Препрег
Патент 619494
Авторы
Препрег
Иллюстрации
Реферат
ОП ИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕН ИЯ.о 1 е:,1,,,., а (11) 619494
Союз Советских
Социалистических
Республик
К АВТОРСКОМУ СВИДЙТВЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 07.07 76 (21) 238353,8/23-05 с присоединением заявки №
2 (51) М. Кл.
С 08 У 5/24
В 32 В 27/42 (23) Приоритет
Гоеударотооннмй комитет
Сооото Ииниотроо СССР оо долом изобретений и открытий (43) Опубликовано 15.08.78.Бюллетень №30 (53) УДК 678.027..94(088.8) (45) Дата опубликования описания 06.07.78 (72) Авторы изобретения
В. И, Морозов, В, В. Милоцкий, Г. П. Гашко, Н. В. Панин и А. А, Котлов (71) Заявитель (54) ПРЕПРЕГ
Изобретение относится к области производства стеклопластиков, а именно пре прегов на основе; стеклохолстов и порошковых аминофенолформальдегидных смол и может быть использовано при изготовлении отделочных стеклопластиков строительного назначения.
Известно большое количество препре-. гов на основе амннофенолформальдегидных смол, Эти смолы используются обычно в ви- тв де растворов (1J. Однако в случае применения в качестве связующего растворов аминоформапьдегидных смол, производств» во стеклопластиков на их основе характеризуется высокой токсичностью и пожаро- т5 опасностью.
Эти недостатки устраняются при исполь зовании водных растворов и амульсий аминофенолформальдегидных смол (2), но в атом случае усложняется процесс пропитки и сушки слабосвязанных стеклохолстов. И:- за малой прочности пропитанных холстов, их не удается сушить на вертикальных сушилках. При использовании ro риэонтапьных сушилок с ленточным или сетчатым транспоотером, чтобы не загрязнять его связующим, требуется применение разделительного слоя, например, целлофана или других пленок. Кроме значительных непроизводительных расходов пленки снижается скорость сушки препрега, так ка испарение происходит только с одной стороны материала.
Наиболее близким к изобретению является препрег на основе стеклохолста и порошковой (твердой) ам инофенопформальдегидной смолы f3), который лишен указан ных недостатков.
Однако изготовление такого препрега сложно технологически, резко снижается жизнеспособность препрега за счет во . действия на смолу высоких температур (до 200 С) при ее оплавлении, создаются неблагоприятные санитарно-гигиенические условия труда и стеклопластик на его основе обладает низкими физико-механическими свойствами.
Целью изобретения является создание препрега с упрощенной технологией изготовления, повышенными физико-механичес619494 кими свойствами стеклопластика на его основе и улучшенными санитарно-гигиеническими условиями труда.
Для этой цели используют препрег,слу жищий для изготовления отеклонластиков и содержащий стеклохолст и связуюшее на
5 основе аминофенолформальдегидной смолы, который дополнительно содержит сульфич
so-дрожжевую бражку, сульфат щелочного металла, каолин и воду при следуюшем соотношении компонентов . вес.ч.:
Аминофенолформальдегидная смола 100 Сульфитно-дрожжевая бражка 10-40
Сульфат щелочного Металла 0,5-2,0
Каолин
Вода 20-35
Стеклонаполнитель 67-1 31
Изготовление препрега осушествляют в две стадии. .1. Приготовление связукмцего.
В обогреваемый реакционный сосуд, снабженный мешалкой (100-2Q0 об/мин) загружают 10-49 вес.ч. сульфитнодрожжевой бражки (концентрация 17%), 0,52,0 вес.ч. сульфата шелочного металла и 5
20 35 вес.ч. воды. Смесь перемешивают в течение 5-10 мин до получения однородного раствора. Затем в реактор при работающей. мешалке порциями (в два — три приема) вводят 100 вес.ч. порошка ами- зо нофенолформальдегидной смолы. Массу перазмешивают в течение 10- 20 мин, после чего температуру массы поднимают до
45 50 С. При этой температуре продолжают перемешивание в течение 10-15 минз5 после чего в реактор порциями, в течение
5 мии вводят расчетное количество минерального наполнителя, массу перемешивают до получения однородной консистенции в течение 5-10 мин. Полученное связую-. 4О шее охлаждают до температуры 20-25 С. о
Характеристика полученного связующего:
Внешний вид, подвижная, нелипкая масса светав-коричневого цвета 45
9-1 2
70-75
20-35
2. Получение препрега.
Препрег получают путем нанесения свяэуюшего на стеклохолст в соотношении щ. 67-60:40-33 с последующим удалением воды при температуре 90-100 С в сушильной камере.
При нанесении суспензии свяэуюшего на стеклохолст происходит ее разрушение.
Связующее оседает на поверхности волр-. кон, незначительно проникая в толщу холста; а вода фильтруется через холст. При атом отпадает необходимость в разделительных. пленках, так как транспортер не загрязняется связующим, и появляется возможность производить сушку с обеих сторон материала. Эффект всасывания" воды стеклохолстом значительно уменьшает необходимое время на сушку по сравнению с растворами смол, так как отфильтрованные стеклохолстом вода- испаряется быстрее, чем из высокомолекулярного раствора (физически связанная вода). Кроме того, сворость удаления влаги пэ суспензии выше скорости удаления растворителей из других видов связующих \водораствори-, мых, водоэмульсионных спиртовых) .
Это позволяет снизить пожароопасность производства за счет применения невысоких температур сушки, а также сокрашает энергозатраты.
Полученный препрег достаточно аластичен, что позволяет его рулонировать.Жизнеспособность,сохрайяется в течение 6 месяцев. Влияние времени хранения на физико-механическйе характеристики стеклопластика на основе препрега отражено и табл. 1.
Таблица
Показатель
1. Разрушающее напряжение при статическом изгибе, кгс/см
35 6 45
Удельная ударная вязкость кгс см/см
Вязкость по вискозиметру В3, сек при температуре 20оС
Скорость полимеризации на плите при 150 С, сек
Содержание влаги, Ъ
2531 2504 2506
619494
Физико-механические св ойства стекло пластика иэ предлагаемого репрега и известного приведены в табл. 2.
Таблица. 2
Плотностью г/см
1,8
1,8
Разрушающее напряжение пря статическом изгибе, кгс/см
30,4-60,1
1,3-2,5
0,5-1,0
8,0
2,5 эластичен, нелипкий и способен рулонироваться.
Для изготовления стеклопластика соби рают пакет из четырех слоев и прессуют при температуре 150оС и давлении 16 кгс/см в течение 12 мин (из расчета
A мин на 1 мм толщины) . Физикомеханические свойства стеклопластика
Плотность, г/см
1„8
Разрушающее напряжение при статическом йзгибе, кгс/см 2803
Удельная ударная вязкость, кгс. см/см 44,5
Горючесть (по методу Огневая труба) % 2,5
Водопоглошение за 24 ч, % 1,0
Пример 2. В реакционный сосуд загружают 2 5 вес.ч. сульфитно«дрожжевой бражки (с концентрацией 17% ), 1,2 5 вес.ч. сульфата калия и 27,5 вес.ч.воды. Смесь пе» ремешивают и течение 8 мин. Затем в реакционный сосуд при работающей мешалке в два приема вводят 100 вес.ч. порошка анилинофенолоформальдегидной смолы мар ки.МФ 342А(214). Массу перемешивают в течение 15 мин после чего температуру поднимают до 45-50оС. При атой температуре дают выдержку 15 мин и в реакционный сосуд загружают 12,5 вес.ч. каолина.
После перемешивания (10 мин) массу ох лаждают до 20-25оС. Полученное связующее представляет собой подвижную нелипкую массу светло-коричневого цвета с сп
Стеклопластик получают методом горячего прессования при температуре 140о
160 С, давлении 10-20кг/см в течение
3-5 мин на 1 мм толщины стеклопластика.
Удельная ударная вязкость, кгс cM/см
Горючесть (по методу "огневая труба ), %
Водопоглощение за 24 ч, %
Пример 1.
В реакционный сосуд загружают 10 вес.ч. сульфитно-дрожжевой бражки (с концентрацией 17%), 0,5 вес.ч. сульфата калия и 20 вес.ч. воды. Смесь перемешива;ют в течение 5 мин. Затем в .реакционн, и сосуд, при работающей мешалке в два приема вводят 100 вес.ч. порошка анилинофенолоформальдегидной смолы мар ки СФ-342А(214). Массу перемешивают З5
s течение 15 мин, после чего температур ру массы поднимают до 45-50 С и проо должают перемешивание при атой температуре в течение 10 мин. После атого в реакционный сосуд вводят 5 вес.ч. каоли- 46 на и массу перемешивают в течение 10 мин до получения однородной консистенции.
Связующее охлаждают до температуры 2025 о(45
Полученное связующее представляет собой подвижную, липкую массу светло-коричневого цвета с содержанием влаги 21% и вязкость 12 с (по вискоэиметру
В3-1) . 50
Связующее наносят на стеклохолст марки ХЖКН иэ расчета 67 вес.ч. стеклона полнителя на 135,5 вес.ч. связующего.
При нанесении связующего происходит мгновенная фильтрация воды через холст.
Сушку препрега осуществляют в термока» мере при температуре 80 С в течение
15 мин. Полученный материал достаточно
1300-1500 2157-3328
6194 ,держанием влаги 34,2% и вязкостью 10,5с (по В3-1).
Связующее наносят на стеклохолст марки ХЖКН из расчета 82 вес.ч. стеклонаполнителя на 166 вес.ч связующего.
Сушку материала осуществляют и термока- 5 мере при температуре 80оС в течение
15 мин. Полученный материал достаточно эластичен, не липкий и способен рулонироваться.
Собирают пакет из 4 слоев препрега 1о и прессуют при температуре 150оС дав2 э ленки 15 кг/см в течение 12 мин (иэ расчета 4 мин на 1 мм толщины стеклопластика) .
Физико механические свойства стеклоплас-1g тика:
Плотность, г/см 3
1,8
Разрушающее напряжение при статическом изгибе, кгс/см 2984
Удельная ударная вязкость 20 кгс ° см/см
Горючесть (по методу Огневая труба ) % 1,3
Водопоглощение эа 24 ч,% 0,5 .Пример 3. В реакционный сосуд zs загружают 40 вес.ч. сульфитно-дрожжевой бражки (с концентрацией 17%), 2 вес.ч. сульфата калия и 35 вес.ч. воды. Смесв перемешивают в течение 20 мин. Затем в реакционный сосуд, при работающей ме- 30 шалке в два приема вводят 100 вес.ч. порошка анилинофенолоформальдегидной смолы марки СФ-342A(214). Массу п ремешивают в течение 15 мин, после чего температуру массы поднимают до 45- 35
50оС. При етой температуре делают выдержку в течение 15 мин и в реакционный сосуд загружают 20 вес.ч: каолина. После перемешивания (10 мин) массу охлаждают go 20-25оС 40
Полученное связующее представляет собой подвижную, нелипкую массу светлокоричневого цвета с содержанием влаги
35% и вязкостью 10 с (по В 1).
Связующее наносят на стеклохолст мар"5 . ки 2QKKH из расчета 131 вес.ч. стеклонаполнителя на 197 вес.ч. связующего.
Сушку прессматериала осуществляют в термокамере при температуре 80оС в течение 15 мин Полученный материал достаточно эластичен, не липкий. и способен ру лрнироваться.
Собирают пакет из 4 слоев препрега и прессуют при температуре 150 С и дар ленин.15 кг/см в течение 12 мин (из расчета 4 мин на 1 мм толщины стеклопластика) .
Физико-механические свойства стеклопластика:
2621
94 8
Плотность, г/см ф
1,8
Разрушающее напряжение при статическом изгибе, кгс/c M 2
Удельная ударная вязкость, кгс ем/см 2 .42
Горючесть (по методу "Огневая труба" ), % 1,6
Водопоглошение эа 24 ч, % 0,63
Пример 4. В реакционный сосуд загружают 20 вес.ч. спиртово дрожжевой бражки (с концентрацией 18%), 1 вес.ч. сульфата натрия и 30 вес.ч. воды. Смесь перемешивают в течение 8 мин. Затем в реакционный сосуд при работающей мешалке в два приема вводят 100 вес.ч. порошка анилинофенолоформальдегидной смолы марки СФ-342 А. Массу перемешивают в течение 15 мин, после чего температуру массы поднимают до 45-50 С. При этой температуре делают выдержку 15 мин и в реакционный сосуд загружают 10 вес.ч. као лина. После перемешивания (10 мин) массу охлаждают до 20-25"С и проверяют вязкость. Вязкость полученного связующего по ВЗ-1 при температуре 22оС равна
12 с.
Пасту наносят на стеклохолст марки
ХЖКН иэ расчета 60 вес.ч. связующего на 40 вес.ч. наполнителя. Сушку материала осуществляют. в термокамер при температуре 80-100оС в течение 15 мин.
Листы прессматериала собирают в пакет иэ четырех слоев и прессуют при температуре 150 С и давлении 10 кг/см в тео 2 чение 15 мин (из расчета 5 мин на 1 мм толщины стеклопластика).
Характеристика полученного материала:
Плотность, г/см
1,78
Разрушающее напряжение при изгибе, кгс/см
2506
Ударная вязкость; кгс. см/см 45
Горючесть (по методу "Огневая труба -), % 1,65
Водопоглошение за 24 ч, % 0,62
Пример 5. Связующее,прессматериал и стеклопластик получают аналогично примеру 4.
Отличие составляет рецептура загрузки. Компоненты для приготовления связующего берутся в следуюшем соотношении, вес.ч.:
Смола марки СФ-342 А 100
Сульфитно-дрожжевая бражка 30
Сульфат натрия 1,5
Каолин 1,5
Вода 35
Полученный стеклопластик имеет следуюшую характеристику:
Плотность, г/см 1,76
Разрушающее напряжение при изгибе кгс/см
2458
Ударная вязкость, кгс см/см 42
Горючесть (по методу "Огневая труба"), % 1,78
Водопоглощение эа 24 ч., % 0,71
Изобретение позволяет упростить техноnormo изготовления препрегов и снизить пожароопасность их производства, увеличить жизнеспособность препрегов, улучшить санитарно-гигиенические условия труда, особенно в перерабатывающих цехах и повысить физико-механические свойства. стеклопластика иэ предложенного препрега. Кроме того, создается возможность продук- 15 тинного использования отходов целлюлозно-бумажной промышленности - сульфитно« дрожжевой бражки.
Формула изобретения
Препрег на основе стеклохолста и связующего, содержащего порошиовую аминофенолоформальдегидную смолу, о т л и - 2s ч а ю шийся тем, что, с целью упро.10 щения технологии его изготовления, повы щения физико-механических свойств стеклопластиков íà его основе и улучшения санитарно-гигиенических условий труда, связующее дополнительно содержит сульфитно-дрожжевую бражку, сульфат щелочного металла, каолин и воду при следующем соотношении компонентов. в препреге, вес.ч.:
Аминофенолоформальдегидйая смола 100
Сульфитно-дрожжевая бражка 10-40
Сульфат щелочного металла 0,5-2,0
Ка олин 5-20
Вода 20»35
Стеклохолст 67 131
Источники информации, принятые во внимание при акспертизе:
1.Ьаае ЕЛЧ.geuesам der 7repreg ja рч%а Ооп, РйоИ е ац Ье1 ег,"
1864, 15, И 8, 527-534.
2. Патент США М 3624246, кл. 260-21 (С 08 Я 37/30),30.11.71.
3. Связующее для стеклопластиков.
Под. ред, H. В. Королькова, М., 1975, с. 155, >
Составитель А. Рожков
Редактор Н. Потапова Техред A. Богдан Корректор Н. Тупица
° ° аВМ»
Заказ 4374/21 Тираж 641 Подписное
ЫНИИПИ Государственного комитета Совета Министров ГССР по делам изобретений и открытий
113035, Москва, Ж 35, Раущская наб., д. 4/5
Филиал ППП "Патент, г. Ужгород ул. Проектная,