Препрег на основі епоксидного зв’язуючого

Реферат: Винахід належить до галузі препрегів на основі епоксидних зв'язуючих для виготовлення композиційних конструкційних матеріалів і виробів для авіації, космічної промисловості, суднобудування та інших галузей техніки. Задачею винаходу є зниження ваги препрегу, усунення пористості і підвищення термічних властивостей отриманого з нього вуглепластика шляхом відмови від використання легколетких органічних розчинників, зміни складу зв'язучого і складу препрегу. Для вирішення поставленої задачі запропоновано препрег на основі епоксидного зв'язучого, яке включає епоксидну діанову смолу, модифіковану диглицідиловим етером діетиленгліколю, епокситрифенольну смолу, бромвмісну епоксидну діанову смолу, диціановий естер бісфенолу Е, модифікований поліедральним олігомерним епоксициклогексилсилсесквіоксаном та волокнистий наповнювач. UA 109229 C2 (12) UA 109229 C2 UA 109229 C2 5 10 15 20 25 30 Винахід належить до області композицій на основі епоксидних зв'язуючих та волокнистих наповнювачів для виготовлення композиційних конструкційних матеріалів і виробів для авіації, космічної промисловості, суднобудування та інших галузей техніки. Відомий препрег на основі епоксидного зв'язучого, яке включає епоксидну діанову смолу, епокситрифенольну смолу, диціандіамід, біс (N, N-диметилкарбамідо) дифенілметан, органічний розчинник та хлор-мідний комплекс і волокнистий наповнювач (патент РФ № 2172328). Недоліком відомого препрегу є високий вміст в'яжучого, що веде до зростання ваги виробів з нього, та пористість, яка знижує міцнісні і термічні властивості, що обмежує його використання для виготовлення конструкційних матеріалів і виробів. Найбільш близьким за технічної суттю до запропонованого препрегу є препрег (патент РФ № 2028334), що включає епоксидне зв'язуюче такого складу, мас. ч.: епоксидна діанова смола, модифікована 19±0,1 дигліцидиловим етером діетиленгліколю епокситрифенольна смола 19±0,1 бромвмісна епоксидна 19±0,1 діанова смола біс-N, N-(диметилкарбамідо) 3,1±0,05 дифенілметан спирт 24±0,1 ацетон 16±0,1 дихлор-(біс)-2-меркапто-5трихлорацетиламіно-1,3.40,3-1,0 тіадіазол нікель (II) та волокнистий наповнювач (вуглецеві нитки, джгути, стрічки, тканини і їх комбінації за такого співвідношення компонентів, мас. ч.: епоксидне в'яжуче 30-42 волокнистий наповнювач 58-70. Вуглепластик, виготовлений шляхом формування вказаного препрегу. Препрег за прототипом характеризується покращеними фізико-механічними властивостями після отверднення. Недоліком препрегу за прототипом є високий вміст в'яжучого, що веде до зростання ваги виробів з нього та пористість за рахунок використання легколетких органічних розчинників, що підвищує небезпеку для здоров'я технічного персоналу на виробництві і підвищує витрати виробництва, оскільки розчинники потрібно потім видаляти і утилізувати, яка знижує міцнісні і термічні властивості, що обмежує його використання для виготовлення конструкційних матеріалів і виробів. Задачею винаходу є зниження ваги препрегу, усунення пористості і підвищення термічних властивостей отриманого з нього вуглепластику шляхом відмови від використання легколетких органічних розчинників, зміни складу зв'язучого і складу препрегу. Для вирішення поставленої задачі запропоновано препрег на основі епоксидного зв'язучого, яке включає епоксидну діанову смолу, епокситрифенольну смолу, бромвмісну епоксидну діанову смолу та диціановий естер бісфенолу Е модифікований поліедральним олігомерним епоксициклогексилсилсесквіоксаном за такого співвідношення компонентів, мас. ч.: епоксидна діанова смола, модифікована диглицідиловим 19±0,1 етером діетиленгліколю епокситрифенольна смола 19±0,1 бромвмісна епоксидна діанова 19±0,1 смола диціановий естер бісфенолу Е, модифікований поліедральним 43±0,1 олігомерним епоксициклогексилсилсесквіоксаном і волокнистого наповнювача за такого співвідношення компонентів, мас. ч.: епоксидне в'яжуче 28-34 волокнистий наповнювач 66-72. Для підтвердження суті винаходу наводимо приклад здійснення. Приклад 1. У реактор з мішалкою поміщали 19 мас. ч. бромвмісної епоксидної смоли, 19 мас. ч. епокситрифенольної смоли ЕТФ, 19 мас. ч. смоли ЕД-20, модифікованої дигліцидиловим етером діетиленгліколю, 43 1 UA 109229 C2 5 мас. ч. диціанового естеру бісфенолу Е модифікованого поліедральним олігомерним епоксициклогексилсилсесквіоксаном, перемішували за температури 100 °C протягом 20-25 хв до повної гомогенізації. Вуглецеві стрічки просочували отриманим зв'язуючим, збирали пакет з 7 шарів препрегу, укладали у форму і пресували за таким режимом: нагрівання до температури (175±5)°С зі швидкістю 1-2 °C/хв. за вакуумному тиску 0,085 МПа і надлишковому тиску 0,250,30 МПа і витримка при (175±5)°С і надлишковому тиску протягом 5 годин. Таблиця Зразок вуглепластику Прототип Приклад 1 Приклад 2 Приклад 3 Вміст в'яжучого, % 28,0 34,0 31,0 36,0 Межа міцності при розтягненні при 20 °C, МПа 1684 1710 1698 1654 Межа міцності при розтягненні при 150 °C, МПа 1645 1658 1650 413 Модуль пружності при розтягненні, МПа 153487 155220 154466 142891 Межа міцності при стисканні, МПа 990 1080 1015 969 Пористість, % 0 0 0 20 Характеристики* 10 15 У таблиці 1 наведено властивості зразків вуглепластиків, виготовлених з препрегів за винаходом і за прототипом. З наведених у таблиці даних випливає, що навіть при зниженому вмісті зв'язуючого в вуглепластику зразки, отримані за винаходом мають вищі фізико-механічні властивості у порівнянні з прототипом, особливо при високих температурах і на відміну від прототипу вони є абсолютно непористі. Таким чином, застосування зв'язуючого і виробів з нього дозволить підвищити надійність і ресурс виробів авіаційної і космічної техніки, суднобудування та інших галузей техніки. ФОРМУЛА ВИНАХОДУ 20 Препрег на основі епоксидного зв'язуючого, яке включає епоксидну діанову смолу, модифіковану дигліцидиловим етером діетиленгліколю, епокситрифенольну смолу, бромвмісну епоксидну діанову смолу, отверджувач, органічний розчинник, і волокнистого наповнювача, який відрізняється тим, що як отверджувач і органічний розчинник містить диціановий естер бісфенолу Е, модифікований поліедральним олігомерним епоксициклогексилсилсесквіоксаном при такому співвідношенні компонентів зв'язуючого, мас. ч.: 25 епоксидна діанова смола, модифікована дигліцидиловим етером діетиленгліколю 19±0,1 епокситрифенольна смола 19±0,1 бромвмісна епоксидна діанова смола 19±0,1 диціановий естер бісфенолу Е, модифікований поліедральним олігомерним епоксициклогексилсилсесквіоксаном 43±0,1 і волокнистий наповнювач при такому співвідношенні компонентів, мас. ч.: епоксидне зв'язуюче волокнистий наповнювач 28-34 66-72. Комп’ютерна верстка І. Мироненко Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Василя Липківського, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП "Український інститут інтелектуальної власності", вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 2