Препрег

 

Изобретение относится к препрегам на основе стекловолокнистого наполнителя и связующего и может быть использовано для изготовления стеклопластиковых изделий конструкционного назначения методами прессования, раздува, "сухой" намотки. Цель изобретения состоит в создании препрега, обеспечивающего повышение упруго-прочностных свойств стеклопластика на его основе с одновременным сохранением жизнеспособности и скорости отверждения при 140°С. Препрег содержит, мас.ч. 110-350 стекловолокнистого наполнителя, 100 эпоксидной диановой смолы, 5-20 модификатора, взятого из ряда поливинилацетали, акрилонитрилбутадиеновые каучуки, сополимеры акриловой и метакриловой кислот, сополимеры стирола с нитрилом акриловой кислоты, 3-15 дициандиамида, 2-10 несимметрично замещенных производных мочевины, 0,1-5 продукта взаимодействия эфиров ортотитановой кислоты с изо-метилтетрагидрофталевым ангидридом, взятых при массовом соотношении 1:1. 2 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU„„1608199

А1

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н A BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ П<НТ СССР

1 (21) 4645934/23-05 (22) 02.02.89 (46) 23.11.90. Бюл. К - 43 (72) В.И.Дрейцер, Л.П.Терещенко, P.В.Ситникова, M.È.Рудич и В.П.Фетисов (53) 678.067.5(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 1008230, кл. С 09 J 3/16, 1983.

Заявка Японии В 60-94419, кл. С 08 G 59/68, РЖХ 1986, 7Т85.

Заявка Японии N - 62-68874, кл. С 09 F 3/16, РЖХ 1988, 8Т276. (54) ПРЕПРЕГ (57) Изобретение относится к препрегам на основе стекловолокнистого наполнителя и связующего и может быть использовано для изготовления стеклопластиковых изделий конструкционного назначения методами прессования, раздува, "сухой" намотки. Цель изобреИзобретение относится к предварительно пропитанным материалам — препрегам, состоящим из стекловолокнистого наполнителя и эпоксидного связующего, и может быть использовано для получения стеклопластиков кон-, струкционного íазначения методами прессования, сухой намотки, раздува, в частности, для изготовления спортивного инвентаря: шестов, жердей, теннисных ракеток.

Целью изобретения является повышение упругопрочностных показателей стеклопластика при сохранении жизнеспособности и скорости отверждения препрега 140 С. (51)5 С 08 J 5/24. В 32 В 17/04, 27/38, С 08 Е 63/02

2 тения состоит в создании препрега, о бе спе чив ающе го по вышек ие упру гопрочностных свойств стеклопластика на его основе с одновременным сохранением жизнеспособности и скорости отверждения при 140 С. Препрег в своем составе содержит 110-350 мас.ч стекловолокнистого наполнителя, 100 мас.ч. эпоксидной диановой смолы, 5-20 мас. ч. модификатора, взятого из ряда: поливинилацетил, акрилонитрилбутадиеновые каучуки, сополимеры акриловой и метакриловой кислот, сополимеры стирола с нитрилом акриловой кислоты, 3-15 мас. ч. дициандиамина, 2-10 мас. ч. несимметрично замещенных производных а мочевины, 0,1-5 мас.ч. продукта вза9 имодействия эфиров ортотитановой кисло ты с из оме тилте тра гидрофталевым ангидридом, взятых в массовом соотношении 1: 1. 2 табл.

Пример 1. Получение продукта взаимодействия тетрабутоксититана ,и изометилтетрагидрофталевого ангидрида.

В емкость, снабженную мешалкой, загружают 100 мас.ч. тетрабутоксититана и 100 мас.ч. изометилтетрагидрофталевого ангидрида. В результате реакции происходит саморазогрев смео си до 50 С; перемешивание ведут до достижения в реакционной смеси температуры 20-250С (.2 ч), затем полученный продукт сливают в емкость.

Пример 2. Получение продукта взаимодействия полибутилтитаната (продукт частичного гидролиза тетра1608199

55 бутоксититана) и изометилтетрагидроф",алев о ro ан гидрида .

В емкость, снабженную мешалкой, загружают 100 мас. с. полибути«титаната и 100 мас.ч. изометилтетрагидрофталевого ангидрида. Условия протекания реакции аналогичны примеру 1.

В табл. 1 приведены свойства про-дуктов взаимодействия, полученных по примерам 1 и 2, в сравнении с исходными компонентами.

Пример 3. Получение препрега и стеклопластика.

В емкость, снабженную мешалкой, загружают 10 мас.ч. сополимера стирола с нитрилом акриловой кислоты (CAH) и 30 мас ° ч. ацетона, перемешивают смесь 6-7 ч до полного растворения сополимера. Затем загружают

100 мас.ч. эпоксидной диановой смолы марки ЭД-16, предварительно разогретой до 500С, и смесь перемешивают еще 15 мин. После этого загружают

5 мас.ч. отвердителя — дициандиамина и 6 мас.ч. ускорителя — которана, состоящего из 80 + 2X N-(3-трифтор1 ме тилфенил) -N, N -диме тилмочевины, 8 + 17o белой сажи, 8 + 1/ поверхностно-активного вещества ОП-7 и 2 + 1X

30 каолина, предварительно растворенных в 20 мас.ч. этилцеллозольва,20мас..ч. о ацетона и 10 мас.ч. воды при 60-70 С.

Смесь перемешивают 10-15 мин, затем добавляют О, 6 мас. ч. продукта вэ аимо35 действия, полученного по примеру 1.

Смесь снова перемешивают и заливают в ванну пропиточной машины. Пропитанный стекловолокнистый материал сушат при температуре воздуха в шахтных печах 100-120 С со скоростью прохождения в них 0,8-1,2 м/мин. Готовый препрег содержит 40,3Х связующего и 0,67 летучих веществ. Расход стекловолокнистого тканого наполнителя марки 45

Т-41-76 составляет 180 мас.ч.

Стеклопластик получают методом о. раздува и отверждают по режиму: 140 С—

18 мин при давлении 5-6 кгс/см . Готовый стеклопластик содержит 327.

50 связующего. Возможна термообработка при 140 С в .течение 2 ч.

Пример 4. Осуществляют процесс аналогично примеру 3, но препрег имеет следующий состав, мас.ч ° .

60 мас.ч. эпоксидной ди ановой смолы марки ЭД-8 и 40 мас.ч. эпоксидной диановой смолы марки ЭД-20 100

Акрилонитрилбутадиеновый каучук марки СЕН-30КТРА

Дициандиамид

Которан

Продукт взаимодействия по примеру 2

Стекловолокнистый тканый

12

10 наполнитель марки

Т-25-78(ВМ) 236

Препрег содержит 377 связующего и 0,77 летучих веществ.

Стеклопластик получают раздувом и отверждают по режиму, укаэанному в примере 3. Готовый стеклопластик содержит 297. связующего.

Пример 5. Осуществляют процесс аналогично примеру 3, но препрег имеет следующий состав, мас.ч.:

Эпоксидная диановая смола марки ЭД-20 100

Полив ин илбутираль 20

Дициандиамид 15

Диурон, состоящий из 80+27

N-(3,4-дихлорфенил)-N,N—

), 1 диметилмочевины, 4 + 1X поверхностно-активного вещества ОП-7, 5 + 1X спиртодрожжевой бражки, 5 + 1X белой сажи, 4 + 1X каолина

Продукт взаимодействия по примеру 1 5

Стекловолокнистый тканый наполнитель марки

УТС-76(82) 350

Препрег содержит 307. связующего и 0,47. летучих веществ. Стеклопластик получают прессованием и отверждают по режиму, указанному в примере

3. Готовый стеклопластик содержит

287 связующего.

Пример 6. Осуществляют процесс аналогично примеру 3, но препрег имеет следующий состав, мас.ч.:

Эпоксидная диановая смола марки ЭД-14 100

Сополимер бутилакрилата с метакриловой кислотой марки BMK-5 5

Дициандиамид N- (3-Трифторметилфенил) -N, N -диметил/ i мочевина (полупродукт) 2

Продукт взаимодействия по примеру 2 ОУ1

Стекловолокнистый наполнитель марки Т-25-76(BM) 110

Препрег содержит 507. связующего и

0,97 летучих веществ.

16081

5-20

3-15

2-10

О, 1-5,0

110-350

Кислотное число

Компоненты

Тетрабутоксититан Нейтральная реакция

Полибутоксититанат

Изометилтетрагидрофталевый ангидрид

Продукт взаимодействия по примеру е 1

684, 2

249,6

232,4

Стеклопластик получают йрессованием и отверждают по режиму, указанному в примере 3. Готовый стеклопластик содержит 34% связующего.

Пример 7. Осуществляют процесс аналогично примеру 3, но препрег имеет следующий состав, мас,ч.:

60 мас.ч. эпоксидной диановой смолы марки ЗД-20 и 40 мас.ч, эпоксидной диановой смолы марки

Э-49П 100

Смесь сополимера стирола с нитрилом акриловой кис15 лоты (САН) с сополимером бутилакрилата с метакриловой кислотой SMK-5 при массовом соотношении 2:1

Дициандиамид 20

N- (3 4-Дихлорфе нил)—

N,N -диметилмочевина

1 (полупродукт)

Продукт взаимодействия по примеру 1 - 2,5 25

Стекловолокнистый тканый наполнитель марки УТС 220

Препрег содержит 42% связующего. и 0,6% летучих веществ. Стеклопластик получают раздувом и отверждают по режиму, указанному в примере 3.

Готовый стеклопластик содержит 32% связующего.

Свойства препрегов но примерам

3-8 и стеклопластиков на их основе в сравнеНии с базовым объектом и из35 вестными препрегом и стеклопластиком приведены в табл. 2, Препреги .предла- гаемого состава обеспечивают стеклопластикам на их основе повышение прочности при изгибе в направлении армирования по основе на 12-27% и в случае равнопрочной структуры арми99 6 рования на 6-18%, а также повышение ударной вязкости в направлении армирования по основе в 1,3- 1,6 раза и в случае равнопрочной структуры армирования в 1,5-2,1 раза. формула изобретения

Препрег на основе стеклоткани и связующего, содержащего эпоксидную диановую смолу, модификатор, выбранный из группы, включающей поливинил-. ацеталь, акрилонитрилбутадиеновый каучук, сополимеры акриловой или метакриловой кислот, сополимер стирола с нитрилом акриловой кислоты, латентный отвердитель — дициандиамид и ускоритель — несимметрично замещенные производные мочевины, о т л и ч а ю— шийся тем, что, с целью повышения упругопрочностных показателей стеклопластика на его основе при сохранении жизнеспособности и скорости о отверждения препрега при 140 С, он дополнительно содержит продукт взаимодействия эфиров ортотитановой кислоты с изометилтетрагидрофталевым ангидридом, взятых в массовом соотношении 1:1, при следующем соотношении компонентов, мас.ч.:

Эпоксидная диановая смола

Модификатор

Отвердитель

Ускоритель

Продукт взаимодействия эфиров ортотитановой кислоты с изометилтетрагидрофталевым ан гидридом

Стеклоткань

1608199

Т а б л и ц а 2 ф+

Прототип

Базовый объект — тканый препрег ТУ 619 062-60-87

Предлагаемый препрег по примеру

3 4 5 6 7

Показатели

Препрег

2 2 6 2

Жизнеспособность при 20 С, мес

Время отверждения при 140 С, мин

15-18

Ударная вязкость, кг см/см в направлении основы

380 298 317 305

230

269

144

142

300 - 212 291 220

778 696 773 880

690

625

544 — 530 531 590 500

400

Воспроизведено.

Составитель В.Чистякова

Редактор В. Петраш Техред М, Ходанич

Корректор T .Èàëåö

Заказ 3594 Тираж 439 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г.Ужгород, ул. Гагарина, 101 равнопрочная структура армирования

Прочность при изгибе, кгс/см а. в направлении армирования по основе равнопрочная .структура армирования

15-18 15-18 15-18 l5-18 15-18 15-18

Стеклопластик