Препрег

Авторы патента:

C08L63C08J5/24 -

В.А.Лапицкий, Л.Ф..Валуева, В.И.Дрейцер и А.Д. Беляев (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) ПРЕПРЕГ

Изобретение относится к созданию

- препрегов на основе стекловолокнистого наполнителя и эпоксидного связующего и предназначено для получения намоточных стеклопластиковых изделий конструкционного назначения в условиях быстрого отверждения препрега.

Известна эпоксидная композиция на основе триглицидилпарааминофенола . и отвердителя вЂ” смеси S,Ç /4,4 -диаминофенилсульфона с 3,3 -дихлор50

-4,4 -диаминофенилметаном.

Данная композиция обладает достаточно высокими показателями физикомеханических свойств (! ). IS

Однако она имеет высокую исходную вязкость что не позволяет перерабаО тывать ее при температуре ниже 70 С, а препрег на ее основе полученный в указанных условиях обладает низкой жизнеспособностью и значительным временем отверждения при переработке его в стеклопластик.

Известна также эпоксидная компози.ция на основе диглицидипового эфира резорцина в сочетании с отвердителем вЂ” техническим продуктом изометилтетрагидрофталевым ангидридом (2 ).

Однако препрег, изготовленный на основе стекловолокнистого наполнителя и данной композиции, обладает недостаточно высокой скоростью отверждения, а стеклопластик на его основе не обеспечивает необходимых прочностных показателей.

Известна также полимерная композиция на основе продукта взаимодейст-. вия диглицидилового эфира полиэтилхлоргидрина с полиизоцианатбиуретом и отвердитель, в качестве которого взят, например, иэометилтетрагидрофталевый ангидрид (3 ).

Указанная композиция в отвержденном состоянии имеет сравнительно высокие упруго-прочностные показатели, однако препрег, изготов.пенный на ее

10,0-90,0

3 8571 основе, в сочетании со стекловолокнистым наполнителем, обладает низкой жизнеспособностью и не обеспечивает в процессе быстрого его отверждения необходимую прочность при сдвиге и изгибе стеклопластика.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является препрег на основе стеклонаполнителя (100-900 вес.ч.), содержащий триглицидилпарааминофенол (5-95 вес.ч.), диглицидиловый эфир ортофталевой кислоты (5-95 вес.ч.), полиамин на основе хлоранилина (53,5-113 вес.ч.).

Известный препрег обладает высокой жизнеспособностью, а стеклопластик

;на его основе вЂ” высоким прочностным коэффициентом (4 ).

Недостатками известного препрега. являются нетехнологичность препрега 2g в отношении формоустойчивости, большая и быстрая потеря прочности при нагреве стеклопластикового изделия до 150 С и др.

Цель изобретения вЂ” улучшение тех- 25

I нологических свойств препрега, повышение термостойкости стеклопластиков на его основе и обеспечение возможности получения намоточных стеклопластиковых изделий непрерывным 30 методом.

Указанная цель достигается тем, что на основе стекловолокнистого наполнителя и эпоксидного связующего, содержащего триглицидилпарааминофенол 35 и отвердитель, дополнительно содержит продукт взаимодействия диглицидилового эфира полиэпихлоргидрина с полиизоцианатбиуретом и в качестве отвердителя изометилтетрагидрофталевый àí- 40 гидрид при следующем соотношении компонентов, вес.ч.:

Триглицидилпарааминофенол

Продукт взаимодей- М ствия диглицидилового эфира полиэпихлоргидрина с полиизоцианатбиуретом 10,0-90,0

Изометилтетрагидро- 50 фталевый ангидрид 108,0-136,0

Стекловолокнистый наполнитель 100,0-900,0

Пример 1. Приготовление эпоксидного связующего.

В реактор, снабженный обогревом и механической мешалкой, загружают

20.0 вес.ч. йродукта взаимодействия

86 ф диглицидилового эфира полиэпихл гидрина с полиизоцианатбиуретом (соотношение NCO групп последнего к

ОН группам диглицидилового эфира полиэпихлоргидрина составляет 0,5 эквивалентного), затем вводят

80,0 вес.ч. триглицидилпарааминофенола и 130 вес.ч. технического продукта изометилтетрагидрофталевого ангидрида.

Получение препрега.

Приготовленное эпоксидное связующее загружают в ванну пропиточной машины и перерабатывают его методом непрерывной намотки по "мокрому" способу при температуре 45 С.

Содержание стекловолокннстого наполнителя (ровинга марки РВМ11

10-1260х76) вЂ” 575 вес.ч.

Отверждение препрега ведут при о температуре 150 С 20 мин, а при

160 С вЂ” 2 ч.

Пример 2. Приготовление связующего.

Осуществляют аналогично примеру 1, но при другом соотношении компонентов (табл. 1).

Соотношение NCO групп последнего к ОН группам диглицидилового эфира полиэпихлоргидрина составляет О,l эквивалентного.

Получение препрега.

Осуществление аналогично примеру 1, но при этом в качестве наполнителя берут стеклоткань марки УТС-022.

Пример 3. Приготовление связующего.

Осуществляют аналогично примеру I„ но нри другом соотношении компонен.тов (табл. 1).

Соотношение. NC0 групп последнего к OH группам диглицидилового эфира полиэпихлоргидрииа составляет 0,1 эквивалентного.

Получение препрега.

Осуществляют аналогично примеру 1„ но при этом, в качестве наполнителя берут стеклоткань марки BNC 6=14,4х хlх2-76.

П р и м,е р ы 4-5. Аналогично примеру l, но при другом соотношении компонентов (табл. 1).

В табл. 1 приведены составы предлагаемых препрегов по примерам 1-5.

В табл. 2 представлены свойства предлагаемого препрега и намоточного стеклопластика на его основе в сравнении с известными.

Таблица 1

Количество ком онентовд вес.ч.

При- 1 При- 1При- )Ilpe- Пример 1 мер 2 мер 3 мер 41 мер 5

Компоненты

Продукт взаимодействия диглицидилового эфира полиэпихлоргидрина с полиизоцианатбиуретом

20 90 10 50 40

Триглицидилпарааминофенол

80 10 90 50 60

Иэометилтетрагидрофталевый ангидрид

130 136 108 120 128

Стекловолокнистый наполнитель 575 236 208 900 100

5, 8571

Таким образом, предлагаемый препрег обладает совокупностью технологических свойств, позволяющих намоточные стеклопластиковые изделия (трубы и профили) получать непрерывным методом, т.е. осуществлять намотку иэделия с одновременным движением его по технологическому тракту через камеру полимериэации с последующим сня" тисм путем сдвига части изделия, под- 10 вергнутой в камере кратковременной термообработке, с оправки и возвращением оправки в технологический цикл. Этот метод позволяет полностью механизировать процесс изготовления 1S стеклопластиковых изделий.

Кроме того, такая совокупность тех-. нологических свойств препрега включает. а) высокую скорость предварит"ль- 20 ного отверждения (12 мин при 150 С) препрега, поскольку она определяет производительность установки непре" рывного действия и, в конечном итоге, производительность труда; 25 б) формоустойчивость стеклопластика, полученного в результате намотки и кратковременного отверждения препрега, т.е. устойчивость нагретого

86 6

<до 150 С в процессе отверждения материала к механическим (в данном случае сдвиговым) воздействиям, позволяет сдвигать его с оправок. Известно, что подавляющее большинство высокопрочностных эпоксидных материалов в нагретом состоянии (140-160 С) разрушается при незначительном механическом воздействии (т.е. не формоустойчивы).

Например, наиболее распространенные связующие на осйове диановых смол

ЭД-20 и ЭД-16 (промьппленные марки

ЭДТ-10 и ИФ-ЭД-6-КГ) даже после пола ного отверждения при 130-150 С имеют резиноподобную консистенцию; в) сохранение геометрической конфигурации изделия на основе предлагаемого препрега, подвергаемого дальнейшей термообработке после снятия с оправки;

r) жизнеспособность прелрега, позволяющую транспортировать материал и иметь цеховой запас не менее

5-10 сут (в сумме не менее 15-20 сут).

Кроме того, предлагаемый препрег обеспечивает также более высокие прочностные показатели стеклопластик;ч (особенно, при 150 С). о е

Ге Ф"

& 6 2 О 3 &

at 03 Ф О

Ж Ж X cO

1 11

1 о о

Ч и а о е

Э х

C) о л о

ЧР (3

° ° х

4 о о о Е о е

Я о ж

Ц о

Е!

v i <"5

Ф!

Я!

1 Ф!

I I

I х1 о о! а! 1

Ф!

Хl

t» 1.вЂ” 4

t l

I с Ъ

tC I сб i

41 сЧ I

1 1 Й «"!

1 а!

1 о

)х, о х

I t ! о

1 ! о х

t 14 ! щ

t ч (t! а

Э б а а о е

1- Х

v a

atot:u сч а 0 р о мо ам ю

Э а

Ф <б Х а и

v х Ф о о д v x х а

>х F ф о v z о о

vie ъ Cl Гч о о

v д аоь ф М л о (о

О 1- и

ы о

857! 86

v о ь

Х !лв е о о о

vo ф С11

01 !!

6е ! о о о со о о

Ф а

Э фс о и фч х v е о н х

М о о а, f4 о о о

41 л о е ю

С0 с

° о о ж

6 ж о vu о о йф о алло

° ь

Ц Э lf !!

gR ь х ж. о о л О ф а

& 1 о

Х 1

1ч м о

at o

НХ!

° О Р I

t:ot о аi

fll о

1О С 4

Q0 е м о о о

Ю с

1О У1

tel и 3 о и х и !! О О о

ohio a алло л

Ц < 3 л

t." dt It

dt Г ф х Г- Р.

1О

857186

Формула изобретения

Препрег на основе стекловолокнистого наполнителя и эпоксидного связующего, содержащего триглицидилпарааминофенол и отвердитель, о т л ивЂ” ч а ю шийся тем, что, с целью улучшения технологических свойств препрега, повышения термостойкости стеклопластиков на его основе и обеспечения возможности получения намоточных стеклопластиковых изделий не- . прерывным методом, он дополнительно содержит продукт взаимодействия диглицидилового эфира полиэпихлоргидрина с полиизоцианатбиуретом, в качестве отвердителя изометилтетрагидрофталевый ангидрид при следующем соотношении компонентов, вес.ч.:

Триглицидилпарааминофенол 10 0-20,0

Продукт взаимодействия диглицидилового эфира полиэпихлоргидрина с полиизоцианатбиуретом 10,0-90,0

Изо-метилтетрагидрофталевый ангидрид 108,0-136,0

Стекловолокиистый наполнитель 100,0-900,0

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Новые неметаллические матери,алы. Межотраслевой семинар. Вып. 1.

Сетунь, 1971, М., ВИМИ, М., 1973.

2. Справочное руководство по зповЂ” ксидным смолам. М., "Химия", )975.

3. Авторское свидетельство СССР по заявке В 2567767/23-05, 2о кл. С 08 L 63/02, 1978.

4. Авторское свидетельство СССР по заявке У 2654866/23-05, кл. С 08 1 63/02. 1978 (прототип).

Составитель В. Чистякова

Редактор Г. Волкова Техред 3. Фанта Корректор Е. Рошко