Композиционный материал и изделие, выполненное из него

Изобретение относится к полимерным композиционным материалам, предназначенным для изготовления пожаробезопасных деталей интерьера в авиации, судостроении, автомобилестроении, железнодорожном транспорте и строительстве, в том числе и для изготовления крупногабаритных изделий сложной конфигурации. Описывается композиционный материал, включающий связующее - азотсодержащую фенолформальдегидную смолу резольного типа, модифицированную полиэтиленгликолем и фосдиолом, растворитель - водно-ацетоновую смесь в соотношении 1:1 и армирующий стекловолокнистый наполнитель - стеклоткань, который дополнительно содержит полые стеклянные микросферы и гидроокись алюминия. Описывается также изделие, выполненное из указанного композиционного материала. Изобретение способствует снижению параметров тепловыделения материалов интерьера и изготовленных из них изделий, что позволит обеспечить современные требования летной годности АП-25, предъявляемые к транспортным средствам по пожаробезопасности при перевозке пассажиров. 1 н. и 1 з.п. ф-лы, 3 табл.

 

Изобретение относится к полимерным композиционным материалам, предназначенным для изготовления пожаробезопасных деталей интерьера в авиации, судостроении, автомобилестроении, железнодорожном транспорте и строительстве, в том числе и для изготовления крупногабаритных изделий сложной конфигурации.

В настоящее время при сертификации транспортных средств введена характеристика пожаробезопасности композиционных материалов интерьера и конструкций по тепловыделению.

Критерием оценки допустимости применения материалов в интерьере пассажирских самолетов является общее тепловыделение, которое за первые две минуты испытания не должно превышать 65 кВт/м2, и максимальная скорость тепловыделения (пиковая интенсивность) не должна превышать 65 кВт·мин/м2.

Известны негорючие композиционные материалы для внутренней отделки интерьеров пассажирских самолетов и других транспортных средств на основе фенольных связующих и стекловолокнистых наполнителей (заявка WO №0247906).

Известен огнестойкий малотоксичный стеклопластик на основе стеклонаполнителя и полиэфирного связующего, в состав которого для снижения горючести и дымовыделения введена гидроокись алюминия (авт. свид. СССР №1552518).

Недостатком известных негорючих композиционных материалов, применяемых для внутренней отделки, является повышенное тепловыделение.

Наиболее близким аналогом, принятым за прототип, является композиционный материал, выполненный на основе армирующего волокнистого наполнителя, пропитанного связующим, включающим азотсодержащую фенолформальдегидную смолу резольного типа, модифицированную полиэтиленгликолем и фосдиолом, и растворитель - водно-ацетоновую смесь в соотношении 1:1, который в качестве армирующего наполнителя содержит наполнитель на основе гетероциклического полиамида, стеклянных волокон и их сочетаний при следующем соотношении компонентов, мас.ч.:

Азотсодержащая фенолформальдегидная смола
резольного типа, модифицированная
полиэтиленгликолем и фосдиолом140
Растворитель - водно-ацетоновая смесь в
соотношении 1:110-40
Армирующий наполнитель30-180

(патент РФ №2104875).

Материал-прототип на основе фенолформальдегидного связующего и стеклянного наполнителя имеет низкое дымовыделение. Однако этот композиционный материал и изделия, выполненные из него, имеют высокое тепловыделение, превышающее требования норм летной годности по пожаробезопасности.

Технической задачей изобретения является получение негорючего композиционного материала и изделий, выполненных из него, с пониженным тепловыделением при сохранении характеристик по горючести и дымообразованию на уровне прототипа.

Для решения поставленной технической задачи предложен композиционный материал, включающий связующее - азотсодержащую фенолформальдегидную смолу резольного типа, модифицированную полиэтиленгликолем и фосдиолом, растворитель - водно-ацетоновую смесь в соотношении 1:1 и армирующий стекловолокнистый наполнитель - стеклоткань, который дополнительно содержит полые стеклянные микросферы и гидроокись алюминия при следующем соотношении компонентов, мас.ч.:

Азотсодержащая фенолформальдегидная смола
резольного типа, модифицированная
полиэтиленгликолем и фосдиолом140
Растворитель - водно-ацетоновая смесь
в соотношении 1:1.10-20
Полые стеклянные микросферы17-65
Гидроокись алюминия75-150
Стеклоткань80-90

и изделие, выполненное из указанного композиционного материала.

Авторами установлено, что при введении в композиционный материал полых стеклянных микросфер совместно с гидроокисью алюминия в заявляемых пределах в 2-3 раза снижается тепловыделение материала.

При изготовлении пожаробезопасного композиционного материала в качестве полимерного связующего использовалось связующее ФП-520 (ТУ 1-595-25-276- 95), представляющее собой 70%-ный водно-ацетоновый раствор азотсодержащей фенолформальдегидной смолы резольного типа, модифицированной полиэтиленгликолем и фосдиолом. В качестве наполнителей использовались стеклоткани Т-15(П)-76 (ТУ 6-11-491-76 ) и Т-45(П)-76 (ТУ 6-11- 524-80) из крученых стеклянных полых нитей и стеклоткань стеклянная конструкционная Т-10-80 (ГОСТ 19170-2001). В предлагаемом материале также использовались микросферы стеклянные полые марки МС-А9 (ТУ 6-48-108-94), микросферы стеклянные полые марки МС-ВП-А9 (ТУ 6-48-91-92), гидроокись алюминия AL(ОН)3 (ГОСТ 11-841-76).

Предлагаемый композиционный материал получали следующим образом: в водно-ацетоновый раствор связующего ФП-520 вводили полые стеклянные микросферы и гидроокись алюминия и перемешивали до получения гомогенной массы. Полученным связующим пропитывали армирующий волокнистый наполнитель с получением листовых полуфабрикатов - препрегов. Затем препреги укладывали в пакет и подвергали формованию прессовым методом.

Предлагаемый композиционный материал может быть использован при изготовлении изделий - препрегов и пожаробезопасных конструкций и деталей для внутренней отделки транспортных средств, таких как стеновые и потолочные панели, перегородки, багажные полки, а также в строительстве.

Примеры осуществления

Пример 1.

Композиционный материал изготавливали следующим образом:

В емкость с мешалкой загружали 140 мас.ч. связующего ФП-520, добавляли 10 мас.ч. водно-ацетоновой смеси в соотношении 1:1, при постоянном перемешивании вводили 17 мас.ч. полых стеклянных микросфер МС-ВП-А9 и 150 мас.ч. гидроокиси алюминия. Перемешивание проводили до получения гомогенной массы. Полученным связующим на установке типа «Шпрединг-машина» пропитывали стеклоткань Т-15(П)-76 в количестве 86 мас.ч. с получением листовых полуфабрикатов - препрегов.

Пример 2.

В емкость с мешалкой загружали 140 мас.ч. связующего ФП-520, добавляли 12 мас.ч. водно-ацетоновой смеси в соотношении 1:1, при постоянном перемешивании вводили 34 мас.ч. полых стеклянных микросфер МС-ВП-А9 и 100 мас.ч. гидроокиси алюминия. Перемешивание проводили до получения гомогенной массы. Полученным связующим на установке типа «Шпрединг-машина» пропитывали стеклоткань Т-45(П)-76 в количестве 80 мас.ч. Полученные листовые полуфабрикаты укладывали в пакет и изготавливали стеновые панели методом формования под прессом с удельным давлением 5 кг/см2 при температуре 170°С в течение 2-х часов.

Композиционные материалы по примеру 3 получали по аналогичной технологии с использованием ткани стеклянной Т-10-80 и полых стеклянных микросфер марки МС-А9 и методом формования изготавливали багажные полки.

Составы материалов по примерам 1-3 и по прототипу - 4 приведены в таблице 1.

Таблица 1
№ п/пСвязующее ФП-520Водно-ацетоновая смесь 1:1СтеклотканьПолые стеклянные микросферыГидроокись алюминия
1140108617150
2140208034100
314013906575
4(прототип)14032180--

Интенсивность тепловыделения определялась на проточном калориметре типа OSU (ASTM Е-906) марки HRR-3 фирмы "Atlas", США. Испытуемый образец размером 150×150 мм помещался в постоянно продуваемую воздухом термостатированную камеру, где подвергался воздействию равномерного теплового потока мощностью 35 кВт/м2, горение образца обеспечивалось факельным зажиганием от пилотных газовых горелок. Для расчета тепловыделения многоспайной термопарой регистрировалась температура выходящих из камеры продуктов горения.

Свойства композиционных материалов по примерам 1-3 и прототипу - 4 приведены в таблицах 2 и 3.

Таблица 2
№ п/пТолщина, ммМаксимальная скорость тепловыделения (пик), кВт/м2Общее количество выделившегося тепла за первые 2 минуты испытания, кВт/м2
12,825137
22,414928
32,34439
4(прототип)2,0100,360,6

Таблица 3
№ п/пРежим испытанияПоказатели дымообразованияГруппа дымообразования
Д2Д4Дмакс
1горение012Практически не
пиролиз001выделяющий дыма (1)
2горение012Практически не
пиролиз002выделяющий дыма (1)
3горение012Практически не
пиролиз002выделяющий дыма (1)
4 (прототип)горение31213Среднедымящий (3)
пиролиз2024

Д2, Д4, Дмакс - удельная оптическая плотность дыма соответственно за 2 и 4 минуты и максимальная, усл. ед.

Испытания в режиме пиролиза проводились при плотности теплового потока 2,5 вт/см2 (ГОСТ 2463 2-81).

Предлагаемый композиционный материал имеет в 2 раза меньшее по сравнению с прототипом общее тепловыделение и в 2-6 раз меньшую максимальную скорость тепловыделения. По дымообразованию при горении предлагаемый материал также имеет преимущества по сравнению с прототипом.

Снижение параметров тепловыделения материалов интерьера и изготовленных из них изделий позволит обеспечить современные требования летной годности АП-25, предъявляемые к транспортным средствам по пожаробезопасности при перевозке пассажиров.

1. Композиционный материал, включающий связующее - азотсодержащую фенолформальдегидную смолу резольного типа, модифицированную полиэтиленгликолем и фосдиолом, растворитель - водно-ацетоновую смесь в соотношении 1:1 и армирующий волокнистый наполнитель - стеклоткань, отличающийся тем, что он дополнительно содержит гидроокись алюминия и полые стеклянные микросферы при следующем соотношении компонентов, мас.ч.:

Азотсодержащая фенолформальдегидная смола,
резольного типа, модифицированная
полиэтиленгликолем и фосдиолом 140
Растворитель - водно-ацетоновая смесь
в соотношении 1:110-20
Гидроокись алюминия75-150
Полые стеклянные микросферы17-65
Стеклоткань80-90

2. Изделие, отличающееся тем, что оно выполнено из композиционного материала по п.1.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к производству вспененных теплоизоляционных материалов и может быть использовано для тепловой изоляции строительных ограждающих конструкций и промышленного оборудования.

Изобретение относится к области производства полимерного материала, который может быть использован для изготовления пористых углеродных изделий конструкционного назначения, при этом в качестве наполнителя композиция содержит отвержденную фенолоформальдегидную смолу и комплекс ванадия общей формулы VO(С36Н49 O5N2), образующийся при извлечении ванадия из сбросных технологических растворов переработки передельных шлаков черной металлургии и представляющий собой порошок продукта взаимодействия метаванадата и бисаминофенолоформальдегидного олигомера, и дополнительно содержит смазку при следующем соотношении компонентов, мас.%: пульвербакелит 36-43,8, отвержденная феноло-формальдегидная смола 36-43,8, комплекс ванадия 10-25, смазка 2,4-3,0.

Изобретение относится к области получения эпоксидных связующих для пропитки армированных материалов - пресс-материалов, стекло- и углепластиков, перерабатываемых методами прямого прессования, сухой намотки и т.д.

Изобретение относится к агентам подавления образования нароста на стенках реактора при полимеризации винилхлорида или винилацетата. .

Изобретение относится к химии полимеров, в частности к области синтеза промоторов адгезии на основе полиэтиленполиамина для поливинилхлоридных (ПВХ) пластизолей и к составу адгезионных ПВХ-пластизолей, применяемых в качестве клеев для масляных, топливных, воздушных фильтров автомобилей, для герметизации и защитных покрытий металлических поверхностей.

Изобретение относится к химической, нефтехимической, резиновой, авиационной и др. .

Изобретение относится к области композиционных материалов, в частности к антифрикционным композициям на основе фенольных смол и наполнителей, пригодных для изготовления золотниковых пар газовых счетчиков.

Изобретение относится к резиновой промышленности, в частности к модификации резин для повышения их твердости и прочностных характеристик, и может быть использовано в шинной и резино-технической промышленности.

Изобретение относится к резиновой промышленности, в частности к получению регенерата и резиновой смеси на его основе для изготовления подошв. .

Изобретение относится к полимерной антифрикционной композиции, состоящей из политетрафторэтилена и углеграфитового волокна. .

Изобретение относится к производству тормозных колодок для легкого автомобильного транспорта, а именно к формовочным композициям для фрикционных изделий. .

Изобретение относится к технике получения полимерных композиционных материалов, используемых в различных областях народного хозяйства, преимущественно в авиастроении, и может найти применение при непрерывном изготовлении трудногорючих профильных изделий, в первую очередь стеклопластиков, методом пултрузии.

Изобретение относится к производству материалов на основе фенолоформальдегидных смол, предназначенных для изготовления плат для печатных схем. .

Изобретение относится к производству литьевых фенопластов, предназначенных для изготовления деталей электроизоляционного назначения, работающих в условиях высокого напряжения и его циклических изменений, в частности разъемов.

Изобретение относится к промышленности асбестовых технический изделий и касается разработки рецептуры композиции для аистового асбестового материала, предназначенного для изготовления кольцевых накладок fiopmnoro фрикциона.

Изобретение относится к резиновой промышленности и касается получения резиновых смесей, а конкретно - добавок для резиновых смесей, таких как дегидратирующие агенты.
Наверх