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
![Препрег](https://img.poleznayamodel.ru/img_pat/712/7120405-s.jpg)
![Препрег](https://img.poleznayamodel.ru/img_pat/712/7120406-s.jpg)
![Препрег](https://img.poleznayamodel.ru/img_pat/712/7120407-s.jpg)
![Препрег](https://img.poleznayamodel.ru/img_pat/712/7120408-s.jpg)