Способ получения препрега Советский патент 1991 года по МПК C08J5/24 B32B27/38 

Известно использование .эпоксидных связующих для препрегов, содержащих в качестве катализатрра или сокатали затора отверждения комплекс BFji с алифатическим амином (например, монр э йламином)-t Препреги на основе таких связующих имеют повышенную по сравнению с содержащими комплексы BF, с с ароматическими аминами температуру отверждения; отвержденнвде ненаполненные полимеры, и пластики имеют наименьшее относительное удлинение при разрыве и наименьшую ударную вязкость.. Cпqcoбoм ближайшим по Технической сущности предложенномуi является способ получения препрега,. включа ющий из го трвление связующего смешением в спнрто-ацетоновом растворе эпоксиноволачной смолы, фурфурилглицидилового эфира и порошкообразного комплекса BF с бензиламином, пропит йу им непр(ерьтного врлокнистогр напо нителя и последующую его сушку. Полу ченный препрег имеет по сравнению с не содержащим комплекса с бен- зиламином повьщ енную жизнеспособност улучшенные прочностные показатели и теплостойкость. Недостатком способа по прототипу является неприменимость его для существен«ого (более 6 месяцев) повышения жизнеспособности препрега, а также упруго-прочностных характеристик композиционного материала на его основе при сжатии, сдвиге и статическом изгибе. Целью настоящего изобретения является повьщ|ение жизнеспосрбности препрега, а также физико-механических характеристик композиционногр ма териала из него. Цель достигается тем, «то в спосо бе приготрвления прейрега, включающем получение связующего совмещением в. спирто-ацетоновой смеси эпоксинрволачной смолы, фурфурилглицидилового эфира и комплекса трифторида бора с бензиламином, последующую пропитку им волокнистого наполнителя и сушку препрега, комплекс BF с бензиламином вводится в виде предва рительно приготовленного 20-50%-ного раствора в этаноле при следующем соотноЩении компонентов (мае.ч. на сухой вес): Углеродный ВОЛОКНИС-: тый наполнитель 58-66 Эпоксиноволачная смйла28-34,6 Фурфурилглицидиловый эфир5,0-7,4 Комплекс BF с бензил- . амином в виде 20%50%-ного раствора в этаноле1,0-1,2 . Способ состоит из Следующих операций: . изготовление связующего заданной концентрации (например, 45-55%) совмещением в течение 1-2 ч при 18-40 С его компонентов (мас.ч. на сухой вес): Эпоксиноволачная смола 100 Фурфурилглицидиловый эфир .18-22 Комплекс BF, с бензил;амйном, вводимый в виде 20-50%-ного раствора в этаноле3,5-3,7 20-50%-ный раствор катализатора готовят перемешиванием порошкообразного комплекса BF,j с бензиламином в абсолютированном этаноле при l-8-25 J до полного растворения в течение 3045 мия, при этом количество спирта, пошедшее на предварительное растворение комплекса, учитывается при расчете рбщего расхода этанола на .заданную концентрацию связующего; изготовление препрега из непрерывного волокнистого наполнителя в виде жгута, однонаправленной ленты, ткани или нетканого материала пропиткой его раствором связующего; сушка препрега,удаление летучих растворителей в шахТе пропиточной машины, в термо- или вакуумщкафу, на воздухе с/без обогрева. Готовый препрег имеет: Связующее, % 34-42 Летучие, %Г, Растворимая смола,% Не менее90 Жизнеспособность,мес Не менее 12 Предполагается, что при таком;СПРсрбе, в отличие от прототипа -увеличение жизнеспособности препрега рт 6 до 12 месяцев, а также повышенне упруго-прочностных свойств композиционного материала из него достигается з.а счет участия в отверждении связующего тройного комплекса (Н(Ж)у VP та. X или крмплекса еще более сложной структуры, образухяцегося при растворении катализатора этаноле. . 5 Пример 1. Из углеродного ж .та и связующего, содержащего эпркс новолачную смолу, фурфурилглицидил вый эфир, раствор комплекс bFj с бензиламином в абсолютирован ном спирте, ацетон и абсолютирован спирт в соотношении 100:18:7.; :60,75:57 25, намоткой при . скорос 15 м/мин и последующей сутлкой на в духе в течение 24 ч при 18-20 сительной влажности не вьппе 75% готовят препрег состава (мае.ч. на сухой вер):. Углеродный наполнитель 58 Эпоксиноволачная смола Фурфурилглицидиловый .-.. . ,2. Комплекс BF; с бензиламином, введенный В: виде 50%-нЬго раствора . в этаноле .1,2 Подержание летучих в препреге %, жизнеспособно:сть не менее 12 , П р им ер 2. Пропиткой углерр днОго Жгута, связующим, приготовленным по примеру 1, при скорости намотки 25 М/мин, получают препрег состава (мае.ч. на сухой вес): Углеродный, наполнитель 66 Эпоксиноволачная смола 28 Фурфу рил гл ицид,ил о вый ,;, . эфир , , , , ... V .-. . 5 Комплекс BF с бензиламином, введенный в . / .виде 50%-ного рДствора в этаноле1,0 , Содержание летучих в препрёгё 1,9%, жизнеспособность не менее 12 .мес. . ;. . / : ,; -; : П р и мер 3, Пропиткой углеро ного жгута связующим, приготовленн ло примеру 1, при скорости намотк 20 м/мин, получают препрег состава (мае.ч. на сухой вес): Углеродный наполнитель 63 Эпоксиноволачная смола 30,4 фурфурилглидидиловый ;;. эфир - / ; . . :. 5,5 . Комплекс ВРд с бензиламином , введенный в видё 50%-ного раствора в этаноле5,1 Содержание летучих в препрёгё 2,3%, жизне :пособнойть не менее . 12;мес. .-/, : П р и м е р 4. Из углеродного ж та и связующего,-содержащего эпокс оволачную смолу, фурфурипглицидило вый эфир, 40%-ный раствор комплекса BFj с бензиламиномв абсолютированном спирте, ацетон и абсолютированный спирт в соотношении 100:Г8.:8,75 :60,75:55,5, намоткой и последующей сушкой по примеру 1 получают препрег состава ( мае.ч. на сухой вес) Углеродный наполнитель 59 Эпоксиноволачная смола 33,7 Фурфурилглицидиловый эфир6,1. Комплекс BlP с бензиламином, введенный в виде 40%-ного раствора в этаноле1 2 Содержание летучих в препрёгё 2,5%, жизнеепоеобноеть 12 мес. П р и м е р 5, Из углеродного жгута и связующего, содержащего эпокеиноволачную смолу, фурфур1тглицидиловый эфир, 20%-ный раствор комплекса BF, с бензиламином в абсолютированном спирте, ацетон и аб.солютирова нный спирт в соотношении 100:22:18,5: :62,85:48,05,намоткой ипоследующей сушкой по примеру 1 получают препрег с;остава (мае.ч. на.сухой вес): Углеродный наполнитель 58 Зпоксиноволачиая смола Фурфурилглицидиловый эфир Комплекс BFjс бензиламином, введенный в виде 20%-ного раствора в этаноле. Содержание летучих в препрёгё 2,1%, жизнеепоеобноеть препрега не менее 12 мее Л РИМ ер 6. Из углеродного жгута и связующеко, содержащего эпоксиноволачную смолу,, Фурфурилглицидиловый эфир, 25%гный раствор комплекса BF с бензиламином в абсрлютированном спирте, ацетон и абсолютированный пирт в соотношении 100:20:14,4:61 8: :31, намоткой и последующей сушкой при примеру 1 получают препрег состава (мае.ч. на сухой вес): Углеродаый .наполнитель 58 Эпоксицоволачная смола 34 Фурфурилглицидиловьй эфир .. 6,8 Комплекс BF xi бензиламином, введенньШ в -виде 25%-ного раствора в этаноле . 1,2 ; Содержание летучих впрепрёгё 1,8% изнеспособность 12 мес; Пример (контрольный по про тотипу) . Из углеродного наполнителя и связующего, получаемого одновременным смешением эпоксиноволачной смолы, фу фурилглицидилового эфира, порошкообр ного комплекса BF с бензиламином, ацетона и абсолютированного спирта в соотношении 100:20:3,6:61,8:61,8, пр пйткой и подсушкой его в вертикапьнб пропиточной машине получают препрег состава (мае.ч. на сухой вес):,. У.глеррдньй наполнитесь 63 Эпоксиноволачная смола 29,9 Фурфурилглицидиловый эфир6,0 Комплекс BFj с бензиламином, введенный з виде сухого порошка Содержание летучих в препреге 2,6%, жизнеспособность 6 мес. Из препрегов, полученных по примерам 1-7, прямым прессованием при 160 в течение 10 ч при удельном давлении 5 кгс/мм готовили образцы композиционных материалов. Данные по жизнеспособности препрегов, свойствам ненаполненных связующих, отвержденных по ступенчатому режиму ч + 120С/4 ч + + 1 АОС/3 ч + 1 ч, и композиционных материалов приведены в таолице.. Из таблицы видно, что введение катализатора в виде предварительно приготовленного спиртового раствора обеспечивает в отвержденном связующем, повышение модуля сдвига на 12-18%, предела прочности при статическом изгибе и сжатии на 12-15%; увеличение жизнеспособности препрегов с 6 до 12 мес ; повышение физикомеханических характеристик композиционных материалов на 10-17%.

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИ ПРЕПРСГА из углеродного наполнителя, включающий стадии изготовления связующего совмещением в спиртр-ацетоновой эпоксинрволачной смолы, фурфурилИзобрез ение относится к области по лучения препрегов на основе армирующих волокнистых наполнителей (например, углеродных,. борных, стеклянных,, органических) и органических Г олимерных связующих, предназначенных для изготовления высокопрочных высокомодульных, композиционных материалов. Известны способы получения препрегов, включающие стадии изготовления связующих, пропитки ими волокнистых наполнителей и последзпощей сушки полуфабриката. глицидилового эфира и комплекса трифторида бора с бензиламином, последующую пропитку им волокнистого напол- нителя и сушку препрега, о тли чающийся тем, что с целью повьпиения жизнеспособности препрега, а также физико-механических характеристике композиционного материала из него, комплекс трифторида бора с.-бензиламином вводят в виде 20-50%-ного раствора в этаноле при следующем соотношении компонентов (мас.ч. на сухой вес) : Углеродный волокнистый наполнитель 58-Тбб ЭпоксиноволачНая смола Фурфурилглицидиловый эфир Комплекс трифторида бора с бензиламином в виде 20-50%-нрго раствора в этаноле 1,0-1,2 00 ( ю САЭ Известно применение в качестве полИмерной основы препрегов эпоксидных связующих на , основе эпоксидных производных бисфёнол а А, отверждаемых В присутствии комплексов чрифторида .бора с ароматич1ескими аминами. Препреги на основе таких связующих обладают по сравнению с препрегами, не содержащими комплексов BF, хорошей технологичностью, но не обеспечивают достаточно высоких прочностных ха,рактеристик в композиционном материале. Жизнеспособность таких препрегов не вьш1е б мес.