Препрег

ОП ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик К АВТОРСКОМУ СВИДВТВЛЬСТВУ(23) Приоритет Гооударотооккмк комитет Совета Иккоотроо СССР оо делам кзобротвео и открытой71) Заявитель 54) ПРЕПРЕГ являя поИзобретение относится к области производства стеклопластиков, а именно препрегов на основе, стеклохолстов и порошковых аминофенолформальдегидных смол иможет быть использовано при иэготовле-, 5нии отделочных стеклопластиков строительного назначения.Известно большое количество препре-.гов на основе амннофенолформальдегидныхсмол, Эти смолы используются обычно в виОде растворов 111. Однако в случае применения в качестве связующего раствороваминоформальдегидных смол, производсч- во стеклопластиков на их основе характеризуется высокой токсичностью и пожароопасностью.Эти недостатка 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 го риэонтапьных сушилок с ленточным или 25 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 ется препрег на основе стеклохолста рошковой (твердой) аматофенопформальдегидной смолы 3, 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 9-1 2 70-75 20-35 Показатель стат 2504 6 Удельная удкгс см/см ная вязкость 35 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 связующее на5 основе аминофенолформальдегидной смолы, который дополнительно содержит сульфи 1 н-дрожжевую бражку, сульфат щелочного металла, каолин и воду при следующем соотношении компонентов, вес.ч.; Аминофенолформальдегиднаясмола 100Судьфитно-дрожжевая бражка 10-40 Сульфат щелочного металла 0,5-2,0 Каолин15 Вода 20-35 Стеклонаполнитель 67-1 31Изготовление препрега осуществляют в две стадии..1. Приготовление связукмцего.В обогреваемый реакционный сосуд, снабженный мешалкой (100-2 СО об/мин) загружают 10-4 Я вес,ч. судьфитнодрожжевой бражки (концентрация 17%), 0,5- 2,0 вес,ч. сульфата щелочного металла и 5 20 35 вес.ч. воды. Смесь перемешивают в течение 8-10 мин до получения однородного раствора. Затем в реактор при работающей. мешалке порциями (в два - три приема) вводят 100 вес.ч. порошка ами- зо нофенодформальдегидной смолы. Массу перазмешивают в течение 10- 20 мин, после чего температуру массы поднимают до 45 80 С. При этой температуре продол.- жают церемешивание в течение 10-15 минз 5 после чего в реактор порциями, втечение 8 мии вводят расчетное количество минерального наполнителя, массу перемешивают до получения однородной консистенции в течение 8-10 мин. Полученное связую= 40 щее охлаждают до температуры 20-25 С.оХарактеристика подученного связующего:Внешний вид, подвижная, нелипкая массасвежо-коричневого цвета 45 1. Разрушающее напряжение ческом изгибе, кгс/см Вязкость по вискозиметру ВЗ, сек притемпературе 20 оССкорость полимеризациина плите при 150 С,секСодержание влаги, Ъ 2, Получение препрега.Препрег получают путем нанесения связующего на стеклохолст в соотношении 67-60:40-33 с последующим удалением воды при температуре 90-100 С в сушильной камере,При нанесении суспензии связующего на стеклохолст происходит ее разрушение. Связующее оседает на поверхности волркон, 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 производстваза счет применения невысоких температур сушки, а также сокращает энергозатраты.Полученный препрег достаточно адастичен, что позволяет его рулонировать.Жизнеспособность,сохрайяется в течение 6 месяцев. Влияние времени хранения на физико-механическйе характеристики стеклопластика на основе препрега отражено в табл, 1.Таблица 1619494 6физико-механические св ойства стеклопластика иэ предлагаемого црепрега иизвестного приведены в табл. 2. Таблица 2 9Плотность, г/см 1 ю 8 1,8 Разрушающее напряжение при статическом изгибе, кгс/см 30,4-60,1 1,З,5 0,5-1,0 8,0 2,5 эластичен, нелипкий и способен рулонироваться.Для изготовления стеклопластика собирают пакет из четырех слоев и прессуютпри температуре 150 оС и давлении 18кгс/см в течение 12 мнн (из расчетааФ мин на 1 мм толщины). физико механические свойства стеклопластикаПлотность, г/смв1,8Разрушающее напряжение пристатическом йзгибе, кгс/см 2803Удельная ууарная вязкость,кгс см/см 44,5Горючесть (по методу фОгневая труба) % 2,5Водопоглощение за 24 ч, % 1,0П р и м е р 2. В реакционный сосудзагружают 2 5 вес.ч. сульфитнодрожжевойбражки (с концентрацией 17%), 1,2 5 вес.ч.сульфата калия и 27,5 вес,ч.воды. Смесь перемешивают в течение 8 мин. Затем в реакционный сосуд при работающей мешалке вдва приема вводят 100 вес.ч. порошкаанилинофенолоформальдегидной смолы марки Мф 342 А(214). Массу перемешиваютв течение 18 минпосле чего температуруподнимают до 48 50 оС. При атой температуре дают выдержку 15 мин и в реакционный сосуд загружают 12,5 вес.ч. каолина,После перемешивания (10 мин) массу охлаждают до 20-28 оС. Полученное связующее представляет собой подвижную нелипкую массу светло-коричневого цвета с со 5Стеклопластик получают методом горячего прессования прн температуре 140 о160 С, давлении 10-20 кг/см втечение 3-5 мнн на 1 мм толщины стеклопластика. Удельная ударная вязкость,кгс см/см Горючесть (по методу "огневаятрубаф), % Водопоглощенне за 24 ч, % Пример 1.В реакционный сосуд загружают 10 иес.ч. сульфитно-дрожжевой бражки (с концентрацией 17%), 0,5 вес.ч. сульфата калия и 20 вес.ч. воды. Смесь перемешива;- Зе ют в течение 5 мин. Затем в .реакционн 1 й сосуд, при работающей мешалке в два приема вводят 100 вес,ч. порошка анилинофенолоформальдегидной смолы мар ки СфА(214). Массу перемешивают З 5 в течение 15 мин, после чего температу ру массы поднимают до 45-50 С и проодолжают перемешивание при атой температуре в течение 10 мин. После атого в реакционный сосуд вводят 5 вес.ч. каоли на и массу перемешивают в течение 10 мин до получения однородной консистенции, Связующее охлаждают до температуры 20- 250(45 Полученное связующее представляет собой подвижную, липкую массу светло-коричневого цвета с содержанием влаги 21% и вязкость 12 с (по вискоэиметру ВЗ) . 50Связуюшее наносят на стеклохолст марки ХЖКН нэ расчета 67 вес.ч. стеклона полнителя на 135,5 вес.ч. связующего,При нанесении связующего происходит мгновенная фильтрация воды через холст. 55 Сушку препрега осуществляют в термока мере при температуре 80 С в течение 15 мин. Полученный материал достаточно 1300-1500 2157-3328,держанием влаги 34,2% и вязкостью 10,5 с (по ВЗ).Связующее наносят на стеклохолст марки ХЖКН из расчета 82 вес.ч. стеклонаполнителя на 166 вес.ч связующего. Сушку материала осуществляют и термока мере при температуре 80 оС в течение 15 мин. Полученный материал достаточно. эластичен, не липкий и способен рулонироваться.Собирают пакет из 4 слоев препрега 10 и прессуют при температуре 150 С дав 2ленин 15 кг/см в течение 12 мин (иэ расчета 4 мин на 1 мм толщины стеклопластика) .физико механические свойства стеклопластика:Плотность, г/см31,8 Разрушающее напряжение пристатическом изгибе, кгс/см 2984 Удельная ударная вязкость 20 кгссм/см35 Горючесть (по методу "Огневая труба") % 1,3 Водопоглощение эа 24 ч,% 0,8.П р и м е р 3. В реакционный сосуд 25 загружают 40 вес.ч. сульфитно-дрожжевой бражки (с концентрацией 17%), 2 вес.ч. сульфата калия и 38 вес.ч. воды. Смесв перемешивают в течение к 0 мин. Затем в реакционный сосуд, при работающей ме шалке в два приема вводят 100 вес.ч. порошка внилинофенолоформвльдегидной смолы марии СфА(214). Массу п ремешивают в течение 15 мин, после чего температуру массы поднимают до 48- 35 80 оС. При етой температуре делают выдержку в течение 18 мин и в реакционный сосуд эагружвют 20 вес.ч: каолина. После перемешиввния (10 мин) массу охлаждают до 20-28 оС 40Полученное связующее представляет собой подвижную, нелипкую массу светло- коричневого цвета с содержанием влаги 38% и вязкостью 10 с (по В 1).Связующее наносят на стеклохолст мар"5 ки ХЖКН из расчета 131 вес.ч. стеклонаполнителя на 197 вес.ч. связующего. Сушку прессматериала осуществляют в термоквмере при температуре 80 оС в тече.- ние 18 мин, Полученный материал достаточно эластичен, не липкий. и способен ру- лрнироваться,Собирают пакет из 4 слоев препрега и прессуют при хтемпературе 150 С и давлении.18 кг/см в течение 12 мин (из расчета 4 мин на 1 мм толщины стеклопластика) .Физико-механические свойства стеклопластика:.42Горючесть (по методу "Огневая труба" ), % 1,6Водопоглошение за 24 ч, % 0,63П р и м е р 4. В реакционный сосудзагружают 20 вес.ч. спиртово дрожжевойбражки (с концентрацией 18%), 1 вес.ч.сульфата натрия и 30 вес.ч. воды, Смесьперемешивают в течение 8 мин. Затем вреакционный сосуд при работающей мешалке в два приема вводят 100 вес.ч. порошка анилинофенолоформальдегидной смолы марки СфА. Массу перемешиваютв течение 15 мин, после чего температурумассы поднимают до 48-50 С. При этойтемпературе делают выдержку 15 мин и вреакционный сосуд загружают 10 вес.ч. кволина, После перемешивания (10 мин) массу охлаждают до 20-25"С и проверяютвязкость. Вязкость полученного связующего по ВЪ.1 при температуре 22 оС равна12 с.Пасту наносят на стеклохолст маркиХЖКН иэ расчета 60 вес.ч. связующегона 40 вес,ч. наполнителя. Сушку материала осуществляют в термокамер при температуре 80-100 оС в течение 15 мин.Листы прессматериала собирают в пакетиэ четырех слоев и прессуют при температуре 180 С и давлении 10 кг/см в тео 2чение 15 мин (из расчета 5 мин на 1 ммтолщины стеклопластика),Характеристика полученногоматериала:Плотность, г/см31,78Разрушающее напряжение приизгибе кгс/см22506Ударная вязкость; кгс см/см 45Горючесть (по методу "ОгнеВая труба -)% 1,68Водопоглошение за 24 ч, % 0,62П р и м е р 8. Связующее,прессматеривл и стеклопластик получают аналогично примеру 4.Отличие составляет рецептура загрузки. Компоненты для приготовления связующего берутся в следуюшем соотношении,Смола марки СфА 100Сульфитно-дрожжевая бражка 30Сульфат натрия 15Каолин 1,5Вода 35Полученный стеклопластик имеет следуюшую характеристику:Плотность г/см 1,76 Разрушающее напряжение приизгибе кгс/см224582Ударная вязкость, кгс см/см 42 Горючесть (по методу "Огневая труба"), % 1 в 78 5 Водопоглошение эа 24 ч., % 0,71Изобретение позволяет упростить технологию изготовления препрегов и снизить пожароопасность их производства, увеличить жизнеспособность препрегов, улучшитьд санитарно-гигиенические условия труда, особенно в перерабатывающих цехах и повысить физико-механические свойства. стеклопластика иэ предложенного препрега. Кроме того, создается возможность продук тивного использования отходов целлюлозно-бумажной промышленности - сульфитно дрожжевой бражки.20Формула изобретенияПрепрег на основе стеклохолста и связующего, содержащего порошновую аминофенолоформальдегидную смолу, о т л и - 2 Б чающи йс я тем, что, с целью упро" 10 щения технологии его изготовления, повыщения физико-механических свойств стеклопластиков на его основе и улучшениясанитарно-гигиенических условий труда,связующее дополнительно содержит сульфитно-дрожжевую бражку, сульфат щелочного металла,каолин и воду при следующем соотношении компонентов. в препреге, вес.ч.:Аминофенолоформальдегид 6 ая смола 100Сульфитно-дрожжемябражка 10-40Сульфат щелочного металла0,5-2,0Ка олин 5-20Вода 2035Стеклохолст 67 131Источники информации, принятые вовнимание при акспертизе:1,агаве ЕЛЧ.йеце 8 ам дег Ргергетс 1 пч%а Ооп, РйойеацЬеМег,"1864, 15, И 8, 527-534.2. Патент США М 3624246,кл. 260-21 (С 0837/30),30.11.71.3. Связующее для стеклопластиков.Под. ред, Н. В. Королькова, М., 1975,с. 155, Составитель А, РожковРедактор Н. Потапова Техред А, Богдан Корректор Н, Тупица4Ф ФВВВВЙ аЗаказ 4374/21 Тираж 641 ПодписноеЫНИИПИ Государственного комитета Совета Министров ГССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5филиал ППП "Патент, г. Ужгород ул. Проектная, 4