Стекловолокнистый прессматериал

Стекловолокнистый прессматериал

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советскик

Социалистичесиив

Республик

ОПИСЛНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИ ИТИЛЬСТВУ нн891723 (61) Дополнительное к авт. саид-ву{22) ЗаЯвлено 291279 (21) 2863004/23-05 с присоединением заявки Йо— (23) Приоритет—

Опубликовано 2 3 12.81. Бюллетень HQ 4 7 (51)М. Кл, С 08 Ь 67/о6

В 32 В 27/36

Государственный комитет

СССР по. делам изобретений н открытий (53) УДК 678.067.5 (088. 8) Дата опубликования описания 2 3l2.81

Г.В. Бровак, М.И. Рудич, Н.C. Поросова, I

С.M. Морякова, В. М. Ильин и С. К. Спиридонова

1

Центральный ордена Трудового Красного Знамени научно исследовательский автомобильный и автомоторный инат. ут и Калининский завод стеклопластиков и стекловолокна (72) Авторы изобретения (71) Заявители (54) СТЕКЛОВОЛОКНИСТЫЙ ПРЕСС-МАТЕРИАЛ

Изобретение относится к композици.— ям высокомолекулярных соединений и касается рулонных стеклопластиковполуфабрикатов, предназначенных для изготовления крупногабаритных тонкостенных деталей методом прессования.

Известны стекловолокнистые прессматериалы, которые характеризуются требуемой скоростью загущения, содержащие гидроокиси и окиси щелочноземельных металлов (Mg, Са) или сочетания их с органическими продуктами (1).

Однако указанные загустители хорошо работают только с ненасыщенными IS полиэфирными смолами, содержащими высокореактивные мономеры типа стилола. Смолы с менее реакционными олигомерами, например олигоэфиракрилатами, загущаются плохо. Кроме того, присут- 20 ствие в составе гидроокисей и окисей щелочноэемельных металлов значительно повышает водопоглощение отпрессованных иэделий.

Известны составы, имеющие систему загустителей, содержащие 4 вес. ч. полиэоцианата и 1-2 вес. ч. MgO. Эти

- составы дают хорошо загущенные материалы на основе стиролсодержащих ненасыщенных полиэфиров (2) — (4). 30

Однако они имеют недостаточную водостойкость из-за наличия в составе окиси магния.

Наличие загустителя в указанных составах стекловолокнистых пресс-материалов приводит к значительному короблению отпрессованных изделий, связанному с большими внутренними напряжениями. Кроме того, внутренние напряжения в пластике являются следствием многокомпонентности гетерогенной системы, неравномерной и некачественной пропиткой минеральных наполнителей и их распределением в материале за счет большого поверхностного натяжения на границе раздела двух фаз.

Известно, что поверхностно-активные вещества (GAB), адсорбируясь на поверхности наполнителей, способствуют их лучшему смачиванию и,диспергированию, существенно снижают поверхностное натяжение при производстве паст красителей и способствуют перераспределению внутренних напряжений (5).

Наиболее близким к предлагаеьюму является стекловолокнистый прессматериал, содержащий полиэфирную ненасыщенную Смолу, состоящую из поли891 723

1-3

Время вызревания материала, гри комнатной температуре, ч

72 Менее 20

Не менее 120

Выпотевание мономера увелйчивается по мере вызревания и хранения материала

Не выпотевает

Выпотевание мономера при выз-ревании эфира и,мономера или олигомера, каолин, тальк, азросил, инициатор полимеризации перекисного типа и стекловолокнистый армирующий наполнитель.

Состав этого стеклонолокнистого пресс-материала позволяет получать рулонный полуфабрикат, имеющий высокую текучесть, длительную жизнеспособность, он обеспечивает получение изделий с повышенными механическими свойствами (6).

Однако известный стекловолокнистый пресс-.материал характеризуется недостаточной скоростью загущения, длительным сроком вызревания, большим разбросом механических свойств отпрессованных изделий, повышенным водопоглощением при его изготовлении в промышленных условиях (около 1,5Ъ), а также значительным короблением получаемых из этого материала тонкостенных изделий. Кроме того, при загущении известного пресс-материала происходит выпотевание из него мономерной или олигомерной составляющей.

Цель изобретения — улучшение технологических свойств, повышение водостойкости изделий на его основе и снижение их коробления.

Поставленная цель достигается тем, что в стекловолокнистый пресс-материал, в состав которого входят раствор полиэфирной ненасыщенной смолы в мономере или олигомере, каолин, аэросил, инициатор полимеризации и стекловолокнистый наполнитель на основе рубленных нитей, дополнительно вводят полиизоцианат и поверхно.,стно-активное неионогенное вещество при следующем соотношении компонентов, вес. ч.:

Раствор полиэфирной ненасыщенной смолы 100

Инициатор полимеризации

Поверхностно-активное вещество 0,05-1,0

Аэросил 1-3

Каолин 30-70

Полиизоцианат 5-15

Стекловолокнистый наполнитель 40-130

Полиэфирная ненасыщенная смола, каолин, полиизоцианат, аэросил, ини- циатор полимеризации, поверхностноактивное вещество являются связую-. щим, в которое может также входить внутренняя смазка, например стеарат цинка, стеарат кальция, разделитель— кремнийорганическая жидкость 9 5, различные пигменты и красители, а также специальные добавки, способствующие повышению огнестойкости, гри(5 бостойкости, и т.д.

Пример l. Для получения стекловолокнистого пресс-материала были приготовлены три композиции связующего следующего состава, вес. ч.г

Щ полиэфирная ненасыщенная смола

НПС-609-21М, представляющая собой раствор ненасыщенного полиэфира в диметакрилате триэтиленгликоля

ТГМ-3 100(аэросил 1,2; каолин 66; инициатор полимеризации (перекись дикумила) 1,9; разделитель (кремнийорганическая жидкость 9 5) 1 5-, поверхностно-активное вещество (синтамид 5)0,1, отличающееся друг от друга содержанием полиизоцианата, равным в каждой композиции соответственно 5,7 и 15.

Композиции связующего готовились в смесителях с лопастной мешалкой.

И Приготовление стекловолокнистого пресс-материала проводилось на вальцепропиточной установке для производства стекловолокнистого прессматериала. В качестве армирующего наполнителя использовался мат на основе рубленых стеклянных нитей, который пропитывался связующим в соотношении 30г70.

Технологические и механические

4 свойства стекловолокнистого прессматериала приведены в табл. 1.

Таблица l

89) 723

Продолжение табл. 1

Показатели

Пресс-материал

Известный (1 Липкость материала

Сохраняет липкость весь срок хранения

Разброс прочностных показателей,В

100

54

Водопоглощение,%

1,5

0,3

0,4

Как видно из табл. 1, время выз- 20 ревания материала, выпотевание моно- мера или олигомера липкость материала, разброс прочностных показателей значительно лучше, чем у известного состава. Оптимальное содержание полииэоцианата находится s пределах

5-15 вес. ч.

Отсутствие выпотевания и хорошее загущение позволяет получать постоянный состав материала, обеспечивает равномерное распределение армирующего 30 стеклонаполнителя, приводит к снижению разброса прочностных показателей в изделии, уменьшает в 1,5-2 раза технологический цикл вызревания, снижает отходы и брак при переработке З5

Отсутствие окиси магния в композиции приводит также к снижению в

2-3 раза водопоглощения отвержденного материала.

Пример 2. Для получения стек- 40 ловолокнистого пресс-материала были

Т а б л и ц а 2

3,25

Прогиб (д) мм

1,5

-3,0

3,3

Распрямляющая нагрузка (Р), кг

2,7

3,0

2,0

3,7

Коэффициент коробления (Рб ) 8 8

4,5

6,0

12,2

60 Пример 3. Для получения опытных партий стекловолокнистого прессматериала и деталей иэ него были изготовлены стандартная композиция, имеющая состав, вес.ч.: ненасыщенная полиэфирная смола ПН-1 100; пеИэ табл. 2 видно, что коробление отпрессованных пластин размером

300х180х3 меньше в 2 раза, чем у известного состава. Оптимальное содержание ПАВ находится в пределах

0,05-1,0 вес. ч.

Предлагаемый с содержанием полиизоцианата, вес.ч.

5 7 15

Не липнет после вызревания приготовлены три композиции связующего следующего состава, вес.ч.: полиэфирная ненасыщенная смола НПС609-21М, аэросил 1,2; каолин 66; перекись дикумила 1,9; кремнийорганическая жидкость 9 5 2,5; полииэоцианат 10, отличающиеся друг от друга содержанием tIAB (синтамид 5) равным в каждой композиции 0,05, 0,1 и 1,0 соответственно. Композиции связующего приготовлялись в смесителе с лопастной мешалкой. Пропитка стекловолокнистого наполнителя связующим проводилась на вальцепропиточной установке для производства стекловолокнистого пресс-материала. В качестве армирующего наполнителя использовался мат на основе рубленых стекляных нитей, который пропитывался связующим в соотношении 30:70.

Полученные отпрессованные материалы имели характеристики, приве- денные в табл. 2.

89 l. 723

Таблица 3

Композиция

Показатели без tlAB

17,2 с ПАВ

7,2

Прогиб (д ), мм

0,5

1,2

Коэффициент коробления (Р0 ) 20,6

3,6

Т а б л и ц а 4

2,5

3,3

Прогиб, мм

3,4

1,8

Коэффициент коробления

7,0

12,2

10,1

8,1

Предел прочности при растяжении, кгс/см

800- 10 00

"00-1000

850-1100

850- 1100

Предел прочности при изгибе, кгс/см .

1800-1900

1950-2100

1800-2000

1600-1900

Удельная ударная вязкость кг,см/см

65" 70

65-75

65-75

60-70

0,4

0,25

0,3

1,5

Водопоглощение,Ъ

Растекаемость

100

100

100

100

Скорость отверждения, с

80

80 рекись дикумила 2,0; аэросил 1,3; кремнийорганическая жидкость М 5 1,0; стеарат кальция 2,0; каолий 60; окись магния 3,0, а также аналогичная композиция, отличающаяся по составу

Распрямляющая нагрузка (P), кг

Из укаэанных композиций были отпрессованы опытные партии крупногабаритных деталей, .в том числе карнизы вагонных рам (990х105х3).

Замеры плоскостности карнизов рам показали, что детали из предлагаемой рецептуры имели коробление в 1,5-2 раза меньше, чем у деталей из стандартной рецептуры.

Приготовление стекловолокнистого пресс-материала и прессование из него деталей проводилось по технологическому режиму и на оборудовании, принятыми для известной стандартной рецептуры. наличием 0,1 вес.ч. tIAB (синтамид 5).

Сравнительные показатели по короблению пластин, изготовленных из этих рецептур, представлены в табл. 3.

Дополнительно проведенные исследования показали, что наиболее эффективным ПАВ является неионогенные tIAB.

Наилучшие результаты получены на синтамиде 5 и синтамиде 10.

Можно применять и другие tIAB неиногенного типа. Например синтанол

25 ДС-10(моноалкиловые эфиры полиэтиленгликоля на основе первичных жирных спиртов) .

В табл. 4 представлено влияние синтамида 10 на механические свой3Q ства и коробление стекловолокнистого пресс-материала. Приготовление и состав были аналогично примеру 2, но вместо синтамида 5 применяли синтамид 10.

891 )a 3

Формула изобретения

40-130

Составитель В. Чистякова

Техред А. Ач Корректор Г. Решетник

Редактор В. Иванова

Тираж 533 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Заказ li146/36

Фили 1л ПИП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Стекловолокнистый пресс-материал, содержащий стекловолокнистый армирующий наполнитель на основе рубленых нитей и связывающее, включапщее раствор полиэфирной ненасыщенной смолы в мсномере или олигомере, инициатор по:-имеризации, каолин и аэросил, о т л и .ч а ю шийся тем, что, с целью улучшения технологических свойств, повышения водостойкости изделий на его основе и снижекия их коробления, он дополнительно содержит полиизоцианат и неионогенное поверхностно-активное вещество при следующем соотношении компонетов, вес.ч.

Раствор полиэфирной ненасыщенной смолы 100

Инициатор полимеризации 1-3

Каолин 30-70 20

Аэросил 1-3

Полиизоцианат 5-15

Неионогенное поверхностно-активное вещество 0,05-1 0 Д5

Стеклоьолокнистый армирующий наполнитель на основе рубленых нитей

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Седов Л.Н. Состав и свойства полиэфирных связующих для пресс-композиций. Технология изделий из полиэфирных премиксов и препрегов. Материалы семинара. МДНТП им, Ф.Э.Дзержинского, 1975.

2. Патент Японии Р 29792/77, кл. 26(3) С51, опублик.1977.

3. Патент США М 4067845, кл. 260-40, опублик. 1978.

4. Телешов В.A. и Бельник A.P.

Тенденции развития производства и применения полиэфирных пресс-материалов. Технология иэделий из полиэфирных премиксов и препрегов. Материалы семинара; МДНТП им.Ф.Э.Дзержинского, 1975.

5. Толстая С.Н. и Шабанова С.А, Применение поверхностно-активных веществ в лакокрасочной промышленности. М., Химия, 1976. б. Авторское свидетельство СССР

Р 341808, кл. С 08 Ь 67/06, 1969 (прототип) .