UA140155U - Склопластик - Google Patents

Abstract

Склопластик для конструкцій з підвищеними показниками залишкової міцності після дії екстремального теплового впливу і подальшого охолодження містить склотканину Т-10, епоксидний олігомер - дигліцидиловий ефір 4,4-діокси-1,1'-динафтилу, отверджувач - новолачну фенолоформальдегідну смолу СФ-010 і прискорювач отвердження - комплекс трифтористого бору з 4,4'-діамінодифенілметаном.

Description

Корисна модель належить до одержання армованих полімерних матеріалів на основі поліепоксидного зв'язуючого і склотканини, які призначені для виготовлення елементів технологічних конструкцій, здатних до збереження підвищених показників залишкової міцності після екстремальних теплових впливів, зокрема для виробництва опорних стійок, посилення згинаючих несучих конструкцій будівель і споруд та комунікаційного обладнання на підприємствах з підвищеним рівнем пожежної небезпеки.

Відомий склопластик на основі епоксидної композиції до складу якої входять епоксидіановий олігомер ЕД-20, фенольна смола СФ-341 А, розчинник - спирто-ацетонова суміш і каталізатор отвердження - комплекс трифтористого бору з ізофорондіаміном |11.

Композиція у складі препрегу має задовільну технологічність, а готовий матеріал (склопластик) має високі показниками міцності і стійкості до дії знакозмінних температур. Однак при підвищенні температури до 150 С матеріал різко втрачає жорсткість, що обмежує його застосування як теплостійких функціональних будівельних елементів та елементів комунікаційного технологічного обладнання.

Відоме застосування в епоксидних композиціях для отримання склопластиків комплексу трифтористого бору з біс (1-аміно-2-нафтил)-трисульфідом (21. Введення заміщеного біядерного ароматичного аміну в реакційну систему, що включає епоксидіановий олігомер ЕД-20 і ізометилтетрагідрофталевий ангідрид, дозволяє прискорити процес отвердження і виконувати формування препрегу на її основі при температурах не вище 100 "С. Отриманий склопластик має підвищену теплостійкість (170 "С) і термостійкість (- 220 7С).

Однак, в проміжній області зазначених характеристичних температур він схильний до прояву високоеластичної деформації і під впливом екстремальних теплових потоків, наприклад при виникненні пожежі, втрачає несучу здатність.

Для поліпшення стійкості склопластиків при підвищених температурах, відомо застосування сполучного на основі епоксидіанового олігомеру марки ОСЕВА (вміст епоксидних груп "«- 21 Об), отвердженого 1,5 або 1,6-нафталіндіолом в присутності каталізатора - М, М-диметилбензіламіну

ІЗ. Застосування отверджувача нафталенового типу дозволило при тривалому старінні поліепоксиду знизити втрати маси при підвищеній температурі (7 230" С) і підвищити вихідну теплостійкість до 1757 С Однак цього є недостатньо для застосування сполучного для

Зо конструкційних склопластиків, які спроможні зберігати працездатність при підвищених температурах.

Найбільш близьким аналогом є склопластик, який отримано на основі епоксидної композиції, яка містить дигліцидиловий ефір 4,4-діокси-1,1-динафтилу, отверджувач - новолачну фенолоформальдегідну смолу СФ-010 і прискорювач отвердження М, М-диметилбензіламін (41.

Склопластик при стандартних умовах випробувань має підвищену теплостійкість (1757 С)і термостійкість, з характеристичною температурою 10 95 - вої втрати маси по зв'язуючому, рівній 245"С. При підвищених швидкостях нагріву, що відповідає дії теплових навантажень при екстремальних умовах (наприклад, при пожежі), склопластик зберігає жорсткість до температур близьких 6007 С вна рівні значень модуля пружності Еех12 ГПа. У цих умовах міцність стандартних зразків на розтяг, стиск і вигин складає 150 МПа, 85 МПа і 140 МПа, відповідно, що дозволяє використовувати склопластик для розробки силових елементів несучих конструкцій експлуатованих при підвищених температурах.

Основним недоліком склопластику є його втрата міцності в умовах охолодження до температури навколишнього середовища. При цьому несуча здатність обмежується значеннями 80 МПа при розтягуванні, 35 МПа при стискуванні і 90 МПа при статичному вигині, що знижує ефективність використання склопластику для виготовлення елементів будівельних і функціональних конструкцій з підвищеною межею вогнестійкості.

В основу корисної моделі поставлена задача, що полягає у розробці склопластику для конструкцій з підвищеним показниками залишкової міцності після дії екстремального теплового впливу і подальшого охолодження.

Поставлена задача вирішується тим, що склопластик з підвищеними показниками залишкової міцності після дії екстремального теплового впливу і подальшого охолодження, що містить склотканину Т-10, епоксидний оолігомер - дигліцидиловий ефір 4,4-діокси-1,1- динафтилу, отверджувач - новолачну фенолоформальдегідну смолу СФ-010 і прискорювач отвердження, згідно з корисною моделлю, як прискорювач отвердження містить комплекс трифтористого бору з 4,4"-діамінодифенілметаном, при наступному співвідношенні компонентів, мас. 95. склотканина 68,8-69,6 епоксидні олігомери 18,6-18,8 оверджувач 11,3-121 прискорювач отвердження 0,3-0,5.

Відмітною особливістю від найближчого аналога є використання у складі склопластика, як прискорювача отвердження комплексу трифтористого бору з 4,4"-діамінодифенілметаном, що забезпечує в умовах вакуумного автоклавного формування підвищений ступінь отвердження зв'язуючого у армованому пластику і збереження надійного адгезійного контакту зі скловолокном в умовах змінних температур.

Суть корисної моделі пояснюється прикладами із зміною співвідношення компонентів відповідно до таблиці 1.

Приклад 1. 100 мас. ч. (18,8 мас.95 від загальної кількості компонентів у складі запропонованого склопластику) дигліцидилового ефіру 4,4-діокси-1,1-динафтилу змішують в реакторі з 60 мас. ч. (11,3 мас. 95) новолачною фенолформальдегідною смолою СФ-010 у спирто-ацетоновій суміші, нагрівають до 407 С і після повного суміщення охолоджують до кімнатної температури та додають 1,8 мас. ч. (0,3 мас. 95) комплексу трифтористого бору з 44"- діамінодифенілметаном. Приготовану суміш заливають у ванну просочувальної машини і потім методом занурення, віджимання і сушіння отримують просочену склотканину (препрег) на основі армованого матеріалу Т-10.

Отриманий матеріал переробляють у склопластик методом автоклавного вакуумного формування, при наступних технологічних параметрах: - розрідження в вакуумному чохлі 0,08 МПа - надлишковий тиск у камері автоклава 0,3 МПа - температурний режим отвердження 90" С - 2 год. і далі 140 "С - 2 год.

Після автоклавного формування склопластик додатково піддають термічній обробці при температурі 180 "С протягом 2 годин.

Таблиця 1

Контрольні З

Вміст компонентів у складі використанням

Компоненти запропонованого запропонованого склопластику, мас. 9о прискорювача отвердження мас. 9о (Склотканина Т-10 ГОСТ 19170-2001. | 6956 | 691 | 688 | 692 | 693

Дигліцидиловий ефір 4,4-діокси-1,1"- динафтилу (синтезований за методикою 18,8 18,7 18,6 18,74 18,64

А

Новолачна фенолоформальдегідна смола

Прискорювач отвердження - комплекс трифтористого бору з 4,4- діамінодифенілметаном (синтезований за 0,3 0,4 0,5 0,27 0,53 методикою (51)

Приклади 2-5. Здійснюють по аналогії з прикладом 1 і відрізняються кількістю компонентів в композиції (таблиця 1).

Властивості кожної композиції за прикладами 1-5 (таблиця 1) порівняно з відомою приведено у таблиці 2.

Таблиця 2

Властивості

Характеристична температура 246 245 251 232 247 245 розкладання», "С 134 132 134 99 104 80 . 226 217 213 204 198 230 119 122 116 91 101 90 ху середні показники для композиції по прикладах повідомлення |4|; "х) за методом визначення теплостійкості по Мартенсу (ГОСТ 21341-2014); я) по кривих ТО при втраті 10 95 маси зразка (за методом диференціального термічного аналізу); ях) Чисельник - показники для вихідних зразків склопластику. Знаменник - для зразків склопластику підданих вогневим випробуванням (ДСТУ Б.В. 1.1-4-98) протягом 15 хвилин в умовах розвитку стандартної пожежі з подальшим припиненням нагріву і мимовільного їх охолодження в вогневої печі до кімнатної температури.

Як видно з таблиці 2, пропонована епоксидна композиція для виготовлення армованого пластику має задовільні термічні властивості, що дає можливість отримання склопластику на її основі з поліпшеними показниками залишкової міцності після дії теплового навантаження при стандартних умовах розвитку пожежі і подальшого охолодження. Поряд з цим вихідні властивості міцності отриманого склопластику в межах співвідношення, яке заявляється (приклади 1-3), реалізуються на рівні найближчого аналога.

Таким чином, запропонований склад композиційного матеріалу дозволяє отримати склопластик, який має підвищену стійкість до екстремальних теплових дій і здатний до збереження працездатності, зокрема, збереженню несучої спроможності після їх припинення.

Сукупність досягнутих показників дозволяють використовувати його для виготовлення опорних стійок, посилення згинаючих несучих конструкцій будівель і споруд та елементів комунікаційного обладнання на підприємствах з підвищеним рівнем пожежної небезпеки.

Джерела інформації: 1. Патент ВО 2118966, МПК 7 СО8.) 5/24. Оришко З.М., Бильім П.А. Препрег. Опубл. БИ Мо 26, 20.09.1998. 2. Авторское свидетельство 5) 1525174, МПК 7 Сова 59/72. Бильім П.А., Попова Н.Г.,

Гнездилов С.Н., Сергеев В.А., Неделькин В.И., Астанков А.В. Зпоксидная композиция. Опубл.

БИ Ме 44, 30.11.1989. 3. Х. Ли, К. Невилл. Справочное руководство по зпоксидньим смолам // Под ред. Н.В.

Александрова - М.: Знергия, 1973. - С. 125-126. 4. Патент на корисну модель Мо 37602, МПК (2006) СО8 5/00. Білим П.А., Афанасенко К.А.,

Михайлюк А.П., Олійник В.В. Склопластик Опубл. 10.12.2008, бюл. Ме23 5. Бильім П.А. Аддуктьї трехфтористого бора с аминозамещенньми ариленсульфидами и отвержденнье ими полизпоксидьі: автореф. дис. на соисканиє учен, степени канд. хим. наук: 02.00.06 "Химия вьісокомолекулярньїх соединений" / Павел Анатольевич Бильім. - Москва, 1990. -25 с.

Коо)

Claims (1)

1. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ Склопластик для конструкцій з підвищеними показниками залишкової міцності після дії екстремального теплового впливу і подальшого охолодження, що містить склотканину Т-10, епоксидний олігомер - дигліцидиловий ефір 4,4-діокси-1,1-динафтилу, отверджувач - новолачну фенолоформальдегідну смолу СФ-010 і прискорювач отвердження, який відрізняється тим, що як прискорювач отвердження містить комплекс трифтористого бору з 4,4- діамінодифенілметаном, при наступному співвідношенні компонентів, мас. 9о: склотканина 68,8-69,6 епоксидний олігомер 18,6-18,8 отверджувач 11,3-12,1 прискорювач отвердження 0,3-0,5.