Способ получения композиционного материала на основе углеродного волокна и термореактивного связующего

 

Изобретение может быть использовано в химической промышлености, авиастроении , машиностроении и других областях и позволяет улучшить физико-механические показатели композиционного материала. Для этого в качестве углеродного волокна используют смесь углеродных волокон двух видов, отношение разрывного удлинения которых выбирают из условия 1,2 - 3,6 где Ј1 и ez - разрывное Ј2 удлинение углеродного волокна первого и второго вида соответственно, %. При этом массовое соотношение указанных волокон в смеси составляет от 70:30 до 30:70. Слои препрега из волокон первого и второго вида укладывают в форму поочередно . 1 табл. сл

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4676670/05 (22) 11.04.89 (46) 23.12.91. Бюл. М 47 (71) Ленинградский научно-исследовательский институт химических волокон и композиционных материалов (72) В.А. Буштырков, С.Я. Зыбцева, В.Д, Ивин, А.Н. Ерастов, И.Б. Терняева, И. M. Старк и А.В. Зарин (53) 678.027.94 (088.8) (56) Композиционные материалы. Справочник под ред. Д.M. Карпиноса. — Киев: Наукова думка, 1985. с. 482-487.

Технические условия, ТУ6-06-486-866

Лента ЯЛУР-П, МХП СССР. — М., 1986. (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ КОМПОЗИЦИОННОГО МАТЕРИАЛА НА ОСНОВЕ УГЛЕРОДНОГО BOJlOKHA И ТЕРМОРЕАКТИВНОГО

СВЯЗУЮЩЕГО

Изобретение относится к производству композиционных материалов на основе углеродного волокна и термореактивного связующего и может быть использовано в химической и ромы шлен ности, авиастроении, машиностроении и других областях техники.

Цель изобретения — повышение фиэикомеханических показателей композиционного материала.

Пример 1. Получают препрег из смеси углеродных волокон двух видов: с разрывным удлинением е1 = 1,2 и 82=1,07; (отношение е1 к @ равно 1,2) при массовом соотношении указанных волокон в смеси 50:50 путем пропитки их эпоксидным связующим марки ЭТ-2 (ТУ6-05-1823-77) при

„„59„„1699802 А1 (я)ю В 29 0 9/00, В 32 В 5/08 (57) Изобретение может быть использовано в химической промышлености, авиастроении, машиностроении и других областях и позволяет улучшить физико-механические показатели композиционного материала.

Для этого в качестве углеродного волок-. на используют смесь углеродных волокон двух видов, отношение разрывного удлинения которых выбирают из условия 1,2 «3,6 где е и Е2 — разрывное 1

82 удлинение углеродного волокна первого и второго вида соответственно,, При этом массовое соотношение указанных волокон в смеси составляет от 70;30 до

30:70. Слои препрега из волокон первого и второго вида укладывают в форму поочередно. 1. табл, скорости 1 м/мин и температуре сушки 90100 С. Препреги имеют угол укладки волокон первого и второго вида 0-0 и 0-900.

Укладывают слои препрега из волокон первого и второго вида в форму поочередно и прессуют углепластик по режиму: подъем температуры до 160 С при удельном давлении 7-10 кгс/см2, выдержка при 160 С

2 ч, охлаждение. под давлением до 40 С.

Получают углепластик со схемой укладки трех типов: тип I — угол укладки волокон первого и второго вида в преп реге 0-0, угол укладки слоев препрега в углепластике

0 — 00, тип II — угол укладки волокон. первого и втооого вида в препреге 0-00, угол укладки слоев препрега в углепластике 0 — 90 ; тип III — угол укладки волокон первого и второго

1699802 вида в препреге 0-90О, угол укладки слоев препрега в углепластике О-О, Физико-механические показатели композиционного материала, полученного по примеру 1, и известного приведены в таблице.

Пример 2. Получают композиционный материал как впримере 1,,но используют углеродные волокна с разрывным удлинением о = 1,8 и е-0,5Я (отношение е; к е ррааввнно о 3З,6) при массовом соотношении указанных волокон в смеси 70:30, в качестве связующего используют эпоксифенольное связующее марки 5-211Б (ТУ6-06-.

9-27-77) й.прессование производят по режиму: подъем температуры до 150 С 4 ч, охлаждение под давлением до 40 С.

Физико-механические показатели композиционного материала, полученного по примеру 2, и известного приведены в таблице.

Пример 3. Получают композиционный материал как впримере 1,,но используют углеродные волокна с разрывным удлинением e< = 1,34Р и яг = 1,02;4 (отношение е1 к @г равно 1,3) при массовом соотношении указанных волокон в смеси

50:50, в качестве связующего используют эпоксиноволачное связующее марки ЭН ФБ (ТУ1-596-36-82) и прессование производят по режиму: подъем температуры до 160оС при удельном давлейии 7-10 кгс/см, выдержка при 160 C 6 ч, охлаждение под давлением до 40 С.

Физико-механические показатели композиционного материала, полученного по примеру 3, и известного приведены в табли= це.

12 < е1 (36

ЗО где е1 и а — разрывное удлинение в процентах углеродного волокна первого и второго вида соответственно, при этом

35 массовое соотношение указанных волокон в смеси составляет от 70:ЗО до 30:70 и слои препрега из волокон первого и второго вида укладывают в форму поочередно.

Пример 4. Получают композиционный материал KBK в примере 2, но используют углеродные волокна с разрывным удлинением е - 1,5 и ez = 1,0 (отноше5 ние е< и я равно 1,5) при массовом соотношении указанных волокон в смеси 30:70.

Физико-механические показатели композиционного материала, полученного по примеру 4, и известного приведены в таблице

Как видно иэ.таблицы, способ в соответ" ствии с настоящим изобретением позволяет повысить физико-механические показатели композиционного материала.

15 Формула изобретения

Способ получения композиционного материала на основе углеродного волокна и термореактивного связующего, включающий пропитку волокна связующим, укладку

20 слоев препрега в форму и прессование при температуре отверждения связующего, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения физико-механических показателей композиционного материала, в качестве

25 углеродного волокна используют смесь углеродных волокон двух видов, отношение разрывного удлинения которых выбирают иэ условия

1699802

Пример

Отношение разрывного удлинения углеродных волокон первого и второго вида

11ассовое соотношен ие

Предел прочности компоеиционного материала при сжатии, ИПа, типа

Предел прочности композиционного материала при сдвиге, ИПа, типа углеродных волокон перВого и второго вида в смеси

Известный (волокно с

Е =1,2Ф)"

Известный (волокно с

Я 1,0Ф)

Известный

{волокно с

Я =1,83) 1,2

50:50

732 524 283 54 31 24

620 437 263 41 23 22

600 420 270

43 22

3,6

70:30

719 516 293

630 455 280

54 30 26

43 20 23

Известный .(Волокно с

E= 0,53)

Известный (волокно с.

Я = 1,343)

Известный (ВОЛОКНО С

Я= 1,023)

Известный (волокно с

Я= 1,53) Известный (волокно с

Еа а1,0Ф) 36 19

570 422 253

21 1

835 623

180 532

50:50

76 40

65 36

68 36

784 547

835 - 609 422

760 497

1 5

30:70

64.

34

738

381

50

Составитель А. Рожков

Техред M.Ìîðãåíòàë

Корректор С. Шевкун I

Редактор E. Папп

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Заказ 4431 Тираж Подписное .

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва. Ж-35, Раушская наб., 4/5