Способ формования изделий из эпоксидных композиций

.и, 3 ИЗРЛ САНИЕ И ЕТЕНИ одстргия,ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛ ЬСТВУ(56) Ли ХНевилл К. Справочное руковво по эпоксидным смолам. М Эне1973, с.228,249,(54) СПОСОБ ФОРМОВАНИЯ ИЗДЕЛИЙ ИЗЗПОКСИДГЫХ КОМПОЗИЦИЙ(57) Использование: при изготовлении изделий сложной кофигурации в единичном илимелкосерийном производстве, например,при получении шаблонов волноводов дляпрокладки волноводных трасс на различных Изобретение относится к области получения формованных материалов из композиций на основе эпоксидных смол и может найти применение при изготовлении изделий сложной конфигурации в единичном или мелкосерийном производстве, например, при получении шаблонов волноводов для прокладки волноводных трасс на различных радиотехнических иэделиях, медицинских приборах, и т.п., при изготовлении полимерных оболочек, моделей для литья и др.Технология изготовления волноводов весьма трудоемка, поскольку требует разработки конструкторской документации, ее плазовой проверки, изготовления первичных шаблонов и проверки их на иэделии, корректировки чертежей и т.д. Шаблонам отдельных частей волноводной трассы часЯ 2, 1775432 А 1 ради нических изделиях, медицинских при и т.п, Сущность изобретения: эпок ую смолу смешивают с отвердителем, др, компонентами, заливают в форму предварительного формования и выдерживают при умеренной температуре 30 - 60 С до достижения степени отверждения 30- 400, после чего заготовку извлекают иэ формы, придают заданную конфигурацию и проводят полное окончательное отверждение вне формы. Если требуются повышенные прочностные характеристики изделий, то заготовку деформируют растяжением на 25 - 30 первоначальной длины, придают требуемую конфигурацию беэ использования специальных форм, Для этого не требуется прикладывать высокие давления и температуру. 2 табл. то придают различную пространственнуюконфигурацию. При этом могут возникнутьучастки с повышенной концентрацией на- (Лпряжений, в результате чего полученное из- Дьделие может иметь пониженную 1механическую прочность,Известен способ получения иэделия изтермореактивных эпоксидных композиций, ссогласно которому на первой стадии двекомпозиции смешивают в расплаве при температуре 100 С, заливает в жесткую формуи формуют при температуре от 60 до 150 С,а на второй стадии проводят термообработку заготовки, не вынимая ее из формы. приболее высокой температуре.Недостатком данного способа являетсянеобходимость применять специальныеформы из дорсгосгоящих термостойких ма 1775432териалов и невозможность подгонки конфигурации на конкретном изделии.Наиболее близким по технической сущности к изобретению является способ формования изделий путем смешения эпоксидной диановой смолы с аминнцм отвердителем, помещения смеси в форму и отверждения, Для реализации способа требуется использование специальных форм и литьевцх машин, поэтому применение его для единичных изделий индивидуальной конфигурации нецелесообразно.Цель изобретения - упрощение изготовления изделий с заданной индивидуальной конфигурацией.Поставленная цель изобретения достигается тем, что в способе формования изделий из эпоксидных композиций, включающем смешение эпоксидной диановой смолы с аминным отвердителем, помещением в форму с последующим отверждением, выдержку композиции в форме осуществляют до степени конверсии 30 - 40 опри 15 - 60 С, после чего заготовку извлекают из формы, придают заданную конфигурацию и проводят окончательное отверждение вне формы.С целью повышения прочностных характеристик, заготовку после извлечения из формы растягивают на 20 - 30% от первоначальной длины.Способ осуществляется следующим образом.Жидкую эпоксидную смолу смешивают с отвердителем, пластификатором, наполнителем, др. компонентами, заливают в форму предварительного формования и выдерживают при комнатной 15 - 30 С 1 или умеренной температуре (30-60 С) до достижения степени отверждения 30 - 40 о , При этом полимерная (олигомерная) композиция переходит из жидкого в вязко-пластическое состояние, в котором заготовку можно извлечь из разъемной формы без нарушения толщины слоя и монолитности, Причем, композиция находится в вязко-пластическом состоянии в течение промежутка времени, необходимого для реализации предлагаемого способа в оптимальных условиях, Это достигается выбором состава композиций и температурно-временными режимами формования. Так, в используемых эпоксидных композициях отвердитель вводится в количествах несколько меньших стехиометрических количеств (в расчете на эпоксидное число эпоксидной смолы), Кроме того, исключается использование катализаторов отверждения, и других добавок ускоряющих реакцию сшивания при нормальной, пониженной или умеренной тем 10 пературах, Например, целесообразно использовать заниженное количество полиэтиленполиамина (8 - 9 м. частей вместо 11 - 12 м. частей на 100 г смолы ЭД, при применении эпоксидно-полиамидноаминной композиции (60 мас.ч. ЭД+ 40 мас,ч, ПОО) не вводят, как это обычно принято, катализатор. В результате, в первом случае период вязко-пластического состояниясоответствует 18 ч вместо 6 ч, а во втором -16 ч вместо 8 ч.Степень предварительного отверждения эпоксидной композиции определяют наобразцах - свидетелях по калибровочному15 графику зависимости, например, деформируемости образца при сжатии под действием небольшой постоянной нагрузки - отстепени отверждения. Для этого можно использовать прибор для термомеханическо 20 го исследования полимерных образцов илисжимающий пластометр,Если требуется повышенные прочно-.стные характеристики изделий, то полученную заготовку деформируют растяжением25 на 20 - 30 опервоначальной длины, придаюттребуемую конфигурацию без использования специальных форм, Для этого также нетребуется прикладывать высокие давленияи температуру.30 Затем проводят затвердевающее отверждение композиции,П р и м е р 1, Получение плоской одноосной ориентированной отливки,Состав композиции: эпоксидная смола35 ЭД- 60 мас,чполиамидоаминная смолаПО- 40 мас,ч., позволяющий удлинитьпластическое состояние до 16 ч.Операции;Обезжиривают и собирают разъемную40 форму, на ее рабочие поверхности наносятантиадгезионную смазку марки КВ-З.Заливают приготовленную жидкую композицию (с небольшим избытком) и закрывают форму, Выдерживают форму при45 температуре 20 й 5 С в течение 12 - 16 ч так,чтобы степень отверждения составляла35 +2 ,Разнимают форму и извлекают заготовку,50 Определяют полученную степень отверждения термомеханическим методом по образцу-свидетелю, фсрмуемому по режимуп,2, и сопоставив с композицией данногосостава, полностью отвержденной при вы 55 бранной температуре.Закрепляют заготовку в захваты разрывной машины и растягивают со скоростью 2-5 мм/мин на 20-30 о .10 15 20 25 30 35 40 45 50 Придают заготовке требуемую пространственную конфигурацию с помощью простых унифицированных приспособлений или вручную,Выдерживают полученное изделие при температуре 20 + 5 С в течение 1,5-2 сут для завершения отверждения.П р и м е р 2, Изготовление шаблонов волноводов.Состав композиции: эпоксидная смола ЭД- 100 мас.ч., полиэтиленполиамин ПЭПА - 8 мэс,чпозволяющий удлинить пластическое состояние до 6 ч,Операции;Обеэжиривают и собирают разъемную форму, на ее рабочие поверхности наносят антиадгеэионную смазку,Операции 2 - 7 аналогичны операциям примера 1, но предварительное формование проводят при 40 С в течение 5 - 6 ч до степени отверждения 30 О, а растягивают заготовку на 20 - 30 Д.С одной стороны заготовки, полученной предварительным формованием устанавливают крепежный фланец.Закрепляют шаблон волновода унифицированными опорами на несущем изделии, обрезают его до необходимых размеров и устанавливают другой фланец для стыковки со следующим шаблоном волноводной трассы,П р и м е р 3, Изготовление шаблонов волноводов по сокращенному временному циклу. Состав композиции аналогичен примеру 2.Операции:Операция 1 аналогична примеру 2.Заливают приготовленную композицию в форму, закрывают ее и выдерживают при 20 + 5 С в течение 1,5 - 2 ч, затем прогревают при 60 С в течение 1 - 1,5 ч до степени отверждения 40 О.Операции 3 - 6 аналогичны операциям примера 1, однако, растягивают заготовку на 250/,.Выдерживают изделие при 20 + 5 ОС в течение 12-24 ч и далее используют, как шаблон волновода.П р и м е р 4. Изготовление шаблонов волноводов.Состав композиции: эпоксидно-кремнийорганическая смола Декалит - 100 мас.чполиамидоаминный отвердитель марки Л- 30 мас.ч., 5 мас.ч, дибутилфталата, позволяет удлинить пластическое состояние до 48 ч при 20 С.Операции; аналогичны операциям 1-7 примера 1. В табл,1 и 2 представлены физико-меха нические показатели образцов, полученных на основе композиций по примерам 1-4, контрольных(в соответствии с примерами 1 и 3, но со степенью отверждения. выходящей за рамки изобретения) и для образцов на основе композиции по примеру 1, формование которой проведено по способу, принятому за прототип (образцы прямолинейной формы). Образцы для механических испытаний,формуемые по предлагаемому способу, готовили с помощью вырубного штампа.Эти результаты показывают, что формование изделий по предлагаемому способу позволяет повысить механическую прочность изделия - по сравнению с прототипом.Приведенные примеры подтверждают практическую полезность предлагаемого способа, который также может использоваться для изготовления других изделий сложной конфигурации из эпоксидных смол и др. термореактивных полимерных (олигомерных) композиций, отверждающихся при комнатной или умеренных (до 60 С) температурах. Так, например, данным способом могут использоваться оболочки и кожуха, модели для получения литьевых изделий, изделия протезной промышленности и др. областей техники,Достоинством предлагаемого способа является то, что вторая стадия формования термореактивной композиции проводится без применения специальных форм, высоких давлений и температур, обеспечивая получение изделий сложной конфигурации с повышенной механической прочностью.Формула изобретения 1.Способ формования изделий из эпоксидных композиций, включающий смешение эпоксидной диановой смолы с аминным отвердителем и помещение композиции в форму с последующим отверждением, о т л ич а ю щ и й с я тем, что, с целью упрощения изготовления иэделий с заданной индивидуальной конфигурацией, выдержку композиции в форме осуществляют до степени конверсии 30 - 40; при 15 - 60 С, после чего заготовку извлекают из фоомы, придают заданную конфигурацию и проводят окончательное отверждение вне формы. 2,Способ по п,1, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения прочностных характеристик, заготовку после извлечения из формы растягивают на 20 - 30;ь от первоначальной длины.1775432 Таблица 1 Деформационно-прочностные характеристики полимерных образцов по ГОСТ 11262-80римечание: Каждое значение является средним из 5 параллельных определений Та мерных образцов по ГОСТ 19109-7 ная вязкост Составитель Г.МишенэниковаРедактор А.бер Техред М.Моргентал Корректор Н,Бучок КНТ СССР одственно-издательский комбинат "Патейт", г. Ужгород, ул.Гагарина,аказ 4020 Тираж ВНИИПИ Государственного комитета по изобр 113035, Москва, Ж, Рауш