RU2230764C1 - Эпоксидная клеевая композиция, препрег на ее основе и изделие, выполненное из него - Google Patents
Эпоксидная клеевая композиция, препрег на ее основе и изделие, выполненное из него Download PDFInfo
- Publication number
- RU2230764C1 RU2230764C1 RU2003106554/04A RU2003106554A RU2230764C1 RU 2230764 C1 RU2230764 C1 RU 2230764C1 RU 2003106554/04 A RU2003106554/04 A RU 2003106554/04A RU 2003106554 A RU2003106554 A RU 2003106554A RU 2230764 C1 RU2230764 C1 RU 2230764C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- epoxy
- derivative
- prepreg
- composition
- epoxide
- Prior art date
Links
Landscapes
- Epoxy Resins (AREA)
- Adhesives Or Adhesive Processes (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области композиционных материалов клеевых или клеевых препрегов на основе стекло- и угленаполнителей и эпоксидной композиции, которые могут быть использованы для изготовления клееных конструкций, в том числе сотовых панелей и агрегатов одинарной и сложной кривизны, в авиакосмической технике, автомобилестроении, судостроении и других отраслях промышленности. Клеевая композиция включает эпоксидную диановую смолу или ее смесь с одной или несколькими эпоксидными смолами, выбранными из группы: N,N-тетраглицидиловое производное 3,3’-дихлор-4,4’-диаминодифенилметана, полиглицидилпроизводное низкомолекулярного фенолформальдегидного новолака и триглицидилпроизводное парааминофенола, в качестве отвердителя - дициандиамид и полиарилсульфон с концевыми гидроксильными группами, с молекулярной массой 25000 - 45000 и температурой стеклования 190-260°С, являющийся продуктом нуклеофильной поликонденсации бис-(галогенарил)сульфонов с бисфенолом. Препрег содержит эпоксидную клеевую композицию и волокнистый наполнитель; стеклянные или углеродные ткани или ленты. Изделие выполнено из вышеуказанного препрега, композиционные материалы обладают повышенной прочностью при межслоевом сдвиге, повышенной трещиностойкостью, повышенной прочностью клеевых соединений при равномерном отрыве обшивки от сотового заполнителя, а также повышенной усталостной и длительной прочностью, что необходимо в случаях, когда склеивание с сотовым заполнителем и формование обшивки происходит за один технологический цикл. 3 с.п. ф-лы, 5 табл.
Description
Изобретение относится к области композиционных материалов клеевых или клеевых препрегов на основе стекло- и угленаполнителей и эпоксидной композиции, которые могут быть использованы для изготовления клееных конструкций, в том числе сотовых панелей и агрегатов одинарной и сложной кривизны, в авиакосмической технике, автомобилестроении, судостроении и других отраслях промышленности.
Известны препреги и сотовые панели типа “сэндвич” на основе эпоксидного связующего, модифицированного каучуком, включающего тетраглицидилдиаминодифенилметан, частицы нейлона 12, аэросил и 4,4-диаминодифенилсульфон в качестве отвердителя, и содержащие углеродное волокно в качестве наполнителя (патент ЕР №0927737). Известны препреги и композиционные материалы, армированные углеродным волокном, в которых связующее включает смесь цианоэфирной, эпоксидной и термопластичной составляющих, причем эпоксидная составляющая включает эпоксидную смолу глицидиламинного типа, эпоксидную смолу с ароматическим кольцом в скелете и эпоксидную смолу глицидилэфирного типа (патент ЕР №0750004).
Однако эти материалы обладают невысокими показателями прочности при сжатии и прочности при равномерном отрыве обшивки от сотового заполнителя.
Известно эпоксидное связующее, представляющее собой раствор эпоксидной смолы - тетраглицидилового эфира 4,4-диамино-3,3-дихлордифенилметана в смеси растворителей с введенным в него отвердителем - 4,4-диаминодифенилсульфоном. Препрег получают путем пропитки этим связующим волокнистого наполнителя в виде углеродных, стеклянных или органических жгутов, лент или тканей (патент РФ №1462773).
Недостатком связующего и препрега на его основе является низкий начальный уровень вязкости связующего, что влечет за собой вытекание его из препрега, приводящее при формовании к необратимому нарастанию относительной жесткости препрега, что, в свою очередь, вызывает ухудшение его технологических свойств.
Наиболее близким аналогом, принятым за прототип, является эпоксидное связующее, препрег на его основе и изделие, выполненное из него.
Эпоксидное связующее включает, мас.%:
Триглицидилпроизводное парааминофенола
марки ЭАФ 12,8-15,0
Полиглицидилпроизводное низкомолекулярного
фенолформальдегидного новолака
марки УП-643 19,0-23,0
Продукт взаимодействия
дифенилолпропана с
эпихлоргидрином марки Диапласт 0,6-3,0
4,4-Диаминодифенилсульфон 10,0-16,0
Спирт изопропиловый
или этиловый 17,2-23,0
Ацетон 25,8-34,6
Препрег содержит указанное эпоксидное связующее и волокнистый наполнитель при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Эпоксидное связующее 30,0-42,0
Волокнистый наполнитель 58,0-70,0
В качестве волокнистого наполнителя препрег содержит стеклянные, углеродные или органические жгуты, ткани или ленты.
Путем формования препрега получают изделия различной конфигурации (патент РФ №2184128).
Недостатками материала-прототипа являются невысокая прочность при межслоевом сдвиге, невысокая трещиностойкость, низкая прочность клеевых соединений при равномерном отрыве обшивки от сотового заполнителя, что не позволяет применять его для изготовления силовых нагруженных клееных сотовых конструкций сложной конфигурации без дополнительного использования клеевой пленки. Кроме того, применение в составе связующего органических растворителей приводит, вследствие удаления летучих продуктов, к получению негерметичных, пористых обшивок, что снижает атмосферостойкость и другие эксплуатационные свойства изделий.
Технической задачей предлагаемого изобретения является создание композиционного материала клеевого на основе эпоксидной композиции и стекло- и угленаполнителей, обладающего повышенной прочностью при межслоевом сдвиге, повышенной трещиностойкостью, повышенной прочностью клеевых соединений при равномерном отрыве обшивки от сотового заполнителя, а также повышенной усталостной и длительной прочностью, что необходимо в случаях, когда склеивание с сотовым заполнителем и формование обшивки происходит за один технологический цикл.
Для решения поставленной технической задачи предлагается эпоксидная клеевая композиция, включающая эпоксидную основу и отвердитель, отличающаяся тем, что в качестве эпоксидной основы она содержит эпоксидную диановую смолу или ее смесь с одной или несколькими эпоксидными смолами, выбранными из группы: N,N-тетраглицидиловое производное 3,3-дихлор-4,4-диаминодифенилметана, полиглицидилпроизводное низкомолекулярного фенолформальдегидного новолака и триглицидилпроизводное парааминофенола, в качестве отвердителя - дициандиамид и дополнительно - полиарилсульфон с концевыми гидроксильными группами, с молекулярной массой 25000-45000 и температурой стеклования 190-260°С, являющийся продуктом нуклеофильной поликонденсации бис-(галогенарил)сульфонов с бисфенолами, при следующем соотношении компонентов, мас.ч.:
Эпоксидная диановая смола
или ее смесь с одной
или несколькими эпоксидными
смолами, выбранными из группы:
N,N-тетраглицидиловое
производное 3,3-дихлор-4,4-
диаминодифенилметана,
полиглицидилпроизводное
низкомолекулярного
фенолформальдегидного новолака и
триглицидилпроизводное парааминофенола 59-77
Дициандиамид 6-11
Полиарилсульфон 12-35
препрег, включающий указанную эпоксидную клеевую композицию и волокнистый наполнитель - стеклянные или углеродные ткани или ленты при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Связующее 30-60
Волокнистый наполнитель 40-70
а также изделие, выполненное из него.
В качестве эпоксидной диановой смолы в предлагаемом изобретении могут быть использованы различные диановые смолы, но предпочтительнее использовать смолы с массовой долей эпоксидных групп от 10 до 23,5%. В примерах осуществления были использованы смолы ЭД-20 с массовой долей эпоксидных групп 22%, ЭД-16 с массовой долей эпоксидных групп 18% и ЭД-22 с массовой долей эпоксидных групп 23,5%.
Использование жидких эпоксидных смол различной структуры и функциональности в составе эпоксидной клеевой композиции значительно улучшает технологические свойства препрега при его переработке, такие, как жизнеспособность, липкость, драпируемость, а также эксплуатационные свойства получаемых изделий.
В качестве модифицирующей добавки в составе эпоксидной клеевой композиции используют полиарилсульфон с концевыми гидроксильными группами, с молекулярной массой 25000-45000 и температурой стеклования 190-260°С, являющийся продуктом нуклеофильной поликонденсации бис-(галогенарил)сульфонов с бисфенолами. В примерах осуществления использованы Полиарилсульфон-I с температурой стеклования 190°С и молекулярной массой 25000, Полиарилсульфон-II с температурой стеклования 260°С и молекулярной массой 45000 и Полиарилсульфон-III с температурой стеклования 210°С и молекулярной масссой 30000.
Применение полиарилсульфонов в качестве модифицирующих добавок в составе эпоксидной композиции обуславливает повышение теплостойкости материалов, трещиностойкости, вязкости разрушения обшивок на основе клеевых препрегов, в том числе в составе сотовых конструкций.
Совмещение в расплаве эпоксидных смол с полиарилсульфоном и отвердителем позволяет получить композицию с вязкостью, необходимой для качественной пропитки наполнителя и обеспечивает повышенные адгезионные свойства препрега и минимальное количество летучих продуктов.
Использование в качестве волокнистых наполнителей конструкционных стеклянных и углеродных лент и тканей обеспечивает получение высокопрочных и высокотехнологичных композиционных материалов и изделий из них.
Препреги на основе эпоксидной клеевой композиции по предлагаемому изобретению могут самостоятельно применяться в качестве армированной клеевой пленки при склеивании различных металлических и неметаллических материалов.
Примеры осуществления
Пример 1
Приготовление эпоксидной клеевой композиции
В смеситель загружают 59 мас.ч. смолы ЭД-20 и 35 мас.ч. Полиарилсульфона-I, нагревают при перемешивании до 170-180°С. В полученный расплав вводят 6 мас.ч. дициандиамида и продолжают перемешивание, затем расплав охлаждают до комнатной температуры.
Получение препрега
Препрег получают путем нанесения 30 мас.% эпоксидной клеевой композиции при температуре 100-140°С на углеродную ленту ЭЛУР-0,1П в количестве 70 мас.%.
Получение изделия
Композиционный материал получают путем выкладки и формования препрега методом вакуум-автоклавного прессования при температуре 180±5°С в течение 3 ч при давлении 0,8 кгс/см2.
Технология приготовления эпоксидных клеевых композиций, препрегов и композиционных материалов по примерам 2-6 аналогична примеру 1. Составы композиций по изобретению и прототипа даны в таблице 1, составы препрегов - в таблице 2, свойства композиционных материалов - в таблицах 3 и 4, свойства клеевых препрегов, используемых в качестве армированной клеевой пленки, - в таблице 5.
Изделия из клеевых препрегов могут также изготавливаться намоткой и формоваться способами прямого прессования и вакуумным в зависимости от конструкции изделия.
Предложенные композиционные материалы по изобретению на основе эпоксидной клеевой композиции и волокнистых угле- и стеклонаполнителей обеспечивают:
- повышение прочности при межслоевом сдвиге на 15-20%;
- повышение прочности клеевых соединений при равномерном отрыве обшивки от сотового заполнителя в 3,5-4 раза;
- повышение трещиностойкости на 40-60%;
- повышение усталостной и длительной прочности на 20-35%;
- увеличение жизнеспособности препрега в 2-4 раза.
Применение предлагаемых композиционных материалов позволит создать высокопроизводительную технологию изготовления клееных сотовых конструкций одинарной и сложной кривизны за один технологический цикл формования обшивки и приклеивания ее к сотовому заполнителю, при этом трудоемкость снижается в 1,5-2 раза, энергоемкость - в 2-3 раза, количество вредных выбросов в атмосферу - в 10-15 раз.
Claims (3)
1. Эпоксидная клеевая композиция, включающая эпоксидную основу и отвердитель, отличающаяся тем, что в качестве эпоксидной основы она содержит эпоксидную диановую смолу или ее смесь с одной или несколькими эпоксидными смолами, выбранными из группы N,N-тетраглицидиловое производное 3,3’-дихлор-4,4’-диаминодифенилметана, полиглицидилпроизводное низкомолекулярного фенолформальдегидного новолака, триглицидилпроизводное парааминофенола, в качестве отвердителя - дициандиамид и дополнительно содержит полиарилсульфон с концевыми гидроксильными группами, с молекулярной массой 25000 - 45000 и температурой стеклования 190 - 260°С, являющийся продуктом нуклеофильной поликонденсации бис-(галогенарил)сульфонов с бисфенолами, при следующем соотношении компонентов, мас.ч.:
Эпоксидная диановая смола или ее смесь с одной или несколькими эпоксидными смолами, выбранными из группы N,N-тетраглицидиловое производное 3,3’-дихлор-4,4’-диаминодифенилметана, полиглицидилпроизводное низкомолекулярного фенолформальдегидного новолака, триглицидилпроизводное парааминофенола 59-77
Дициандиамид 6-11
Указанный полиарилсульфон 12-35
2. Препрег, включающий эпоксидную клеевую композицию и волокнистый наполнитель - стеклянные или углеродные ткани или ленты, отличающийся тем, что в качестве композиции он содержит эпоксидную клеевую композицию по п. 1 при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Эпоксидная клеевая композиция 30-60
Волокнистый наполнитель 40-70
3. Изделие, отличаеющееся тем, что оно выполнено из препрега по п.2.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2003106554/04A RU2230764C1 (ru) | 2003-03-12 | 2003-03-12 | Эпоксидная клеевая композиция, препрег на ее основе и изделие, выполненное из него |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2003106554/04A RU2230764C1 (ru) | 2003-03-12 | 2003-03-12 | Эпоксидная клеевая композиция, препрег на ее основе и изделие, выполненное из него |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2230764C1 true RU2230764C1 (ru) | 2004-06-20 |
RU2003106554A RU2003106554A (ru) | 2004-10-10 |
Family
ID=32846844
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2003106554/04A RU2230764C1 (ru) | 2003-03-12 | 2003-03-12 | Эпоксидная клеевая композиция, препрег на ее основе и изделие, выполненное из него |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2230764C1 (ru) |
Cited By (12)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2505568C1 (ru) * | 2012-08-15 | 2014-01-27 | Открытое акционерное общество Центральный научно-исследовательский институт специального машиностроения | Эпоксидное связующее для армированных пластиков |
RU2513916C1 (ru) * | 2012-09-03 | 2014-04-20 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Всероссийский научно-исследовательский институт авиационных материалов (ФГУП "ВИАМ") | Эпоксидное связующее, препрег на его основе и изделие, выполненное из него |
RU2535494C1 (ru) * | 2013-12-20 | 2014-12-10 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Всероссийский научно-исследовательский институт авиационных материалов" (ФГУП "ВИАМ") | Полициануратная композиция, препрег на ее основе и изделие, выполненное из него |
RU2560421C1 (ru) * | 2014-05-28 | 2015-08-20 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Всероссийский научно-исследовательский институт авиационных материалов" (ФГУП "ВИАМ") | Эпоксидное связующее, препрег на его основе и изделие, выполненное из него |
RU2561996C1 (ru) * | 2014-07-08 | 2015-09-10 | Открытое акционерное общество "Обнинское научно-производственное предприятие "Технология" | Армированная эпоксидная клеевая композиция (варианты) |
RU2572416C1 (ru) * | 2014-11-20 | 2016-01-10 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Всероссийский научно-исследовательский институт авиационных материалов" (ФГУП "ВИАМ) | Эпоксидное клеевое связующее |
RU2574758C1 (ru) * | 2014-12-16 | 2016-02-10 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-производственный центр автоматики и приборостроения имени академика Н.А. Пилюгина" (ФГУП "НПЦАП") | Склеивающая прокладка сфу |
RU2583009C1 (ru) * | 2014-12-18 | 2016-04-27 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Всероссийский научно-исследовательский институт авиационных материалов" (ФГУП "ВИАМ") | Многослойное полимерное пленочное покрытие |
RU2585638C1 (ru) * | 2014-12-18 | 2016-05-27 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Всероссийский научно-исследовательский институт авиационных материалов" (ФГУП "ВИАМ") | Эпоксидное связующее, препрег на его основе и изделие, выполненное из него |
RU2597912C1 (ru) * | 2015-03-11 | 2016-09-20 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Всероссийский научно-исследовательский институт авиационных материалов" (ФГУП "ВИАМ") | Высокопрочный эпоксидный пленочный клей |
RU2676634C1 (ru) * | 2018-04-19 | 2019-01-09 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Всероссийский научно-исследовательский институт авиационных материалов" (ФГУП "ВИАМ") | Препрег на основе клеевого связующего пониженной горючести и стеклопластик, углепластик на его основе |
RU2718782C1 (ru) * | 2019-12-06 | 2020-04-14 | Акционерное общество "Препрег-Современные Композиционные Материалы" | Эпоксидное связующее, препрег на его основе и изделие, выполненное из него |
-
2003
- 2003-03-12 RU RU2003106554/04A patent/RU2230764C1/ru active
Cited By (12)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2505568C1 (ru) * | 2012-08-15 | 2014-01-27 | Открытое акционерное общество Центральный научно-исследовательский институт специального машиностроения | Эпоксидное связующее для армированных пластиков |
RU2513916C1 (ru) * | 2012-09-03 | 2014-04-20 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Всероссийский научно-исследовательский институт авиационных материалов (ФГУП "ВИАМ") | Эпоксидное связующее, препрег на его основе и изделие, выполненное из него |
RU2535494C1 (ru) * | 2013-12-20 | 2014-12-10 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Всероссийский научно-исследовательский институт авиационных материалов" (ФГУП "ВИАМ") | Полициануратная композиция, препрег на ее основе и изделие, выполненное из него |
RU2560421C1 (ru) * | 2014-05-28 | 2015-08-20 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Всероссийский научно-исследовательский институт авиационных материалов" (ФГУП "ВИАМ") | Эпоксидное связующее, препрег на его основе и изделие, выполненное из него |
RU2561996C1 (ru) * | 2014-07-08 | 2015-09-10 | Открытое акционерное общество "Обнинское научно-производственное предприятие "Технология" | Армированная эпоксидная клеевая композиция (варианты) |
RU2572416C1 (ru) * | 2014-11-20 | 2016-01-10 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Всероссийский научно-исследовательский институт авиационных материалов" (ФГУП "ВИАМ) | Эпоксидное клеевое связующее |
RU2574758C1 (ru) * | 2014-12-16 | 2016-02-10 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-производственный центр автоматики и приборостроения имени академика Н.А. Пилюгина" (ФГУП "НПЦАП") | Склеивающая прокладка сфу |
RU2583009C1 (ru) * | 2014-12-18 | 2016-04-27 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Всероссийский научно-исследовательский институт авиационных материалов" (ФГУП "ВИАМ") | Многослойное полимерное пленочное покрытие |
RU2585638C1 (ru) * | 2014-12-18 | 2016-05-27 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Всероссийский научно-исследовательский институт авиационных материалов" (ФГУП "ВИАМ") | Эпоксидное связующее, препрег на его основе и изделие, выполненное из него |
RU2597912C1 (ru) * | 2015-03-11 | 2016-09-20 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Всероссийский научно-исследовательский институт авиационных материалов" (ФГУП "ВИАМ") | Высокопрочный эпоксидный пленочный клей |
RU2676634C1 (ru) * | 2018-04-19 | 2019-01-09 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Всероссийский научно-исследовательский институт авиационных материалов" (ФГУП "ВИАМ") | Препрег на основе клеевого связующего пониженной горючести и стеклопластик, углепластик на его основе |
RU2718782C1 (ru) * | 2019-12-06 | 2020-04-14 | Акционерное общество "Препрег-Современные Композиционные Материалы" | Эпоксидное связующее, препрег на его основе и изделие, выполненное из него |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
AU2010286611B2 (en) | High performance adhesive compositions | |
CN103797043B (zh) | 结构粘着剂及其粘合应用 | |
RU2230764C1 (ru) | Эпоксидная клеевая композиция, препрег на ее основе и изделие, выполненное из него | |
KR20180089449A (ko) | 복합 구조용 표면 재료 | |
JP5023498B2 (ja) | プリプレグシート用樹脂組成物およびプリプレグシート | |
JP2015180753A (ja) | 硬化性エポキシ樹脂組成物及びこれから製造された複合材 | |
CN111320871A (zh) | 一种双马来酰亚胺树脂预浸料复合材料及其制备方法 | |
JP4475880B2 (ja) | エポキシ樹脂組成物 | |
CA2670027A1 (en) | Toughened binder compositions for use in advanced processes | |
US6040397A (en) | Extremely low viscosity matrix epoxy suffusion resin system | |
WO2019126111A1 (en) | Toughened adhesive and bonding method using the same | |
AU2020386146A1 (en) | Matrix resin for laminates with high transparency, low yellowing and high glass transition temperatures | |
JP3483684B2 (ja) | エポキシ樹脂組成物 | |
US5075356A (en) | Bisphenol and neopentyl glycol diglycidyl ethers with glycidyl methacrylate copolymer | |
WO2023174891A1 (en) | Epoxy resin adhesive | |
JP2007284545A (ja) | 繊維強化複合材料用エポキシ樹脂組成物 | |
JP2002179771A (ja) | エポキシ樹脂組成物 | |
JPWO2018159574A1 (ja) | エポキシ樹脂組成物、プリプレグおよび繊維強化複合材料 | |
JP2002194054A (ja) | エポキシ樹脂組成物 | |
RU2184128C2 (ru) | Эпоксидное связующее, препрег на его основе и изделие, выполненное из препрега | |
WO2021152957A1 (ja) | 複合プリプレグ、ならびにそれを用いたプリフォーム、繊維強化複合材料接合体およびその製造方法 | |
JPS6354738B2 (ru) | ||
JP2011001442A (ja) | エポキシ樹脂組成物、繊維強化複合材料、および繊維強化複合材料の製造方法 | |
JPS5853914A (ja) | エポキシ樹脂組成物 | |
JP2004285292A (ja) | ロービングプリプレグ及びロービングプリプレグ用エポキシ樹脂組成物 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
QB4A | Licence on use of patent |
Effective date: 20061114 |
|
QB4A | Licence on use of patent |
Effective date: 20100114 |
|
QB4A | Licence on use of patent |
Free format text: LICENCE Effective date: 20110718 |
|
QB4A | Licence on use of patent |
Free format text: LICENCE Effective date: 20121228 |
|
QZ41 | Official registration of changes to a registered agreement (patent) |
Free format text: LICENCE FORMERLY AGREED ON 20121228 Effective date: 20140807 |
|
QB4A | Licence on use of patent |
Free format text: LICENCE Effective date: 20150827 |