Термоотверждаемое связующее для композиционных материалов

Термоотверждаемое связующее для композиционных материалов

Реферат

Изобретение относится к области технологии эпоксидных композиций, в частности к получению термоотверждаемых эпоксидных композиций горячего формования, используемых в качестве связующего для производства композиционных материалов, и изделий из них, например армированных пластиков пултрузионным методом.

Изобретение может быть использовано в строительной промышленности, а именно для изготовления пластиковых арматурных элементов для армирования строительных бетонных конструкций, которые также могут быть использованы в несущих сборных конструкциях, как конструкционный материал для замены металлических и деревянных изделий. Изобретение предназначено также для использования в качестве пропиточных составов, клеев, покрытий, связующих для конструкционных стеклопластиков, изготавливаемых также методом мокрой намотки.

Известна композиция связующего для изготовления базальтопластиковых арматурных стержней, содержащая в масс.ч. эпоксидную диановую смолу, 2,4,6-трис-(диметиламино)метилфенол (Ускоритель УП 606\2) и полиметиленполифенилполиамин, являющийся продуктом взаимодействия анилина и формальдегида, и содержащий 51-57 вес.% диаминодифенилметана, в основном 95-97 вес.%, 4,4- изомера.

Известна полимерная композиция, включающая эпоксидную диановую смолу, диглицидиловый эфир полиэпихлоргидрина, диглицидиловый эфир диэтиленгликоля, эвтектическую смесь ароматических аминов и салициловую кислоту (а.с. N 1014859, кл. С 08 L 63/02, 1983 г.).

Недостатком композиции является ее малая пригодность для изготовления стеклопластиковых изделий методом мокрой намотки (особенно в промышленном масштабе) вследствие высокой вязкости при температуре 20°С (2500 сПа) и, как следствие, некачественная пропитка армирующего материала (ровингов, крученых нитей, лент), отрицательно влияющая на достижение высоких и стабильных физико-механических показателей стеклопластиковых изделий.

Наиболее близкой к предлагаемой по технической сущности является термоотверждаемая композиция, используемая для изготовления композиционных материалов, включающая эпоксидную диановую смолу, диглицидиловый эфир диэтиленгликоля и эвтектическую смесь ароматических аминов, содержащая дополнительно смесь диоксановых спиртов и их высококипящих эфиров со стабилизатором ионолом, а в качестве ароматических аминов - метафенилендиамин и 4,4-диаминодифенилметан при следующем соотношении компонентов, мас.ч.: эпоксидная диановая смола 100, диглицидиловый эфир диэтиленгликоля 25-35, смесь диоксановых спиртов и их высококипящих эфиров со стабилизатором ионолом 4-12, эвтектическая смесь ароматических аминов, содержащая метафенилендиамин и 4,4-диаминодифенилметан в соотношении 35:65-65:35:20-40.

Предлагаемое изобретение решает задачу - расширения ассортимента термоотверждаемых эпоксидных композиций, применяемых для изготовления композиционных материалов.

Указанная задача решается тем, что известная композиция термоотверждаемого связующего для композиционных материалов, включающая эпоксидную диановую смолу, диглицидиловый эфир диэтиленгликоля и аминный отвердитель, согласно изобретению дополнительно содержит фенилглицидиловый эфир, а в качестве отвердителя она содержит Бензам АБА, представляющий собой продукт конденсации анилина и формальдегида в присутствии кислотного катализатора и содержащий аминобензиланилин в качестве основного вещества, при следующем соотношении компонентов в мас.%

Эпоксидная диановая смола 60-70

Диглицидиловый эфир диэтиленгликоля 5-15

Фенилглицидиловй эфир 1-5

Отвердитель остальное

Композицию готовят смешением исходных компонентов при комнатной температуре и используют для изготовления армированных пластиков.

В таблице 1 приведены варианты состава предлагаемой композиции и ее свойства. В таблице 2 приведены результаты испытаний арматурных стержней (d 5-6 мм), изготовленных из предлагаемой композиции методом пултрузии с последующим термоотверждением.

Таблица 1
№ п/п	Состав композиции в мас. %	Свойства композиции
	ЭД	ДЭГ-1	ФГЭ	Бензам АБА	Прочность на разрыв, МПа	Модуль упругости, МПа	Относит. удлинение в%
1	60	10	2	28	33,1	230	9,1
2	65	5	2	28	39,0	276	13,0
3	68	2	1	29	45,3	300	26,0
4	62	3	5	30	42,4	280	20,9
5	67	7	3	23	25,5	200	18,1
Примечание: ЭД - эпоксидная диановая смола, в примерах 1 и 2 использована смола ЭД-20, в остальных ЭД-22; ДЭГ-1 - диглицидиловый эфир диэтиленгликоля; ФГЭ-фенилглицидиловый эфир.
Таблица 2
№ состава	Состав стержня в мас. %	Свойства полученных стержней
	Связующее	Наполнитель	Плотность, г/см3	Прочность на растяжение МПа (н/мм2)	Прочность на изгиб МПа (н/мм2)	Щелочестойкость, в%
1.	2.	3.	4.	5.	6.	7.
1	25	75	1,92	1080	740	8,0
2	23	77	1.93	1200	850	3,5
3	30	70	1,91	1180	840	3,8
4	20	80	1,91	1070	760	7,4
5	25	75	1,92	1230	850	4.2

Примечание:

1. В примерах 1 и 4 в качестве наполнителя использовано стекловолокно, в остальных - базальтовый ровинг.

2. Щелочестойкость - потеря прочности на разрыв после выдержки образца в 4%-ном растворе гидроокиси натрия при 95°С в течение суток.

Термоотверждаемое связующее для композиционных материалов, включающее эпоксидную диановую смолу и аминный отвердитель, отличающееся тем, что дополнительно содержит алифатическую эпоксидную смолу ДЭГ-1 и фенилглицидиловый эфир, а в качестве отвердителя содержит Бензам АБА, представляющий собой продукт конденсации анилина и формальдегида в присутствии кислотного катализатора и содержащий аминобензиланилин в качестве основного вещества при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Эпоксидная диановая смола 60-70

Алифатическая эпоксидная смола ДЭГ-1 5-15

Фенилглицидиловый эфир 1-5

Отвердитель Остальное