru) 2019-05-13 2019-05-13 Эпоксидное связующее, препрег на его основе и изделие, выполненное из него

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2706661C1 (ru)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
IT202100005411A1 (it) * 2021-03-09 2022-09-09 Enrico Raimondo Rotolo di materiale composito preimpregnato, nonche’ metodo e sistema per la realizzazione dello stesso

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2592274C2 (ru) * 2011-11-09 2016-07-20 Сайтек Текнолоджи Корп. Конструкционный клей и его применение для склеивания
RU2608400C2 (ru) * 2011-12-09 2017-01-18 Сайтек Текнолоджи Корп. Поверхностная пленка для композитных структур и способ ее изготовления
US9770844B2 (en) * 2012-09-19 2017-09-26 Hexcel Composites Limited Fibre reinforced composites
RU2633581C2 (ru) * 2013-08-22 2017-10-13 Сайтек Индастриз Инк. Склеивание композиционных материалов
US10016966B2 (en) * 2012-01-17 2018-07-10 Gurit (Uk) Ltd. Prepreg for manufacturing composite materials

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2592274C2 (ru) * 2011-11-09 2016-07-20 Сайтек Текнолоджи Корп. Конструкционный клей и его применение для склеивания
RU2608400C2 (ru) * 2011-12-09 2017-01-18 Сайтек Текнолоджи Корп. Поверхностная пленка для композитных структур и способ ее изготовления
US10016966B2 (en) * 2012-01-17 2018-07-10 Gurit (Uk) Ltd. Prepreg for manufacturing composite materials
US9770844B2 (en) * 2012-09-19 2017-09-26 Hexcel Composites Limited Fibre reinforced composites
RU2633581C2 (ru) * 2013-08-22 2017-10-13 Сайтек Индастриз Инк. Склеивание композиционных материалов

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
IT202100005411A1 (it) * 2021-03-09 2022-09-09 Enrico Raimondo Rotolo di materiale composito preimpregnato, nonche’ metodo e sistema per la realizzazione dello stesso

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5733301B2 (ja) 繊維強化複合材料rtm成形用エポキシ樹脂組成物、繊維強化複合材料およびその製造方法
US10227476B2 (en) Prepreg, fiber-reinforced composite material, method for producing same, and epoxy resin composition
US10259920B2 (en) Carbon fibre-containing prepregs
US9550313B2 (en) Process for the production of storage-stable epoxy prepregs, and composites produced therefrom, based on epoxides and acids amenable to free-radical polymerisation
CA2263418A1 (en) Resin transfer molding process using stable epoxy resin compositions
JP5074673B2 (ja) 繊維強化熱可塑性樹脂の成形方法
US11505642B2 (en) Prepregs and production of composite material using prepregs
KR101599304B1 (ko) 비스페놀 a형 에폭시 수지 기반의 고압 수지 이송 성형용 에폭시 수지 조성물
JP7215170B2 (ja) 自動車の外装部材用成形品およびその製造方法
RU2706661C1 (ru) Эпоксидное связующее, препрег на его основе и изделие, выполненное из него
US10259917B2 (en) Carbon fibre-containing prepregs
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
CN114031896B (zh) 一种碳纤维缠绕用环氧树脂组合物及其制备方法
JP2007270136A (ja) 加熱圧縮成形用シートモールディングコンパウンド成形材料、それを用いた成形品及びその製造方法
RU2587178C1 (ru) Эпоксидное связующее, препрег на его основе и изделие, выполненное из него
JP2010163573A (ja) エポキシ樹脂組成物およびそれを用いた繊維強化複合材料
RU2655805C1 (ru) Эпоксидное связующее, препрег на его основе и изделие, выполненное из него
JP7235557B2 (ja) 硬化性樹脂組成物、及びそれを用いたトゥプリプレグ
AU5178499A (en) Resin transfer moulding
KR101725523B1 (ko) 탄소섬유 프리프레그의 제조방법 및 광·열경화 방식을 이용한 열가소성 탄소섬유 복합재료의 제조방법
JP2019116545A (ja) エポキシ樹脂組成物の硬化方法
JP2011001442A (ja) エポキシ樹脂組成物、繊維強化複合材料、および繊維強化複合材料の製造方法
US20040164451A1 (en) Resin transfer moulding
RU2535488C1 (ru) Полимерная композиция на основе цианового эфира, модифицированная термопластом, препрег на ее основе и изделие, выполненное из него
JPH10237185A (ja) 繊維強化フェノール系樹脂成形品の製造方法