Связующее для композиционных материалов

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (1 1) 540892

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) За".Bëåïî 17.12.74 (21) 2083888/05 с присоединением заявки № (23) Приоритет

Опубликовано 30.12.76. Бюллетень ¹ 48

Дата опубликования описания 08.02.77 (51) М. Кл.- С 08L 83/04

Государстзонный комитет

Совета Министров СССР по лела)и изобретений и открытий (53) УДК 678.84(088.8) (72) Авторы изобретения

К. А. Андрианов, Т. В. Васильева, Б. И. Дьяченко, О. А. Ситникова, E. Ф. Зинин, А. В. Мотовкин, Л. А. Наумец, А. М. Криваткин, Р. А. Дьяченко, E. Ф. Федотова, Б. А. Комарицкий, В. Д. Недоросол, Н. М. Петровнина, Б. А. Головня, Б. В. Молчано и Е. А. Чупрова (71) Заявитель л-; (54) СВЯЗУЮЩЕЕ ДЛЯ КОМПОЗИЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ ((Снл)л8лОл л), ((СНл)?81О) (Снл8101л),(СНл8 0) (8лОл) (8?О, л) Изобретение относится к области термостойких связующих для композиционных матеРиалов. где Х= ОН, OR, ОСОК;

R — алкил С) — С4, l, т, и, р, r, s=0 — 10:при условии, что все од)новременно не равны 0 (1).

Однако такие овязующ)ие имеют малую жИЗНЕСПОСОбНОСтЬ И ПЛОХУЮ аДтЕЗИЮ )14 лВОЛО?илистым заполнителям, что приводит K интенси)вному осыпанию связующего при транспортилровке и хранении ком(позицион(ных материалов, а также при )изготовлении их непрерывным способом.

Известны овязующие на основе разветвленных полиорганосилоксаато)в, стабилизированньле алифатичеокими спиртами (1). Однако эта стабилизирующая добазка не эффективна для указанных пол1)метилц)и(клооило)асанов.

С целью (повышения стабильности свойств связующего на основе полиметилци)клосилоасИзвестны для )конструк)цио(нных )материалов следующие на основе полиметилциклосилоксанов общей фо рмулы санов (при изготовлении, транспортир)ов)ке, хранении и переработке композиционных материалов предлагаемое связующее доиолнительно содержит кислородсодержащее соединение с т. кип. 100 — 200 С,,выбранное из группы: кетоны, циклические эфиры, простые эфиры этиленгликоля, tB количестве 1 — 10% от веса,полиметилцикло)ссилот санов.

П,р и м е р 1. Связующее (получают )смешением 5 г диоксана (циклический эфир), что составляет 1% от (веса сухого, полимера и

1000 r 50%-.ного раствора .полимера состава, (С???).,8лОо.лт ((C??л)л81O) (СНл8;O„3.

20 при общей функциональности 2,6 в ацетоне.

540892

15 э0

35

c l г,„„1

0Н

Оценку ста билизирующей эффектов ности в|веденнюй добавки про водят по времени гелеобразювания при комнатной темпера туре (20+ 3 С). Гелеоб разование полученного связующего )п роисходит через 80 суток, IB то время как та|кое .связующее без стабилизирующей добавки имеет время гелеобразован ия, равное 30 сут)кам.

Пример 2. Связующее получают смешени ем 16 г диметилового эфира этиленгликоля (4,6 /о от meICB сухого поли»epa), 1000 r 35%но."о раст вюра полимера состава

СН3 8101 5 СН, S)0 810, з

ОН при общей функционалынюсти системы 3,8 в ацетоне, 170 г порошкообразного на полнителя, 10 г стеа рата ци,нка.

Время гелеобразо ва ния полученного связующего п р и комнатной температуре (20+-3 С) составляет 70 ауток, в то IDpBMH хап< тап<юе же связующее без стабилизирующей,доба вп<и имеет время гелеобразования, paIBHoe 20 суткам.

Пример 3. Связующее получают смешением 40 г цип<логексанона (кетон) — 10% от веса сухого полимера, 1000 г 40%-ного раствора полимера состава (СН,ЯО,,)12 при общей функциональности системы 3,0 в а цетонотолуольной смеси, 170 г по рошкооб разного .наполнителя, 10 г стеарата iHIHKB и 3 г катализатора аминоалкокси силана.

Время,гелеобр азо)ван1ия аолучен но го связующего при,комнатной температуре (20 3 Ñ) составляет 50 суток, в то время как такое же связующее без стабилизирующей добав|ки имеет время гелеобразования, равное 5 суткам.

Пр и м ер 4. Связующее получают смешеHHeIM 28 г циклогексано на (7О/о от IBeca cyxoго пол имера), 1000 г 40%-ного раствора r)олимера состава СН<" С,,) (."1О,) CSiO»j

1,5

0 С 0 СН при общей функциональности сиесте мы 3,14 в толуоле, 170 r порошкооб разп<ого наполнителя, 10 г стеарата, цинп<а IH 3 r катализатора — аминоалкоксисилана.

Время гелеобразования полученного связующего при комнатной температуре (20 + 3 C)

",îñòàIâëÿåò 38 суток, в то время, как та кое же связующее без стабилизирующей добавки имеет,вовремя гелеобразования 5 суток.

П ip и м е р 5. Связующее получают смешением 20 r цнклогексанона {S от IBeIca,сухого полимера), 1000 r 40п/и- ного расТВора нолспмеоа CoiCTBIBB

4 при общей функциональности системы 2,88 в ацетоне, 170 г порошкообраз ного наполн) .Теля, 10 г стеарата цинка и 3 г ката;, ато;;а— ампноалкокснснлана.

Время гелеобразова ния по" ченпс-.о связующего при комнатной температуре (20+-3"С) составляет 24 суток, в то время кап< та ::се -вязующее без стабилиз ирующей добазки имеет врамя гелеобразо вания, равное 5 супкам.

Пример I6. Связующее получают м : еннем 6 г циклогексанона (1,5п от IB":à сухого полимера), 1000 г 40 "0-íorо ра Boðà полимера состава

СН331015 СН36 i05 ос,н, при общей функциональности системы 3,0 в толуольнобута|нольной смеси, 170 г порошкообразного наполнителя, 10 г стеарата цинка и

3 г катализатора — ампноалкоксисилана.

Время гелеюбразювания получен ного,связующего при комнатной температуре (20--, 3 C) составляет 15 суток,:в то .время как такое же связующее без стабилизирующей добавки и.".еет время гелеобразования, разное 5 супкам. и р и м е р 7. Связующее полу )ают,смешением 48 r тетрагидроф уран а (цит<ли 1еокий эфир), что составляет 8 от веса сухого полимера, 1000 г 60 /и-но го pacrBoipa полимера состава

f СН,ЙО„)- (СН, ЙСтss 2

0СОСН при общей функциональности системы 3,0 в этаноле 170 г порошкообразного наполнителя, 10 г стеарата ц инка.

Время гелеобразования полученного связующего при комнатной TevaepaTy (20+3 С) составляет 100 суток, B то .время как тап<ое же связу)ощее без стабилизирующей добавки имеет время гелеобразования,,равное 20 суткам.

Пример 8. Комлозицио нный материал получают одноразовым окунанием листа стеклотка ни толщиной 0,5:мм,в связующее, изгото вленное по при меру 7. Пропитанный лист су)пат при теппературе 100 С в течение 3 час.

Готовый п<омпозицпонпый материал имеет следующий саста в, inec.

Полимер 19,8

Диоксан 0.,2

Стекло кань 80,0

Оценку стабилизирующей эффекгивности введенной добавки проводят по времени Icoхранения .растворимости полимера, содержан,егося в композиционном материале. Растворимость полимера в .полученном компози)1ио;)ном материале сохраняется в течение 6:есяцев, в .композицио)пном материале без указанной добавки — 1,5 месяцев.

П р п м е р 9. Ком позициопныи материал получают смешением в смесителе Вернепа540892

Пфляйдера 1196 г связующего, изгото вленного по,примеру 5,,с 500 г руоленной стекля нной нити в течение 10.мпн. Затем пресс-ма!ссу выгружают и раскладывают на сетчатые пласти ны и сушат при температуре 100 С в течение 3--7 ча|с.

Оценку стабилизирующей эффективности введеннои добавки, проводят по времени сохранения растворимости полимвра, содержащегося в матсрнале и формуемости композиционного материала. Растворимость полимера в полученном композиционно м материале и формуемость стандартных брусков размером

120;," 15 10 мм при температуре прессования

200=C и выдержке при прессовании 20 мин сохраняются в тсчение 15 месяцев; эти же свойства композиционного материала без указанной добавки — в течение 1 месяца.

П р и м с р 10. Композиционный,материал получают путем непрерывной пропитки комплексной стеклянной нити связующим, изготовТаблица 1

Пример 10

Пример 9

Пример 8 без стабилизатора

Показатели со стабилизатором со стабилизатором без стабилизатора без стабилизатора со стабичизатором

89,0

200

185

71,6

5,8

2008

4,6

1095

6,7

1253

5,7

6,7

5,0

3,8

3,6

4,3

4,0

4,0

4,3

Адгезию,связующего, содержащего стабилизирующую добавку, к стекло волокну, а также наличие в пленке отвержденного связующего микротрещин оценивают по разрывной

Таблица 2

Пример 1

Пример 2

Пример 3

Показатели без добавки с добавкой без добавки с добавкой без добавки с добавкой

375,1

20,08

382,1

18,90

417,7

19,05

41 2, 4

23,19

405,0

35,07

424, 5

11,51

Таким образом, благодаря использован ной стабилизирующей добавке можно получить связующее для композиционных материалов, обладающее стабил ными свойствами, позы.пенной адгезией к волокнистому наполнителю, при одновременном уменьшении количества микротрещин в сго пленке. Кроме того, в этом случае становится возможным получеУдарная вязкость, кгс, см/см

Разрушающее напряжение при статическом изгибе, кгc/ñì

Электрическая прэчиость, кв/мм

Диэлектрическая проницаемость при 10, гц

Предел прочности при растяжении, кгс/мм Среднеквадратичное отклоиеиие ленным по,примеру 3, с последующей непрерывной сушкой при температуре 120 — 150 С, после которой на стеклонити образуется прочная стекловидная пленка связующего, не осыпающаяся при дальнейшей нвпрерывной протяжке и рубке на пранулы определен ной длины.

Растворимость полимера, содержащаяся в полученном композиционном материале, и формуемость стандартных брусков размером

120Х15 (10 мм при температуре прессования

200 С и выдержке 20 мин сохраняется в течение 12 месяцев. Эти же свойства композиционного материала без указанной добавки icoхраняются в течение 20,суток.

Результаты физико-механических и электрических испытаний стандартных образцов, отпрессованных из полученного композиционного материала и материала без добавки при температуре 200 С и времени выдержки

2 мин/мм толщины приведены в табл. 1. прочности микропластика и по разбросу полученных,данных соответственно. Свойства ми крогпластика, полученного на основе связующе25 го по примерам 1 — 3 приведены в табл. 2. нне композиционных материалов непрерывным способом из-за отсутствия осыпаемости связующего со .стеклонпти. Положительным качес ивом связующего для композиционных

30 материалов по изобретению является танже некоторое повышение физико-механических и электрических свойств.

540892

Формула изобретения

X (SiO,J, (ЯОi sJ, 1 х

15

Составитель В. Комарова

Техред А. Камышникова Корректор Т, Добровольская

Редактор Т. Никольская

Заказ 2935/10 Изд. № 1907 Тираж 630 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретеш1й и открытий

113035, Москва, 7К-35, Раушская наб,, д. 4/5

Типография, пр. Сапунова, 2

Связующее для композиционных материало в на основе полиметилциклосилоксанов общей формулы (<СН,),ЯОо,,), ((CHs) aSiOJ,„((CHsSiO)p X

1 х где Х=ОН, OR, ОСОК;

R — алкил С вЂ” С4, l, пг, и, р, r, s=0 — 10 ври условии, что все од но временно не равны О, о т л и ч а ю щ е еся тем, что, с целью повышения стабильности свойств связующего при изготовлении, транспо ртировке, хранении и переработке композиционных материалов, оно дополнительно содержит кислородсодержащее соединение с т. кип. 100 — 200 С, выбранное из группы: кетоны, циклические эфиры, простые эфиры этиленгликоля,,в количестве 1 — 10% от веса пол иметилциклосилоксанов.

Источники информ зции, принятые во внимание при экспертизе:

1. Патент США М 27552 61, кл. 260 — 29.1, 1956.

2. Патент Франции М 1472047, кл. С 08g, 1955.