Патент на изобретение №2322464

(54) ПОЛИМЕРНОЕ СВЯЗУЮЩЕЕ ДЛЯ КОМПОЗИЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ

(57) Реферат:

Изобретение относится к полимерному связующему для композиционных материалов, используемых в качестве конструкционных материалов в машиностроении, авиастроении, приборостроении. Связующее содержит следующее соотношение компонентов, мас.ч.: 50-60 эпоксидной смолы ЭД-20, 40-50 фенолоформальдегидной смолы РФН-60, 6-7 добавки. В качестве добавки используют смесь триэтаноламина 6 мас.ч. и салицилаль-5-метокси-8-аминохинолина 0,5 мас.ч. Изобретение позволяет уменьшить время отверждения, повысить прочность на изгиб и снизить коэффициент трения композиционного материала. 2 табл.

Изобретение относится к полимерным связующим и композиционным материалам на их основе, которые могут быть использованы в качестве конструкционных материалов в машиностроении, авиастроении, приборостроении.

Известна эпоксидная композиция, включающая эпоксидную смолу и аминный отвердитель, представляющий собой продукт взаимодействия -оксиэтилгидразина и пара (диметиламино – бензальдегида) (авт. св. СССР №1641832, МПК С08L 59/50).

Недостатком данной композиции является ее низкая жизнеспособность из-за высокой реакционной способности отвердителя и применение такой композиции в полимерных композиционных материалах, что не позволяет получать композиционный материал с высокими физико-механическими свойствами.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является эпоксидная смола, отверждаемая фенолоформальдегидной смолой в присутствии тетра-4-карбоксифталоцианина меди (патент №2148598, С08J 5/24).

Недостатком данной композиции является низкая прочность на изгиб и длительный процесс отверждения (4, 5 часа).

Технической задачей изобретения является разработка полимерного связующего для получения конструкционных материалов с высокими значениями прочности на изгиб, низким коэффициентом трения и сокращенным временем отверждения.

Поставленная техническая задача достигается тем, что полимерное связующее, включающее эпоксидную смолу, фенолоформальдегидную смолу и добавку, в качестве добавки содержит смесь триэтаноламина и салицилаль-5-метокси-8-аминохинолина при следующем соотношении компонентов, мас.ч.:

Сущность изобретения заключается в том, что введение в состав полимерного связующего смеси триэтаноламина и салицилаль-5-метокси-8-аминохинолина способствует образованию координационных соединений, активирует процесс отверждения предлагаемой композиции, сокращает время отверждения композиционного материала в 2 раза (по прототипу время отверждения составляет примерно 4,5 часа), повышается прочность на изгиб.

Используемая в качестве добавки смесь состоит из триэтаноламина формулы N(СН₂СН₂OH)₃ и салицилаль-5-метокси-8-аминохинолина

Используемая добавка получена конденсацией салицилового альдегида и Шиффова основания. ГОСТ и ТУ на данное вещество отсутствуют и получена только в лабораторных условиях.

Разработанное полимерное связующее было использовано для получения композиционных материалов путем пропитки углеродной ткани предлагаемым связующим.

Для пропитки использовали фенолоформальдегидную смолу РФН-60 (ТУ 48-4803-158-88).

При выполнении данной работы для пропитки предлагаемой смесью использовали ряд волокнистых материалов: базальтовое волокно, волокно “Арамид”, трикотаж на основе волокна “Арамид” и медной проволоки, углеродную ткань. Однако только для углеродной ткани были получены хорошие результаты. Пропитка других материалов не позволила получить покрытия с хорошими физико-механическими характеристиками.

Составы разработанных связующих для композиционных материалов приведены в таблице 1.

Пример получения разработанного связующего и полимерного материала на его основе.

В смеситель загружают эпоксидную и фенолоформальдегидную смолы и тщательно перемешивают. Отдельно готовят смесь триэтаноламина и салицилаль-5-метокси-8-аминохинолина и после перемешивания добавляют в смеситель.

Полученной смесью пропитывают заготовленные куски углеродной ткани и подсушивают на воздухе 30-40 минут. Затем собирают их в пакет по 7-8 штук и прессуют с одновременным отверждением при температуре 180-190°С в течение 70-90 мин.

Полученные образцы проверяли на статический изгиб по ГОСТ 4648-71 и на торцевой машине трения определяли коэффициент трения. Полученные результаты представлены в таблице 2.

Таким образом, применение предлагаемого полимерного связующего позволяет сократить время сушки и отверждения композиционного материала, повысить прочность на изгиб и улучшить эксплуатационные характеристики.

На основании вышеизложенного считаем, что предлагаемое полимерное связующее для композиционных материалов может быть защищено патентом Российской Федерации.

Формула изобретения

Полимерное связующее для композиционных материалов, содержащее эпоксидную смолу ЭД-20, фенолоформальдегидную смолу и добавку, отличающееся тем, что в качестве фенолоформальдегидной смолы содержит фенолоформальдегидную смолу РФН-60, в качестве добавки – смесь триэтаноламина 6 мас.ч. и салицилаль-5-метокси-8-аминохинолина 0,5 мас.ч. при следующем соотношении компонентов, мас.ч.: