Композиционный материал

(11) 47979 ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз Советских Социалистических РеспубликГосударственный комитет Совета Министров СССР(54) КОМПОЗИЦИОННЫЙ МАТЕРИ 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. эпоксиднойсмолы, например, полиглицидного производного дифенилолпропана, диоксидифенила, резорцина, пентаэритрита, других полиолов или полифенолов; 50 - 80 вес. ч. анилинофеноло 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 ихсмесей со спиртами, взятого в количестве, требуемом для получения связующего с нужной вязкостью.Композиционный материал получают про 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 в 1 С в течение 4 - 6 час.25 П ример 1. В эмалированный или стеклянный реактор с мешалкой лопастного типа загружают 100 вес, ч. эпоксидной смолы ЭД, 70 вес. ч. анилинофенолоформальдегидной смолы, получаемой путем взаимодействия 30 100 вес. ч. фенола с 55 вес. ч. анилина иРежим отверждения, позволяющий достигнуть степени полимеризации 98 - 99%, С/час Модуль упругости при изгибе,к ге/мм 30Связующее при прии зги- сжабе тиии Предмет изобретения 33000 3150035 1200 1030 120/4 100/4+120/5+960 600 Составитель В. Чистякова Текред 3, Тараненко Корректор М, Лейзерман Редактор Л. Ушакова Заказ 281/11 Изд. Ма 914 Тираж 496 Подписное ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий Москва, Ж, Раушская наб д. 4/5Типография, 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 (1), приготовленное параллельно, на основе анилинофенолоформаль 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 11 приведены в таблице.25 Применение анилинофенолоформальдегидного отвердителя с повышенным содержанием метилольных групп позволяет существенно 40 снизить температуру отверждения, сократить его продолжительность без снижения механических характеристик полимера.П р и м е р 2. Тканую ленту из углеродного волокна пропитывают раствором связующе го 1; сушат 4 час на воздухе и 15 мин при 91460 С; укладывают в пакет из 8 слоев 400)( ;(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/мм 2, 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/мм 2,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 С 24 - 100 час.П р и м е р 3. Пропиткой связующим 1 и подсушкой готовят ленту шириной 10 мм из углеродного жгута ВМН. Подсушенную ленту наматывают в 8 слоев на плоскую оправку 350 Х 350 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/мм 2 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%.