Способ формования крупногабаритных стеклопластиковых изделий на основе ненасыщенных полиэфирных связующих

 

Сущность изобретения: способ предусматривает получение препрега пропиткой стеклоткани ненасыщенным полиэфирным связующим, содержащим катализатор, и предварительным отверждением радиационным облучением дозой 0,1-1,0 Мрад при комнатной температуре до конверсии 10- 60% с последующим окончательным отверждением препрега при нагревании до 110-120°С. 2 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛ ИСТИЧ Е СКИХ

РЕСПУБЛИК (sl)s В 29 0 9/00, В 29 К 67:00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

K АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4713984/05 (22) 20.04.89 (46) 30.03,92. Бюл. М 12. (71) Научно-производственное объединение

"Пластмассы" (72) А,И,Бастрыкин, Ю.С,Деев, Л.Г,Коптева, М.С. Круглый, М,С,Макаров, Л.Л.Полякова и

Е.В. Горбунова (53) 678,067.5 (088.8) (56) Макаров М.С., Казанков Ю.В, Производство изделий из стеклопластиков. il.; Химия, 1973, с. 56, Седов Л.Н., Михайлова З.В. Ненасыщенные полиэфиры, М,, Химия, 1977, с. 209.

Изобретение относится к изготовлению крупногабаритных стеклопластиковых профильных изделий с использованием ненасыщенных полиэфирных смол.

Известно использование предварительно пропитанного наполнителя для производства полиэфирных стеклопластиков при изготовлении профильных изделий; трубок, цилиндров, уголков и т.д., заключающееся в том, что наполнитель, пропитанный смолой в ванне, непрерывно протягивается через оформляющую головку и затем изделие непрерывно поступает на отверждение. При производстве изделий более сложной формы и более крупногабаритных процесс пропитки наполнителя и процесс укладки его в форму следует один за другим непрерывно, т.е. производство препрега не отделяется от производства изделий.

Недостатком этого процесса является использование "мокрого" препрега, нанос связующего в котором невозможно строго

ЫЛ, 1722863 А1 (54) СПОСОБ ФОРМОВАНИЯ КРУПНОГАБАРИТНЫХ СТЕКЛОПЛАСТИКОВЫХ ИЗДЕЛИЙ НА ОСНОВЕ НЕНАСЫЩЕННЫХ

ПОЛИЭФИРНЫХ СВЯЗУЮЩИХ (57) Сущность изобретения: способ предусматривает получение препрега пропиткой стеклоткани ненасыщенным полиэфирным связующим, содержащим катализатор, и предварительным отверждением радиационным облучением дозой 0,1-1,0 Мрад при комнатной температуре до конверсии 1060% с последующим окончательным отверждением препрега при нагревании до

110-120 С. 2 табл. контролировать, при формовании из такого препрега изделий с большими вертикальными поверхностями (участками) происходит стекание связующего, что вызывает отклонения по толщине и свойствам материала изделий. При укладке "мокрого" препрега каждый последующий слой скользит по предыдущему из-за недостаточной липкости пропитанного наполнителя. Все это снижает качество изделий, производительность и ухудшает условия труда.

Наиболее близким к предлагаемому является препрег на основе ненасыщенных полиэфирных связующих, получаемый пропиткой стекловолокнистого рулонного материала, который затем с двух сторон закрывают полиэтиленовой пленкой, сматывают в рулоны и оставляют на "вызревание" в течение 2-3-х сут для получения нужной консистенции с последующим прессованием.

1722863

10

Процессы изготовления препрега и изделия разделены во времени.

Однако подготовка такого препрега— процесс длительный ("вызревание" продолжается 2 — 3 сут), а переработка в изделия требует давлений 2,5 — 25 МПа (использование вакуумного формования, позволяющего изготавливать больший ассортимент изделий, невозможно из-за низкой текучести связующего), Получение препрега со стабильными, нужными, регулируемыми свойствами невозможно, так как процесс

"вызревания" неуправляем, а свойства получаемых изделий нестабильны.

Цель изобретения — ускорение технологического процесса, повышение стабильности свойств препрега и стеклопластика на его основе с одновременным повышением прочностных характеристик стеклопластика, Цель достигается тем, что в известном способе изготовления крупногабаритных стеклопластиковых иэделий на основе ненасыщенных полиэфирных связующих (НПЭ), включающем изготовление препрега путем пропитки стеклоткани связующим, содержащим перекисный катализатор предварительного отверждения и окончательного отверждения изделия, предварительное отверждение препрега осуществляют под действием радиации дозой 0,1 — 1,0 Мрад до степени конверсии 10 — 60 при комнатной температуре, а окончательное отверждение изделия при нагревании до 110-120 С.

Пример 1. Готовят 100 г связующего

МКТ (ТУ6-01-2810-87) путем смешения диметакрил-(2,3)2-бисксилитан-(5) фталата—

100 мас.ч. диметакрилаттриэтиленгликоля—

100 мас.ч. (ТГМ-3, ТУ6-16-2010-82) и эпоксифурфурилрезорцинового олигомера — 2 мас.ч., 3 г гидроперекиси изопропилбензола (ТУ38-10293-82), перемешивают смесь 5 мин. Далее готовят препрег пропитыванием связующим (1000 г) стеклоткани T-10-80.

Пропитанную стеклоткань закрывают с двух сторон полиэтиленовой пленкой и обрабатывают под действием ускоренных электронов в воздушной среде до поглощенной дозы 0,1 Мрад в течение 25 с при мощности дозы 6х10 рад/с, Степень конверсии 10 Д

Пакет из 8 слоев препрега формуют в лист размером 500 х 500 мм в вакуумном мешке при разряжении 0,8 ат и температуре 120 С в течение 2 ч.

Пример ы 2 — 4, Процесс осуществляют аналогично примеру 1, меняя дозы облучения пропитанной стеклоткани и время формования стеклопластиков. Для получения сопоставляемых сравнительных данных с прототипом параллельно проводили формование однотипного изделия (листа), изготовленного на основе этого же материала путем пропитки стеклоткани Т-10-80.

Пропитанную стеклоткань закрывают с двух сторон полиэтиленовой пленкой и выдерживают препрега при комнатных условиях в течение 48 ч, затем прессуют пакет из

8 слоев в лист при температуре 120 С в течение 2 ч и давлении 25 МПа.

Пример 5. Готовят связующее путем добавления к 100 г оликоэтиленгликольмалеинатфталата и эфира ТГМ-3 (связующее

П Н 609-21 М ОСТ6-05-431-78) 2 г гидроперекиси изопропилбензола (гипериз, ТУ 3810293-82), смесь перемешивают 5 мин.

Полученным связующим пропитывают стеклоткань, закрывают с двух сторон полиэтиленовой пленкой и обрабатывают под действием ускоренных электронов в воздушной среде до поглощенной дозы 0,1

Мрад в течение 20 с при мощности дозы

1000 рад/с. Пакет из 8 слоев препрега формуют в лист в вакуумном мешке при разряжении 0,8 атм и температуре 120 С в течение 2 ч.

Пример ы 6 — 7. Процесс осуществл.яют аналогично примеру 4, меняя дозы облучения пропитанной стеклоткани.

Пример 8, Процесс осуществляют аналогично примеру 1, но используют в качестве связующего смолу ПН-1 (ОСТ6-05431-78) 670 -ный стирольный раствор полиэтиленгликольмалеинаттерефталата).

Свойства приведены в табл, Содержание растворимой части связующего в примерах 1-7 определяли экстрагированием связующего в аппарате Сокслета ацетоном в течение 6 ч (степень конверсии равна

1000 ).

Данные по примерам 1 — 8 и по прототипу приведены в табл. 1 и 2.

Использование предлагаемого способа формования стеклопластиковых изделий, включающего радиационную обработку препрега в сочетании с термохимическим отверждением на стадии формования стеклопластиковых изделий, обеспечивает по сравнению с известными способами, возможность ускорения проц есса получения препрега в 8 — 10 раз и, как следствие, повышение производительности труда; возможность использования, кроме прессования, других методов формования, например вакуумного и, как следствие, расширение ассортимента изготавливаемых иэделий; повышение прочностных свойств изделий на 15 — 20оo надежное сохранение свойств препрега в течение всего времени его хра1722863

Таблица1

Препрвг

Стеклопластик

Разрушающее напряжение при растяжении, МПа

Подготов ка препрега по примеру

Режим форMO BB HHR: температура, С, время, ч, дав" ление атм

Конверсия связующего,4

Доз,а облучения, Мрад

Связующее

Модуль при растяжении, МПа

Иощност ь дозы, рад/с

13000

18

48

2l

<и

Оч

18200 . 6800

1 5000

0,1

0,3

0,5

1,0

0,1

0,3

> г

0,3 икт

2

4

6

8

Прототип

«II»

ПН-60921М

Il

0,8

ПН-1 мкт

1з" 7

-э

50 нения (до 6 мес) и обеспечение стабильности свойств изделий (10 шт изделий), изготовленных из одной партии смолы, имеют разброс по содержанию связующего 8

+ 3%, а па свойствам + 5%.

Кроме того, появляется возможность отделить производство материала — стадию изготовления препрега от стадии изготовления готовых изделий. Это позволяет ввести пофазный контроль препрега (сузить допуска по наносу связующего и, как следствие, получать изделия с меньшими колебаниями по толщине) и использовать средства малой механизации при формовании крупногабаритных изделий, возможность расчленения изделий на типовые элементы и, как следствие, возможность создания поточныхлиний для производства этих изделий.

Фор мула изобретения

Способ формования крупногабаритных стеклопластиковых изделий на основе ненасыщенных полиэфирных связующих, вклю5 чающий изготовление препрега пропиткой стеклоткани связующим, содержащим катализатор, и его предварительным отверждением и окончательное отверждение препрега, отличающийся тем, что, с

10 целью ускорения технологического процесса, повышения стабильности свойств препрега и стеклопластика на его основе с одновременным повышением прочностных характеристик стеклопластика, предваритель15 ное отверждение осуществляют радиационным облучением дозой 0,1-1,0 Мрад при комнатной температуре до конверсии 10-60% с последующим окончательным отверждением препрега при нагревании до 110 — 120 С. оп

1722863 таблица2

Свойства препрега и стеклопластика в сравнении с прототипом

Стеклопластик

Препрег

Пример

Конзе

Разружакщее напряжение, МПа, при

Связующее

Доза облу" чения, Мрад вязующего рсия с

Через Через

3 мес. 6 мес.

Через

1 г

Исх. растяжении

После хранения 1 г

Исх.

Сохранение прочности в процессе хранения и ускоренных испытаниях, Ф в складских условиях

Через 1 r После 5 цик. хранения лов испытаний

10 10

18 18

48 48

60 60

11 11

20 20

52 52

60 60

МКТ

II»

MKT

ПН-60921М

17 17

22 22

56 56

25 25

15 15

20 20

50 50

21 21

lI» бl

ПН-1

Прото3 сут 60 96 98 98,2 300 280

400 90

87 тип МКТ

П р и и е ч а н и е. 1.

2.

3 °

4.

5. б.

Ю температуры +60 С в течение 24 ч, тропической влажности 96-983 при +40 С вЂ” 48 ч холода - 60 С - 6 ч, -20 С вЂ” 2 ч инея и росы " 6 ч

Ф о циклических температур -60 С - б ч, +20 С - б ч солнечной радиации 24 ч, Воздействие

Воздействие

Воздействие

Воздействие

Воздействие

Воздействие

40

50

Составитель В.В.Чистякова

Техред М.Моргентал КорректорМ. Шароши

Редактор Н.Шитев

Заказ 1029 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГК-ЗПроизв

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

Произведвтвенно-издательский комбинат" Патент",г,ужгород,уд. Гагарина,101

0в!

0,3

0,5

1,0

0,1

0,3

0,5

0,3

420 420

450 450

440 440

400 400

385 390

390 401

400 410

370 375

410 100

430 100

435 100

395 99

410 101

400 100

398 99

280 102

98

99

97,5

97

98

96,5