Полимерное связующее для композиционных материалов

 

Изобретение относится к получению полимерных связующих для композиционных материалов, применяемых в машиностроительной, авиационной и других отраслях промышленности. Описывается полимерное связующее, включающее эпоксидную смолу, отвердитель и добавку, в качестве добавки содержит тетра-4-карбоксифталоцианин меди или тетра-4-аминофталоцианин меди, а в качестве отвердителя - резольную фенолформальдегидную смолу СФ 341 А при следующем соотношении компонентов, мас.ч.: эпоксидная смола 95 - 105; фенолформальдегидная смола СФ 341А (отвердитель) 65 - 75; указанный фталоцианин 0,9 - 1,1. Технический результат - разработка полимерного связующего с повышенной термостойкостью и термостабильностью. 1 табл.

Изобретение относится к области получения полимерных связующих для композиционных материалов, применяемых в машиностроительной, авиационной и других отраслях промышленности.

Известно полимерное связующее для огнестойких стеклопластиков, включающее эпоксидную диановую смолу, бромсодержащую эпоксидную смолу и отвердитель - диаминодифенилметан /Проспект фирмы "Dow Chemical" 1975/. Недостаток этого связующего - низкая термостойкость и термостабильность.

Наиболее близким по техническому эффекту является полимерное связующее, включающее эпоксидную смолу (смесь диановой и бромсодержащей смол), отвердитель (фенолформальдегидную смолу) и дополнительно аминофенол /Беликов А.М. и др. Авт. св. N 730753 [СССР], Б.и. 1980, N 16/. Недостатком такого связующего являются относительно низкие значения термостойкости и термостабильности.

Задачей изобретения является разработка полимерного связующего с повышенной термостойкостью и термостабильностью.

Поставленная задача достигается тем, что полимерное связующее, включающее эпоксидную смолу, отвердитель и добавку, в качестве добавки содержит тетра-4-карбоксифталоцианин меди или тетра-4-аминофталоцианин меди при следующем соотношении компонентов, мас.ч.: Эпоксидная смола - 95 - 105 Фенолформальдегидная смола СФ 341А (отвердитель) - 65 - 75 Указанные фталоцианины - 0,9 - 1,1 Использование предлагаемого связующего позволяет увеличить термостабильность и термостойкость при сохранении огнестойкости с исключением бромсодержащей эпоксидной смолы, что упрощает рецептуру и технологию приготовления композиционных материалов, т. к. наличие бромсодержащей эпоксидной смолы вследствие некоторых ее физико-химический свойств создает значительные трудности при производстве композиционных материалов.

В качестве эпоксидной смолы могут быть использованы: - эпоксидная диановая смола ЭД-20 (ГОСТ 10487-84) общей формулы Содержание эпоксидных групп 20 - 22%.

- эпоксидная алкилрезорциновая смола АРЭМ-2-20 (ТУ 38.309.101-87) общей формулы Содержание эпоксидных групп 19 - 20%.

- эпоксидная хлоралифатическая смола Оксилин-6 (ТУ 6-02-1376-87) общей формулы

Содержание эпоксидных групп 7 - 8%.

Пример 1.

Для получения полимерного связующего готовят 50%-ный раствор в смеси спирт-ацетон (1:1) следующего состава, мас.ч.:
эпоксидная смола ЭД-20 - 95
фенолформальдегидная смола СФ 341А (отвердитель) - 65
тетра-4-карбоксифталоцианин меди - 0,9
Полученным раствором на лабораторной пропиточной установке пропитывают СВМ-волокно и подсушивают на воздухе в течение 15 минут. Затем проводят отверждение в натянутом состоянии в термошкафу в режиме: при 70^oC - 30 мин, 100^oC - 60 мин, 130^oC - 60 мин, 160^oC - 120 мин.

Пример 1 а.

Для получения полимерного связующего аналогичного состава в качестве добавки используют тетра-4-аминофталоцианин меди.

Пример 2.

Для получения полимерного связующего готовят 50%-ный раствор в смеси спирт-ацетон (1:1) следующего состава, мас.ч.:
эпоксидная смола ЭД-20 - 105
фенолформальдегидная смола СФ 341А (отвердитель) - 75
тетра-4-карбоксифталоцианин меди - 1,1
Полученным раствором на лабораторной пропиточной установке пропитывают СВМ-волокно и подсушивают на воздухе в течение 15 минут. Затем проводят отверждение в натянутом состоянии в термошкафу в режиме: при 70^oC - 30 мин, 100^oC - 60 мин, 130^oC - 60 мин, 160^oC - 120 мин.

Пример 2 а.

Для получения полимерного связующего аналогичного состава в качестве добавки используют тетра-4-аминофталоцианин меди.

Пример 2 б.

Для получения полимерного связующего аналогичного состава в качестве эпоксидной смолы используют эпоксидную алкилрезорциновую смолу АРЭМ-2-20, а в качестве добавки -тетра-4-карбоксифталоцианин меди.

Пример 2 в.

Для получения полимерного связующего аналогичного состава в качестве эпоксидной смолы используют эпоксидную хлоралифатическую смолу Оксилин-6, а в качестве добавки - тетра-4-карбоксифталоцианин меди.

Пример 3.

Для получения полимерного связующего готовят 50%-ный раствор в смеси спирт-ацетон (1:1) следующего состава, мас.ч.:
эпоксидная смола ЭД-20 - 100
фенолформальдегидная смола СФ 341А (отвердитель) - 70
тетра-4-карбоксифталоцианин меди - 1,0
Полученным раствором на лабораторной пропиточной установке пропитывают СВМ-волокно и подсушивают на воздухе в течение 15 минут. Затем проводят отверждение в натянутом состоянии в термошкафу в режиме: при 70^oC - 30 мин, 100^oC - 60 мин, 130^oC - 60 мин, 160^oC - 120 мин.

Пример 3 а.

Для получения полимерного связующего аналогичного состава в качестве добавки используют тетра-4-аминофталоцианин меди.

Термостойкость определяют на дериватографе системы Паулик, Паулик, Эрдеи (Венгрия). Скорость нагрева образцов на воздухе 5^o/мин. Термостойкость определяют по температурам начала потери массы (0,8%).

Термостабильность. Образцы выдерживают в термошкафу при 200^oC в течение 12 часов. Затем измеряют прочность и удлинение на динамометре РМ-30-1 при зажимной длине 10 см и скорости перемещения 300 мм/мин.

Результаты испытаний полученных композиций в сравнении с прототипом приведены в таблице.

Применение предлагаемого полимерного связующего позволяет обеспечить экономический эффект за счет повышения эксплуатационных свойств изделий из композиционных материалов, что обусловлено повышенной термостойкостью и термостабильностью.

Кроме того, использование этого полимерного связующего позволяет получить окрашенные композиционные материалы с повышенными технико-эксплуатационными характеристиками.

Формула изобретения

Полимерное связующее для композиционных материалов, включающее эпоксидную смолу, фенолформальдегидную смолу в качестве отвердителя и добавку, отличающееся тем, что оно содержит резольную фенолформальдегидную смолу СФ-34-1А в качестве отвердителя и в качестве добавки - тетра-4-карбоксифталоцианин меди или тетра-4-аминофталоцианин меди при следующем соотношении компонентов, мас.ч.:
Эпоксидная смола - 95 - 105
Фенолформальдегидная смола резольная - 65 - 75
Указанный фталоцианин меди - 0,9 - 1,1

РИСУНКИ

Рисунок 1