Связующее для стеклопластиков
Патент 655708
Авторы
Связующее для стеклопластиков
Иллюстрации
Реферат
тГ:г
О П И С А Н И Е <,655708
ИЗОБРЕТЕН Ия
Союз Советских
Социалистичесник
Республик (61) Дополнительное к авт. свил-ву (22) Заявлено 03.01.77 (21) 243723!/23-0э с присоединением заявки Ме (23) Приоритет и (51) М. Кл.
С 08 L 63/00
8 32 В 17/04
Гасударстветяы9 ииатвт
СССР ав двим взобретекий в еттрнтм
Опубликовано 0э.04..9. Бюллетень № 13 (53) УДК 678.027.94 (088.8) Дата опубликования описания 05.04.79 (72) Авторы изобретеиия
В. А. Лапицкий, 34. С. Акутин, В. П. Меньшутин, И. В. Григорович и В. C. Хлопова (54) СВЯЗУЮЩЕЕ ДЛЯ СТИ<ЛОППАСТИКОВ
Изобретение относится к полимерным связующим для стеклопластиков на основе модифицированных циклозлифатических диокисей, оно предназначено для получения конструкционных стеклопластиков, эксплуатируемых при повышенной температуре.
Известна полимерная композиция, включающая циклоалифатическую диокись гексагидробензаль-1,Г-бис (гидроксиметил) циклогексана, метилтетрагидрофталевый ангидрид и ускоритель (1). Недостатками такой композиции являются низкие физико- механические свойства; прочность при растяжении 220 — 350 кгс/см, при статическом изгибе 640 — 900 кгс/см адгезия к стекловолокну низкая.
Прототипом предлагаемого связующего служит полимерная композиция, содержащая модифицированную циклоалифатическую диокись (полиаддукт), полученная взаимодействием диокиси с многоосновными карбоновыми кислотами, их эфирами с этиленгликолем, глицерином,пентаэритритом, содержащими концевые кар0оксильные группы, или смеси этих соединений, анпщрид кислоты и ускоритель (2), Полимерные композиции, получаемые лри отверждении указанных модифицированных диокисей ангидридами, отличаются повышенной эластичностью, но характеризуются низкой де. формационной теплостойкостью 60 — 123 С и недостаточно высокими фнзико-механическими свойствами.
Цель изобретения — повышение физико-механических свойств и теплостойкости полимерного связующего и стеклопластика на его основе.
Поставленная цель достигается введением в связующее в качестве модификатора циклоалифатических диокисей продукта взаимодействия олеиновой кислоты и эпоксидированного полиоксифенилена (технический продукт — эфир
ЭПОФ) в количестве 1 — 15 вес.ч. на 100 вес.ч. диокиси, при этом связующее имеет следующий. состав, вес.ч.:
Модифицированная эфиром ЭПОФ циклоалифатическая диокись 100
65 708
Ангндришгый от1вердитель 55 †1
Ускоритель 0,001--1,5
Пример 1. В реактор, снабженный рубашкой и мешалкой, загружают 100 вес.ч. диокисн 5 циклогексилметилового эфира циклогексанкарбоновой кислоты (УП вЂ” 632), 15 вес.ч. модификатора — продукта взаимодействия олеиновой кислоты и эпоксидированиого полиоксифенилена (эфир ЭПОФ) и 0,050 вес.ч. ускорителя — 2, 4, 10 б - трис (диметиламинометил)фенола (УП-606/2), Температуру повгяшают до 150 — 160 С и термолизуют при перемешивании в течение 25 — 30 мин ро исчерпания в диокиси 25% эпоксидных групп.
100 вес.ч. модифицированной диокиси загру- 13 жают в реактор, повышают температуру до 60 С, а затем вводят 35 вес.ч. малеинового ангидрида и 1 вес.ч. ускорителя УП вЂ” 606/2. Отверждение литых образцов проводят в металлических формах по режиму:100 С/4 ч+ 150 С/2 ч+ 200 С/8 ч,20
Стеклопластики готовят методом мокрой намотки, используя в качестве армирующего материала стеклоровинг РБ = 10 = 1260 = 78. Режим отверждения: 120 С/4 ч + 150 С/2 ч +
+ 200 С/б ч + 230 C/2 ч. 25
Пример 2. Модифицированную диокись получают аналогично примеру 1 до исчерпания в диокиси 10% эпоксидных групп при следующем соотношении компонентов, вес. ч.:
Диокись гексагидро- 30 бензаль- l, l -Gnc (гидроксиметил) циклогексана (УП-612) 100,0
Модификатор эфир
ЭПОФ 7,5
Ускоритель УП-606/2 0,035
Далее процесс ведут по примеру 1, Связующее имеет следующий состав, вес.ч.:
Циклоалифатическая диокись УП вЂ” 612, модифи40 циуованная эфиром ЭПОФ 100,0
Отвердитель-иэометилтетрагидрофталевый ангидрид 100.0
Ускоритель УП вЂ” 606/2
100,0
Состав связующего, вес.ч,:
Циклоалифатическая диокись УП вЂ” 612-, модифицированная эфиром ЭПОФ
Отвердитель-метилтетрагидрофталевый ангидрид
Ускоритель УП вЂ” 606/2
100,0
105,0
1,5
Результаты испытаний отвержденных образцов предлагаемого связующего и стеклопластиков на его основе в сравнении с прототипом и аналогом приведены в табл. 1 — 3.
П р и м с р 3. Модифицированную диокись получают аналогично примеру I до исчерпания
5,;Ë эпоксидных групп при следующем соотношении компонентов, вес.ч,:
Лиокись дициклопентаднена 100,0
Модификатор эфир ЭПОФ 1,0
Ускоритель YII — 606/2 0,005
Далее процесс ведут по примеру 1.
Связующее имеет следующий состав,весл.:
Диокись дициклопентадиена, модифицированная эфиром ЭПОФ
Отвердитель - дихлормалеиновый ангидрид 180,0
Ускоритель VII — 606/2 0,001
Пример 4. Связующее получают аналогично примеру 1, используя в качестве диокиси
УП-;-612, Состав связующего, вес.ч.:
Ыиклоалифатическая диокись УП вЂ” 612, модифицированная эфиром ЭПОФ 1 00,0
Отвердитель- метилтетрагидрофталевый ангидрид 78,0
Ускоритель УП вЂ” 606/2 1,3
Пример 5. Связующее получают аналогично примеру 3, но берут в качестве диокиси
УП вЂ” 612.
fi 55 708
Ю
Ю м ь
Ю
О1
Г 1
О l
О ь с ) 1
00 х х х сп
C)
О0
И и
1 о
1 о
Й
Fl
К
Ж о
Ю
00 о
»» .й
Ф о е>
ы
hC о о х
X х х о х с ) О
Ю
4 1
О
C)
Оi
О
Ю О
Ф/)
00 о
1Х о
Ф о х о
IQ аа
Ы а о х
М
Й
Ы о х
4„
О
C)
Q0
О о х с1 а со о х а х х р
О» о
Р
1Х о м
0О
С
I
I а ,";
Ю
C)
О О м
Ю
О о х
О
Ю
Ю и м
I
1 !
С1 1
С0
О Ю .О
С 1»-»
I ! — -1 о и о
К о
2 и о
«о
О
1
1 о
CI3 о, о х о а х о
Ю о х
И з х х х о а
Р и
Ф х
= о
o o х
Б ( а о о я )х с1
Е
<ч
Е о
v а х
0ъ
C( о шЬ о
f0
1Х о о
Ц
С.) 1
1 1 !
1 о
Г !!
1 х ! o
1 ! о
I о !
1 — — —.1
1 !
1 ю !!
1 —
I
Ю
4 1 со
Ю Ю
О м гс
Ю Ю м 1О
1с1 О
О с Ф
О Ю
»4 41 с
Ю О
00 с м
Ю О
О с1
С1 о о
М
Гб (г и х а и х .Й м, а сч 37
Ю О
И Я с
- Е
vV
0 Ы х. -
1Х
- Ю сЗ С 4
-Я. о о I ай: хх ." о о ц>
И с
Ф о о
Я M
655708
Таблица 2
Свойства стеклопластиков, полученных методом мокрой намотки на основе полимерного связующего
Свойство
Образец по примеру
1 Il прототипу" Ho aH
1 2 3
4 5
30 21 14 30 18 10
15000 15500 14000 15000 14500 13500
13500
74
400
7000 7200
3020 4100
44 43
540 570
510
7200 6900
3950 3450
45 50
540 520
84
420
") Состав см. табл. i. ") Состав см. табл. 1.
Таблица 3
Влияние количества модификатора эфира ЭПОФ на свойства литых образцов предлагаемого полимерного связующего"
Свойство
Образец из связующего при соотношении диокиси УП вЂ” 612 и модификатора эфира ЭПОФ, вес.ч.
100:1 100: 16 100; 0,5 (пример 5) (ддя сравне- (для сравнения) ния ) 100:15 (пример 4) Жизнеспособность предварительно пропитанного ровинга (холодиль. ник), сутки
Сэ
18
415
340
300
") Состав: циклоалифатическая диокись, модифицированная эфиром ЭПОФ, отв ердитель — метилтетрагнцрофталевый ангидрид, ускоритель — УП-606/2.
Из табл, 1 видно, что отвержденные образцы предлагаемого связующего превосходят образцы из связующего по прототипу и аналогу по адгезии в 1,2 — 1,6 раза; по модулю упругости иа
15-25%; по прочности на сжатие на 6 — 29%. Предлагаемое связующее имеет деформационную теплостойкость в 2,5 — 3 раза выше, чем теплостойкость связующего по прототипу.
Как видно иэ табл. 2, жизнеспособность предварительно пропитанного ровинга (наиболее важная технологическая характеристика) иа основе предлагаемого свяэующего в 1,4- 3 раза выше, чем этот показатель связующего по прототипу, Жизнеспособность предв арительно пропитанного ровинга (холодильник), сутки
0 раст кгс/GM
G иэг (в кгс/см ) при температуре, С: 20
Снижение 6 изг. % (сдв у Krc/см и в 2 — 4 раза выше, чем для аналога; исходная прочность стеклопластика на основе предлагаемого связующего как при растяжении, так при изгибе и сдвиге значительно превосходит прочность стеклопластиков на .основе связующего по прототипу и аналогу; теплостойкость стеклопластика на основе предлагаемого связующего при 180 С в 2 раза выше, чем стеклопластика как на основе прототипа, так и аналога.
Иэ табл 3 видно, что отклонение соотношений диокнси и модификатора (эфира ЭПОФ) от предлагаемых при модификации циклоалифати655708
10 эпок сидированным полно ксифенилеиом
Ангидридный отвердитель
Ускоритель
100
55 — 180
0,001-1,5
Составитель В. Чистякова
Те сред И Астап ш
Корректор Е.Папп
Редактор Л, Ушакова таказ 1454/20
Тираж 584 Подписное
ИНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д..4/5
Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4 ческой диокиси приводит к резкому ухудшению свойств связующего и пропитанного нм ровинга, Предлагаемое связующее предназначено для изготовления методом намотки конструкцион1них стеклопластиков, ллительно работающих в условиях повьапенных температур в различных областях народного хозяйства; в горнодобываюшей промышленности, самолетостроении, на установках в горячих цехах, в газопроводах, в условиях субтропиков и тд. Применение его поз- щ волит заменить малопрочные, тяжелые керамические трубы стеклопластиковыми в тех областях, в которых изделие длительно работает при
150 — 180 С и кратковременно при 200 С, и где требуются высокие физико-механические харак- И теристики материала, Формула изобретения
Связующее для стеклопластиков, содержащее модифицированную циклоалифатическую диокись, ангидридный отвердитель и ускоритель, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения прочности и теплостойкости связующего и стеклопластика на его основе, связующее содержит в качестве модификатора циклоалифатической диокиси продукт взаимодействия олеиновой кислоты с эпоксидированным полиоксифениленом в количестве 1 — 15 вес.ч. на 100 вес.ч. диокиси при следующем соотношении компонентов связующего, вес,ч.:
Биклоалифатическая диокись, модифицированная продуктом взаимодействия олеиновой кислоты с
Источники информации, принятые во внимание при экспертизе
1. Справочник по пласп1ческим массам. T. 2, под ред. В. M. Катаева и др., M., "Химия", 1975, с. 210 — 211.
2. Акцептованная заявка ФРГ Р 1420781, кл., 39 Ь 30/12, 1973.