ЭПОКСИДНОЕ СВЯЗУЮЩЕЕ ДЛЯ АРМИРОВАННЫХ ПЛАСТИКОВ Российский патент 2015 года по МПК C08L63/00 C08K5/17 C08K5/41 

Изобретение относится к области создания высокопрочных композиционных материалов на основе волокнистых наполнителей и эпоксидных связующих, которые могут быть использованы в машино-, судостроении, авиационной промышленности и других областях техники.

В патенте RU 1681513 (ВИАМ) раскрывается модифицированное связующее на основе эпоксидной смолы, включающее следующие компоненты, масс. ч: эпоксидная смола 100; отвердитель 85-95 и полисульфон 1,9-2,1. Способ приготовления данного связующего предусматривает растворение полисульфона в отвердителе с последующим смешением полученного раствора с эпоксидной смолой. Препрег, полученный при помощи данного связующего, представляет собой волокнистый материал, пропитанный данным связующим с последующим его отверждением. К недостаткам данного технического решения относится малая жизнеспособность препрега, что связано с применением жидкого изо-метилтетрагидрофталевого ангидрида, который широко применяется при изготовлении изделий по намоточной технологии, требующей высокую скорость гелирования и отверждения. Также в данном техническом решении полисульфон, при его содержании 1,9-2,1 масс. ч., не окажет существенного влияния на повышение прочностных и ударных характеристик слоистого композита.

Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому результату к изобретению является композиция эпоксидного связующего, содержащего полисульфон (Горбунова И.Ю., Шустов М.В., Кербер М.Л. Влияние термопластичных модификаторов на свойства и процесс отверждения эпоксидных полимеров // Инженерно-физический журнал. Т. 76, №3. - С. 84-87).

Существенными недостатками этой композиции являются ее низкая температура стеклования при содержании полисульфона 10% масс., а также низкая ударная вязкость.

Техническим результатом предлагаемого авторами изобретения является увеличение прочности и теплостойкости связующего.

Этот технический результат достигается эпоксидной композицией, включающей эпоксидно-диановую смолу и отвердитель 4,4′-диаминодифенилсульфон, содержащей смесь термопластичных модификаторов, и при следующем соотношении компонентов, мас. ч.:

Эпоксидно-диановая смола 100 Смесь термопластичных модификаторов 1-25 Диаминодифенилсульфон 35-50

В качестве эпоксидно-диановой смолы клеевая композиция содержит смолу марок ЭД-20 или ЭД-16 ГОСТ 10587-84, в качестве термопластичных модификаторов - полисульфон марки ПСК-1 (ТУ 6-06-46-90) или марки Ultrason S 2010, и полиэфиримид марки Ultem 1000, отвердитель - диаминодифенилсульфон (ДАДФС) ТУ 6-14-17-95.

Сопоставительный анализ предлагаемого технического решения с прототипом позволяет сделать вывод о том, что заявляемая эпоксидная композиция отличается от известной использованием в ее составе в качестве модификатора различных термопластов. Это позволяет сделать вывод о новизне предлагаемой эпоксидной композиции.

Использование в составе предлагаемой клеевой эпоксидной композиции смеси термопластичных модификаторов привело к одновременному увеличению тиксотропности, жизнеспособности связующего и улучшению прочности отвержденных композиционных материалов на их основе, отсутствие растворителей приводит к росту температуры стеклования связующего и уменьшению газовыделения в процессе отверждения. В этом авторы усматривают изобретательский уровень предлагаемого ими технического решения.

Пример 1.

В реактор, снабженный обогревом и мешалкой, загружают последовательно эпоксидную диановую смолу марки ЭД-20. При непрерывном перемешивании поднимают температуру до 140°C и перемешивают 10 мин. Затем в реактор при работающей мешалке загружают термопластичный модификатор в соотношении полисульфон марки ПСК-1 и полиэфиримид ПЭИ (соотношение ЭД-20 и ПСК-1 и ПЭИ 100:2.5:7.5). Перемешивание при 140°C длится 180 мин, после чего температура снижается до 80°C и вводится диаминодифенилсульфон (соотношение ЭД-20 и диаминодифенилсульфона 100:40). Температуру снижают до 50°C и перемешивают еще 20 мин. Готовую композицию упаковывают в герметичную тару.

Примеры 2-8 осуществляют аналогично примеру 1 с использованием соотношений и параметров, представленных в табл. 1.

Свойства композиции по примерам 1-8 в сравнении с прототипом и аналогом приведены в табл. 2. Условия получение связующего аналогичны примеру 1.

Изобретение относится к области создания высокопрочных композиционных материалов на основе волокнистых наполнителей и эпоксидных связующих, которые могут быть использованы в авиационной промышленности машино-, судостроении и других областях техники. Связующее включает эпоксидно-диановую смолу, отвердитель диаминодифенилсульфон и модификатор, в качестве которого используют смесь термопластичных модификаторов, состоящую из полисульфона и полиэфиримида в соотношении от 1:3 до 3:1, при следующем соотношении компонентов, мас.ч.: эпоксидно-диановая смола - 100, смесь термопластичных модификаторов - 1-25, диаминодифенилсульфон - 35-50. Результатом является повышение ударной вязкости, прочности и теплостойкости связующего. 2 табл., 8 пр.

Эпоксидное связующее для армированных пластиков, включающее эпоксидно-диановую смолу, отвердитель диаминодифенилсульфон и модификатор, отличающееся тем, что оно дополнительно содержит смесь термопластичных модификаторов, состоящую из полисульфона и полиэфиримида в соотношении от 1:3 до 3:1, при следующем соотношении компонентов, мас.ч.:
эпоксидно-диановая смола 100
смесь термопластичных модификаторов 1-25
диаминодифенилсульфон 35-50.