Препрег Советский патент 1981 года по МПК C08L63/00 C08J5/24 

(54) ПРЕПРЕГ Изобретение относится к созданию препрегов на основе стеклозолокнистого наполнителя и эпоксидного связу ющего и предназначено для получения намоточных стеклопластиковых изделий конструкционного назначения в услови ях быстрого отверждения препрега. Известна эпоксидная композиция на основе тритлицидилпарааминофенола и отвердителя - смеси 3,3 /4,4 -диаминофенилсульфона с 3,3 -дихлор-4,4-диаминофенилметаном. Данная композиция обладает достаточно высокими показателями физикомеханических свойств TI . Однако она имеет высокую исходную вязкость, что не позволяет перерабатьшать ее при температуре ниже 70 С, а препрег на ее основе полученный в указанных условиях обладает низкой жизнеспособностью и значительным временем отверждения при переработке его в стеклопластик. Известна также эпоксидная композиjj,HH на основе диглицндипового эфира резорцина в сочетании с отвердителем - техническим продуктом изометилтетрагидрофталевым ангидридом 2. Однако препрег, изготовленный на основе стекловолокнистого наполнител-я и данной композиции, обладает недостаточно высокой скоростью отверждения, а стеклопластик на его основе не обеспечивает необходимых прочностных показателей. Известна также полимерная композиция на основе продукта взаимодейст-. ВИЯ диглицидилового эфира полиэтилxлopг одpинa с полиизоцианатбиуретом отвердитель, в качестве которого взят, например, изометилтстрагидрофталевый ангидрид З}. Указанная композиция в отвержденном СС1СТОЯНИИ имеет сравнительно высокие упруго-прочностньиэ показатели, однако препрег, изготопяенный на ее

основе, в сочетании со стекловолокнистым наполнителем, обладает низкой жизнеспособностью и не обеспечивает в процессе быстрого его отверждения необходимую прочность при сдвиге и изгибе стеклопластика.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является препрег на основе стеклонаполнителя (100-900 вес.ч.), содержащий триглидидилпарааминофенол (5-95 вес.ч.), диглицидиловый эфир ортофталевой кислоты (5-95 вес.ч.), полиамин на основе хлоранилина (53,5-113 вес.ч.).

Известный препрег обладает высоко жизнеспособностью, а стеклопластик ;на его основе - высоким прочностным коэффициентом А.

Недостатками известного препрега являются нетехнологичность препрега в отношении формоустойчивости, большая и быстрая потеря прочности при нагреве стеклопластйкового изделия до 150°С и др.

Цель изобретения - улучшение технологических свойств препрега, повьш1ение термостойкости стеклопластиков на его основе и обеспечение возможности получения намоточных стеклопластиковых изделий непрерывным методом.

Указанная цель достигается тем, чтб на основе стекловолокнистого наполнителя и эпоксидного связующего, содержащего триглицидилпарааминофено и отвердитель, дополнительно содержи продукт взаимодействия диглицидилового эфира полиэпихлоргидрина с полиизоцианатбиуретом и в качестве отвердителя изометилтетрагидрофталевый ангидрид .при следующем соотношении компонентов , вес.ч.: Триглицидилпарааминофенол 10,0-90,0 Продукт взаимодействия диглицидилового эфира полиэпихлоргидрина с полиизоцианатбйуретом 10,0-90,0 Изометилтетрагидрофталевый ангидрид 108,0-136,0 Стекловолокнистый наполнитель 100,0-900,0 Пример 1. Приготовление эпоксидного связующего.

В реактор, снабженный обогревом и механической мешалкой, загружают 20.0 вес.ч. продукта взаимодействия

ДИГЛИЦИДИЛОВОГО эфира ПОЛИЭПИХЛоугидрина с полиизоцианатбиуретом (соотношение NCO групп последнего к ОН группам ДИГЛИЦИДИЛОВОГО эфира полнэпихлоргидрина составляет 0,5 эквивалентного) , затем вводят 80,0 вес.ч. триглицидилпарааминофенола и 130 вес.ч. технического продукта изометилтетрагидрофталевого ангидрида.

Получение препрега. Приготовленное эпоксидное связующее загружают в ванну пропиточной машины и .перерабатывают его методом , непрерывной намотки по мокрому способу при температуре 45°С.

Содержание стекловолокнистого наполнителя (ровинга марки РВМН 10-1260x76) - 575 вес.ч. Отверждение препрега ведут при температуре 150 С 20 мин, а при - 2 ч.

Пример 2. Приготовление связующего.

Осуществляют аналогично примеру 1, но при другом соотношении компонентов (табл. 1).

Соотношение NCO групп последнего к ОН группам ДИГЛИЦИДИЛОВОГО эфира полиэпихлоргидрина составляет 0,1 эквивалентного.

Получение препрега.

Осуществление аналогично примеру 1 , но при этом в качестве наполнителя берут стеклоткань марки УТС-022.

Пример 3. Приготовление связующего.

Осуществляют аналогично примеру I, но при другом соотношении компонентов (табл. 1).

Соотношение NCO групп последнего к ОН группам ДИГЛИЦИДИЛОВОГО эфира полиэпихлоргидрина составляет О,1 эквивалентного. Получение препрега.

Осуществляют аналогично примеру 1, но при этом, в качестве наполнителя беру7 стеклоткань марки ВМС ,4х х1х2-76.

Примеры 4-5. Аналогично примеру 1, но при другом соотношении компонентов (табл. l).

В табл. 1 приведены составы предлагаемых препрегов по примерам 1-5. . В табл. 2 представлены свойства npefyiaraeMoro препрега и намоточного стеклопластика на его основе в сравнении с известными. Таким образом, предлагаемый препрег обладает совокупностью технологических свойств, позволяющих намоточные стеклопластиковые изделия (тру бы и профили) получать непрерывным методом, т.е. осуществлять намотку изделия с одновременным движением его по технологическому тракту через камеру полимеризации с последующим снятием путем сдвига части изделия, подвергнутой в камере кратковременной термообработке, с оправки и возвращением оправки в технологический цикл. Этот метод позволяет полностью механизировать процесс изготовления стеклопластиковых изделий. Кроме того, такая совокупность тех нологических свойств препрега включает:а)высокую скорость предваритсльного отверждения 112 мин при ) препрега, поскольку она определяет производительность установки непрерывного действия и, в конечном итоге производительность труда; б)формоустойчивость стеклопластика, полученного в результате намотки и кратковременного отверждения препрега, т.е. устойчивость нагретого 8

Таблица 1 до J :)U ( в процессе отверждения материала к механическим (в данном случае сдвиговым) воздействиям, позволяет сдвигать его с оправок. Известно, что подавляющее большинство высокопрочностных зпоксидных материалов в нагретом состоянии (140-160 с) разрушается при незначительном механическом воздействии (т.е. не формоустойчивы). Например, наиболее распространенные связующие на осйове диановых смол ЭД-20 и ЭД-16 (промышленные марки ЭДТ-Ю и ИФ-ЭД-6-КГ) даже после полного отверждения при 130-150 С имеют резиноподобную консистенцию; в)сохранение геометрической конфигурации изделия на основе предлагаемого препрега, подвергаемого дальнейшей термообработке после снятия с оправки; г)жизнеспособность препрега, позволяющую транспортировать материал и иметь цеховой запас не менее 5-10 сут (в сумме не менее 15-20 сут). Кроме того, предлагаемый препрег обеспечивает также более высокие прочностные показатели стеклопластика (особенно, при ).

а .

130 136 108 120 128

Стекловолокнис575 236 208 900 тый наполнитель

20 90 . 10 50 40

80 10 90 50 60

100 Формула изобретения Препрег на основе стекловолокнистого наполнителя и эпоксидного связующего, содержащего триглицидилпара аминофенол и отвердитель, отличающийся тем, что, с целью улучшения технологических свойств препрега, повьппения термостойкости стеклопластиков на его основе и обес печения возможности получения намоточных стеклопластиковых изделий непрерьгоным методом, он дополнительно содержит .продукт взаимодействия диГЛИЦИДИЛОВОГО эфира ПОЛИЭПИХЛОрГИДрина с полиизоцианатбиуретом, в качестве отвердителя изометилтетрагидрофталевый ангидрид при следующем со отношении компонентов, вес.ч.: Триглицидилпарааминофенол 10,0-20,0 Продукт взаимодействия диглицидилового эфира полиэпихлоргидрина с полиизоцианатбиуретом 10,0-90,0 Изо-метилтетрагидрофталевый ангидрид 108,0-136,0 Стекловолокнистый наполнитель 100,0-900,0 Источники информатдии, принятые во внимание при экспертизе 1.Новые неметаллические материалы. Межотраслевой семинар. Вып. 1. Сетунь, 1971, М. , ВИМИ, М., 1973. 2.Справочное руководство по эпоксидным смолам. М., Химия, 1975. 3.Авторское свидетельство СССР по заявке № 2567767/23-05, кл. С 08 L 63/02, 1978. 4.Авторское свидетельство СССР по заявке № 2654866/23-05, кл. С 08 L 63/02. 1978 (прототип).