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



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

Владельцы патента RU 2655805:

Акционерное общество "Препрег-Современные Композиционные Материалы" (АО "Препрег-СКМ") (RU)

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. Эпоксидное связующее включает следующие компоненты при соотношении их в масс. %: эпоксидная полифункциональная смола 22,0-38,0; эпоксидная смола на основе бисфенола А 40,0-50,0; термопласт 7,0-13,0; латентный отверждающий агент - дициандиамид 3,0-7,0; отвердитель - 4,4'-диаминодифенилсульфон 4,7-15,0; ускоритель - несимметрично дизамещенная мочевина 0,3-3,0. Препрег включает указанное эпоксидное связующее и волокнистый наполнитель при следующем соотношении, масс. %: эпоксидное связующее 30,0-50,0, волокнистый наполнитель 50,0-70,0. Изделие получают путем вакуумного формования препрега. Разработанное эпоксидное связующее и препрег, изготовленный на его основе, демонстрирует улучшенные технологические характеристики, что упрощает процесс получения ПКМ, 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). 2 н. и 5 з.п. ф-лы, 3 табл., 1 пр.

 

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.

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.).

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.

Формование ПКМ происходит при высоких температурах (последняя ступень до 180°С), что делает процесс их изготовления достаточно энергозатратным.

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.).

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.

Наиболее близкими аналогами, принятыми за прототип, являются:

- 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. %;

- 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. %;

- 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).

Недостатками материалов-прототипов являются:

- низкий уровень технологических характеристик эпоксидного связующего (невысокая степень сохранения реологических характеристик и жизнеспособности в препреге при температуре хранения 25°С);

- 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;

- 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.

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).

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. %:

эпоксидная полифункциональная смола 22,0-38,0
эпоксидная смола на основе бисфенола А 40,0-50,0
термопласт 7,0-13,0
латентный отверждающий агент - дициандиамид 3,0-7,0
отвердитель - 4,4'-диаминодифенилсульфон 4,7-15,0
ускоритель - несимметрично дизамещенная мочевина 0,3-3,0

Предложен также 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- или угленаполнители.

Изделия получают путем вакуумного формования препрега на основе заявленного эпоксидного связующего.

Для создания эпоксидного связующего:

- 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;

- 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.;

- в качестве латентного отверждающего агента ДЦДА в изобретении могут использоваться: DYHARD 100S, DYHARD 100SF (производитель AlzChem), DICY 7 (производитель Japan Ероху Resins) и др.;

- в качестве отвердителя могут быть использованы 4,4'-диаминодифенилсульфон (ДАДФС) марок ARADUR 9664-1 или ARADUR 976-1 (производитель Huntsman Advanced Materials) и др.;

- 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.;

- 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.

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.

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).

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.

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).

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).

Примеры осуществления

Приготовление заявленного эпоксидного связующего

Пример 1 (табл. 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.

Небольшими порциями при работающей мешалке при температуре 150°С вводят 7,0 масс. % термопласта феноксисмолу марки РКНВ и перемешивают до получения однородной массы.

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.

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.

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.

Технологию изготовления эпоксидных связующих по примерам 2-12 (табл. 1) использовали аналогично примеру 1.

Получение заявленного препрега

Пример 1 (табл. 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. %.

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,

Изготовление заявленного изделия

Пример 1 (табл. 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.

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.

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.

Сравнительные данные из таблицы 3 показывают, что предлагаемое эпоксидное связующее обеспечивает преимущества по сравнению с прототипом:

- 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;

- 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);

- 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).

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).

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. %:

эпоксидная полифункциональная смола 22,0-38,0
эпоксидная смола на основе бисфенола А 40,0-50,0
термопласт 7,0-13,0
латентный отверждающий агент - дициандиамид 3,0-7,0
отвердитель - 4,4'-диаминодифенилсульфон 4,7-15,0
ускоритель - несимметрично дизамещенная мочевина 0,3-3,0

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.

3. Эпоксидное связующее по п. 1, отличающееся тем, что в качестве термопласта используют один термопласт полиарилсульфон, полиэфирсульфон, феноксисмолу или их смеси.

4. Препрег, включающий эпоксидное связующее и волокнистый наполнитель, отличающийся тем, что в качестве эпоксидного связующего используют связующее по одному из пп. 1-3.

5. Препрег по п. 4, отличающийся тем, что содержит компоненты при следующем соотношении, масс. %:

эпоксидное связующее 30,0-50,0
волокнистый наполнитель 50,0-70,0

6. Препрег по одному из пп. 4, 5, отличающийся тем, что в качестве волокнистого наполнителя содержит волокнистый угленаполнитель.

7. Препрег по одному из пп. 4, 5, отличающийся тем, что в качестве волокнистого наполнителя содержит волокнистый стеклонаполнитель.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к получению композиционных материалов на основе эпоксидных и эпоксифенольных смол, применяемых в электротехнической и электронной промышленности для герметизации интегральных микросхем.

Изобретение относится к получению композиционных материалов на основе эпоксидных и эпоксифенольных смол, применяемых в электротехнической и электронной промышленности для герметизации интегральных микросхем.

Изобретение относится к многослойным материалам для защиты от разряда молнии (ЗРМ) и/или защиты от электромагнитных помех (ЭМП) и касается электропроводящего облицовочного материала для композитных структур.

Изобретение относится к гибридным связующим на основе эпокситрифенольной смолы, предназначенным для армированных пластиков с повышенной коррозионной стойкостью и термостабильностью.

Изобретение относится к области эпоксидных композиций, в частности к быстроотверждающимся эпоксидным композициям горячего формования, используемым в качестве связующего для производства композиционных материалов методами пултрузии, литья, автоклавного формования.

Изобретение относится к технологии производства композиционных материалов, препрегов, в частности к эпоксидному связующему для армированных пластиков и может быть применено в машиностроении, ракетно-космической технике и т.п.
Изобретение может быть использовано в электротехнической и электронной промышленности для герметизации интегральных микросхем. Прессматериал для герметизации интегральных микросхем включает связующее - о-крезолноволачная эпоксидная смола с температурой размягчения 50-65°C, отвердитель - эфир циануксусной кислоты и диглицидилового эфира 1,4-бутандиола, ускоритель - N'-(3,4-дихлорфенил)-N,N-диметилмочевина, наполнитель - молотый кварц, аппрет глицидилоксипропилтриметоксисилан, смазку - воск полиэтиленовый окисленный.

Изобретение относится к области технологии изготовления эпоксидных композиций и может использоваться в качестве связующего для производства композиционных материалов и изделий из них.

Изобретение относится к наномодифицированным связующим на основе эпоксидных смол, применяющихся для изготовления препрегов на их основе, и может быть использовано в авиастроении и других областях техники.

Изобретение относится к полимерным композициям для изготовления пористых высокоэластичных абразивных и алмазных инструментов, предназначенных для зачистки, полирования стальных лент, листов и изделий из цветных металлов.

Изобретение относится к области получения волокнистых композиционных материалов из препрегов на основе эпоксидных связующих и может быть использовано для изготовления изделий из композиционных материалов в приборостроении, автомобильной, авиационной, аэрокосмической, электротехнической, строительной и других отраслях промышленности.

Изобретение относится к области получения пленочных связующих на основе эпоксидных смол и может быть использовано в производстве полимерных композиционных материалов, применяемых в приборостроении, автомобильной, авиационной, аэрокосмической, электротехнической, строительной и других отраслях промышленности.

Изобретение относится к способу формования высокотеплостойкого шумопоглощающего и изоляционного материала, а также к способу снижения шума шумообразующего устройства, в котором размещен этот шумопоглощающий и изоляционный материал.

Изобретение касается разработки эпоксидного состава для оперативного исправления дефектов технологической оснастки, используемой при изготовлении изделий методом литья под давлением на термопластавтомате, контактирующей с материалом, имеющим температуру 150-175°С, и может быть использовано в различных областях при изготовлении изделий.

Изобретение предназначено для использования в таких отраслях, как строительство, в качестве наливных бесшовных полов, в машиностроении, ракетно-космической технике, для обеспечения пожарной безопасности, защитных покрытий, имеющих повышенную деформационную стойкость.

Изобретение относится к полимерным композициям для изготовления деталей из композиционного материала и к соответствующим композиционным материалам. Предложена полимерная композиция для изготовления детали из композиционного материала, содержащая: первый смоляной компонент, содержащий эпоксидную смолу на основе глицидилового эфира; второй смоляной компонент, содержащий эпоксидную смолу на основе ароматических углеводородов нафталинового ряда, а также аминофенилфлуореновый отверждающий агент; в которой эпоксидные смоляные компоненты а) и b) содержат до 33% масс.

Изобретение относится к удаляемым слоям для подготовки поверхности композитных подложек. Предложен обогащаемый смолой удаляемый слой для подготовки поверхностей различных композитных подложек, содержащий плетеную ткань, пропитанную отверждаемой матрицей на основе смолы, полученной из композиции смолы, содержащей смесь эпоксидно-фенольной новолачной смолы и новолачной эпоксидной смолы, содержащей дициклопентадиеновый скелет; дифункциональную эпоксидную смолу, выбранную из диглицидиловых простых эфиров многоатомных фенолов; трифункциональную эпоксидную смолу, выбранную из триглицидиловых простых эфиров аминофенолов; отверждающий агент и частицы неорганического наполнителя, при этом в удаляемом слое содержание смолы составляет по меньшей мере 20% мас.

Изобретение относится к промышленности полимеризационных пластмасс. Описана фотополимеризующаяся композиция для ускоренного формирования покрытий защитного назначения.

Изобретение относится к композициям отверждаемой массы для крепежных целей. Предложена композиция отверждаемой массы для крепежных целей, содержащая эпоксидный компонент (а), содержащий отверждаемые эпоксиды, и отверждающий компонент (b), содержащий композицию из оснований Манниха, полученную взаимодействием определенных аминов, и/или смесь из стиролизованных фенолов и низкомолекулярных аминов, новые композиции из оснований Манниха и/или смеси из стиролизованных фенолов и низкомолекулярных аминов.

Изобретение относится к области противокоррозионных композиций для покрытия, а именно для защиты железных и стальных конструкций, при этом оно также относится к набору частей, содержащему данную композицию, а также к металлическим конструкциям, покрытым композицией.

Изобретение относится к области получения пленочных связующих на основе эпоксидных смол и может быть использовано в производстве полимерных композиционных материалов, применяемых в приборостроении, автомобильной, авиационной, аэрокосмической, электротехнической, строительной и других отраслях промышленности.

Изобретение относится к области создания расплавных эпоксидных связующих для конструкционных полимерных композиционных материалов 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. Эпоксидное связующее включает следующие компоненты при соотношении их в масс. : эпоксидная полифункциональная смола 22,0-38,0; эпоксидная смола на основе бисфенола А 40,0-50,0; термопласт 7,0-13,0; латентный отверждающий агент - дициандиамид 3,0-7,0; отвердитель - 4,4-диаминодифенилсульфон 4,7-15,0; ускоритель - несимметрично дизамещенная мочевина 0,3-3,0. Препрег включает указанное эпоксидное связующее и волокнистый наполнитель при следующем соотношении, масс. : эпоксидное связующее 30,0-50,0, волокнистый наполнитель 50,0-70,0. Изделие получают путем вакуумного формования препрега. Разработанное эпоксидное связующее и препрег, изготовленный на его основе, демонстрирует улучшенные технологические характеристики, что упрощает процесс получения ПКМ, а также дает возможность получать изделия с более высоким уровнем сохранения физико-механических свойств после воздействия негативных эксплуатационных факторов, характеризующиеся низкой пористостью и незначительным разбросом в значениях прочности, что обеспечивает снижение коэффициента вариации физико-механических свойств ПКМ. 2 н. и 5 з.п. ф-лы, 3 табл., 1 пр.

Наверх