Композиционный материал

Композиционный материал

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

00 47979I

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 11,12.73 (21) 1977645/23-5 с присоединением заявки № (23) Приоритет

Опубликовано 05.08.75. Бюллетень № 29

Дата опубликования описания 12.03.76 (51) М. Кл. С 08g 45/08

В 32Ъ 27/38

Государственный комитет

Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК 678.027.94:

:643 42 5 (088.8) (72) Авторы изобретения

А. T. Туманов, Б. В. Перов, Г. М. Гуняев, И. П. Хорошилова, T. P. Капитонова, В. Н. Тюкаев, E. М, Серебряная, Г. И. Т

Т. И. Фомина, М. Г. Соколова и Л. В. Каверзнев (71) Заявитель (54) КОМПОЗИЦИОННЫЙ МАТЕРИАЛ

Изобретение относится к композиционным материалам на основе волокнистого наполнителя (углеродного, стеклянного, борного волокна) и эпоксидных связующих.

Известен стеклотекстолит на основе связующего, содержащего эпоксидную диановую смолу и анилинофенолформальдегидный олигомер резольного типа с содержанием метилольных групп 1,5 — 2%. Однако известный материал обладает недостаточно высокими физико-механическими и технологическими показателями: материал отверждается при температурах не ниже 200 С, что в значительной степени затрудняет процесс их изготовления, сужает круг объектов применения таких связующих, часто делает их использование невозможным (например, при изготовлении сложных комбинированных деталей на основе пластика и алюминиевых сплавов); связующее для известного материала характеризуется пониженной жизнеспособностью.

Цель изобретения — создание материала, обладающего высокими физико-механическими и технологическими характеристиками: повышенной жизнеспособностью и способностью отверждаться при температурах 110 — 120 С в течение сравнительно короткого промежутка времени (4 — 6 час). Эта цель достигается тем, что в эпоксидное связующее для пропитки армирующего волокнистого наполнителя вводят в качестве отвердителя анилинофенолоформальдегидный олигомер резольного типа с содержанием метилольных групп 8 — 12%.

Связующее получают путем смешения при

5 комнатной температуре 100 вес. ч. эпоксидной смолы, например, полиглицидного производного дифенилолпропана, диоксидифенила, резорцина, пентаэритрита, других полиолов или полифенолов; 50 — 80 вес. ч. анилинофеноло10 формальдегидного олигомера, получаемого путем взаимодействия анилина, фенола и формальдегида в присутствии щелочного катализатора и содержащего 8 — 12% метилольных групп; органического растворителя, например

15 кетона, хлорированного углеводорода или их смесей со спиртами, взятого в количестве, требуемом для получения связующего с нужной вязкостью.

Композиционный материал получают про20 питкой армирующего наполнителя в виде жгута, ленты, ткани, мата связующим; укладкой и подсушкой наполнителя; формованием пакета под давлением 0,8 — 20 кгс/см, при температуре 110 — 120 С в течение 4 — 6 час.

25 Пример 1. В эмалированный или стеклянный реактор с мешалкой лопастного типа загружают 100 вес. ч. эпоксидной смолы

ЭД-20, 70 вес. ч. анилинофенолоформальдегидной смолы, получаемой путем взаимодействия

30 100 вес. ч. фенола с 55 вес. ч. анилина и

4797

Предел прочности, кгс/мма

Режим отверждения, позволяющий достигнуть степени полимеризации

98 — 99 об,, С/час

Модуль упругости при изгибе, кгс/ммв

Связующее при сжатиии при изгибе

Предмет изобретения

1030

120/4

100/4+ 120/5+

+ 160/10+200/8

600

Составитель В. Чистякова

Текред 3. Тараненко

Корректор М, Лейзерман

Редактор Л. Ушакова

Заказ 281/11 Изд. 1Го 914 Тираж 496 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

Москва, 7К-35, Раушская наб., д. 4/5

Типография, пр. Сапунова, 2

52 вес. ч. формальдегида в присутствии

3 вес. ч. аммиачной воды и 1,25 вес. ч. гидрата окиси бария, и имеющей температуру каплепадения 85 С, содержащей 11,1% метилольных групп и 8,4 /о фенольных гидроксилов;

85 вес. ч. абсолютированного эталона; 85 вес. ч. ацетона. Компоненты вносят в реактор в указанной последовательности и перемешивают при комнатной температуре 2 — 3 час. Полученное связующее (1) имеет плотность при 19

20 С 0,967 г/см, жизнеспособность около

2 месяцев, время желатинизации высушенного образца при 150 С составляет 50 — 60 сек, Аналогичное связующее (II), приготовленное параллельно, на основе анилинофенолоформаль- 15 дегидного олигомера, полученного из тех же составляющих, взятых в тех же соотношениях, но содержащего 1,5% метилольных групп, имеет жизнеспособность не более 12 суток и вдвое больше время желатинизации при 150 С 20 (130 сек).

Условия отверждения и физико-механические свойства полимеров связующих 1 и II приведены в таблице.

Применение анилинофенолоформальдегидного отвердителя с повышенным содержанием метилольных групп позволяет существенно 40 снизить температуру отверждения, сократить

его продолжительность без снижения механических характеристик полимера.

Пример 2. Тканую ленту из углеродного волокна пропитывают раствором связующе- 45 го I; сушат 4 час на воздухе и 15 мин при

91

60 (.; укладывают в пакет из 8 слоев 400)( р, 400 мм и прессуют при температуре 120 С и под давлением 5 кгс/см в течение 4 час, Полученный армированный пластик имеет плотность 1,35 г/смз, прочность при изгибе

110 кгс/мм2, модуль упругости при изгибе

10000 кпс/мм, при растяжении — 12000 кгс/мм, прочность при сжатии 40 кгс/мм, модуль сдвига в плоскости листа 510 кгс/мм2.

Применяемое в промышленности связующее такого же типа, но с применением в качестве отвердителя анилинофенолоформальдегидного олигомера, содержащего не более 1,5 /о метилольных групп, позволяет обеспечить такой уровень физико-механических свойств в материале только при следующем режиме отверждения: прессование при 200 С под давлением

25 кгс/см в течение 5 — 6 час; термообработка вне пресса при 200 C 24 — 100 час.

Пример 3. Пропиткой связующим 1 и подсушкой готовят ленту шириной 10 мм из углеродного жгута ВМН-4. Подсушенную ленту наматывают в 8 слоев на плоскую оправку

350Х350 мм и прессуют под давлением

5 кгс/см и температуре 120 С в автоклаве в течение 4 час, Полученный однонаправленный армированный пластик имеет прочность при изгибе 125 кгс/мм, модуль упругости при изгибе 18000 кгс/ммз, прочность при сжатии

51 кгс/мм2

Композиционный материал, сформованный из слоев волокнистого армирующего наполнителя, пропитанного связующим, содержащим эпоксидную диановую смолу и анилинофенолоформальдегидный олигомер резольного типа в качестве отвердителя в количестве 30—

100 вес. ч. на 100 вес. ч. эпоксидной смолы, о тлич ающийся тем, что, с целью повышения физико-механических характеристик и технологических свойств материала, в качестве отвердителя использован анилинофенолоформальдегидный олигомер резольного типа с содержанием метилольных групп 8 — 12%.