Полимерная композиция для изготовления препрега

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ПАТЕНТНЫЙ КОМИТЕТ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ ПОЛИМЕРНАЯ КОМПОЗИЦИЯ ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ПРЕПРЕГА(71) Заявитель Белорусский государственный технологический университет(73) Патентообладатель Белорусский государственный технологический университет(57) Полимерная композиция для изготовления препрега, содержащая эпоксидную смолу, триэтаноламинотитанат, разбавитель и целевую добавку, отличающаяся тем, что в качестве разбавителя она содержит ненасыщенную полиэфирную смолу, а в качестве целевой добавки - спиртонерастворимую фракцию смолы торфяного воска при следующих соотношениях компонентов, мас.ч эпоксидная смола 100 триэтаноламинотитанат 10-20 ненасыщенная полиэфирная смола 10-18 спиртонерастворимая фракция смолы торфяного воска 5-10.(56) 1. Патент США 4916203, 1990. 2. Заявка Японии 1-287118, МПК 08 299/00,32 15/08, 1989. 3. Термостабилизация и модификация эпоксиполимера. /Васильченко Т.В. и др. //Физ.-хим. войства дисперс. систем и их применение.Томск, 1988. - С. 10-15 (прототип). 4. Коляго Г.Г., Струк В.А. Материалы на основе ненасыщенных полиэфиров.Минск. Наука и техника, 1990.С. 10-13. 5. ТУ-00-1221834-08-88. Спиртонерастворимая фракция смолы торфяного воска. Технические условия. Изобретение относится к эпоксидным клеевым составам, используемым для изготовления высоконаполненных препрегов и стеклопластиков, из которых производят изделия для химического машиностроения,электро- и радиотехники, строительства, мебельной промышленности, спортинвентарь, трубопроводы и т.п. Известна отверждаемая эпоксидная композиция для изготовления препрегов, содержащая (мас.ч.) эпоксидную смолу 7,1 ароматический пропаргиловый эфир 4,02-метилимидазол 0,35 диметилформамид 2,8 и ацетон 2,5 1. К недостаткам известной эпоксидной композиции для изготовления препрега относится высокая чувствительность к точному соблюдению соотношения компонентов в системе, остаточная липкость после доотверждения препрега, высокая вязкость полимерной композиции в момент пропитки стеклоткани. В конечном итоге совокупность указанных недостатков известной эпоксидной композиции приводит к снижению физико-механических и технологических свойств как самого препрега, так и готового изделия. Известна полимерная композиция для изготовления препрега, содержащая 5-50 мас.ч. эпоксидной смолы,100 мас.ч. стирольного раствора полимера, содержащего двойные связи в боковой цепи, и органическую перекись 2. Недостатком данной полимерной композиции для изготовления препрега являются низкое время жизни,высокая вязкость композиции в момент нанесения на наполнитель, невысокая смачивающая способность 2646 1 композиции по отношению к наполнителю, высокий экзотермический эффект реакции полимеризации, недостаточно продолжительное время сохранения препрегом драпируемости при температуре хранения препрега порядка 25 С. Наиболее близкой к предлагаемой композиции по технической сущности и достигаемому результату является полимерная композиция для изготовления препрега, содержащая эпоксидную смолу, триэтаноламинотитанат, разбавитель и целевую добавку при следующих соотношениях компонентов, мас.ч. эпоксидная смола ЭД-20 100 триэтаноламинотитанат 11 разбавитель (ДЭГ-1 ) 10 целевая добавка (трансформаторное масло) 3. 3 Недостатками данной полимерной композиции является длительное время гелеобразования, высокая динамическая вязкость и низкая смачивающая способность в момент пропитки основы, что приводит к неравномерному нанесению связующего и снижению его содержания в препреге, и, как результат, ухудшению физико-механических свойств изделия. Кроме того препрег имеет низкую поверхностную липкость. Задачей предполагаемого изобретения является снижение времени гелеобразования и динамической вязкости, повышение смачивающей способности композиции по отношению к наполнителю, липкости, улучшение физико-механических свойств готового изделия. Для решения поставленной задачи предлагается полимерная композиция для изготовления препрега, содержащая эпоксидную смолу, триэтаноламинотитанат, разбавитель и целевую добавку, и в которой в качестве разбавителя используют ненасыщенную полиэфирную смолу, а в качестве целевой добавки спиртонерастворимую фракцию смолы торфяного воска при следующих соотношениях компонентов, мас.ч эпоксидная смола 100 триэтаноламинотитанат 10-20 разбавитель (ненасыщенная полиэфирная смола) 10-18 спиртонерастворимая фракция смолы торфяного воска 5-10. ПН-1 и ПН-3 (ОСТ 6-05-431-78) - смолы общего назначения. Ненасыщенные полиэфирные смолы широко применяются в строительстве как отделочный материал в виде лакокрасочных материалов и покрытий, в качестве связующих композиционных материалов, применяемых при изготовлении оконных коробок, рам,переплетов, карнизов, дверей, водосточных желобов, в машиностроении при изготовлении корпусов машин и механизмов, кожухов, цистерн, рабочих органов смесителей, деталей прессформ и т.п. 4. Спиртонерастворимая фракция смолы торфяного воска является твердым пластичным продуктом от темнокоричневого до черного цвета, хорошо растворима в минеральных маслах, уайтспирите, бензине, толуоле. Температура каплепадения 45-65,5 С, содержание воска не более 60 . Спиртонерастворимая фракция смолы торфяного воска предназначена для применения ее в производстве комбинированных маслонерастворимых ингибиторов коррозии 5. Изобретение поясняется примерами. Пример 1. В отдельных емкостях 100 мас.ч. смолы ЭД-20 и 5 мас.ч. спиртонерастворимой фракции смолы торфяного воска прогревают до температуры (705) С. Вводят спиртонерастворимую фракцию смолы торфяного воска в эпоксидную смолу при перемешивании (композиция 1). Затем в композицию 1 вводят 10 мас.ч. полиэфирмалеинатной смолы ПН-1 при перемешивании (композиция 2). Отверждение композиции 2 проводят 10 мас.ч. триэтаноламинотитаната по режиму 0,25 ч. 80 С 0,50 ч. 200 С Остальные примеры выполнены аналогично примеру 1 и различаются соотношениями входящих в полимерную композицию компонентов (табл. 1). Испытания образцов проводили с определением следующих показателей время гелеобразования динамическая вязкость адгезионная прочность на сдвиг модуль упругости при сжатии содержание связующего в препреге липкость смачивающая способность. 2646 1 Таблица 1 Полимерная композиция для изготовления препрега Примеры Эпоксидная смола ЭД-20 ЭД-16 Ненасыщенная полиэфирная смола ПН-1 ПН-3 Триэтаноламинотитанат Спиртонерастворимая фракция смолы торфяного воска Разбавитель ДЭГ-1 Трансформаторное масло Выбор оптимального соотношения компонентов полимерной композиции для изготовления препрега осуществлен, исходя из ее эксплуатационных свойств время жизни композиции должно быть достаточно велико, чтобы переработка не осложнялась быстрым отверждением уменьшение времени гелеобразования композиции обеспечивает более однородную структуру материала и снижает продолжительность формирования изделия. Снижение вязкости связующего в момент пропитки наполнителя способствует повышению физико-механических свойств материала. Оптимальное соотношение между вязкостными свойствами полимерной композиции и смачивающей способностью ее по отношению к наполнителю позволяет получить готовое изделие с высокими механическими свойствами. Результаты сравнительных испытаний полимерных композиций для изготовления препрега представлены в табл.2. Таблица 2 Свойства полимерной композиции для изготовления препрега Наименование показателя Время гелеобразования при температуре 80 С 150 С Динамическая вязкость, Пас при температуре 80 С Адгезионная прочность на сдвиг, МПа Предел прочности при сжатии,МПа Модуль упругости при сжатии,ГПа Содержание связующего,Липкость, МПа 10-2 Смачивающая способность при 80 С по стеклу за 60 с., у.е. Как видно из табл.2 предлагаемая композиция имеет в 1,5-4,3 раза более низкое время гелеобразования при температуре 80 С, чем известная полимерная композиция для изготовления препрега. Предлагаемая полимерная композиция имеет при температуре 80 С динамическую вязкость в пределах 0,3-1,2 Пас, что позволяет обеспечивать оптимальное содержание связующего в препреге. Липкость препрега, изготовленного на основе предлагаемой композиции, в 1,5-2,0 раза выше, чем известной композиции. Смачивающая способность предлагаемой композиции по отношению к стеклу при температуре 80 С на 15-37 выше, чем у известной. 3 2646 1 Отвержденное связующее имеет более высокие, чем у прототипа, физико-механические показатели. Предел прочности при сжатии предлагаемой композиции составляет 112-183 МПа, а у композиции, принятой в качестве прототипа, этот показатель равен 100 МПа модуль упругости при сжатии у предлагаемой композиции после ее доотверждения 2,9-3,4 ГПа, а у известной - 2,5 ГПа. Государственный патентный комитет Республики Беларусь. 220072, г. Минск, проспект Ф. Скорины, 66.