Композиційний матеріал та спосіб його одержання

Изобретение относится к технологии получения композиционных материалов, в частности к базальтовому материалу и способу его получения, находящему применение в химической промышленности, строительстве, машиностроении и других отраслях техники, например, для армирования резинотехнических изделий. Известен композиционный материал, содержащий стекловолокно, пропитанное составом, состоящим из следующих компонентов, мас.%: Пропитку стекловолокна осуществляют нанесением вышеуказанного состава на жгут из стекловолокна, затем проводят его термообработку при 130 - 140°C в течение 4мин. Пропитанные нити характеризуются низкой адгезией к резине (4,8кг/см2), что ограничивает их применение для армирования резино-технических изделий [1]. Известен композиционный материал, полученный нанесением на поверхность базальтового волокна пропиточного раствора парафина в толуоле с последующей термообработкой. Полученный базальтовый материал характеризуется прочностью (0,424Н/текс.). [2]. Указанный материал и способ его получения являются наиболее близкими техническими решениями заявленным. Достигаемая прочность материала невелика, а наличие в пропиточном составе парафина делает этот материал непригодным для использования в композиционных материалах. В основу изобретения положена задача путем качественного и количественного изменения пропиточного состава и технологических режимов термообработки получить базальтовый композиционный материал с высокой механической прочностью, эластичностью, высокой адгезией к резине. Задача решена тем, что базальтовый композиционный материал, содержащий базальтовое волокно и органический пропиточный состав, согласно изобретению, содержит в качестве органического пропиточного состава эпоксидированный диеновый полимер и олигоамидную смолу при следующем соотношении исходных компонентов, мас.%: В способе получения базальтового композиционного материала, включающем нанесение пропиточного состава на базальтовое волокно и последующую его термообработку, согласно изобретению, пропиточный состав, состоящий из эпоксидированного диенового полимера и олигоамидной смолы, взятых в весовом соотношении 1,8 - 19,0 : 1,0 соответственно, наносит на базальтовое волокно в соотношении 0,01 - 1,5 : 1,0 соответственно и проводят термообработку его при температуре 130 - 240°C в течении 0,2 - 6мин. В качестве эпоксидированного диенового полимера используют, например полимер СКН-ЭЛ (ТУ 38 - 40 - 3650 - 90), представляющий собой форполимер карбоксилсодержащего полибутадиенового каучука или полибутадиеннитрильного каучука и эпоксидной смолы, содержащий 10 - 12 эпоксидных групп, имеющий вязкость 80 - 120П. В качестве олигоамидной смолы используют, например смолу Л-18, Л -19 или Л-20 (ТУ 6 - 05 - 11 - 3 - 74), которая представляет собой продукт конденсации димеризованных метиловых эфиров и различных фракций полиэтиленполиамина (аминное число 90 - 120, 120 - 160 или 175 - 220 условная вязкость по шариковому вискозиметру при 20°C: 30 - 220сек, 30 - 100сек, 15 - 85сек). Способ получения базальтового материала осуществляется путем пропускания базальтовых волокон через ванну, в которой находится смесь эпоксидированного диенового полимера и олигоамидной смолы в соотношении от 1,8 : 1 до 19 : 1 соответственно. Далее пропитанное базальтовое волокно поступает на отжимное устройство, с помощью которого удаляют избыток пропиточного состава (связующего). При этом количество нанесенного пропиточного состава на базальтовое волокно составляет в весовом соотношении 0,01 - 1,5 : 1,0 соответственно. Затем пропитанный материал подвергают термообработке при температурах 180 - 240°C в течение 0,2 - 6,0мин. Использование олигоамидных смол совместно с эпоксидированием диеновым полимером и базальтовым волокном в заявляемых количествах при заявляемых режимах термообработки (высокая температура, ограниченное время) приводит к получению пропитанного базальтового материала, который характеризуется повышенной прочностью, вероятно за счет создания переходного слоя на границе полимерное связующее - волокно путем образования химических связей с активными группами на поверхности базальта. Заявляемый режим термообработки обеспечивает эффективное взаимодействие пропиточного состава на основе эпоксидированного диенового полимера и олигоамидной смолы с базальтовым волокном, а также перераспределение полярности по толщине пропиточного слоя, что обеспечивает высокую адгезионную прочность покрытия к резиновым смесям на основе полибутадиеновых, изопреновых, бутадиеннитрильных каучуков. Изобретение иллюстрируется следующими примерами получения базальтового пропитанного материала и его испытаний. Пример 1. Заявляемый базальтовый пропитанный материал следующего состава, мас.%: Получение указанного материала осуществляют следующим образом. Базальтовое волокно в количестве 100г подают в ванночку со смесью для покрытия волокон, состоящей из эпоксидированного диенового полимера, содержащего 8 - 12 эпоксидных групп, имеющего вязкость 80 - 120П, и олигоамидной смолы (с аминным числом 175 - 220 и условной вязкостью по шариковому вискозиметру при 20°C 15 - 85сек) в весовом соотношении 4 : 1. Излишки пропиточного состава удаляют отжимным устройством. При этом количество нанесенного пропиточного состава на базальтовое волокно составляет в весовом соотношении 0,25 : 1, соответственно. Далее проводят термообработку базальтового волокна с нанесенным на него пропиточного состава при температуре 200 ± 5°C в течении 4мин и получают пропитанный материал вышеуказанного состава. Полученный базальтовый пропитанный материал был испытан на прочность, эластичность, адгезию к резине. Испытания проводились параллельно с известным базальтовым пропитанным материалом (базальтовой нитью, пропитанной смесью парафина и толуола). Результаты испытаний представлены в табл.1. Пример 2. Заявляемый базальтовый пропитанный материал следующего состава, мас.%: Способ получения указанного материала, его испытаний представлены в табл.2. Пример 3. Заявляемый пропитанный материал следующего состава, мас.%: Способ получения указанного материала и его испытания осуществляют аналогично примеру 1. Результаты испытаний представлены в табл.2. Пример 4. Заявляемый базальтовый пропитанный материал аналогичного примеру 1 состава, мас.%: Способ получения указанного материала и его испытания осуществляют аналогично примеру 1. Результаты испытаний представлены в табл.2. Примеры 5-6. Заявляемый базальтовый пропитанный материал аналогично примеру 1 состава получают аналогично описанному в примере 1 при температуре термообработки 180°C или 240°C, время термообработки 6мин иди 0,2мин. Испытания полученного материала проведены аналогично примеру 1. Результаты испытаний представлены в табл.3.