Композиційний матеріал

Изобретение относится к композиционным материалам, используемым в качестве заполнителей и элементов текучести и находит применение о судостроении. Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является композиционный материал, включающий модифицированную эпоксидную смолу ЭДС-АП и полые стеклянные микросферы, в качестве наполнителя. Недостатком известного материала является высокая плотность, составляющая 480 кг/м 3. В основу изобретения положена задача разработать состав композиционного материала, обладающий пониженной плотностью с сохранением водопоглощения не более 0,5% путем использования соответствующи х компонентов в качестве наполнителя и смолы. Поставленная задача достигается тем, что композиционный материал. включающий эпоксидную смолу и наполнитель, согласно изобретению, в качестве эпоксидной смолы содержит эпоксидную диановую смолу, а в качестве наполнителя - смесь капронового волокна и пенополистирольные шарики при следующем соотношении компонентов, мас.ч.; Для получения композиционного материала использовали капроновое волокно, ТУ 6-06-37-36-86, с длиной 5 мм и диаметром 10-12 мм; эпоксидную смолу ЭД-20, ГОСТ 10587-84; пенополистирольные шарики, ГОСТ 1558886. Смеси получали путем разогрева и перемешивания ингредиентов в лабораторной мешалке в режиме 120 об/мин. Полученные смеси помещали в форму 100 х 100 х 100, смазанную парафином и выдерживали на воздухе (22 ± 2°С) в течение 24 часов. Испытание образцов на кажущуюся плотность осуществляли по ГОСТ 17177-87, на водопоглощение следующим образом. Полученные образцы взвешивали, затем помещали их в герметичную камеру, в которую подавали с помощью насоса (например, насоса НД 2,5 63/100 К/Д/14А/ воду под давлением 50 кг/см 2, после этого перекрывали вентиль. Выдерживали сутки в герметичной камере при давлении 50 кг/см 2. Затем извлекали образцы из герметичной камеры и взвешивали, определяя их вес после впитывания воды. Определялась разница веса образцов после впитывания Рвпит и до впитывания Рисх их воды / DP / . Затем определялось P водопоглощение в % / ´ 100% / . Pисх. Композиционный материал получали следующим образом. Необходимое количество эпоксидной смолы перемешивали в лабораторную мешалку и разогревали до 80°С, добавляли капроновые волокна и перемешивали в течение 10 минут со скоростью 120 об/мин до равномерного распределения волокон. Затем добавляли пенополистирольные шарики и снова перемешивали 3 минуты. Полученную суспензию заливали в форму 100 х 100 х 100 мм, смазанную парафином и выдерживали при температуре 22 ± 2°С в течение 24 часов. После этого определяли кажущуюся плотность и водопоглощение полученных образцов. Далее приводятся сведения, подтверждающие возможность осуществления изобретения. Пример 1. В мешалку загружают 50г элоксидной смолы, нагревают до 80°C, добавляют 5 г капронового волокна и перемешивают в течение 10 минут до равномерного распределения волокна со скоростью 120 об/мин. Затем добавляют 30 г пенополистирольных шариков и перемешивают 3 минуты. Полученную смесь заливают в форму и выдерживают в течение 24 часов при температуре 22 ± 2°С. Определяют плотность и /водопоглощенйе готового образца. Состав и Свойства композиционного материала показаны в примере 1 таблицы. По сравнению с прототипом (пример 21) плотность ниже, однако, по водопоглощению композиционный материал не соответствует потребительским требованиям. Поставленная задача не достигается, Примеры 2-4. Поступали аналогично примеру 1, изменяя содержание компонентов соответственно на: эпоксидная смола 50 г; пенополистирольных шариков 36, 40, 45 г; 5 г капронового волокна. Состав и свойства композиционного материала приведены в таблице примеры 2-4. По сравнению с прототипом (пример 21) плотность ниже и составляет 434, 416, 414 кг/м 3, однако, водопоглощение значительно превышает предел 0,5%, что не соответствует потребительским требованиям. Поставленная задача не достигается. Примеры 5-8. Поступали так, как описано в примере 1, изменяя содержание компонентов соответственно на: 55 г эпоксидной смолы; 36,40,45 г пенополистирольных шариков и 5 г капронового волокна, Составы и свойства композиционного материала приведены в примерах 5-8 таблицы. В примерах 6 и 7 содержание компонентов в пределах заявляемого интервала. Поставленная задача достигается, плотность заявляемого композиционного материала ниже, чем у прототипа, при сохранении водопоглощения до 0,5% (соответственно 0,49; 0,5%). При содержании пенополистирольных шариков ниже заявляемого интервала (пример 5), плотность выше, чем у прототипа. Поставленная задача не достигается. При содержании пенополистирольных шариков выше заявляемого интервала (пример 8), хотя плотность и ниже чем у прототипа, однако значительно возросло водопоглощение (0,61%). Поставленная задача не достигается. Πримеры 9-12. Поступали аналогично примеру 1, изменяя содержание эпоксидной смолы: 60 г пенополистирольных шариков на 30; 40; 45, капроновое волокно 5 г. При содержании эпоксидной смолы пенополистирольных шариков и капронового волокна в пределах заявляемого интервала поставленная задача достигается (примеры 10, 11). Если содержание пенополистирольных шариков заявляемого интервала (пример 9), то поставленная задача не достигается (водопоглощение 0,42%, а плотность выше, чем у прототипа), если содержание пенополистирольных шариков выше заявляемого интервала, поставленная задача не достигается (пример 12). Примеры 13-16. Поступали аналогично примеру 1, изменяя содержание эпоксидной смолы - 63 г, пенополистирольных шариков 36, 40, 45 г,капронового волокна - 5 г. Составы и свойства композиционного состава представлены в таблице примеры 13-16. По сравнению с прототипом (пример 21) плотность значительно возросла и составляет соответственно: 594, 549, 503, 486 кг/м 3. Поставленная задача не достигается. Примеры 17-20. Поступали аналогично примеру 1, изменяя соответственно: эпоксидную смолу - 60 г, пенополистирольные шарики - 40 г, капроновое волокно - 3, 4, 5, 6 г. При содержании капроновых волокон в пределах заявляемого интервале (примеры 18, 19) плотность ниже, чем у прототипа при сохранении водопоглощения не более, чем 0,5%. При содержании капроновых волокон ниже заявляемого предела (пример 17), плотность возрастает по сравнению с прототипом (пример 21) Поставленная задача не достигается. При содержании капроновых волокон выше заявляемого интервала (пример 20), хотя плотность ниже (441 кг/м 3), нем у прототипа (пример 21), однако, поставленная задача не достигается, так как водопоглощение возросло и составляет 0,57%. Пример 21 - прототип. В таблице приведены данные композиционного материала, описанного в каталоге "Вспененные пластические массы". - Черкассы: НИИТЭ -ХИМ, 1988. - с.36. Композиционный материал, описанный в прототипе имел следующий состав: Таким образом, заявляемый композиционный материал, как заполнитель объемов и элементов плавучести, позволяет снизить плотность при сохранении водопоглощения не более, чем 0,5%.