ПРЕПРЕГ Российский патент 2004 года по МПК C08J5/24 C08L63/00 C08K7/02 B32B27/38 C08J5/16 

Изобретение относится к препрегам на основе армирующих наполнителей и эпоксидных связующих и может быть использовано в качестве высокопрочного и теплостойкого конструкционного материала в транспортном машиностроении, электротехнике, аэрокосмической промышленности, а также для изготовления подшипников скольжения, работающих в особо жестких условиях.

Известны препреги на основе армирующего наполнителя и связующего, содержащего эпоксидную смолу и отвердитель - смесь ароматических аминов (авт. св. СССР 887595, кл C 08 J 5/24, Б.И 45, 1981).

Такие препреги обеспечивают получение высокопрочных стекло- и углепластиков, но недостаточно обеспечивают сохранение прочностных показателей при температуре 200-300^oС и высоких антифрикционных свойств.

Известны антифрикционные композиции на основе углеткани, содержащие в составе связующего галогенсодержащую полиглицидиларилендиаминовую смолу, являющуюся аналогом тетраглицидил производного 3,3'- дихлор-4,4-диаминодифенилметана (пат. 2153107, кл. F 16 С 33/04, 2000).

Недостатком таких материалов является сравнительно невысокая деформационная теплостойкость.

Ближайшим прототипом заявляемого технического решения являются препреги, содержащие в составе связующего продукт конденсации эпоксидной смолы со смесью активных компонентов, включающих бензгуанамин (хим. название 2,4-диамино-6-фенил-1,2,5-триазин) и ароматический амин (патент РФ 2179984, кл. С 08 J 5/24, 27.02.2002).

Однако эти препреги не обеспечивают сохранения достаточно высоких прочностных показателей при 200-300^oС.

Целью настоящего изобретения является препрег, позволяющий получать на его основе высокопрочные угле- и стеклопластики, сохраняющие повышенные прочностные показатели при температуре 200-300^oС и обладающие хорошими антифрикционными свойствами.

Поставленная цель достигается за счет использования в качестве смоляной части связующего продукта взаимодействия тетраглицидилового производного 3,3'-дихлор-4,4'-диаминодифенилметана (А), бензгуанамина (Б) и 4,4'-диоксидифенилсульфона (В) в соотношении А:Б:В от 70:10:20 до 95:3:2 в сочетании с отвердителем - ароматическим амином, а в качестве армирующего наполнителя - угле- или стеклоткани различного переплетения или нетканых материалов с параллельной укладкой волокон при следующем соотношении компонентов, мас.ч.:
Смоляная часть связующего - 100
Отвердитель - 8 - 45
Армирующий наполнитель - 100 - 1000
Пример 1
В реактор, снабженный обогревом, охлаждением и мешалкой, загружают 83 мас.ч. тетраглицидилового производного 3,3'-дихлор-4,4'-диаминодифенилметана - технический продукт эпоксидная смола марки ЭХД (ТУ 6-05-1725-75) с содержанием (А) 27% эпоксидных групп и подогревают ее до 100^oС, затем добавляют 11 мас.ч. 4,4'-диоксидифенилсульфона (В) и 6 мас.ч. технического продукта - бензгуанамина (химическое название 2,4-диамино-6-фенил-1,2,5-триазин) (Б). После растворения указанных добавок включают охлаждение с целью избежания подъема температуры из-за выделения экзотермического тепла и поддерживают температуру 100±5^oС, осуществляют перемешивание в течение 45 мин. Далее полученный продукт сливают в противни и охлаждают.

Получают твердый продукт со следующими характеристиками:
Содержание эпоксидных групп, % - 22
Температура каплепадения по Уббелоде, ^oС - 75
Молекулярная масса (м.м.) - 1600
Полученный продукт (предконденсат) измельчают и растворяют в ацетоне, после чего к нему добавляют растворенный в ацетоне 3,3'-дихлор- 4,4'-диаминодифенилметан в количестве 40 мас.ч. на 100 мас.ч. предконденсата в пересчете на сухие продукты.

Вязкость раствора доводят до 14 с по ВЗ-4, заливают в ванну пропиточной машины и пропитывают 550 мас.ч. углеродной ткани сатинового переплетения. Готовый препрег сворачивают в рулоны. Далее его перерабатывают в изделия (короткие трубы) методом тканной намотки и отверждают при 120^oС в течение 1 ч.

Свойства материала по примерам 1-6 приведены в таблице 2. Примеры 2-6 осуществляются аналогично примеру 1, но при соотношении и виде компонентов, приведенных в таблице 1.

При использовании в качестве отвердителей различных ароматических аминов время хранения и скорость отверждения заявленного препрега можно варьировать в широких пределах. Но с любым ароматическим амином достигаются высокие прочностные показатели, которые при 200^oС могут достигать 95%, при 250^oС - 60%, а при 300^oС - 30% сохранения прочности (пример 2) и во всех случаях обеспечивать отличные антифрикционные свойства.

Изобретение относится к препрегам на основе армирующих наполнителей и эпоксидных связующих и может быть использовано в качестве высокопрочного и теплостойкого конструкционного материала в транспортном машиностроении, электротехнике, аэрокосмической промышленности, а также для изготовления подшипников скольжения, работающих в особо жестких условиях. Препрег содержит смоляную часть связующего, представляющую собой продукт взаимодействия тетраглицидилового производного 3,3'-дихлор-4,4'-диаминодифенилметана (А), бензгуанамина (Б) и 4,4'-диоксидифенилсульфона (В), в сочетании с отвердителем - ароматическим амином, и в качестве армирующего наполнителя - угле- или стеклоткани различного переплетения или нетканых материалов с параллельной укладкой волокон. Определенное соотношение компонентов обеспечивает повышение прочностных показателей при 200-300^oС и антифрикционных свойств. 2 табл.

Препрег на основе армирующего наполнителя и эпоксидного связующего, содержащего эпоксидную смолу и отвердитель - ароматический амин, отличающийся тем, что в качестве смоляной части связующего он содержит продукт взаимодействия тетраглицидилового производного 3,3'-дихлор-4,4'-диаминодифенилметана (А), бензгуанамина (Б) и 4,4' диоксидифенилсульфона (В) в соотношении А:Б:В от 70:10:20 до 95:3:2, а в качестве армирующего наполнителя - угле- или стеклоткань различного переплетения или нетканых материалов с параллельной укладкой волокон при следующем соотношении компонентов, мас.ч.:

Смоляная часть связующего 100

Отвердитель 8-5

Армирующий наполнитель 100-1000