Препрег

(54) ПРЕПРЕГ Изобретение относится к созданиюпрепрегов на основе стекловолокнистого наполнителя и эпоксидного связующего и предназначено для получения намоточных стеклопластиковых изделий конструкционного назначения в условиях быстрого отверждения препрега.Известна эпоксидная композиция на основе триглицидилпарааминофенола . и отвердителя - смеси 3,3 /4,4 -диаминофенилсульфона с 3,3 -дихлор 10 -4,4 -диаминофенилметаном.уДанная композиция обладает достаточно высокими показателями физико- механических свойств1.15 Однако она имеет высокую исходную вязкость что не позволяет перерабаЭтывать ее при температуре ниже 70 С, а препрег на ее основе полученный в указанных условиях обладает низкой жизнеспособностью и значительным временем отверждения при переработке его в стеклопластик. Известна также эпоксидная компози,ция на основе диглицидипового эфира резорцина в сочетании с отвердителем - техническим продуктом изометилтетрагидрофталевым ангидридом 2 .Однако препрег, изготовленный на основе стекловолокнистого наполнителя и данной композиции, обладает недостаточно высокой скоростью отверждения, а стеклопластик на его основе не обеспечивает необходимых прочностных показателей.Известна также полимерная композиция на основе продукта взаимодейст-. вия диглицидилового эфира полиэтилхлоргидрина с полиизоцианатбиуретом 0 отвердитель, в качестве которого взят, например, иэометилтетрагидрофталевый ангидрид ),3 . Указанная композиция в отвержденном состоянии имеет сравнительно высокие упруго-прочностные показатели, однако препрег, изготовленный на ее10,0-90,0 55 3 8571 основе, в сочетании со стекловолокнистым наполнителем, обладает низкой жизнеспособностью и не обеспечивает в процессе быстрого его отверждения необходимую прочность при сдвиге и изгибе стеклопластика.Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является препрег на основе стеклонаполнителя (100-900 вес.ч.), содержащий триглицидилпарааминофенол (5-95 вес.ч.), диглицидиловый эфир ортофталевой кислоты (5-95 вес.ч.), полиамин на основе хлоранилина (53,5-113 вес.ч.).Известный препрег обладает высокой жизнеспособностью, а стеклопластик ;на его основе - высоким прочностным коэффициентом 14 1.Недостатками известного препрега. являются нетехнологичность препрега 20 в отношении формоустойчивости, большая и быстрая потеря прочности при нагреве стеклопластикового изделиядо 150 С и дрЦель изобретения - улучшение тех нологических свойств препрега, повышение термостойкости стеклопластиков на его основе и обеспечение возможности получения намоточных стеклопластиковых изделий непрерывным 30 методом.Указанная цель достигается тем, что на основе стекловолокнистого наполнителя и эпоксидного связующего, содержащего триглицидилпарааминофенол 35 и отвердитель, дополнительно содержит продукт взаимодействия диглицидилового эфира полиэпихлоргидрина с полиизоцианатбиуретом и в качестве отвердителя изометилтетрагидрофталевый ан гидрид .при следующем соотношении компонентов, вес,ч.:ТриглицидилпарааминофенолПродукт взаимодей- Мствия диглицидилового эфира полиэпихлоргидрина а полиизоцианатбиуретом 10,0-90,0Изометилтетрагидрофталевый .ангидрид 108,0-136,0Стекловолокнистыйнаполнитель 100,0-900,0П р и м е р 1. Приготовление эпоксидного связующего.В реактор, снабженный обогревом и механической мешалкой, загружают 20,0 вес.ч. йродукта взаимодействия 86 фдиглицидилового эфира полиэпихл, -гидрина с полиизоцианатбиуретом(соотношение ЙСО групп последнего кОН группам диглицидилового эфира полиэпихлоргидрина составляет 0,5 эквивалентного), затем вводят80,0 вес.ч, триглицидилпарааминофенола и 130 вес.ч. технического продуктаизометилтетрагидрофталевого ангидрида.Получение препрега,Приготовленное эпоксидное связующее загружают в ванну пропиточноймашины и перерабатывают его методомнепрерывной намотки по "мокрому"способу при температуре 45 С.Содержание стекловолокннстого наполнителя (ровинга марки РВМ 1110-1260 х 76) - 575 вес.ч.Отверждение препрега ведут приотемпературе 150 С 20 мин, а при160 С - 2 ч.П р н м е р 2, Приготовлениесвязующего.Осуществляют аналогично примеру 1,но при другом соотношении компонентов (табл. 1).Соотношение МСО групп последнегок ОН группам диглицидилового эфираполиэпихлоргидрина составляет О,1эквивалентного.Получение препрега.Осуществление аналогично примеру 1,но при этом в качестве наполнителяберут стеклоткань марки УТС.П р и м е р 3. Приготовление связующего.Осуществляют аналогично примеру 1,но при другом соотношении компонентов (табл. 1).Соотношение йСО групп последнегок ОН группам диглицидилового эФираполиэпихлоргидрииа составляет 0,1 эквивалентного.Получение препрега.Осуществляют аналогично примеру 1,но при этом, в качестве наполнителяберут стеклоткань марки ВМС 6=14,4 хх 1 х 2-76,П р и м,е р ы 4-5. Аналогичнопримеру 1, но при другом соотношениикомпонентов (табл. 1).В табл, 1 приведены составы предлагаемых препрегов по примерам 1-5.В табл. 2 представлены свойствапредлагаемого препрега и намоточногостеклопластика на его основе в сравнении с известными,Таблица 1 Количество компонентовд вес.ч. При-При- При- При Пример мер 2 мер 3 мер 4 мер 5 Компоненты Продукт взаимодействия диглицидилового эфираполиэпихлоргидрина с полиизоцианатбиуретом 20 90 . 10 50 40 Триглицидил- парааминофенол 80 10 90 50 60 Иэометилтетрагидрофталевыйангидрид 130 36 108 20 28 Стекловолокнистый наполнитель 515 236 208 900 100 5, 8511Таким образом, предлагаемый препрег обладает совокупностью технологических свойств, позволяющих намоточные стеклопластиковые изделия (тру. бы и профили) получать непрерывным методом, т.е. осуществлять намотку иэделия с одновременным движением его по технологическому тракту через камеру полимериэации с последующим сня" тисм путем сдвига части изделия, под- О вергнутой в камере кратковременной термообработке, с оправки и возвращением оправки в технологический цикл. Этот метод позволяет полностью механизировать процесс изготовления 1 стеклопластиковых изделий.Кроме того, такая совокупность тех-, нологических свойств препрега включает:а) высокую скорость предварит"ль ного отверждения 12 мин при 150 С) препрега, поскольку она определяет производительность установки непре" рывного действия и, в конечном итоге, производительность труда;25б) формоустойчивость стеклопластика, полученного в результате намотки и кратковременного отверждения препрега, т,е. устойчивость нагретого 86 6до 150 С в процессе отверждения материала к механическим (в данном случаесдвиговым) воздействиям, позволяетсдвигать его с оправок. Известно, чтоподавляющее большинство высокопрочностных эпоксидных материалов в нагретом состоянии (140-160 С) разрушается при незначительном механическомвоздействии (т.е. не формоустойчивы).Например, наиболее распространенныесвязующие на осйове диановых смолЭДи ЭД(промьппленные маркиЭДТи Иф-ЭД-КГ) даже после полоного отверждения при 130-150 С имеютрезиноподобную консистенцию; в) сохранение геометрической конфигурации изделия на основе предлагаемого препрега, подвергаемого дальнейшей термообработке после снятия с оправкиг) жизнеспособность прелрега, позволяющую транспортировать материал и иметь цеховой запас не менее 5-10 сут (в сумме не менее 15-20 сут).Кроме того, предлагаемый препрег обеспечивает также более высокие прочностные показатели стеклопластика (особенно, при 150 С).. хо ащОХОчд Ое о модМЮЭдИ 857 86 Фчоо ьХ лв ооЦ лООиооюф СхО 3Ю Ю Ю ф Ю о Ф д Э с ох ч а ц е ь н х М ц о о р, Ю О Ю Ю ли Юхх Оми фоцуп ЮднолЦ ЭВран в Ю Ю а л ц д1ох 1чм оа онх4 Х 1цоор.Юфо о Ю Ю о с 0 1 У 0 3о оХ- ОРф ОО оо .о юДСЮ ЛЦ счцэи ю9 рхГ. 6О 857186 15 9Формула изобретения Препрег на основе стекловолокнистого наполнителя и эпоксидного связующего, содержащего триглицидилпарааминофенол и отвердитель, о т л и - ч а ю щ и й с я тем, что, с целью улучшения технологических свойств препрега, повышения термостойкости стеклопластиков на его основе и обеспечения возможности получения намоточных стеклопластиковых изделий непрерывным методом, он дополнительно содержит продукт взаимодействия диглицидилового эфира полиэпихлоргидрина с полиизоцианатбиуретом, в качестве отвердителя изометилтетрагидрофталевый ангидрид при следующем соотношении компонентов, вес.ч.:Триглицидилпарааминофенол 10,0-20,0 ПроДукт взаимодействия диглицидилового эфира полиэпихлоргидрина с полиизоцианатбиуретом 10,0-90,0 Изо-метилтетрагидрофталевый ангидрид 108,0-136,0 Стекловолокиистыйнаполнитель100,0-900,0 Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1, Новые неметаллические матери,алы. Межотраслевой семинар. Вып. 1, Сетунь, 1971, М., ВИМИ, М 1973,2. Справочное руководство по эпоксидным смолам. М., "Химия", 1975.3. Авторское свидетельство СССРпо заявке В 2567767/23-05,20 кл. С 08 1. 63/02, 1978.4. Авторское свидетельство СССРпо заявке У 2654866/23-05,кл. С 08 1 63/02. 1978 (прототип).Составитель В. ЧистяковаРедактор Г. Волкова Техред 3, Фанта Корректор Е. РошкоЗаказ 7141/39 Тираж 530 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва Ж, Раушская наб. д, 4/5Филиал ПП 11 "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4