ПРЕПРЕГ Российский патент 2002 года по МПК C08J5/24 C08L63/00 C08K7/02 B32B27/38 C08J5/16 

Изобретение относится к препрегам на основе армирующих наполнителей, содержащих полиамидные волокна, и эпоксидных связующих, и может быть использовано в качестве конструкционного материала с антифрикционными свойствами, а также высокопрочного материала в транспортном машиностроении, аэрокосмической технике и других отраслях промышленности.

Известны препреги на основе полимерных химических волокон, содержащих модифицированную эпоксидную смолу и аминный отвердитель - триэтаноламинотитанат. Недостатком таких препрегов является низкая деформационная теплостойкость и недостаточно высокие антифрикционные и прочностные свойства.

Известны препреги на основе армирующего наполнителя и связующего, содержащего эпоксидную смолу и отвердитель - смесь ароматических аминов. (а.с. СССР 887595, кл. С 08 J 5/24 БИ 45, 1981).

Такие препреги обеспечивают получение высокопрочных и теплостойких материалов при использовании в качестве армирующих материалов стекло или углеткань, но не обеспечивают высоких антифрикционных свойств. Ближайшим прототипом заявленного технического решения являются препреги на основе полиамидной ткани и связующего, содержащего эпоксидную смолу и отвердитель - ароматический амин. (а.с. СССР 1462773, кл. С 08 J 5/24, 1994),
Известные препреги не обеспечивают получение высокопрочных материалов.

Целью настоящего изобретения является - препрег, позволяющий получать на его основе высокопрочные и термостойкие антифрикционные материалы.

Указанная цель достигается тем, что в качестве смоляной связующего участи препрег содержит продукт взаимодействия эпоксидной диановой смолы (А), бензгуанамина (Б), ε-капролактама (В) и фенолформальдегидного новолака (Г) в соотношении А:Б:В:Г от 40:10:15:35 до 81:3:8:8, отверждаемой ароматическим амином, а в качестве армирующего наполнителя ткань, содержащую полиамидные волокна при следующем соотношении компонентов, мас.ч.:
Смоляная часть связующего - 100
Отвердитель - 10-40
Армирующий наполнитель - 110-800
Компоненты, используемые в препреге:
A. В качестве эпоксидной смолы в предконденсате используются эпоксидные диановые смолы ЭД-20, ЭД-8, ЭД-16 и др.

Б. В качестве отвердителя - ароматического амина -использованы 4,4' диаминодифенилсульфан, метафенилендиамин, 3,3' - дихлор - 4,4' диаминофенилметан и др.

B. В качестве ткани, содержащей полиамидные волокна, используют ткань СВМ на основе ароматического полиамидного волокна (ТУ-6-05-041-450-73) ткань на основе капронового волокна (ТУ Б05-1443) ткань на основе полиамиднофторлоновых нитей (ТУ 6-05-1441) и др. как в отдельности, так и в сочетании друг с другом.

Г. Химическое название бензгуанамина - 2,4 диамино - 6 фенил - 1,2,5 триазин.

Пример 1. В реактор, снабженный обогревом, охлаждением и мешалкой, загружают 63 мас.ч. эпоксидной диановой смолы марки ЭД-16 (А) с м.м.=550 и содержанием эпоксидных групп 17% и подогревают ее до температуры 110^oС, затем постепенно при перемешивании добавляют измельченный фенолоформальдегидный новолак марки СФ-010 (Г) в количестве 21 мас.ч. и через 25 мин после полного растворения новолака добавляют 6 мас. ч. бензгуанамина (Б) и 10 мас.ч. ε-капролактама (В) (т.е. среднее соотношение А:Б:В:Г от 63:6:10:21 и снижаем температуру массы до 80^oС).

Получают твердый продукт со следующими характеристиками:
Температура каплепадения Уббелоде, ^oC - 60
Содержание эпоксидных групп, % - 9
Молекулярная масса (м.м.) - 900
Полученный продукт (предконденсат) измельчают, растворяют в ацетоне, добавляют к нему растворенный в ацетоне отвердитель - 4,4 диаминодифенилсульфон в количестве 25 мас.ч. на 100 мас.ч. предконденсата в пересчете на сухие продукты. Затем раствором связующего на пропиточной машине пропитывают 455 мас.ч. полиамидной ткани, полученной на основе высокомодульного волокна марки СВМ. Высушенный в пропитмашине препрег сворачивают в рулоны. Далее его подвергают прессованию на гидравлических прессах в виде листов, толщиной 1 мм при 160^oС в течение 60 мин при удельном давлении 50 кг/см².

Свойства полученного материала:
По примерам 1÷7 приведены в табл.2
Примеры 2÷7 осуществляют аналогично примеру 1 но при соотношении компонентов, приведенных в табл.1.

Как видно из приведенных табл.1,2, заявленные препреги по своей жизнеспособности в десятки раз превосходят известные, а теплофизические характеристики и антифрикционные свойства значительно превосходят таковые для материалов на основе материалов,описанных в известных источниках.

Препрег на основе полиамидных волокон и эпоксидного связующего рекомендован в качестве термостойкого конструкционного материала и материала с антифрикционными свойствами. В качестве смоляной части связующего препрег содержит продукт взаимодействия эпоксидной смолы (А), бензгуанамина (Б), ε-капролактана (В) и фенолформальдегидного новолака (Г) в соотношении А:Б:В: Г от 40: 10: 15:35 до 81:3:8:8, отверждаемой ароматическим амином, а в качестве армирующего наполнителя ткань, содержащую полиамидные волокна. Сочетание компонентов в определенном соотношении обеспечивает высокую жизнеспособность препрега, а также высокие теплофизические и антифрикционные свойства материала на основе препрега. 2 табл.

Препрег на основе армирующего волокнистого наполнителя - ткани, содержащей полиамидные волокна и связующего, содержащего эпоксидную смолу и отвердитель - ароматический амин, отличающийся тем, что в качестве смоляной части связующего он содержит продукт взаимодействия эпоксидной диановой смолы (А), бензгуанамина (Б), ε-капролактама (В) и фенолоформальдегидного новолака (Г) в соотношении А: Б: В: Г от 40: 10: 15: 35 до 81: 3: 8: 8, при следующем соотношении компонентов, мас. ч. :
Смоляная часть связующего - 100
Отвердитель - 10-40
Армирующий наполнитель - 110-800