Пресс-масса для получения углеродосодержащих композиционных изделий
Патент 524766
Авторы
Пресс-масса для получения углеродосодержащих композиционных изделий
Иллюстрации
Реферат
O ll И С А Й Й
Союз Советских
Социалистимеских
Республик (») 524766
ИЗОБРЕТЕН ИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) 3.явлено26.09,74 (21) 2063220/26 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет— (43) Опубликовано15.08.76.Бюллетень № 30 (45) Дата опубликования описания 12.11.76
2. (51) М, Кл.
С О1 В 31/02
С 08 1 5/06
Гасударственный комитет
Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК66 1.666.1 (088.8) К, A. Андрианов, Г. Н. Багров, С. A Колесников, B С. Матыцин, Л. А. Москалев, В. И. Резанов, B. И. Фролов и Л, М. Хананашвили (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) ПРЕСС-МАССА ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ УГЛЕРОДСОДЕРЖАШИХ
КОМПОЗИЦИОННЫХ ИЗДЕЛИЙ
Изобретение относится к пресс-массе для получения углеродсодержащих композиционных изделий, применяемых в высокотемпературной технике, ракетостроении, авиации, металлургии и др. 5
Известна пресс-масса для получения углеродных композиционных изделий, включающая термоокислительное полиакрилонитрильное волокно - 40-50 вес. % и фенольную смолу — остальное (1).
Изделия, полученные на основе этой прессмассы, обладают недостаточной стойкостью в окислительной среде.
Известна также пресс-масса, включающая 80-85% углеродного волокна, 15-20% д кремнийорганического связующего, в качестве которого взят полифенилоксидифенилпропансилоксан с добавкой 5-20% эпоксидной смолы от веса связующего f 2), Недостаток известной пресс-массы заклю-20 чается в том, что изделия на ее основе также не обладают длительной стойкостью о при 500 С и выше в окислительной среде.
Целью изобретения является повышение окислительной стойкости изделий, получен- 25 ных из пресс-массы предлагаемого состава.
Это достигается тем, что пресс-масса содержит в качестве наполнителя термоокисленную полиакрилонитрильную пряжу и в качестве связующего полиметилфенилсилоксан при следующем соотношении компонентов, вес, %:
Термоокисленная полиакрилонитрильная пряжа 40-70
Полиметилфенилсилоксан 30-60
Использование волокнистого наполнителя в виде пряжи позволяет получить более высокую прочность композита, чем при использовании тканых материалов, т. к. последние, вследствие особенностей технологии их изготовления, содержат уточные нити основы и поэтому имеют перегибы, что приводит к снижению физико-механических характеристик композита, Благодаря содержанию ароматических групп (фенильные радикалы) полиметилфенилсилоксаны обладают адгезией к окислительному углеродному волокну, что позволяет получить композиционный материал с более высокими физико-механическими характеристиками, а также полиметилфенилсилок524766 саны имеют более высокий выход твердых продуктов пиролиза, чем, например, полифенилоксидифенилпропансилоксан .
Сочетание BbIILe перечисленных свойств позволяет использовать полиметилфенилсилок- 5 саны в качестве связующих для волокнистых композиционных материалов, При взаимодействии функциональных групп кремнийорганического связующего с функциональными группами, находящимися íà 30 поверхности волокна в процессе термообработки и пиролиза, на поверхности волокна образуется, защитная пленка окисла, препятствующая диффузии кислорода воздуха к волокну и предохраняющая его от окисле- 1б ния.
Пример. В качестве волокнистого наполнителя для предлагаемой пресс-массы о берут окисленную при 260 С в течение 4 ч полиакрилонитрильную пряжу, имеющую ме20 трический номер 1,2, крутку "--7 круток/в, 5 000 элементарных волокон в жгуте
2. и прочность на разрыв 20-25 кгс/мм .
В качестве связующего - полиметилфенилсилоксановый лак (К-44,, вязкость лака
1 25 при 20 С вЂ” 40 — 43 с. Содержание нелегучих-60%, продолжительность высыхания о лаковой пленки при 200 С вЂ” 75 — 80 мин.
// //
Исходный лак разбавляют толуолом хч до содержания нелетучих 40/о. Пряжу проо 30 пускают через ванну со связующим и наматывают на рамку размером 260х210, затем разрезают и снимают заготовку с рамки и после сушки на воздухе в течение 1 сут заготовки термообрабатывают на воздухе при 140 С в течение 1 ч. Заготовки разо мером 26Gx70 мм прессуют по следующему режиму: о нагрев до 120 С вЂ” 2 ч, 120 С - дав2. ление прессования 10 кгс/см,нагрев до
140 С- 20 мин, 140 С- давление 50 кгс/мм, о о нагрев цо 2 40оС вЂ” 2 ч, выдержка при 240 С вЂ” 1 ч. Карбонизация при 900 С в течение 52 ч в углеродпой засыпке и затем уплотняют пироуглеродом из газовой фазы, содержащей метан (давление 20 мм „ рт, ст., интенсивность газообмена 0,8 мин ) при 1100 С в течение 90 ч, Привес пироуглерода составляет 19+ 2%.
В таблице представлены свойства образцов, полученных из пресс-массы по изобретенжо для различных соотношений компонентов) и известных пресс-масс при одинаковых режимах получения образцов, указанных в примере.
Стойкость к окислению образцов определяют по потере веса при испытании в проо точной циркуляционной установке при 500 C в течение 40 ч и расходе воздуха 2,5 см / / ь
lсм ° с, Как видно из приведенной таблицы, образцы из пресс-массы согласно изобретению обладают более высокой окислительной стойкостью (как по потере веса, так и по прочности на изгиб) по сравнению с образцами из известных пресс-масс, 524766
Р о .9 о ж
Ц о
В о
Ц о о
Л
Ц и
3 л о о
Ш
Я
I л
Яс о о
C()
М о
Ц о
И о
С4
И (О
Я ж
tf
М
И о о
Р4 ж
Ц о
И
К о о о о (Q
М
Я о ф о
1- O о Р1
Ю а,ц
1О
O О о
2 р, О к
1 <ц
6! о о
Ш 0>
1 ф ф
B.
Ц о о о
Й
Д „-o м д
Ир
Д (ф
О оО
Д о
Il3 ф
Ф ф
524766
Формула изобретения
Пресс-масса для получения углеродсодержащих композиционных изделий, включающая углеродсодержащий волокнистый наполнитель и кремнийорганическое связующее, о т л ичающа яс я тем, что, с целью повышения окислительной стойкости изделий, она содержит в качестве наполнителя термоокисленную полиакрилонитрильную пряжу и в качестве связующего полиметилфенилсилоксан при следующем соотношении компонентов, вес, %:
Термоокисленная полиакрилонитрильная пряжа 40-70
Полиметилфенилсилок сан 30-60, Источники информации, принятые во вни» мание при экспертизе:
1, Г атент Великобритании № 1341696, кл, С 1 А, опубл. 28,12.73.
2. Авт, св. СССР № 346318, кл. С 08
g 53/20, заявл, 16,12.70 (прототип).
Составитель Т. Ильинская
Редактор Т. Девятко Техред Г. Родак Корректор Н. Золотовская
Заказ 5046/574 Тираж 630 Подписное
0НИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий
113035, Москва Ж35, Раушская наб., 4/5
Филиал ППГ "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4