RU2206582C1 - Method of production of prepreg for winding heat- shielding and/or anti-static internal shells for glass plastic tubes-envelopes of various classes and purposes - Google Patents
Method of production of prepreg for winding heat- shielding and/or anti-static internal shells for glass plastic tubes-envelopes of various classes and purposes Download PDFInfo
- Publication number
- RU2206582C1 RU2206582C1 RU2002101670A RU2002101670A RU2206582C1 RU 2206582 C1 RU2206582 C1 RU 2206582C1 RU 2002101670 A RU2002101670 A RU 2002101670A RU 2002101670 A RU2002101670 A RU 2002101670A RU 2206582 C1 RU2206582 C1 RU 2206582C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- etf
- carbon
- resin
- binder
- hybrid binder
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Reinforced Plastic Materials (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к слоистым композиционным волокнистым материалам и касается способа получения препрега (или препрегов) для изготовления пластиков, обладающих высокими сублимирующими, антистатическими и теплозащитными свойствами. The invention relates to layered composite fibrous materials and relates to a method for producing a prepreg (or prepregs) for the manufacture of plastics with high sublimation, antistatic and heat-protective properties.
Предлагаемое изобретение может найти широкое применение в ракетно-космической технике, авиастроении, в различных областях машино- и судостроения, а также в других отраслях народного хозяйства страны. The present invention can find wide application in rocket and space technology, aircraft manufacturing, in various fields of machine and shipbuilding, as well as in other sectors of the national economy.
В частности, оно может быть использовано в качестве облицовочного материала для защиты конструкционных стеклопластиковых труб-оболочек, например дымовых труб, отсеков шахтных колодцев, грузовых и пусковых контейнеров, обтекателей, внутренней и (или) наружной теплоогнезащиты изделий нефтегазового комплекса и т.д. In particular, it can be used as a facing material for the protection of structural fiberglass pipes-shells, such as chimneys, compartments of mine wells, cargo and launch containers, fairings, internal and (or) external heat protection of oil and gas products, etc.
Известен способ получения препрега на основе стеклоткани и связующего, содержащего спиртовой раствор феноламинной смолы (авт. свид. SU 323340, кл. C 08 G 8/04, 1972 г.). A known method of producing a prepreg based on fiberglass and a binder containing an alcohol solution of phenolamine resin (ed. Certificate. SU 323340, class C 08
Получаемые в соответствии с этим способом стеклопластики обладают низкими антистатическими свойствами. Кроме того, они имеют и низкие теплозащитные свойства: огнестойкость, термопрочность и термостабильность. И, кроме того, получаемые в соответствии с авт. свид. SU 322340 препреги недостаточно технологичны при переработке их в конструкционные изделия, а пластики на их основе склонны к старению и потому имеют невысокую эксплуатационную надежность. The fiberglass obtained in accordance with this method have low antistatic properties. In addition, they also have low heat-shielding properties: fire resistance, heat resistance and thermal stability. And, in addition, obtained in accordance with ed. testimonial. SU 322340 prepregs are not technologically advanced enough to process them into structural products, and plastics based on them are prone to aging and therefore have low operational reliability.
Известен также способ получения препрега на основе стеклоткани и связующего, содержащего феноламинную смолу, модифицированную метил-трис-(β-оксиэтил)-аммонийметилсульфатом (авт. свид. SU 468936, кл. С 08 G 8/28, 1975 г.). There is also known a method of producing a prepreg based on fiberglass and a binder containing a phenolamine resin, modified with methyl tris- (β-hydroxyethyl) -ammonium methyl sulfate (ed. Certificate SU 468936, class C 08
Стеклопластики, получаемые на основе этого способа получения препрега, также имеют недостаточно высокие физико-механические и теплофизические свойства. Имеют они и низкие антистатические свойства и, кроме того, не обладают высокой эксплуатационной надежностью, поскольку склонны к старению. Fiberglass, obtained on the basis of this method of producing a prepreg, also have insufficiently high physical, mechanical and thermophysical properties. They have low antistatic properties and, in addition, do not have high operational reliability, since they are prone to aging.
Способ по авт. свид. SU 468936 (кл. C 08 G 8/04) нетехнологичен и практически не пригоден для изготовления серийных партий конструкционных пластиковых изделий, поскольку препреги, приготавливаемые в соответствии с этим способом, изготавливают только методом твердой пропитки при ограниченной толщине 0,8-1 мм. The method according to ed. testimonial. SU 468936 (class C 08 G 8/04) is not technologically advanced and practically unsuitable for the manufacture of serial batches of engineering plastic products, since prepregs prepared in accordance with this method are made only by solid impregnation with a limited thickness of 0.8-1 mm.
Более близким аналогом заявляемого способа является техническое решение по авт. свид. SU 690041 по Мкл2 C 08 L 61/14, C 08 J 5/24, В 32 В 27/42. В соответствии с этим способом препрег изготавливают на основе стеклоткани и связующего, содержащего раствор феноламинной смолы, модифицированной метил-трис-(β -оксиэтил)-аммонийметилсульфатом в моноэтиловом эфире этиленгликоля.A closer analogue of the proposed method is a technical solution according to ed. testimonial. SU 690041 for μL 2 C 08 L 61/14, C 08
Для повышения физико-механических свойств этого препрега и при этом сохранения высоких антистатических свойств стеклопластика на его основе в раствор модифицированной феноламинной смолы дополнительно вводят бакелитовый лак при следующем соотношении компонентов, мас.ч.:
Раствор модифицированный феноламинной смолы - 18-28
Бакелитовый лак - 9-16
Стеклоткань - 60-70
Этот аналог имеет недостатки, присущие вышеописанным аналогам. Кроме того, пластики, изготавливаемые в соответствии с предложенным способом, имеют низкую огнетеплостойкость и не обладают термостабильностью.To increase the physico-mechanical properties of this prepreg and at the same time maintain high antistatic properties of fiberglass based on it, a bakelite varnish is additionally introduced into the solution of the modified phenolamine resin in the following ratio of components, parts by weight:
Modified Phenolamine Resin Solution - 18-28
Bakelite varnish - 9-16
Fiberglass - 60-70
This analogue has the disadvantages inherent in the above analogues. In addition, plastics made in accordance with the proposed method have low fire resistance and do not have thermal stability.
Близким аналогом заявляемому техническому решению является и способ получения препрегов по авт. свид. SU 226146, кл. C 08 L 63/00, 1968 г. В этом аналоге за основу гибридного связующего для препрегов из тканей взята эпокситрифенольная смола ЭТФ (70 мас.ч.), а в качестве отвердителя применена анилиноформальдегидная смола АФФ (30 мас.ч.). Недостатки данного технического решения - низкая трансверсальная (отрывная) прочность и прочность по скалыванию при повышенных температурах. A close analogue of the claimed technical solution is the method of obtaining prepregs by ed. testimonial. SU 226146, class C 08 L 63/00, 1968. In this analogue, an ETF epoxytriphenol resin (70 parts by weight) was taken as the basis of a hybrid binder for tissue prepregs, and AFP aniline-formaldehyde resin (30 parts by weight) was used as a hardener. The disadvantages of this technical solution is the low transverse (tear-off) strength and shear strength at elevated temperatures.
Наиболее близким аналогом заявляемому техническому решению является способ получения препрега по авт. свид. SU 726137, Мкл2 C 08 L 63/04, C 08 J 5/24. По этому способу для повышения жизнеспособности препрегов и одновременно с этим повышения межслоевой (адгезионной) и трансверсальной прочности пластиков на их основе стеклоткань пропитывают гибридным связующим на основе эпокситрифенольной смолы ЭТФ (базовая смола - 60-70 мас.ч.), растворенной в анилиноформальдегидной (10-20 мас. ч. ) и фенолоформальдегидной новолачной (10-20 мас.ч.) смолах.The closest analogue of the claimed technical solution is a method of obtaining a prepreg by ed. testimonial. SU 726137, μL 2 C 08 L 63/04, C 08
Анилиноформальдегидная смола (АФФ) в этом гибридном связующем использована в качестве отвердителя, фенолоформальдегидная новолачная смола использована в этом гибридном связующем для повышения его теплостойкости. При этом замечено (авт. свид. SU 726137), что при увеличении содержания новолачной смолы в гибридном связующем более 20 мас.ч. происходит резкое снижение теплостойкости и прочности механических армированных пластиков (на основе препрегов из стеклотканей и гибридного связующего) при повышенных температурах. Кроме того, замечено, что при снижении новолачной фенолоформальдегидной смолы в гибридном связующем до 10 мас.ч. и менее в пластиках (на его основе и стеклотканей) начинает наблюдаться резкое снижение трансферсальной (отрывной) прочности, при механической обработке таких пластиков начинают наблюдаться такие дефекты, как растрескивание и расслоение материала, и резко сокращаются сроки хранения препрегов. При оптимальном же количестве новолачной фенолоформальдегидной смолы в гибридном связующем (10-20 мас.ч.) удается существенно повысить жизнеспособность препрегов (до 10 раз) и на 10-20% повысить трансверсальную прочность крупногабаритных конструкционных изделий, изготавливаемых из этих препрегов методами намотки. Aniline-formaldehyde resin (AFP) in this hybrid binder is used as a hardener, phenol-formaldehyde novolac resin is used in this hybrid binder to increase its heat resistance. It was noted (author's certificate SU 726137) that with an increase in the content of novolac resin in the hybrid binder more than 20 parts by weight there is a sharp decrease in the heat resistance and strength of mechanical reinforced plastics (based on prepregs of fiberglass and a hybrid binder) at elevated temperatures. In addition, it was noted that when reducing novolac phenol-formaldehyde resin in a hybrid binder to 10 wt.h. and less in plastics (based on it and fiberglass), a sharp decrease in the transfer (tear-off) strength begins to occur, during the machining of such plastics, defects such as cracking and delamination of the material begin to be observed, and the shelf life of the prepregs is sharply reduced. With the optimal amount of novolac phenol-formaldehyde resin in a hybrid binder (10-20 parts by weight), it is possible to significantly increase the viability of the prepregs (up to 10 times) and increase the transverse strength of large-sized structural products made from these prepregs by winding by 10-20%.
Недостаток данного способа получения препрегов тот же, он не обеспечивает комплексного решения вопроса, то есть получения препрегов, обеспечивающих одновременно и их высокую жизнеспособность, и высокую теплопрочность и термостабильность пластиков на их основе в условиях их длительной эксплуатации (при температурах более 180oС и кратковременных воздействиях высокоскоростных газовых потоков).The disadvantage of this method of producing prepregs is the same, it does not provide a comprehensive solution to the issue, that is, obtaining prepregs that provide both their high viability and high heat resistance and thermal stability of plastics based on them under conditions of their long-term operation (at temperatures above 180 o C and short-term the effects of high-speed gas flows).
Прототипом предлагаемого изобретения авторами выбран патент RU 2028334 C1, C 08 L 63/00, С 08 К 5/00, В 32 В 27/38 // С 08 К 5/00, 5/05, 5/07, 5/47, с приоритетом 09.08.91, опубликованный 09.02.93 г. В техническом решении по патенту RU 2028334 практически решались те же задачи, что и в ранее описанных аналогах - это возгораемость, огнестойкость, термопрочность, термостабильность, невосприимчивость пластика к накоплению на его поверхностях зарядов статического электричества. The prototype of the invention, the authors chose patent RU 2028334 C1, C 08 L 63/00, C 08
В этом базовом решении (в сравнении с заявляемым) для создания препреговых композиций с электропроводными свойствами и высокой стойкостью к возгоранию (имеется ввиду свойства пластиков на основе этих препрегов) использовано гибридное связующее, содержащее три эпоксидные смолы - ЭТФ (19±0,1 мас. ч.), КДА (19±0,1 мас.ч.) и УП-631У (19±0,1 мас.ч.), взятые в равных долях (1: 1:1), при наличии в композиции отвердителя (3,1±0,05) и хлорникелевого комплекса (NiZ2Cl2), разбавленных в спиртоацетоновом растворе с соотношением растворителей 1:0,7 (спирт 24±0,1, ацетон 16±0,1).In this basic solution (in comparison with the claimed one), a hybrid binder containing three epoxy resins - ETF (19 ± 0.1 wt.%) Was used to create prepreg compositions with electrical conductive properties and high fire resistance (meaning the properties of plastics based on these prepregs) hours), KDA (19 ± 0.1 parts by weight) and UP-631U (19 ± 0.1 parts by weight), taken in equal proportions (1: 1: 1), if a hardener is present in the composition ( 3.1 ± 0.05) and the nickel-chlorine complex (NiZ 2 Cl 2 ) diluted in an alcohol-acetone solution with a solvent ratio of 1: 0.7 (
Приведенный состав гибридного связующего также, как и все вышеописанные аналоги, предназначен для получения препрегов с использованием в них в качестве силовых наполнителей стекло-угле-органоармирующих наполнителей. The given composition of the hybrid binder, as well as all the above-described analogues, is intended for the preparation of prepregs using glass-carbon-organo-reinforcing fillers as power fillers in them.
Основной недостаток прототипа состоит в том, что в составе его гибридного связующего использована бромсодержащая смола УП-631У, позволяющая (по замыслу разработчиков данного гибридного связующего) снизить скорость возгорания пластиков на его основе и повысить их кислородный индекс (до 35-38%) и теплостойкость. The main disadvantage of the prototype is that its hybrid binder uses UP-631U bromine-containing resin, which allows (according to the developers of this hybrid binder) to reduce the ignition rate of plastics based on it and increase their oxygen index (up to 35-38%) and heat resistance .
Обычно содержание брома в пластиках определяется требованием их огнестойкости. В подобных связующих содержание бромсодержащих компонентов (веществ) составляет от 2 до 20%. Однако известно, что стеклопластики на основе связующего с таким содержанием брома имеют низкие показатели по теплостойкости, термостабильности и стойкости к воздействию высокотемпературоскоростных эрозионно действующих потоков (см. авт. свид. SU 730753), то есть задачу повышения термостойкости и термостабильности. Usually, the bromine content in plastics is determined by the requirement of their fire resistance. In such binders, the content of bromine-containing components (substances) is from 2 to 20%. However, it is known that fiberglass based on a binder with such a bromine content have low heat resistance, thermal stability and resistance to high temperature erosion currents (see auth. Certificate SU 730753), that is, the task of increasing thermal stability and thermal stability.
Кроме того, известно также, что многие разработчики, пытаясь увеличить термостойкость и термостабильность (при сохранении огнестойкости), пытались идти другим путем - путем исключения бромсодержащих эпоксидных смол из состава гибридных связующих для получения препрегов и пластиков на их основе, имеющих одновременно высокие физико-механические и теплофизические свойства, высокую технологичность их переработки в конструктивные изделия методами намотки (например, патент RU 2148598 С1, C 08 L 63/00, C 08 J 5/24, В 32 В 27/38, С 08 К 5/56 // C 08 L 63/00, 61/11, опубликованный 10.05.2000 г.). In addition, it is also known that many developers, trying to increase heat resistance and thermal stability (while maintaining fire resistance), tried to go the other way - by eliminating bromine-containing epoxy resins from the composition of hybrid binders to obtain prepregs and plastics based on them having simultaneously high physical and mechanical and thermophysical properties, high manufacturability of their processing into structural products by winding methods (for example, patent RU 2148598 C1, C 08 L 63/00, C 08
Авторы предлагаемого изобретения считают, что наличие в прототипе бромсодержащих компонентов усложняет саму рецептуру гибридного связующего и технологию приготовления из него препрегов, и технологию переработки самих препрегов непосредственно в конструкционные силовые изделия. The authors of the present invention believe that the presence of bromine-containing components in the prototype complicates the hybrid binder formulation itself and the technology for preparing prepregs from it, and the technology for processing the prepregs themselves directly into structural power products.
Поэтому авторы заявляемого в качестве изобретения технического решения, как и разработчики патента RU 2148598, также пошли по пути исключения в препрегах бромсодержащих эпоксидных смол. Therefore, the authors of the technical solution claimed as an invention, as well as the developers of the patent RU 2148598, also took the path of eliminating bromine-containing epoxy resins in prepregs.
Предложенный авторами способ получения препрега для намотки теплозащитных и (или) антистатических внутренних обечаек труб-оболочек значительно отличается от всех вышеописанных способов получения препрегов (и пластиков на их основе). The method proposed by the authors for producing a prepreg for winding heat-shielding and (or) antistatic inner shells of pipe shells is significantly different from all the above methods for producing prepregs (and plastics based on them).
Во всех вышеприведенных технических решениях усовершенствования касались только состава гибридного связующего, необходимого для получения препрегов, и способов его получения. In all of the above technical solutions, the improvements concerned only the composition of the hybrid binder needed to obtain prepregs and the methods for its preparation.
Ни в одном из известных вышеприведенных решений не затронуты вопросы, касающиеся одновременного усовершенствования и состава гибридного связующего и состава наполнителя, то есть комплексного одновременного выбора материалов (и для наполнителя, и для связующего). None of the known above solutions address issues related to the simultaneous improvement and composition of the hybrid binder and the composition of the filler, that is, a comprehensive simultaneous selection of materials (for both filler and binder).
Предложенный способ предусматривает получение препрегов из углеродных, поликапроамидных (капроновых) и(или) полифеновых тканей и гибридного связующего, состоящего из трех смол - двух эпоксидных (ЭТФ и ДЭГ-1) и одной фенолоформальдегидной СФ-340А, используемой авторами в качестве отвердителя. The proposed method involves the preparation of prepregs from carbon, polycaproamide (kapron) and (or) polyphene fabrics and a hybrid binder consisting of three resins - two epoxy (ETF and DEG-1) and one phenol-formaldehyde SF-340A, used by the authors as a hardener.
Способ включает операции приготовления гибридного связующего и операции его совмещения с тканым наполнителем, состоящим из поликапроамидных (капроновых) и(или) полифеновых, и(или) углеродных нитей, облицованных покрывным материалом из сополимера тетрафторэтилена с винилиденфторидом и(или) техническим углеродом, содержащим в своем составе антистатические и антипиренные добавки. Точно такие же добавки вводятся и в гибридное связующее, и, таким образом, получают гибридный препрег из наполнителя и связующего, имеющий одинаковый структурный состав. Получаемые из таких препрегов пластики однородны по составу, имеют очень высокую когезионную и адгезионную прочность и хорошо взаимодействуют между собой - и в части снятия зарядов статического электричества, и в части повышения огнестойкости, и в части повышения теплостойкости и термостабильности в условиях длительной эксплуатации под действием высокоскоростных тепловых потоков. The method includes operations of preparing a hybrid binder and operations of combining it with a woven filler consisting of polycaproamide (kapron) and (or) polyphene, and (or) carbon filaments lined with a coating material from a tetrafluoroethylene copolymer with vinylidene fluoride and (or) carbon black containing its composition is antistatic and flame retardant additives. Exactly the same additives are introduced into the hybrid binder, and thus a hybrid prepreg is prepared from the filler and the binder having the same structural composition. Plastics obtained from such prepregs are uniform in composition, have very high cohesive and adhesive strength and interact well with each other - both in terms of removing static electricity charges, and in terms of increasing fire resistance, and in terms of increasing heat resistance and thermal stability under long-term operation under high-speed heat fluxes.
Гибридное связующее для препрегов создают путем механического смешения эпоксидных (ЭТФ и ДЭГ-1) и фенолоформальдегидной (СФ-340А) смол (связующих) в ацетоноспиртотолуольном растворителе. Затем осуществляют пропитку и подсушку тканевого наполнителя, состоящего из поликапроамидных (капроновых), углеродных и (или) полифеновых нитей, облицованных покрытием из сополимера тетрафторэтилена с винилиденфторидом и (или) техническим углеродом с добавками до состояния препрега на пропиточно-сушильной машине и непрерывной перемотки полученного препрега на катушки и(или) бобины с получением из него тканевой препреговой спирали. A hybrid binder for prepregs is created by mechanical mixing of epoxy (ETF and DEG-1) and phenol-formaldehyde (SF-340A) resins (binders) in an acetone-alcohol-toluene solvent. Then the fabric filler is impregnated and dried, consisting of polycaproamide (kapron), carbon and (or) polyphene yarns, coated with a coating of a copolymer of tetrafluoroethylene with vinylidene fluoride and (or) carbon black with additives to the state of prepreg on an impregnation-drying machine and continuous rewinding prepreg on coils and (or) bobbins with obtaining from it a fabric prepreg spiral.
Отличительная особенность способа состоит в том, что в качестве гибридного связующего для приготовления препрега (или препрегов) используют растворы (смеси) двух эпоксидных - эпокситрифенольной (ЭТФ) и эпоксиалифатической (ДЭГ-1) смол и одной фенолоформальдегидной резольной смолы (СФ-340А) при следующем соотношении компонентов мас.ч.:
Эпокситрифенольная смола ЭТФ - 100
Эпоксиалифатическая смола ДЭГ-1 (разбавитель-пластификатор) - 12
Фенолоформальдегидная резольная смола СФ-340А (отвердитель) - 34
Ацетон - 90
Спирт технический - 46
Толуол (нефтяной или каменноугольный) - 10
и при этом гибридное связующее для препрега готовят в три этапа - на первом начальном этапе раздельно разогревают эпокситрифенольную (ЭТФ) и эпоксиалифатическую (ДЭГ-1) смолы до температуры 180-200oС и при этом процесс равномерного разогрева связующего ЭТФ производят в течение 24 часов, а связующего ДЭГ-1 - в течение 2 часов, а затем смешивают и растворяют их друг в друге в реакторе в течение 3-5 часов на одну тонну композиции при температурах 35-60oС, которые получают за счет введения в реактор с находящимися там смолами (ЭТФ и ДЭГ-1) ацетоноспиртотолуольного растворителя в соотношении 1: 0,51: 0,11, вводимого в реактор при температурах 18-30oС, на втором этапе приготовления связующего в реактор в уже растворенные между собой в растворителе смолы ЭТФ и ДЭГ-1 добавляют крошку и(или) частицы (кусочки) из твердой, размолотой на куски размерами 1-3 мм фенолоформальдегидной смолы СФ-340А и снова подогревают вновь полученную консистенцию смол до температуры 35-60oС и осуществляют полное растворение резольной фенолоформальдегидной смолы СФ-340А в ранее растворенных между собой в растворителе эпоксидных смолах ЭТФ и ДЭГ-1 путем совместного перемешивания в реакторе в течение 3-5 часов на одну тонну получаемой новой гибридной композиции связующего, а на последнем этапе приготовления гибридного связующего его фильтруют с удалением всех нерастворившихся в реакторе твердых частиц связующего и(или) посторонних включений, например, путем пропускания гибридного связующего через один и(или) несколько слоев разреженной стеклоткани марки "Эксцельциор" и доводят консистенцию нового гибридного связующего из трех смол - ЭТФ, ДЭГ-1 и СФ-340А до плотности 960-1100 кг/м3 путем дополнительного введения в связующее спиртоацетоновой смеси, взятой в соотношении 1:2, и его перемешивания с ним в течение 20-30 минут с доведением температуры нового связующего за счет дополнительно вводимой в него спиртотолуольной смеси до температуры 18-35oС, а затем через разогретое гибридное связующее, находящееся, например, в ванне пропиточной машины, пропускают тканый наполнитель из поликапроамидных (капроновых) и(или) полифеновых, и(или) углеродных нитей, покрытых сополимером из тетрафторэтилена с винилиденфторидом и(или) техническим углеродом (при объемном соотношении покрывного материала и нити от 0,3:1 до 0,7: 1) с последующим его отжимом на опорных валках пропиточной машины и доведением массовой доли растворимой смолы до 90±1% и массовой доли летучих веществ и влаги от 0,8 до 4% за счет придания скорости движущемуся через гибридное связующее наполнителю от 1 до 3 м/мин, натяжения наполнителя от 0,1 до 1,5 кгс на один сантиметр полотна и температурной подсушки пропитанного связующим наполнителя по зонам пропиточной машины от 90 до 210oС.A distinctive feature of the method is that as a hybrid binder for the preparation of the prepreg (or prepregs), solutions (mixtures) of two epoxy - epoxytriphenol (ETF) and epoxyaliphatic (DEG-1) resins and one phenol-formaldehyde resol resin (SF-340A) are used at the following ratio of components by weight:
Epoxytriphenol resin ETF - 100
Epoxyaliphatic resin DEG-1 (diluent-plasticizer) - 12
Phenol formaldehyde resole resin SF-340A (hardener) - 34
Acetone - 90
Technical alcohol - 46
Toluene (petroleum or coal) - 10
and at the same time, the hybrid binder for the prepreg is prepared in three stages - at the first initial stage, the epoxytriphenol (ETF) and epoxyaliphatic (DEG-1) resins are separately heated to a temperature of 180-200 ° C and the process of uniform heating of the ETF binder is carried out for 24 hours and the binder DEG-1 - for 2 hours, and then mix and dissolve them in each other in the reactor for 3-5 hours per ton of composition at temperatures of 35-60 o C, which are obtained by introducing into the reactor with there with resins (ETF and DEG-1) acetone alcohol ol solvent in a ratio of 1: 0.51: 0.11, introduced into the reactor at temperatures of 18-30 o C, the second stage of preparation of the binder to the reactor in an already dissolved together in a solvent TFE resin and DEG-1 was added and the crumb (or ) particles (pieces) of solid, milled into pieces of 1-3 mm in size SF-340A phenol-formaldehyde resin and again heat the newly obtained consistency of resins to a temperature of 35-60 o C and complete dissolution of phenol-formaldehyde resin SF-340A in previously dissolved among themselves in epoxy solvent ETF and DEG-1 moles by co-mixing in the reactor for 3-5 hours per ton of the obtained new hybrid binder composition, and at the last stage of the preparation of the hybrid binder, it is filtered to remove all solid particles of the binder and (or) foreign particles that are not dissolved in the reactor , for example, by passing a hybrid binder through one and (or) several layers of rarefied Excelsior fiberglass and bring the consistency of a new hybrid binder of three resins - ETF, DEG-1 and SF-340A to a density of 9 60-1100 kg / m 3 by additionally introducing into the binder an alcohol-acetone mixture taken in a ratio of 1: 2, and mixing it with it for 20-30 minutes, bringing the temperature of the new binder due to the alcohol-toluene mixture additionally introduced into it to a temperature of 18- 35 o C and then warmed through hybrid binder located, e.g., in the impregnating bath of the machine, is passed woven filler polycapramide (nylon) and (or) polifenovyh and (or) carbon fibers coated with a copolymer of tetrafluoroethylene and vinylidene fluoride ( l) carbon black (with a volume ratio of coating material and filament from 0.3: 1 to 0.7: 1), followed by pressing it on the support rolls of the impregnation machine and bringing the mass fraction of soluble resin to 90 ± 1% and the mass fraction of volatile substances and moisture from 0.8 to 4% due to giving the speed of the filler moving through the hybrid binder from 1 to 3 m / min, filler tension from 0.1 to 1.5 kgf per centimeter of web and temperature drying of the binder-filled filler in the impregnation zones machines from 90 to 210 o C.
Отличительной особенностью способа является и то, что в качестве гибридного связующего для получения препрега используют смесь трех растворенных друг в друге и в ацетоноспиртотолуольном растворителе смол (ЭТФ, ДЭГ-1 и СФ-340А) и сажи и(или) углеродографитовой смеси при следующем соотношении компонентов, мас.ч.:
Эпокситрифенольная смола ЭТФ - 100
Эпоксиалифатическая смола ДЭГ-1 (разбавитель-пластификатор) - 12
Фенолоформальдегидная смола СФ-340А (отвердитель) - 34
Сажа и(или) углеродографитовая смесь с соотношением компонентов от 1:5 до 5:1 - 15
Ацетон - 90
Спирт технический - 46
Толуол (нефтяной или каменноугольный) - 10
Отличительной особенностью способа является и то, что в качестве связующего для получения препрега применяют (используют) смесь или раствор трех растворенных друг в друге и в растворителе смол ЭТФ, ДЭГ-1 и СФ-340А с антипиренными и антистатическими добавками в виде трехокиси сурьмы, гексахлорбензола и сажи и (или) углеродографитовой смеси с соотношением компонентов от 1:5 до 5:1 при следующем соотношении ингредиентов, мас.ч.:
Эпокситрифенольная смола ЭТФ (базовая основа связующего) - 100
Эпоксиалифатическая смола ДЭГ-1 (разбавитель-пластификатор) - 12
Фенолоформальдегидная резольная смола СФ-340А (отвердитель) - 34
Ацетон - 90
Спирт технический - 46
Толуол (нефтяной или каменноугольный) - 10
Сажа и(или) углеродографитовая смесь с соотношением компонентов от 1:5 до 5:1 - 10
Трехокись сурьмы - 10
Гексахлорбензол - 15
Отличительной особенностью способа является и то, что в качестве гибридного связующего для получения препрега используют смесь трех растворенных друг в друге и в ацетоноспиртотолуольном растворителе смол (ЭТФ, ДЭГ-1 и СФ-340А) и размешанных в связующем антистатических и антипиренных добавок при следующем соотношении компонентов, мас.ч.:
Эпокситрифенольная смола ЭТФ (базовая основа гибридного связующего) - 100
Эпоксиалифатическая смола ДЭГ-1 (разбавитель-пластификатор) - 12
Фенолоформальдегидная смола СФ-340А - 34
Сажа и(или) углеродографитовая смесь с соотношением компонентов от 1:5 до 5:1 (антистатики) - 10-15
Трехокись сурьмы (антипирен) - 5-10
Гексахлорбензол (антипирен) - 5-10
Четыреххлористый углерод (ССl4) (антипирен) - 5-10
Отличительной особенностью способа является и то, что в качестве гибридного связующего для получения препрега используют смесь трех растворимых друг в друге и в ацетоноспиртотолуольном растворителе смол ЭТФ, ДЭГ-1 и СФ-340А и размешанных в нем антистатических и (или) антипиренных добавок при следующем соотношении ингредиентов, мас.ч.:
Эпокситрифенольная смола ЭТФ (базовая основа гибридного связующего) - 100
Эпоксиалифатическая смола ДЭГ-1 (разбавитель-пластификатор) - 12
Фенолоформальдегидная смола СФ-340А (отвердитель) - 34
Сажа и(или) углеродографитовая смесь с соотношением компонентов от 1:5 до 5:1 (антистатик) - 5-15
Трехокись сурьмы (антипирен) - 5-10
Гексахлорбензол (антипирен) - 5-10
Хладон (антипирен) - 5-10
Отличительной особенностью предложенного способа является и то, что в качестве гибридного связующего для получения препрега использована смесь трех растворенных друг в друге и ацетоноспиртотолуольном растворителе смол - ЭТФ, ДЭГ-1 и СФ-340А, в которую введены антистатические добавки:
- углеродографитовая мелкодисперсная смесь (антистатик) и(или) сажа, например, марки ПН-100 и порошковая мелкодисперсная смесь из антипиренов - гексахлорбензола, трехокиси сурьмы и(или) микрокапсулированные добавки: четыреххлористый углерод (CCl4) и хладон при следующем соотношении ингредиентов, мас.ч.:
Эпокситрифенольная смола ЭТФ (базовая основа гибридного связующего) - 100
Эпоксиалифатическая смола ДЭГ-1 (разбавитель-пластификатор) - 12
Фенолоформальдегидная резольная смола СФ-340А (отвердитель) - 34
Ацетон - 90
Спирт технический - 46
Толуол (нефтяной или каменноугольный) - 10
Углеродографитовая смесь с соотношением компонентов от 1: 5 до 5:1 (антистатик) - 5-10
Сажа (ПН-100) (антистатик) - 5-10
Гексахлорбензол и(или) трехокись сурьмы (антипирены) и(или) их смеси в соотношении 1:3-3:1 - 10
Четыреххлористый углерод ССl4 и(или) хладон (антипирены) (или их смеси в соотношении 1:3-3:1) - 10
Отличительная особенность предложенного способа состоит и в том, что в качестве гибридного связующего для создания препрега использована смесь трех смол ЭТФ, ДЭГ-1 и СФ-340А и в качестве антистатических и антипиренных добавок в него введены дисперсные смеси металлических порошков - окислов меди, никеля, железа и(или) алюминия (или их растворы, суспензии) при следующем соотношении ингредиентов, мас.ч.:
Эпокситрифенольная смола ЭТФ (базовая основа гибридного связующего) - 100
Эпоксиалифатическая смола ДЭГ-1 (разбавитель-пластификатор) - 12
Фенолоформальдегидная резольная смола СФ-340А (отвердитель) - 34
Ацетон - 90
Спирт технический - 46
Толуол (нефтяной или каменноугольный) - 10
- мелкодисперсные смеси (растворы) порошков и(или) суспензии окислов металлов, например меди, никеля, железа и (или) алюминия.A distinctive feature of the method is the fact that as a hybrid binder for the preparation of the prepreg, a mixture of three resins (ETF, DEG-1 and SF-340A) dissolved in each other and in an acetone-alcohol toluene solvent and carbon black and / or carbon-graphite mixture is used in the following ratio of components wt.h .:
Epoxytriphenol resin ETF - 100
Epoxyaliphatic resin DEG-1 (diluent-plasticizer) - 12
Phenol-formaldehyde resin SF-340A (hardener) - 34
Soot and (or) carbon-graphite mixture with a ratio of components from 1: 5 to 5: 1 - 15
Acetone - 90
Technical alcohol - 46
Toluene (petroleum or coal) - 10
A distinctive feature of the method is that, as a binder for preparing the prepreg, a mixture or solution of three resins ETF, DEG-1 and SF-340A dissolved in each other and in a solvent with flame retardant and antistatic additives in the form of antimony trioxide, hexachlorobenzene is used (used) and carbon black and (or) carbon-graphite mixture with a ratio of components from 1: 5 to 5: 1 in the following ratio of ingredients, parts by weight:
ETF epoxytriphenol resin (base binder base) - 100
Epoxyaliphatic resin DEG-1 (diluent-plasticizer) - 12
Phenol formaldehyde resole resin SF-340A (hardener) - 34
Acetone - 90
Technical alcohol - 46
Toluene (petroleum or coal) - 10
Soot and (or) carbon-graphite mixture with a ratio of components from 1: 5 to 5: 1 - 10
Antimony trioxide - 10
Hexachlorobenzene - 15
A distinctive feature of the method is the fact that as a hybrid binder for preparing the prepreg, a mixture of three resins (ETF, DEG-1 and SF-340A) dissolved in each other and in an acetone-alcohol toluene solvent and mixed in a binder is used in the following ratio of components wt.h .:
ETF Epoxytriphenol Resin (Hybrid Binder Base) - 100
Epoxyaliphatic resin DEG-1 (diluent-plasticizer) - 12
Phenol formaldehyde resin SF-340A - 34
Soot and (or) carbon-graphite mixture with a ratio of components from 1: 5 to 5: 1 (antistatic) - 10-15
Antimony trioxide (flame retardant) - 5-10
Hexachlorobenzene (flame retardant) - 5-10
Carbon tetrachloride (CCl 4 ) (flame retardant) - 5-10
A distinctive feature of the method is that as a hybrid binder for the preparation of a prepreg, a mixture of three ETF, DEG-1 and SF-340A resins, which are soluble in each other and in an acetone-alcohol toluene solvent, and antistatic and (or) flame retardant additives mixed in it are used in the following ratio ingredients, parts by weight:
ETF Epoxytriphenol Resin (Hybrid Binder Base) - 100
Epoxyaliphatic resin DEG-1 (diluent-plasticizer) - 12
Phenol-formaldehyde resin SF-340A (hardener) - 34
Soot and (or) carbon-graphite mixture with a ratio of components from 1: 5 to 5: 1 (antistatic) - 5-15
Antimony trioxide (flame retardant) - 5-10
Hexachlorobenzene (flame retardant) - 5-10
Freon (flame retardant) - 5-10
A distinctive feature of the proposed method is that as a hybrid binder to obtain a prepreg, a mixture of three resins dissolved in each other and acetone-alcohol toluene solvent - ETF, DEG-1 and SF-340A, into which antistatic additives are introduced:
- carbon-graphite fine mixture (antistatic) and (or) soot, for example, grade PN-100 and fine powder mixture of flame retardants - hexachlorobenzene, antimony trioxide and (or) microencapsulated additives: carbon tetrachloride (CCl 4 ) and refrigerant in the following ratio of ingredients, parts by weight:
ETF Epoxytriphenol Resin (Hybrid Binder Base) - 100
Epoxyaliphatic resin DEG-1 (diluent-plasticizer) - 12
Phenol formaldehyde resole resin SF-340A (hardener) - 34
Acetone - 90
Technical alcohol - 46
Toluene (petroleum or coal) - 10
Carbon-graphite mixture with a ratio of components from 1: 5 to 5: 1 (antistatic) - 5-10
Soot (PN-100) (antistatic) - 5-10
Hexachlorobenzene and (or) antimony trioxide (flame retardants) and (or) mixtures thereof in a ratio of 1: 3-3: 1 - 10
Carbon tetrachloride CCl 4 and (or) freon (flame retardants) (or mixtures thereof in a ratio of 1: 3-3: 1) - 10
A distinctive feature of the proposed method consists in the fact that as a hybrid binder to create a prepreg, a mixture of three ETF, DEG-1 and SF-340A resins is used and dispersed mixtures of metal powders - copper, nickel oxides, are introduced into it as antistatic and flame retardant additives iron and (or) aluminum (or their solutions, suspensions) in the following ratio of ingredients, parts by weight:
ETF Epoxytriphenol Resin (Hybrid Binder Base) - 100
Epoxyaliphatic resin DEG-1 (diluent-plasticizer) - 12
Phenol formaldehyde resole resin SF-340A (hardener) - 34
Acetone - 90
Technical alcohol - 46
Toluene (petroleum or coal) - 10
- finely dispersed mixtures (solutions) of powders and (or) suspensions of metal oxides, for example, copper, nickel, iron and (or) aluminum.
Отличительная особенность предложенного способа состоит и в том, что в качестве покрывного (облицовочного) материала для нитей, образующих ткани-основы препрега, например поликапроамидных (капроновых), полифеновых и(или) углеродных, использован сополимер тетрафторэтилена с винилиденфторидом и(или) техническим углеродом с введенными в него добавками: антистатическими (сажа, углеродографитовые порошки и(или) их смеси, металлические порошковые материалы, состоящие из оксидов металлов, например меди, никеля, железа или алюминия) и(или) антипиренными (трехокись сурьмы, гексахлорбензол, четыреххлористый углерод ССl4, хладон) добавками, введенными в гибридное связующее (ЭТФ, ДЭГ-1, СФ-340А) в одинаковом пропорциональном соотношении.A distinctive feature of the proposed method consists in the fact that as a coating (facing) material for the threads forming the base fabric of the prepreg, for example polycaproamide (kapron), polyphene and (or) carbon, a copolymer of tetrafluoroethylene with vinylidene fluoride and (or) carbon black is used with additives introduced into it: antistatic (carbon black, carbon-graphite powders and (or) their mixtures, metal powder materials consisting of metal oxides, for example copper, nickel, iron or aluminum) and (or) antip irene (antimony trioxide, hexachlorobenzene, carbon tetrachloride CCl 4 , freon) additives introduced into the hybrid binder (ETF, DEG-1, SF-340A) in the same proportional ratio.
На фиг.1 данного описания показана принципиальная схема получения препрегов из различных тканей, образованных из поликапроамидных (капроновых), полифеновых и(или) углеродных волокон (или их комбинаций) и гибридного связующего на основе смол ЭТФ, ДЭГ-1 и СФ-340А, разработанная в соответствии с предложенным способом. Figure 1 of this description shows a schematic diagram of the preparation of prepregs from various tissues formed from polycaproamide (kapron), polyphene and (or) carbon fibers (or combinations thereof) and a hybrid binder based on ETF, DEG-1 and SF-340A resins, designed in accordance with the proposed method.
На фиг.2 и 3 показаны отдельные фрагменты формования препрега (или препрегов) на отдельных стадиях их формования. Figure 2 and 3 shows the individual fragments of the formation of the prepreg (or prepregs) at the individual stages of their formation.
На фиг.4-8 показаны принципиально возможные схемы переработки препрегов, полученных в соответствии с предложенным способом, непосредственно в теплозащитные слои конструкционных изделий. Figure 4-8 shows fundamentally possible schemes for processing prepregs obtained in accordance with the proposed method directly into heat-protective layers of structural products.
Заранее перемотанная на катушку 1 непропитанная ткань 3 (поликапроамидная (капроновая), полифеновая и(или) углеродная), образующая на катушке непрерывные витки 2 в виде спирали, устанавливается на жесткую раму 5 пропиточной машины (фиг.1) и закрепляется на ней посредством резьбовых соединений и планшайб (фиг.2). The impregnated fabric 3 (polycaproamide (kapron), polyphene and (or) carbon) pre-rewound onto
Непропитанная ткань 3 (любая: поликапроамидная (капроновая), полифеновая и (или) углеродная, состоящая из любых комбинаций поликапроамидных (капроновых), полифеновых и(или) углеродных нитей) с катушки 1 отпускного механизма 5 (фиг. 1 и 2) через натяжной ролик 6 и дополнительный тормозной механизм 7 поступает в первую сушильную камеру-шахту 20, снабженную электрическими обогревательными элементами, где при температурах 35-60oС происходит разогрев тканого наполнителя. Ткань 3 с отпускного механизма (фиг.1 и 2) через натяжной ролик 6 и тормозной механизм 7 пропиточной машины посредством опорно-ведущих (и (или) перевальных) валов 8-10 проходит первую камеру-шахту 20, где под воздействием создаваемых электронагревательными приборами температур (35-60oС) происходит предподготовка ткани к пропитке гибридным связующим. Затем ткань 3 проходит через вмонтированные в пропиточной ванне 16 валики 17, где пропитывается гибридным связующим 18 (ЭТФ + ДЭГ-1 + СФ-340А) и далее через отжимные валки 19, регулирующие нанос связующего на ткань (или ткани), поступает в сушильные камеры 21 и 22, в которых под воздействием высоких температур - от 90-120oС (на входе и выходе в сушильные камеры) и до 190-210oС (в верхних зонах сушильных камер) происходит удаление летучих компонентов гибридного связующего (ацетона, спирта, толуола и других компонентов) и образование в соответствии с предложенным способом "сухого" тканевого препрега из поликапроамидных (капроновых), полифеновых и(или) углеродных нитей. Далее посредством нижнего перевального вала 12 и подающего механизма 13 пропиточной машины готовый препрег поступает на катушки 14 приемного устройства 23 пропиточной машины, где окончательно формируется в препреговую тканевую спираль 15 в виде непрерывных спиральных витков 24 (фиг.1, 3). Отпускной (фиг.1, 2) и приемный (фиг.1, 3) механизмы пропиточной машины для получения препрега практически идентичны по конструктивному исполнению, то есть с точки зрения взаимозаменяемости отдельных узлов и деталей они имеют одинаковые геометрические размеры и форму узлов и деталей.Non-impregnated fabric 3 (any: polycaproamide (kapron), polyphene and (or) carbon, consisting of any combination of polycaproamide (kapron), polyphene and (or) carbon threads) from
Различие в (отпускном и приемном) механизмах состоит только в том, что приемный механизм пропиточной машины (фиг.1, 3) снабжен электроприводом 25, а отпускной механизм пропиточной машины содержит тормозной барабан 26, имеющий тормозные колодки (на фиг. 2 они не показаны), посредством которых осуществляется торможение вала 27, за счет которого и производится предварительное натяжение ткани (или тканей) 3. Здесь следует заметить, что и натяжение препреговых тканей (фиг.4-7) осуществляется при их преобразовании в конструкционные изделия методами намотки точно такими же механизмами натяжения. The difference in the (tempering and receiving) mechanisms consists only in the fact that the receiving mechanism of the impregnating machine (Figs. 1, 3) is equipped with an
Катушка 1 (для отпускного механизма) и катушка 14 (для приемного механизма) взаимозаменяемы. Устанавливаются они на валах 27 и закрепляются от осевого смещения (или перекоса) специальными резьбовыми планшайбами 28, перемещаемыми вдоль оси вала 27 посредством резьб 29 и 30, выполненных на предконцевых участках вала 27. Концевые части 31 вала устанавливаются в опорных подшипниках 33, фиксируемых в отверстиях кронштейнов и накладок отпускного 5 (фиг.2) и приемного 23 (фиг.3) механизмов пропиточной машины, которые также из соображений взаимозаменяемости выполнены абсолютно одинаковыми. Coil 1 (for the release mechanism) and coil 14 (for the receive mechanism) are interchangeable. They are mounted on the
Полученные на катушке 14 тканные препреги (или препрег) вместе с катушками снимаются с приемного устройства пропиточной машины и переставляются на рамные устройства уже намоточных станков (фиг.4-9), где с помощью тормозных барабанов 26 (фиг.2) и колодок осуществляется натяжение уже препреговых тканей в процессе их переработки в конструктивные слои пластиковых конструкционных изделий, создаваемых методами прямой окружной намотки (ПН) или комбинированной (фиг. 8), где вначале на оправке 34 формируются с нахлестом слоев теплозащитные внутренние (а при необходимости - и герметизирующие слои) конструкции, а уже на них идет формирование конструкционных силовых изделий, осуществляемое более прогрессивными (в сравнение с ПН) методами - ППН и(или) СН (фиг.8). Obtained on the
Описание, по мнению авторов предлагаемого изобретения, было бы не полным, если бы ими не были представлены аргументирующие доказательства преимущества предложенного способа получения препрега (или препрегов) в сравнении с ранее описанными аналогами и прототипом. The description, in the opinion of the authors of the present invention, would not be complete if they did not present reasoning evidence of the advantages of the proposed method for producing prepreg (or prepregs) in comparison with the previously described analogues and prototype.
Впервые предложенная и использованная для получения препрега (или препрегов) смесь трех смол - ЭТФ, ДЭГ-1 и СФ-340А в ацетоноспиртотолуольном разбавителе выбрана не случайно, а в результате изобретательского замысла, большого опыта работы в этой области, тщательно проведенных патентных исследований, а также на основании экспериментальных и теоретических исследований, проводимых авторами в части оптимизации структур создаваемых ими препрегов. Базовое эпокситрифенольное связующее ЭТФ выбрано по следующим соображениям: оно после отверждения не токсично, при обычной температуре ЭТФ представляет собой вязкую жидкость с невысокой молекулярной массой (350-700), что особенно важно при технологии формования крупногабаритных пластиковых изделий. For the first time, a mixture of three resins - ETF, DEG-1 and SF-340A in an acetone-alcohol-to-toluene diluent, proposed and used to obtain prepreg (or prepregs), was not chosen by chance, but as a result of an inventive concept, extensive experience in this field, thoroughly conducted patent research, and also based on experimental and theoretical studies conducted by the authors regarding optimization of the structures of the prepregs they create. The basic epoxytriphenol binder ETF was chosen for the following reasons: after curing, it is non-toxic, at ordinary temperature ETF is a viscous liquid with a low molecular weight (350-700), which is especially important with the technology of forming large-sized plastic products.
Обладая высоким содержанием эпоксидных групп (от 13 до 27%), эта смола весьма реакционноспособна и может отверждаться при наличии отвердителей аминного типа даже без подогрева, практически выделяя при этом очень малое количество летучих продуктов (до 2,5%). Possessing a high content of epoxy groups (from 13 to 27%), this resin is very reactive and can be cured in the presence of amine-type hardeners even without heating, practically emitting a very small amount of volatile products (up to 2.5%).
Боковые гидроксильные группы в молекуле смолы ЭТФ позволяют реализовывать и другой механизм отверждения, например, при использовании в качестве отвердителя фенолоформальдегидной смолы СФ-340А резольного типа, осуществляемый при повышенных температурах (от 160oС и выше).Lateral hydroxyl groups in the molecule of ETF resin allow another curing mechanism to be realized, for example, when using the resol type phenol-formaldehyde resin SF-340A as a hardener, which is carried out at elevated temperatures (from 160 o С and above).
Примененное авторами горячее отверждение этой смолы позволило получить более прочный и жесткий продукт. Благодаря своей вязкости эпокситрифенольная смола ЭТФ может эффективно использоваться для пропитки любых волокнистых материалов и, в том числе, тканей из поликапроамидных (капроновых), полифеновых и(или) углеродных волокон. Смола ЭТФ хорошо совместима с активными разбавителями-пластификаторами типа эпоксиалифатической смолы ДЭГ-1, обладающей низкой динамической вязкостью (0,07 Па•с при температуре 25±2oС) и низкой молекулярной массой 240-320 и достаточно высоким содержанием эпоксидных групп (для смолы ДЭГ-1 содержание эпоксидных групп колеблется от 19 до 29%) и с растворителями типа ацетоноспиртотолуольных смесей.The hot curing of this resin used by the authors made it possible to obtain a more durable and tough product. Due to its viscosity, ETF epoxy resin can be effectively used for the impregnation of any fibrous materials, including fabrics made of polycaproamide (kapron), polyphene and (or) carbon fibers. ETF resin is well compatible with active plasticizer diluents such as DEG-1 epoxyaliphatic resin, which has a low dynamic viscosity (0.07 Pa • s at a temperature of 25 ± 2 o С) and a low molecular weight of 240-320 and a sufficiently high content of epoxy groups (for DEG-1 resins, the content of epoxy groups ranges from 19 to 29%) and with solvents such as acetone-alcohol-to-toluene mixtures.
Достоинством связки смол ЭТФ и ДЭГ-1 является высокая стабильность их свойств даже в условиях длительного (до 10 лет) хранения. Применение в качестве отвердителя в гибридном связующем фенолоформальдегидной резольной смолы СФ-340А тоже выбрано не случайно. Во-первых, применение смолы СФ-340А в качестве отвердителя позволило заменить бромсодержащие смолы, обычно используемые для повышения огнестойкости пластиков. The advantage of a bond of ETF and DEG-1 resins is the high stability of their properties even under long-term storage (up to 10 years). The use of phenol-formaldehyde resole resin SF-340A as a hardener in a hybrid binder was also not chosen by chance. Firstly, the use of resin SF-340A as a hardener made it possible to replace bromine-containing resins commonly used to increase the fire resistance of plastics.
Время горения у таких смол после отведения пламени должно быть не более 5 секунд, а кислородный индекс 35-38%. В зарубежной практике (да и в RU тоже) в подобных связующих содержание брома составляет минимум 2-22% и пластики с таким содержанием брома имеют низкие показатели по термостойкости и термостабильности. The burning time of such resins after the removal of the flame should be no more than 5 seconds, and the oxygen index is 35-38%. In foreign practice (and in RU too), in such binders, the bromine content is at least 2-22% and plastics with such a bromine content have low indices for heat resistance and thermal stability.
Замена бромсодержащей смолы УП-631У (см. прототип, RU 2028334) на фенолоформальдегидную резольную (СФ-340А) позволила авторам снизить содержание брома до нулевых значений и за счет только этого повысить (до 10-30%) термостойкость и термостабильность пластиков на основе создаваемых препрегов. Replacement of the bromine-containing resin UP-631U (see prototype, RU 2028334) with phenol-formaldehyde resole (SF-340A) allowed the authors to reduce the bromine content to zero values and due to this only increase (up to 10-30%) the heat resistance and thermal stability of plastics based on the prepregs.
Вместе с тем полученные на основе созданных препрегов пластики сохранили и высокую огнестойкость, и это тоже, по-видимому, связано с влиянием фенолоформальдегидной резольной смолы СФ-340А, усиливающей огнегасящие характеристики пластиков при их горении за счет выделения угля. At the same time, the plastics obtained on the basis of the created prepregs retained high fire resistance, and this, apparently, is also associated with the influence of phenol-formaldehyde resole resin SF-340A, which enhances the fire-extinguishing characteristics of plastics during their combustion due to the release of coal.
В заключении вышеизложенного здесь следует добавить, что исключение бромсодержащей смолы (в сравнении с прототипом) из гибридного связующего позволило упростить его рецептуру и технологию приготовления препрега (или препрегов), и технологию его переработки в пластиковые изделия. Наличие бромсодержащей смолы (см. прототип, RU 2028334), как правило, создает значительные трудности при производстве теплозащитных композиционных материалов (по-видимому, это связано с некоторыми особенностями ее физико-механических свойств). In conclusion of the foregoing, it should be added here that the exclusion of the bromine-containing resin (in comparison with the prototype) from the hybrid binder allowed us to simplify its formulation and the technology for preparing prepreg (or prepregs), and the technology for its processing into plastic products. The presence of bromine-containing resin (see prototype, RU 2028334), as a rule, creates significant difficulties in the production of heat-protective composite materials (apparently, this is due to some features of its physical and mechanical properties).
Введение в гибридное связующее смол ЭТФ, ДЭГ-1 и СФ-340А, антистатических добавок (сажи, углеродографитовых смесей, металлических порошков (или пудры) из оксидов или нитридов металлов, например никеля, меди, железа и(или) алюминия и других), сделало пластики на основе полученных препрегов, образуемых в соответствии с предложенным способом изготовления, электропроводными, то есть пластики стали обладать высокими антистатическими свойствами - способностью не накапливать статические заряды на своих поверхностях в процессе их эксплуатации. Кроме того, наличие этих антистатических добавок в гибридном связующем позволило увеличить теплопрочность и термостабильность пластиков на его основе, в частности на основе поликапроамидных (капроновых), полифеновых и (или) углеродных тканей. Introduction to the hybrid binder of ETF, DEG-1 and SF-340A resins, antistatic additives (carbon black, carbon-graphite mixtures, metal powders (or powders) from metal oxides or nitrides, for example nickel, copper, iron and (or) aluminum and others), made plastics based on the obtained prepregs, formed in accordance with the proposed manufacturing method, electrically conductive, that is, plastics began to have high antistatic properties - the ability not to accumulate static charges on their surfaces during their operation. In addition, the presence of these antistatic additives in a hybrid binder has increased the heat resistance and thermal stability of plastics based on it, in particular, based on polycaproamide (kapron), polyphene and (or) carbon fabrics.
Введение в гибридное связующее антипиренных добавок - гексахлорбензола, трехокиси сурьмы, хладона, четыреххлористого углерода (ССl4) еще в большей степени увеличило термостойкость, термостабильность и огнестойкость конструкционных изделий на его основе.The introduction into the hybrid binder of flame retardant additives - hexachlorobenzene, antimony trioxide, chladone, carbon tetrachloride (CCl 4 ) increased the heat resistance, thermal stability and fire resistance of structural products based on it even more.
Применение антипиренов в гибридном связующем (ЭТФ+ДЭГ-1+СФ-340А) и в покрывной облицовке поликапроамидных (капроновых) и(или) полифеновых, и(или) углеродных нитей, образованных из сополимера тетрафторэтилена с винилиденфторидом и(или) техническим углеродом, резко повышает огнестойкость пластиков на основе созданных препрегов, повышают они и теплопрочность пластиков и их термостабильность, то есть стойкость к старению. The use of flame retardants in a hybrid binder (ETF + DEG-1 + SF-340A) and in the lining of polycaproamide (kapron) and (or) polyphene and (or) carbon filaments formed from a copolymer of tetrafluoroethylene with vinylidene fluoride and (or) carbon black, dramatically increases the fire resistance of plastics based on the created prepregs, they increase the heat resistance of plastics and their thermal stability, that is, resistance to aging.
Примененные в способе антипирены - трехокись сурьмы, гексахлорбензол, четыреххлористый углерод и хладон - замедляют горение пластиков за счет эндотермических эффектов при их термическом разложении, выделяя при этом газы - углекислый газ, хлор, аммиак, фосфорные и хлористые ангидриды, водяные пары и т.д. Также препятствуют горению пластиков и оксиды сурьмы, и гексахлорбензол, и четыреххлористый углерод и др. По мнению авторов предлагаемого изобретения, общее количество вводимых в препреги антипиренов (и далее в композиции пластиков на их основе) должно достигать не более 3-10% от общей массы препрегов. При этом вводимые в гибридное связующее порошковые наполнители из оксидов или нитридов металлов дополнительно увеличивают и ударную вязкость пластиков на его основе. The flame retardants used in the method — antimony trioxide, hexachlorobenzene, carbon tetrachloride and chladone — slow down the burning of plastics due to endothermic effects during their thermal decomposition, releasing gases - carbon dioxide, chlorine, ammonia, phosphoric and chloride anhydrides, water vapor, etc. . Antimony oxides, and hexachlorobenzene, and carbon tetrachloride, etc. also impede the burning of plastics. According to the authors of the present invention, the total amount of flame retardants introduced into prepregs (and further into the composition of plastics based on them) should not exceed 3-10% of the total mass prepregs. At the same time, powder fillers from metal oxides or nitrides introduced into the hybrid binder additionally increase the impact strength of plastics based on it.
Введение мелкодисперсных наполнителей в состав гибридного связующего и в состав покрывной облицовки нитяной армировки поликапроамидных (капроновых), полифеновых и(или) углеродных нитей позволило добиться снижения экзотермического эффекта при отверждении композиций. Это, в свою очередь, привело к уменьшению усадки пластиков, улучшению их механических и некоторых теплофизических характеристик. Кроме того, применение мелкодисперсных токопроводящих порошковых смесей позволило улучшить и ряд специфических свойств пластиков на основе полученных препрегов (или препрега), а именно - стойкость к возгоранию, радиации и старению. За счет введения в композиции мелкодисперсных смесей были улучшены и такие показатели пластиков, как электропроводность, длительная стойкость к возникновению на их поверхностях электростатических зарядов и т.д. Кроме того, применение мелкодисперсных смесей позволило снизить (в ряде случаев до 5-10% и более) стоимость изделий, изготавливаемых на основе предлагаемого способа получения препрегов (или препрега). The introduction of finely divided fillers in the composition of the hybrid binder and in the composition of the coating lining of the thread reinforcement of polycaproamide (kapron), polyphene and (or) carbon filaments made it possible to reduce the exothermic effect during curing of the compositions. This, in turn, led to a decrease in shrinkage of plastics, an improvement in their mechanical and some thermophysical characteristics. In addition, the use of finely dispersed conductive powder mixtures made it possible to improve a number of specific properties of plastics based on the obtained prepregs (or prepreg), namely, resistance to fire, radiation, and aging. Due to the introduction of finely dispersed mixtures into the composition, such indicators of plastics as electrical conductivity, long-term resistance to the appearance of electrostatic charges on their surfaces, etc. were improved. In addition, the use of finely dispersed mixtures allowed to reduce (in some cases up to 5-10% or more) the cost of products made on the basis of the proposed method for producing prepregs (or prepreg).
Применение мелкодисперсных порошкообразных наполнителей, например, из оксидов или нитридов металлов позволило улучшить и некоторые физико-механические свойства композиций пластиков, в частности повысить трансверсальную прочность (прочность при отрыве и межслоевом сдвиге). The use of finely dispersed powdery fillers, for example, from metal oxides or nitrides, made it possible to improve some physicomechanical properties of plastic compositions, in particular, to increase transverse strength (tensile and interlayer shear strength).
Количество вводимых в композиции препрега порошковых, а также дискретных волокнистых наполнителей по мнению авторов не должно превышать 10-30% от общей массы наполнителей. The amount of powder as well as discrete fibrous fillers introduced into the prepreg composition, according to the authors, should not exceed 10-30% of the total mass of fillers.
Проведенные исследования по получению ряда препрегов на основе гибридного связующего (ЭТФ+ДЭГ-1+СФ-340А) показали, что введение порошковых углеграфитовых, металлических и дискретных мелкодисперсных смесей позволяет в большинстве случаев повысить (до 5-10% и более) ударную вязкость пластиков на основе этих препрегов. Studies on a number of prepregs based on a hybrid binder (ETF + DEG-1 + SF-340A) showed that the introduction of powder carbon-graphite, metal and discrete finely dispersed mixtures in most cases can increase (up to 5-10% or more) the toughness of plastics based on these prepregs.
Однако авторы предлагаемого изобретения должны обратить внимание разработчиков композиционных материалов на то, что введение мелкодисперсных смесей в составы разработанных ими препрегов должно быть в каждом конкретном случае строго дозированным, потому что при передозировке в пластиках могут проявляться и нежелательные эффекты, такие как изменение гигроскопичности и газопроницаемости пластиков, значительное замедление или, наоборот, ускорение отверждения связующего, увеличение вязкости связующего и обусловленные этим технологические затруднения, связанные с переработкой препрегов непосредственно в конструкционные и(или) теплозащитные пакеты слоев изделий. However, the authors of the present invention should draw the attention of the developers of composite materials to the fact that the introduction of finely dispersed mixtures into the compositions of the prepregs developed by them must be strictly metered in each case, because with an overdose in plastics, undesirable effects, such as a change in the hygroscopicity and gas permeability of plastics, can occur , a significant slowdown or, conversely, acceleration of the curing of the binder, an increase in the viscosity of the binder and the resulting technological skie difficulties associated with the processing of prepregs directly in construction and (or) heat-shielding layer packages of products.
По мнению авторов предлагаемого изобретения, при приготовлении разработанных в соответствии с предложенным способом препрегов необходимо особое внимание обратить на технологические свойства гибридного связующего - его вязкость, жизнеспособность и период желатинизации, а также объем выделяющихся летучих продуктов и усадку. Первые три характеристики (вязкость, жизнеспособность и период желатинизации), к которым следовало добавить способность гибридного связующего к смачиванию поверхности волокон, в конечном итоге определяют качество пропитки наполнителя и качество получаемых на их основе пластиков. Качество пропитки существенно влияет на характер внутренних напряжений в материале и, следовательно, на количество образующихся трещин. According to the authors of the present invention, in the preparation of prepregs developed in accordance with the proposed method, special attention should be paid to the technological properties of the hybrid binder - its viscosity, viability and gelation period, as well as the amount of released volatile products and shrinkage. The first three characteristics (viscosity, viability and gelation period), to which the ability of the hybrid binder to wet the surface of the fibers should be added, ultimately determine the quality of the impregnation of the filler and the quality of the plastics obtained on their basis. The quality of the impregnation significantly affects the nature of the internal stresses in the material and, consequently, the number of cracks formed.
Пропитка наполнителей препрегов - тканей - в значительной степени зависит от поддержания оптимальной вязкости связующего, по крайней мере, в течение первых стадий формирования препрега. В большинстве случаев более технологичными оказываются гибридные смолы с малой динамической вязкостью, так как более жидкие связующие легче проникают в межнитевые (и межволокнистые) пространства тканых наполнителей. The impregnation of prepreg fillers - tissues - largely depends on maintaining the optimal viscosity of the binder, at least during the first stages of prepreg formation. In most cases, hybrid resins with a low dynamic viscosity turn out to be more technologically advanced, since more liquid binders more easily penetrate the inter-filament (and inter-fiber) spaces of woven fillers.
Оптимальное значение вязкости связующего, применяемого для пропитки препрегов, лежит в интервале от 0,1 до 1 Па•с. Связующее с такой вязкостью легко заполняет поры диаметром даже 5-6 мкм. The optimal viscosity of the binder used to impregnate the prepregs lies in the range from 0.1 to 1 Pa • s. A binder with such a viscosity easily fills pores with a diameter of even 5-6 microns.
Эпокситрифенольная смола ЭТФ, выпускаемая на ГП ПО "Авангард", характеризуется достаточно широким диапазоном вязкостных свойств: от 0,1 до 15•103 МПа. Динамическая вязкость смолы ДЭГ-1, выступающей в гибридном связующем в качестве разбавителя-пластификатора, намного ниже и составляет всего 0,07 Па•с при температуре 25oС. Эта смола относится к разряду низковязких смол с молекулярной массой 240-320 (тогда как у смолы ЭТФ молекулярная масса находится в пределах 350-700).ETF epoxytriphenol resin produced at the Avangard Production Association is characterized by a rather wide range of viscosity properties: from 0.1 to 15 • 10 3 MPa. The dynamic viscosity of the DEG-1 resin, which acts as a plasticizer diluent in a hybrid binder, is much lower and amounts to only 0.07 Pa • s at a temperature of 25 o C. This resin belongs to the category of low-viscosity resins with a molecular weight of 240-320 (whereas ETF resin has a molecular weight in the range of 350-700).
Вязкость фенолоформальдегидных связующих, представляющих водные или спиртовые растворы, изменяется в пределах от 0,04 до 10 Па•с при содержании растворителя до 35-55%. В частности, динамическая вязкость раствора смолы СФ-340А (ГОСТ 18694-80) составляет всего 10-20 МПа•с. The viscosity of phenol-formaldehyde binders, representing aqueous or alcoholic solutions, varies from 0.04 to 10 Pa • s with a solvent content of up to 35-55%. In particular, the dynamic viscosity of the resin solution SF-340A (GOST 18694-80) is only 10-20 MPa • s.
Поэтому при смешении смол ЭТФ, ДЭГ-1 и СФ-340А удается понизить вязкость гибридного связующего до необходимых пределов, составляющих от 0,1 до 5 Па•с. Вязкость гибридного связующего 18 можно на 10-20% понизить его подогревом до 35-60oС в ванночке 16 пропиточной машины (фиг.1) путем применения нагревательных элементов 11.Therefore, when mixing ETF, DEG-1 and SF-340A resins, it is possible to lower the viscosity of the hybrid binder to the required limits of 0.1 to 5 Pa • s. The viscosity of the
Вот почему в разработанном авторами способе предлагается ввести в процесс пропитки подогрев созданного ими гибридного связующего от 35 до 60oС. Нагрев гибридного связующего в ванне пропиточной машины (фиг.1) в пределах его рабочей температуры существенно улучшает пропитку тканей для получаемого препрега даже при меньших количествах наносимого на арматуру связующего, что дает возможность некоторого регулирования объемного содержания волокнистого наполнителя у поликапроамидных (капроновых), полифеновых и (или) углеродных нитей в композиции.That is why the method developed by the authors proposes to introduce into the impregnation process the heating of the hybrid binder they created from 35 to 60 o C. Heating the hybrid binder in the bath of the impregnation machine (Fig. 1) within its operating temperature significantly improves the tissue impregnation for the resulting prepreg even at lower the amount of binder applied to the reinforcement, which allows some control of the volumetric content of the fibrous filler in polycaproamide (kapron), polyphene and (or) carbon filaments in the composition tion.
Некоторое внимание, по мнению авторов, следует обратить и на усадочные явления, происходящие в гибридном связующем при его отверждении. According to the authors, some attention should be paid to the shrinkage occurring in the hybrid binder during curing.
Усадка связующего является следствием образования трехмерной структуры полимера в процессе его отверждения, когда при химическом взаимодействии изменяются расстояния между молекулами мономера и введенных в него антипиренных и антистатических компонентов. Binder shrinkage is a consequence of the formation of the three-dimensional structure of the polymer during curing, when the chemical interaction changes the distance between the monomer molecules and the flame retardant and antistatic components introduced into it.
Наличие армирующего наполнителя (тканей) в композиции препятствует свободной усадке связующего, приводит к образованию внутренних напряжений, наиболее существенных на границе раздела фаз. Введение в состав гибридного связующего мелкодисперсных антипиренных и антистатических и дискретных вышеперечисленных добавок существенно снижает отрицательное взаимодействие усадки, но не устраняет его полностью. The presence of a reinforcing filler (tissue) in the composition prevents the free shrinkage of the binder, leads to the formation of internal stresses, the most significant at the phase boundary. The introduction into the composition of the hybrid binder finely divided flame retardant and antistatic and discrete additives listed above significantly reduces the negative interaction of shrinkage, but does not completely eliminate it.
Примечание. К сожалению, авторы предлагаемого изобретения не имеют возможности в пределах заявляемого решения более широко раскрыть тематику, касающуюся вопросам образования остаточных напряжений в пластиках, образуемых на основе созданных ими препрегов (и пластиков на их основе) и способов их получения. Note. Unfortunately, the authors of the present invention do not have the opportunity, within the framework of the claimed solution, to more widely disclose the topics related to the formation of residual stresses in plastics formed on the basis of the prepregs (and plastics based on them) created by them and methods for their preparation.
Однако авторы считают в представляемом описании необходимым дать более подробную оценку комплекса физико-механических, теплофизических и технологических свойств получаемого (или получаемых) в соответствии с предложенным способом препрега (или препрегов). However, the authors consider it necessary to give a more detailed assessment of the complex of physicomechanical, thermophysical and technological properties of the obtained (or obtained) in accordance with the proposed method of prepreg (or prepregs) in the presented description.
В табл. 1-12 приводятся основные свойства пластиков, полученных на основе препрегов из гибридного связующего (ЭТФ+ДЭГ-1+СФ-340А) и наполнителей из поликапроамидных (капроновых), полифеновых и(или) углеродных нитей (прядей или жгутов). In the table. 1-12, the main properties of plastics obtained on the basis of prepregs from a hybrid binder (ETF + DEG-1 + SF-340A) and fillers from polycaproamide (nylon), polyphene and (or) carbon filaments (strands or bundles) are given.
В табл.1 представлены теплофизические характеристики пластиков на основе препрегов из гибридного связующего (ЭТФ+ДЭГ-1+СФ-340А) и тканых наполнителей из поликапроамидных (капроновых), полифеновых и(или) углеродных нитей (прядей или жгутов) в сравнении с известными пластиками, образованными на основе препрегов по авт. свид. SU 730753. Table 1 presents the thermophysical characteristics of plastics based on prepregs from a hybrid binder (ETF + DEG-1 + SF-340A) and woven fillers from polycaproamide (kapron), polyphene and (or) carbon filaments (strands or bundles) in comparison with the known plastics formed on the basis of prepregs according to ed. testimonial. SU 730753.
В табл.2 представлены теплозащитные свойства пластиков, образованных на основе гибридного связующего (ЭТФ+ДЭГ-1+СФ-340А) и тканых наполнителей из поликапроамидных (капроновых), полифеновых и(или) углеродных нитей (прядей или жгутов) в сравнении с известными пластиками, образованными на основе препрегов по авт. свид. SU 730753. Table 2 shows the heat-shielding properties of plastics formed on the basis of a hybrid binder (ETF + DEG-1 + SF-340A) and woven fillers of polycaproamide (kapron), polyphene and (or) carbon filaments (strands or bundles) in comparison with the known plastics formed on the basis of prepregs according to ed. testimonial. SU 730753.
В табл.3 представлены физические и некоторые другие теплофизические свойства пластиков, образованных на основе гибридного связующего (ЭТФ+ДЭГ-1+СФ-340А) и тканых наполнителей из поликапроамидных (капроновых), полифеновых и(или) углеродных нитей. Table 3 shows the physical and some other thermophysical properties of plastics formed on the basis of a hybrid binder (ETF + DEG-1 + SF-340A) and woven fillers from polycaproamide (kapron), polyphene and (or) carbon filaments.
В табл. 4 представлены средние теплозащитные и антистатические свойства пластиков, образованных на основе препрегов из гибридного связующего (ЭТФ+ДЭГ-1+СФ-340А) и тканых наполнителей из поликапроамидных (капроновых), полифеновых и(или) углеродных нитей, покрытых сополимером из тетрафторэтилена с винилиденфторидом и(или) техническим углеродом с введенными в него антистатическими и антипиренными добавками. In the table. Figure 4 shows the average heat-shielding and antistatic properties of plastics formed on the basis of prepregs from a hybrid binder (ETF + DEG-1 + SF-340A) and woven fillers from polycaproamide (kapron), polyphene and (or) carbon fibers coated with a tetrafluoroethylene-vinylidene fluoride copolymer and (or) carbon black with antistatic and flame retardant additives introduced into it.
В табл.5 приведены сравнительные электрические характеристики пластиков на основе препрегов, образованных в соответствии с предложенным способом получения, а именно - на основе гибридного связующего (ЭТФ+ДЭГ-1+СФ-340А) и тканых наполнителей из поликапроамидных (капроновых), полифеновых и(или) углеродных нитей, облицованных покрывным материалом из сополимера тетрафторэтилена с винилиденфторидом и(или) техническим углеродом с антистатическими и антипиренными добавками - сажей ПН-100, гексахлорбензолом и трехокисью сурьмы. Table 5 shows the comparative electrical characteristics of plastics based on prepregs formed in accordance with the proposed production method, namely, on the basis of a hybrid binder (ETF + DEG-1 + SF-340A) and woven fillers made of polycaproamide (kapron), polyphene and (or) carbon fibers lined with a coating material from a copolymer of tetrafluoroethylene with vinylidene fluoride and (or) carbon black with antistatic and flame retardant additives - soot PN-100, hexachlorobenzene and antimony trioxide.
В табл. 6 приведены сравнительные электростатические свойства пластиков на основе препрегов из гибридного связующего (ЭТФ+ДЭГ-1+СФ-340А) с антистатическими добавками (сажей) и тканых наполнителей, образованных из поликапроамидных (капроновых), полифеновых и(или) углеродных нитей, облицованных сополимером из тетрафторэтилена с винилиденфторидом и(или) техническим углеродом с введенными в сополимер антистатическими добавками - сажей и(или) углеродографитовой смесью в соотношении от 1:5 до 5:1. In the table. Figure 6 shows the comparative electrostatic properties of plastics based on prepregs from a hybrid binder (ETF + DEG-1 + SF-340A) with antistatic additives (soot) and woven fillers formed from polycaproamide (kapron), polyphene and (or) carbon fibers lined with a copolymer from tetrafluoroethylene with vinylidene fluoride and (or) carbon black with antistatic additives introduced into the copolymer — carbon black and (or) carbon-graphite mixture in a ratio of 1: 5 to 5: 1.
Примечание. В качестве базы для сравнения были взяты пластики, образованные из препрегов на основе гибридного связующего, состоящего из эпоксидной смолы ЭД-16 (45:55 мас.ч.), эпоксидной тетрабромдиановой смолы УП-631У и новолачной фенолоформальдегидной смолы СФ-010 и наполнителя из стеклоткани Э-01 полотняного переплетения нитей (авт. свид. SU 730753). Note. As a basis for comparison, we used plastics formed from prepregs based on a hybrid binder consisting of ED-16 epoxy resin (45:55 parts by weight), UP-631U epoxy tetrabromodian resin, and SF-010 novolac phenol-formaldehyde resin and a filler made of fiberglass E-01 plain weaving of threads (ed. certificate. SU 730753).
В табл. 7 приведены данные по исследованию работоспособности конструкционных пластиковых модельных изделий (диаметром 200 мм), изготавливаемых методами прямой тканевой намотки с нахлестом слоев тканей от 10 до 30 мм. Внутренние пластиковые теплоэрозионнозащитные слои этих изделий были намотаны из препрегов, образованных из гибридного связующего (ЭТФ+ДЭГ-1+СФ-340А) и тканых полотняных наполнителей из поликапроамидных (капроновых), полифеновых и(или) углеродных нитей, облицованных сополимером из тетрафторэтилена с винилиденфторидом и(или) техническим углеродом с введенными антистатическими (сажей) и антипиренными (трехокисью сурьмы и гексахлорбензолом) добавками. In the table. 7 shows data on the study of the performance of structural plastic model products (200 mm in diameter) manufactured by direct fabric winding with an overlap of tissue layers from 10 to 30 mm. The inner plastic heat-and-erosion-protective layers of these products were wound from prepregs formed from a hybrid binder (ETF + DEG-1 + SF-340A) and woven linen fillers from polycaproamide (capron), polyphene and (or) carbon threads lined with a vinyl tetrafluoroethylene copolymer and (or) carbon black with antistatic (soot) and flame retardant (antimony trioxide and hexachlorobenzene) added.
В табл. 8 представлен анализ основных физико-механических характеристик намотанных пластиков, образованных из гибридного связующего (ЭТФ+ДЭГ-1+СФ-340А) и полотняных тканых наполнителей из поликапроамидных (капроновых), полифеновых и(или) углеродных нитей, облицованных сополимером тетрафторэтилена с винилиденфторидом и(или) техническим углеродом с антистатическими (сажей и углеродографитовой смесью с соотношением компонентов от 1:5 до 5:1) и антипиренными добавками, и обычных тканых наполнителей из алюмоборосиликатных и(или) органических нитей типа ЖСВМ. In the table. Figure 8 presents an analysis of the basic physical and mechanical characteristics of wound plastics formed from a hybrid binder (ETF + DEG-1 + SF-340A) and linen woven fillers from polycaproamide (kapron), polyphene and (or) carbon filaments lined with a copolymer of tetrafluoroethylene with vinylidene fluoride and (or) carbon black with antistatic (soot and carbon-graphite mixture with a ratio of components from 1: 5 to 5: 1) and flame retardant additives, and ordinary woven fillers from aluminoborosilicate and (or) organic threads type ZHSVM.
В табл. 9 приведены физико-механические характеристики пластиков, образованных из гибридного связующего (ЭТФ+ДЭГ-1+СФ-340А) и тканых наполнителей из поликапроамидных (капроновых), полифеновых и(или) углеродных нитей при температуре испытаний 20±5oС; в этом варианте полифеновые нити облицованы покрывным материалом из тетрафторэтилена с винилиденфторидом и(или) техническим углеродом с введенными антипиренными добавками (гексахлорбензолом и трехокисью сурьмы); в гибридное связующее, образованное из смол ЭТФ+ДЭГ-1+СФ-340А, были введены порошковые наполнители из оксидов или нитридов металлов, повышающие трансверсальную (отрывную) прочность пластиков, созданных с предложенным техническим решением, по отношению к другим широко известным конструкционным пластикам типа СКН-21, СКН-24, СКН-25, СКН-28 (ОСТ 3-485-77), получаемых методами намотки из обычных тканевых препрегов на основе стеклотканей Т-10, Т-13, Т-25ВМ, ТСУ-8/3-ВМ-78 и эпоксифенольного лака ЭП-5122 ТУ 16-504.010-87, выпускаемого заводом "Электроизолит", г. Хотьково Московской области.In the table. Figure 9 shows the physicomechanical characteristics of plastics formed from a hybrid binder (ETF + DEG-1 + SF-340A) and woven fillers from polycaproamide (kapron), polyphene and (or) carbon filaments at a test temperature of 20 ± 5 o C; in this embodiment, polyphene yarns are lined with a tetrafluoroethylene coating material with vinylidene fluoride and (or) carbon black with flame retardants added (hexachlorobenzene and antimony trioxide); powder fillers from metal oxides or nitrides were added to the hybrid binder formed from ETF + DEG-1 + SF-340A resins, which increase the transverse (tear-off) strength of plastics created with the proposed technical solution in relation to other widely known structural plastics of the type SKN-21, SKN-24, SKN-25, SKN-28 (OST 3-485-77) obtained by winding from conventional fabric prepregs based on fiberglass T-10, T-13, T-25VM, TSU-8 / 3-VM-78 and epoxyphenolic varnish EP-5122 TU 16-504.010-87, manufactured by the Electroisolit plant, Khotkovo Mosk ova region.
В табл. 10 представлены свойства пластиков, получаемых на основе гибридного связующего ЭТФ+ДЭГ-1+СФ-340А и различных тканых наполнителей из стеклянных, поликапроамидных (капроновых), полифеновых и(или) углеродных нитей, получаемых двумя методами
формования - намоткой и прессованием при температуре 20oС.In the table. 10 presents the properties of plastics obtained on the basis of a hybrid binder ETF + DEG-1 + SF-340A and various woven fillers from glass, polycaproamide (kapron), polyphene and (or) carbon fibers, obtained by two methods
molding - by winding and pressing at a temperature of 20 o C.
И, наконец, в табл. 11 и 12 представлены рекомендуемые режимы переработки препрегов, формуемых из тканных поликапроамидных (капроновых), полифеновых и(или) углеродных материалов и гибридного связующего ЭТФ+ДЭГ-1+СФ-340А, получаемых двумя методами: намоткой и (или) прессованием с последующим отверждением гибридного связующего и превращением его в отвержденную полимерную матрицу. And finally, in the table. 11 and 12 show the recommended processing regimes for prepregs formed from woven polycaproamide (kapron), polyphene and (or) carbon materials and a hybrid binder ETF + DEG-1 + SF-340A, obtained by two methods: winding and (or) pressing followed by curing hybrid binder and converting it into a cured polymer matrix.
На фиг. 10 и 11 авторы предлагаемого изобретения дополнительно к представленным ранее в описании табл. 1-12 представляют еще данные по относительному тепловому расширению пластиков, образованных на основе гибридного связующего (ЭТФ+ДЭГ-1+СФ-340А) и тканых наполнителей из поликапроамидных (капроновых) (фиг.11), полифеновых и(или) углеродных (фиг.10) нитей, облицованных покрытием из сополимера тетрафторэтилена с винилиденфторидом и (или) техническим углеродом и введенными в него антистатическими (сажа) и антипиренными (гексахлорбензол и трехокись сурьмы) добавками. In FIG. 10 and 11, the authors of the invention in addition to those presented earlier in the description of the table. 1-12, there are also data on the relative thermal expansion of plastics formed on the basis of a hybrid binder (ETF + DEG-1 + SF-340A) and woven fillers of polycaproamide (kapron) (Fig. 11), polyphene and (or) carbon (Fig. .10) filaments lined with a coating of a tetrafluoroethylene copolymer with vinylidene fluoride and (or) carbon black and antistatic (carbon black) and flame retardant (hexachlorobenzene and antimony trioxide) additives.
На фиг. 12 показана зависимость температуры от времени в сублимирующих покрытиях на основе гибридного связующего ЭТФ+ДЭГ-1+СФ-340А и тканей из поликапроамидных (капроновых), полифеновых и (или) углеродных нитей на различных глубинах пластиковых изделий. In FIG. 12 shows the dependence of temperature on time in sublimation coatings based on a hybrid binder ETF + DEG-1 + SF-340A and fabrics made of polycaproamide (kapron), polyphene and (or) carbon fibers at various depths of plastic products.
Результаты исследований, проведенные авторами, показали следующее: на поверхностях пластиков, образованных из препрегов на основе гибридного связующего (ЭТФ, ДЭГ-1 и СФ-340А) и тканых наполнителей из поликапроамидных (капроновых), полифеновых и(или) углеродных нитей, облицованных сополимером с добавками, не происходит накопления зарядов статического электричества (см. табл. 5, 6), электрические заряды на поверхностях вышеприведенных пластиков исчезают ранее, чем практически удается их определить и потому данные пластиковые материалы, изготовленные в соответствии с предложенным способом, можно отнести к классу электропроводящих антистатических композитов. Дальнейшие исследования показали, что вышеприведенные пластики в течение длительной эксплуатации теряют свои электрические и электростатические характеристики в очень незначительных пределах, которые составляют: при имитации хранения в условиях отапливаемого помещения в течение 10 лет не более 20%; при имитации хранения в условиях неотапливаемого помещения в течение 10 лет не более 10%. The results of studies conducted by the authors showed the following: on the surfaces of plastics formed from prepregs based on a hybrid binder (ETF, DEG-1 and SF-340A) and woven fillers from polycaproamide (kapron), polyphene and (or) carbon fibers lined with a copolymer with additives, the accumulation of charges of static electricity does not occur (see tab. 5, 6), the electric charges on the surfaces of the above plastics disappear earlier than it is practically possible to determine them and therefore these plastic materials are made According to the proposed method, can be attributed to the class of electrically conductive antistatic composites. Further studies showed that the above plastics during long-term operation lose their electrical and electrostatic characteristics in very small limits, which are: when simulating storage in a heated room for 10 years, no more than 20%; when simulating storage in an unheated room for 10 years, no more than 10%.
Они достаточно активно поглощают большое количество тепла при разложении, имеют высокую энтальпию. Средняя скорость уноса этих материалов (определяемая по потере веса, в мм/сек) составляет для пластиков из углеродных тканных нитей и гибридного связующего ЭТФ+ДЭГ-1+СФ-340А (с нитями, облицованными сополимером тетрафторэтилена с винилиденфторидом и(или) техническим углеродом с антипиренными добавками - гексахлорбензолом и трехокисью сурьмы) 0,51 мм/сек, для аналогичных пластиков из поликапроамидных (капроновых) тканей средняя скорость уноса составляет уже 0,54 мм/сек, для аналогичных пластиков из полифеновых нитей средняя скорость уноса составляет уже ≈0,75 мм/сек (см. табл.7), а для пластиков на основе обычной стеклоткани Э-01 и известного гибридного связующего - ЭД-16, УП-631У и СФ-010 по авт. свид. SU 730753 (ЭД-16) унос уже составляет более 1 мм/сек (см. табл.7). Температуры сублимации у вышеприведенных пластиков значительно разнятся и для теплового потока 3,6•106 Вт/м2 имеют следующие значения: для тканей из поликапроамидных (капроновых) нитей с антипиренами они составляют 300oС, для тканей из полифеновых нитей они составляют 600oС, для тканей с углеродными нитями они составляют более 650oС. Анализ испытаний (см. табл.1-7) показывает, что как по теплозащитным, так и по антистатическим свойствам получаемые пластики, формируемые в соответствии с предложенным способом, более эффективны, чем известный пластик, получаемый по технологии, описанной в авт. свид. SU 730753.They quite actively absorb a large amount of heat during decomposition, have a high enthalpy. The average ablation rate of these materials (determined by weight loss, in mm / s) is for plastics made of carbon fabric yarns and a hybrid binder ETF + DEG-1 + SF-340A (with threads lined with a copolymer of tetrafluoroethylene with vinylidene fluoride and (or) carbon black with flame retardants - hexachlorobenzene and antimony trioxide) 0.51 mm / s, for similar plastics from polycaproamide (kapron) fabrics the average ablation rate is already 0.54 mm / s, for similar plastics from polyphene fibers the average ablation rate is S THE already ≈0,75 mm / s (see Table 7 below.), and for plastics on the basis of the usual glass E-01 and known hybrid binder - ED-16, DP-631U and SF-010 Auto. testimonial. SU 730753 (ED-16), the ablation is already more than 1 mm / s (see table 7). The sublimation temperatures of the above plastics vary significantly and for a heat flux of 3.6 • 10 6 W / m 2 they have the following meanings: for fabrics made of polycaproamide (kapron) filaments with flame retardants, they are 300 o С, for fabrics made of polyphenic yarns they are 600 o C, for fabrics with carbon filaments they are more than 650 o C. The analysis of the tests (see table 1-7) shows that both the heat-protective and antistatic properties of the resulting plastics formed in accordance with the proposed method are more effective, than famous pla tic obtained by the technology described in the author. testimonial. SU 730753.
Здесь следует также добавить, что в результате представленных авторами экспериментальных данных выяснено, что пластики на основе полифеновых тканей обладают большей плотностью и теплопроводимостью, чем пластики на основе поликапроамидных (капроновых) тканей, однако, с точки зрения теплозащитных свойств, композиты на основе тканей из полифеновых нитей несколько эффективней композитов тканей из поликапроамидных (капроновых) нитей (примерно на 10-15%), так как коэффициент температуропроводности этих композиций несколько ниже и составляет всего 1,32•107 м2/ceк, тогда как у композитов на основе поликапроамидных (капроновых) тканей он имеет значения 1,52•107 м2/сек (см. табл.1).It should also be added here that as a result of the experimental data presented by the authors, it was found that plastics based on polyphenic fabrics have a higher density and thermal conductivity than plastics based on polycaproamide (kapron) fabrics, however, from the point of view of heat-shielding properties, composites based on polyphenic fabrics yarns are somewhat more effective than fabric composites from polycaproamide (kapron) yarns (by about 10-15%), since the thermal diffusivity of these compositions is slightly lower and amounts to 1,32 • this July 10 m 2 / cek, whereas composites based on polycaproamide (nylon) tissue it is as 1,52 • July 10 m 2 / sec (see. Table 1).
Однако если оценивать эффективность работы вышеназванных пластиков в условиях воздействия высокоэнтальпийных тепловых газовых потоков (со значениями тепловых потоков ≈3,6•106 Вт/м2), то здесь уже предпочтительно применение пластиков из поликапроамидных (капроновых) тканых наполнителей, поскольку они имеют более высокое тепловое сопротивление [4,3 сек/(кг/м2) - у пластиков из поликапроамидных (капроновых) тканей, 2,3 сек/(кг/м2) - у пластиков из полифеновых тканей].However, if we evaluate the performance of the above plastics under the influence of high-enthalpy heat gas flows (with heat flux values ≈3.6 • 10 6 W / m 2 ), then it is already preferable to use plastics made of polycaproamide (kapron) woven fillers, since they have more high thermal resistance [4.3 sec / (kg / m 2 ) - for plastics from polycaproamide (kapron) fabrics, 2.3 sec / (kg / m 2 ) - for plastics from polyphenic fabrics].
Пластики из поликапроамидных (капроновых) тканей с покрывным покрытием из сополимера тетрафторэтилена с винилиденфторидом и(или) техническим углеродом с антипиренными добавками (трехокисью сурьмы и гексахлорбензолом) имеют и меньшую скорость уноса: 0,55 мм/сек - у пластиков из поликапроамидных (капроновых) тканей, 4,75 мм/сек - у пластиков из полифеновых тканей (при одном и том же гибридном связующем (ЭТФ-ДЭГ-1-СФ-340А). Plastics made of polycaproamide (kapron) fabrics with a coating of a copolymer of tetrafluoroethylene with vinylidene fluoride and (or) carbon black with flame retardants (antimony trioxide and hexachlorobenzene) have a lower ablation rate: 0.55 mm / sec for polycaproamide (capron) plastics tissues, 4.75 mm / s - for plastics from polyphenic fabrics (with the same hybrid binder (ETF-DEG-1-SF-340A).
Более высокие показатели этих параметров имеют пластики на основе тканей из углеродных нитей, облицованных аналогичным сополимерным покрытием (скорость уноса при тепловом потоке 3,6•106 Вт/м2 у углеродных пластиков составляет 0,51 м/сек), то есть в сравнении с пластиками на поликапроамидной (капроновой) и(или) полифеновой основе эти пластики по скорости уноса на 10-20% эффективнее. Особенно заметно они разнятся по температуре сублимации, которая для пластиков, изготавливаемых в соответствии с предложенным техническим решением, составляет: для пластиков из углеродных препрегов ≈700oС, для пластиков из полифеновых препрегов ≈600oС, а для пластиков из поликапроамидных (капроновых) препрегов ≈300oС, тогда как у обычных пластиков, например, на основе гибридного связующего ЭД-16, УП-631У и СФ-010, температура сублимации составляет менее 200oС. Однако здесь не следует забывать законы рыночной экономики, то есть в нашем случае себестоимость производства пластиков теплоогнезащитного и(или) антистатического назначения.Plastics based on fabrics made of carbon filaments lined with a similar copolymer coating have higher values of these parameters (the ablation rate at a heat flux of 3.6 • 10 6 W / m 2 for carbon plastics is 0.51 m / s), i.e., in comparison with plastics based on polycaproamide (kapron) and (or) polyphene based plastics these plastics are 10-20% more effective in the ablation rate. Especially noticeable they differ by sublimation temperature, which for the plastics manufactured according to the proposed technical solution is: for plastics of carbon prepregs ≈700 o C for from plastics polifenovyh prepregs ≈600 o C, and for plastics of polycapramide (nylon) prepregs ≈300 o С, whereas in ordinary plastics, for example, based on the hybrid binder ED-16, UP-631U and SF-010, the sublimation temperature is less than 200 o С. However, we should not forget the laws of a market economy, i.e. our case estoimost plastics production teploognezaschitnogo and (or) an antistatic purpose.
По этому показателю пластики из поликапроамидных (капроновых) тканей и гибридного связующего значительно превосходят аналогичные пластики из полифеновых и тем более углеродных нитей с покрывной облицовкой из сополимера тетрафторэтилена с винилиденфторидом и (или) техническим углеродом (для сравнения с пластиками из полифеновых нитей - в 1,5-3 раза, в сравнении с пластиками из углеродных нитей - на порядок и более). In this indicator, plastics made of polycaproamide (kapron) fabrics and a hybrid binder are significantly superior to similar plastics made of polyphene and, especially, carbon filaments with a coating lining of a copolymer of tetrafluoroethylene with vinylidene fluoride and (or) carbon black (in comparison with plastics made of polyphene filaments - in 1 5-3 times, compared with plastics made of carbon filaments - an order of magnitude or more).
По мнению авторов предлагаемого изобретения, при проектировании конструкционных изделий следует учитывать и значения тепловых деформаций, которые допускают эти пластики. Хотя характер тепловых деформаций у всех исследованных пластиков - из углеродных, поликапроамидных (капроновых) и полифеновых тканей - и одинаков (см. фиг.11 и 12), однако термические деформации этих материалов существенно отличаются, термическая деформация пластиков на основе тканей из полифеновых тканей значительно выше, чем у пластиков на основе тканей из поликапроамидных (капроновых) и тем более углеродных нитей. According to the authors of the present invention, when designing structural products, the values of thermal deformations that these plastics admit must be taken into account. Although the nature of thermal deformations in all the studied plastics - from carbon, polycaproamide (kapron) and polyphene fabrics - is the same (see Figs. 11 and 12), however, the thermal deformations of these materials are significantly different, the thermal deformation of plastics based on fabrics from polyphene fabrics is significantly higher than that of plastics based on fabrics made of polycaproamide (kapron) and especially carbon fibers.
Однако все пластики, получаемые на основе поликапроамидных (капроновых), полифеновых и тем более углеродных тканей и гибридного связующего (ЭТФ+ДЭГ-1+СФ-340А) по этому показателю, а также по термоогнестойкости и термостабильности значительно превосходят пластики, описанные в известных аналогах и прототипе. However, all plastics obtained on the basis of polycaproamide (kapron), polyphene and even more carbon fabrics and a hybrid binder (ETF + DEG-1 + SF-340A) in this indicator, as well as in terms of thermal resistance and thermal stability, are significantly superior to plastics described in known analogues and prototype.
Значительно они превосходят известные пластики и по старению, то есть с точки зрения сохранения своих свойств в условиях длительной эксплуатации. Significantly they surpass the known plastics in aging, that is, from the point of view of preserving their properties under long-term operation.
Ниже приводятся предварительные данные по снижению характеристик пластиков, изготовленных в соответствии с предложенным способом получения препрега (или препрегов), при их длительном хранении. Имитация хранения - 10 лет в условиях хранения изделий в складских помещениях при температуре 18-25oС, а в условиях неотапливаемого помещения - срок хранения до 5 лет.Below are preliminary data on the reduction in the performance of plastics made in accordance with the proposed method for producing prepreg (or prepregs) during their long-term storage. Imitation of storage - 10 years in the conditions of storage of products in warehouses at a temperature of 18-25 o C, and in an unheated room - a shelf life of up to 5 years.
Проведенные исследования дали следующий результат:
снижение основных физико-механических характеристик (кроме сдвиговой и трансверсальной прочности) - без изменения;
снижение теплофизических характеристик в % - не более 10;
снижение теплозащитных характеристик в % - не более 15;
снижение электрических характеристик - 20;
снижение напряжений при отрыве от других конструкционных пластиков, находящихся с полученными пластиками в соединении (образованными методами намотки):
СКН-21 - 10,
СКН-24 - 15,
СКН-25 - 15,
СКН-28 - 20.The conducted studies yielded the following result:
decrease in basic physical and mechanical characteristics (except shear and transverse strength) - no change;
reduction of thermophysical characteristics in% - no more than 10;
decrease in heat-shielding characteristics in% - no more than 15;
decrease in electrical characteristics - 20;
stress reduction when separated from other structural plastics that are in conjunction with the obtained plastics (formed by winding methods):
SKN-21 - 10,
SKN-24 - 15,
SKN-25 - 15,
SKN-28 - 20.
Примечание. Здесь СКН-21 - конструкционный намоточный пластик на основе полотняной стеклоткани Т-13 и связующего ЭП-5122;
СКН-24 - конструкционный намоточный пластик на основе саржевой стеклоткани ТСУ-8/3-ВМ-78 и связующего ЭП-5122;
СКН-25 - конструкционный намоточный пластик на основе кордной стеклоткани Т-25ВМ и связующего ЭП-5122;
СКН-28 - конструкционный намоточный пластик на основе сатиновой ткани Т-10 и связующего ЭП-5122;
ЭП-5122 - эпоксидное связующее, наиболее применяемое в производстве конструкционных пластиковых изделий (ТУ 16-504.010-87).Note. Here SKN-21 is a structural winding plastic based on T-13 plain fiberglass and binder EP-5122;
SKN-24 - structural winding plastic based on TSU-8/3-VM-78 twill fiberglass fabric and EP-5122 binder;
SKN-25 - structural winding plastic based on cord fiberglass T-25VM and binder EP-5122;
SKN-28 - structural winding plastic based on satin fabric T-10 and a binder EP-5122;
EP-5122 is an epoxy binder, most used in the production of structural plastic products (TU 16-504.010-87).
Представленные в описании данные по физико-механическим, теплофизическим и антистатическим свойствам пластиков на основе препрега (или препрегов), полученного в соответствии с заявляемым способом, имеют значительные преимущества перед аналогичными характеристиками пластиков, полученных в соответствии со способами, описанными в известных аналогах и прототипе:
- полученные пластики можно отнести к классу электропроводящих композитов, на поверхностях пластиков на основе гибридного связующего ЭТФ+ДЭГ-1+СФ-340А с антистатическими и антипиренными добавками и тканей из поликапроамидных (капроновых), полифеновых и(или) углеродных нитей, облицованных сополимером тетрафторэтилена с винилиденфторидом и(или) техническим углеродом с аналогичными антистатическими и антипиренными добавками, не происходит накопления зарядов статического электричества - электрический заряд исчезает ранее, чем его практически удается определить. Вышеперечисленные пластики, описанные в аналогах и прототипе, такими свойствами не обладают;
- полученные пластики огнестойки, имеют высокую энтальпию, поглощают большое количество тепла при разложении, хорошо работают как сублиматоры, по теплозащитным и антистатическим свойствам они более эффективны в сравнении с известными сублиматорами, получаемыми, например, на основе гибридных связующих, имеющих в своем составе бромсодержащие смолы (авт. свид. SU 730753 и патент RU 2028334);
- получаемые в соответствии с предложенным способом препреги более технологичны при переработке в композиты, при этом сокращаются циклы изготовления изделий на их основе и значительно улучшаются условия труда рабочих;
- полученные пластики на основе предложенного способа имеют более высокие предельные сдвиговые и отрывные напряжения (до 10-40%), более высокую ударную вязкость (до 10-15%) (см. табл.10);
- полученные пластики в конструкционных изделиях имеют более низкий уровень остаточных напряжений, они менее склонны к образованию трещин, вздутий, расслоений;
- пластики, получаемые на основе предложенного способа, имеют значительное преимущество перед известными и с точки зрения их эксплуатационной надежности - их основные физико-механические характеристики не изменяются в течение длительной эксплуатации (до 5 лет), в условиях складского хранения эти характеристики не меняются в течение 10 лет.Presented in the description of the data on the physico-mechanical, thermophysical and antistatic properties of plastics based on prepreg (or prepregs) obtained in accordance with the claimed method, have significant advantages over similar characteristics of plastics obtained in accordance with the methods described in the known analogues and prototype:
- the obtained plastics can be attributed to the class of electrically conductive composites on the surfaces of plastics based on a hybrid binder ETF + DEG-1 + SF-340A with antistatic and flame retardant additives and fabrics made of polycaproamide (kapron), polyphene and (or) carbon fibers lined with a tetrafluoroethylene copolymer with vinylidene fluoride and (or) carbon black with similar antistatic and flame retardant additives, there is no accumulation of charges of static electricity - the electric charge disappears earlier than its practical ski unable to determine. The above plastics described in analogues and prototype do not possess such properties;
- the obtained flame retardant plastics have a high enthalpy, absorb a large amount of heat during decomposition, work well as sublimators, they are more effective in terms of heat-shielding and antistatic properties compared to known sublimators obtained, for example, based on hybrid binders containing bromine-containing resins (ed. certificate SU 730753 and patent RU 2028334);
- prepregs obtained in accordance with the proposed method are more technologically advanced when processing into composites, while the production cycles of products based on them are reduced and the working conditions of workers are significantly improved;
- the resulting plastics based on the proposed method have higher ultimate shear and tearing stresses (up to 10-40%), higher impact strength (up to 10-15%) (see table 10);
- the resulting plastics in structural products have a lower level of residual stresses, they are less prone to the formation of cracks, swellings, delaminations;
- plastics obtained on the basis of the proposed method have a significant advantage over the known ones from the point of view of their operational reliability - their main physical and mechanical characteristics do not change during long-term operation (up to 5 years), in conditions of storage these characteristics do not change during 10 years.
Что касается неизбежных потерь теплофизических, теплозащитных и электрических характеристик и потерь трансверсальной прочности (до 10-20% в течение десятилетнего срока эксплуатации или хранения в складских помещениях), то они, по мнению авторов, во-первых, неизбежны, а во-вторых, не столь значительны в сравнении с пластиками, описанными в аналогах и прототипе. As for the inevitable loss of thermophysical, heat-shielding and electrical characteristics and losses of transversal strength (up to 10-20% during a ten-year period of operation or storage in warehouses), they, according to the authors, are, firstly, inevitable, and secondly, not so significant in comparison with the plastics described in the analogues and prototype.
Однако надо заметить, что основные физико-механические характеристики пластиков, изготавливаемых предложенным способом, имеют более низкие (в несколько раз в сравнении с аналогами и прототипом) разрушающие напряжения при растяжении и изгибе вдоль основы и утка тканей, значительно меньше эти характеристики (на порядок и более) и по модулям упругости при растяжении в направлении основы и утка: Ев к=0,18 ГПа, Ев ос=0,2 ГПа (см. табл. 10).However, it should be noted that the main physical and mechanical characteristics of plastics made by the proposed method have lower (several times in comparison with analogues and prototype) tensile and tensile stresses along the warp and weft of fabrics, these characteristics are significantly lower (by an order of magnitude and more) and the tensile modulus of elasticity in the direction of warp and weft: E in k = 0.18 GPa, E in OS = 0.2 GPa (see table 10).
Все вышеизложенные рассуждения говорят за то, что полученные в соответствии с разработанным способом препреги (и пластики на их основе) могут быть с высокой степенью эффективности использованы как в качестве огнетеплозащитных материалов, так и в качестве сублиматоров, хорошо работающих по уносу материала от действия теплового потока 3,6•106 Вт/м2 (средний линейный унос пластиков при этих скоростях составляет от 0,5 до 0,75 мм/сек, у пластиков, изготавливаемых в соответствии с прототипом, этот показатель более 1 мм/сек).All of the above reasoning suggests that the prepregs obtained in accordance with the developed method (and plastics based on them) can be used with a high degree of efficiency both as flame-retardant materials and as sublimators that work well in carrying away the material from the action of the heat flux 3.6 • 10 6 W / m 2 (the average linear ablation of plastics at these speeds is from 0.5 to 0.75 mm / s, for plastics manufactured in accordance with the prototype, this figure is more than 1 mm / s).
Однако в качестве основных конструкционных силовых материалов пластики, получаемые в соответствии с предложенным способом, не эффективны и не применимы, с этими целями более эффективно применение представленного гибридного связующего (ЭТФ+ДЭГ-1+СФ-340А) в сочетании с обычными стеклопластиковыми тканями полотняного, сатинового, саржевого и даже кордного переплетений нитей или однонаправленными лентами, перерабатываемыми обычными методами намотки - ПН, ППН, СН, СПН и т.д. (см. табл. 10). However, as the main structural strength materials, the plastics obtained in accordance with the proposed method are not effective and not applicable; for these purposes, it is more efficient to use the presented hybrid binder (ETF + DEG-1 + SF-340A) in combination with ordinary fiberglass plain fabrics, satin, twill and even cord weaves or unidirectional ribbons processed by conventional winding methods - PN, PPN, SN, SPN, etc. (see tab. 10).
Полученные в соответствии с предложенным способом препреги могут перерабатываться в теплозащитные (или антистатические) слои изделий только методами прямой кольцевой намотки (фиг.7), с нахлестом слоев до 10-30 мм и при очень малых номинальных натяжениях - от 0,1 кгс/см (при заправке) до 1-1,5 кгс на один сантиметр ширины препрега (при намотке). Prepregs obtained in accordance with the proposed method can be processed into heat-protective (or antistatic) layers of products only by direct ring winding methods (Fig. 7), with an overlap of layers up to 10-30 mm and with very low nominal tensions - from 0.1 kgf / cm (when refueling) up to 1-1.5 kgf per centimeter of prepreg width (when winding).
Массовая доля гибридного связующего (ЭТФ+ДЭГ-1+СФ-340А) в препреге 40-50%, массовая доля влаги и летучих веществ 3,5-5,5% и гарантийный срок хранения препрега не более 6 суток. The mass fraction of the hybrid binder (ETF + DEG-1 + SF-340A) in the prepreg is 40-50%, the mass fraction of moisture and volatile substances is 3.5-5.5%, and the warranty period of storage of the prepreg is not more than 6 days.
Вышеприведенные данные говорят о том, что полученные в соответствии с предложенным способом препреги не могут быть использованы в качестве конструкционного силового материала и по технологическим причинам, и по соображениям экономической целесообразности. The above data indicate that the prepregs obtained in accordance with the proposed method cannot be used as structural strength material for technological reasons, and for reasons of economic feasibility.
Очень многие конструкционные крупногабаритные изделия, изготавливаемые методами намотки, имеют длительные сроки изготовления - до 5-30 суток и более, тогда как гарантированный срок хранения полученных препрегов составляет всего 6 суток, даже по соображениям хранения подготовленные к намотке препреги должны быть использованы в течение 3-6 суток не более, а потому их целесообразнее использовать в качестве первоначальных слоев конструкционных изделий, например, либо в виде антистатических, либо в виде теплоогнезащитных, либо в качестве выполняющих функции антистатиков и сублиматоров одновременно. Too many structural large-sized products made by winding methods have long production periods of up to 5-30 days or more, while the guaranteed shelf life of the obtained prepregs is only 6 days, even for storage reasons prepared for winding prepregs must be used for 3- 6 days no more, and therefore it is more expedient to use them as initial layers of structural products, for example, either in the form of antistatic, or in the form of heat and flame retardant, or sculpt features antistatic and sublimator simultaneously.
Однако приведенные выше недостатки пластиковых композитов, получаемых из препрегов в соответствии с заявляемым способом их изготовления, не снижают их достоинств в сравнении с известными аналогами и прототипом. По мнению авторов предлагаемого изобретения, композиционные антистатические, антикоррозионные пластики, впервые созданные на основе вышеописанных препрегов, имеют помимо вышеназванных достоинств еще и высокие теплоогнезащитные, сублимирующие и технологические свойства. Кроме того, практически все их физико-механические, теплозащитные, электростатические и некоторые другие характеристики не склонны к старению и сохраняют свои свойства постоянными (до 10 лет эксплуатации) в условиях воздействия на них атмосферных осадков, солнечной радиации и агрессивных сред. However, the above disadvantages of plastic composites obtained from prepregs in accordance with the claimed method of their manufacture, do not reduce their advantages in comparison with known analogues and prototype. According to the authors of the present invention, composite antistatic, anticorrosive plastics, first created on the basis of the above-described prepregs, in addition to the above advantages, also have high heat and flame retardant, sublimation and technological properties. In addition, almost all of their physico-mechanical, heat-shielding, electrostatic and some other characteristics are not prone to aging and keep their properties constant (up to 10 years of operation) under the influence of atmospheric precipitation, solar radiation and aggressive environments.
Предложенный способ получения препрегов из тканей, содержащих поликапроамидные (капроновые), полифеновые и (или) углеродные волокна, позволяет получать препреги с различными переплетениями нитей - полотняными, сатиновыми, саржевыми и другими с различным объемным содержанием связующего и наполнителя в пластиках, и с различным содержанием летучих веществ - до 2,5%. The proposed method for producing prepregs from fabrics containing polycaproamide (nylon), polyphene and (or) carbon fibers, allows to obtain prepregs with various weaves of threads - linen, satin, twill and others with different volume contents of the binder and filler in plastics, and with different contents volatile substances - up to 2.5%.
Способ высокотехнологичен, его воспроизведение не требует больших экономических затрат и применения высококвалифицированной рабочей силы, цикл его воспроизведения составляет всего несколько десятков часов (с учетом проведения всех подготовительных его операций). The method is high-tech, its reproduction does not require large economic costs and the use of highly qualified labor, the reproduction cycle is only several tens of hours (taking into account all the preparatory operations).
Способ предусматривает почти непрерывный цикл изготовления изделий - от начала приготовления гибридного связующего до пропитки им наполнителей, их подсушки, перемотки с получением препрега (или препрегов) и его (их) переработки непосредственно в теплозащитные и(или) антистатические слои крупногабаритных изделий, получаемых из композиционных волокнистых материалов методами намотки (см. фиг.4-9). The method involves an almost continuous cycle of manufacturing products - from the beginning of the preparation of the hybrid binder to the impregnation of fillers, their drying, rewinding to produce prepreg (or prepregs) and its (them) processing directly into heat-protective and (or) antistatic layers of large-sized products obtained from composite fibrous materials by winding methods (see figure 4-9).
Предложенный способ получения препрегов из поликапроамидных (капроновых), полифеновых и(или) углеродных тканей и гибридного связующего, имеющих в своем составе одинаковое число антистатических и антипиренных добавок (и с одинаковым соотношением в этих добавках антипиренных и токопроводящих компонентов), при внедрении в промышленное производство может дать большой экономический эффект, который даже в условиях непрерывной загрузки только одного завода - ГП ПО "Авангард" - может дать большой прямой экономический эффект, который составит:
- в условиях опытного и мелкосерийного производства десятки миллионов рублей;
- в условиях серийного производства несколько сотен миллионов рублей;
- в условиях крупносерийного и массового производства десятки и сотни миллиардов рублей.The proposed method for producing prepregs from polycaproamide (kapron), polyphene and (or) carbon fabrics and a hybrid binder containing the same number of antistatic and flame retardant additives (and with the same ratio of flame retardant and conductive components in these additives), when introduced into industrial production can give a big economic effect, which even in the conditions of continuous loading of only one plant - GP Avangard - can give a big direct economic effect, which will be:
- in the conditions of pilot and small-scale production, tens of millions of rubles;
- in the conditions of mass production, several hundred million rubles;
- In conditions of large-scale and mass production, tens and hundreds of billions of rubles.
Прямой экономический эффект от внедрения предложенного способа достигается:
- за счет снижения энерготрудоемкости изготовления препрегов и изделий на их основе;
- за счет сокращения циклов изготовления препрегов и изделий на их основе;
- за счет сокращения расходов используемого в производстве сырья и в том числе за счет сокращения отходов производства;
- за счет повышения эксплуатационных характеристик (параметров) изготавливаемых изделий и в том числе за счет повышения их качества и эксплуатационной надежности.Direct economic effect from the implementation of the proposed method is achieved:
- by reducing the energy complexity of the manufacture of prepregs and products based on them;
- by reducing the manufacturing cycles of prepregs and products based on them;
- by reducing the costs used in the production of raw materials, including by reducing production waste;
- by improving the operational characteristics (parameters) of manufactured products, including by improving their quality and operational reliability.
Экономический эффект от предложенного технического решения может быть достигнут на различных стадиях получения препрега (или препрегов) и его (их) переработки в изделия методами намотки и(или) прессования. The economic effect of the proposed technical solution can be achieved at various stages of obtaining the prepreg (or prepregs) and its (them) processing into products by winding and (or) pressing methods.
В настоящее время на предприятии ГП ПО "Авангард" проведены не только исследовательские работы по созданию препрегов, но и создана база для их промышленного применения. В частности, спроектированы и изготовлены реакторы для получения гибридного связующего (ЭТФ+ДЭГ-1+СФ-340А), пропиточные машины, оправки для формования конструкционных изделий различной номенклатуры и геометрических размеров. Одновременно с этим создано и технологическое оборудование для переработки полученных в соответствии с предложенным способом изготовления гибких ленточных препрегов как методами намотки, так и прессования, термокамеры для термообработки пластиковых изделий на их основе и средства контроля воспроизведения всех технологических операций их переработки в конструкционные изделия. At present, the enterprise GP Avangard has carried out not only research work on creating prepregs, but also has created a basis for their industrial use. In particular, reactors for the production of a hybrid binder (ETF + DEG-1 + SF-340A), impregnation machines, mandrels for molding structural products of various nomenclature and geometric sizes were designed and manufactured. At the same time, technological equipment was also created for processing flexible tape prepregs obtained in accordance with the proposed method for both winding and pressing methods, heat chambers for heat treatment of plastic products based on them, and means for controlling the reproduction of all technological operations of their processing into structural products.
Работы велись по нескольким направлениям одновременно:
- в направлении изучения возможности применения ленточных препрегов для изготовления конструкционных изделий или их поверхностных теплозащитных или антистатических облицовок;
- в направлении поиска наиболее оптимальных режимов их формирования, пропитки, сушки и переработки;
- в направлении совершенствования технологической оснастки и намоточных станков для получения гибких ленточных препрегов из КВМ и их переработки в конструкционные изделия;
- в направлении изучения физико-механических, теплофизических, сублимирующих, эксплуатационных и других свойств материалов, получаемых из гибких ленточных препрегов методами намотки и(или) прессования;
- в направлении изучения процессов получения сополимерных покрытий для нитей, прядей или жгутов и влияния введения в них и в гибридное связующее тех или иных видов антистатических и(или) антипиренных добавок на прочностные, жесткостные, теплофизические, электростатические и эксплуатационные свойства получаемых из гибких ленточных препрегов пластиковых композитов.The work was carried out in several directions at the same time:
- in the direction of studying the possibility of using tape prepregs for the manufacture of structural products or their surface heat-shielding or antistatic facings;
- in the direction of the search for the most optimal modes of their formation, impregnation, drying and processing;
- in the direction of improving technological equipment and winding machines to obtain flexible tape prepregs from KVM and their processing into structural products;
- in the direction of studying the physicomechanical, thermophysical, sublimating, operational and other properties of materials obtained from flexible tape prepregs by winding and (or) pressing methods;
- in the direction of studying the processes of obtaining copolymer coatings for threads, strands or bundles and the effect of introducing into them and into a hybrid binder one or another type of antistatic and (or) flame retardant additives on the strength, stiffness, thermophysical, electrostatic and operational properties obtained from flexible tape prepregs plastic composites.
Проведенные и проводимые в настоящее время на ГП ПО "Авангард" НИР и ОКР показывают высокую эффективность предложенного способа изготовления ленточного препрега (или препрегов) из КВМ. В настоящее время на ГП ПО "Авангард" в соответствии с представленными в данном описании техническими решениями получения гибких ленточных препрегов и режимами их переработки в конструкционные изделия изготовлены и испытаны опытные партии конструкционных изделий - дымовых труб, контейнеров, нефтегазотрубопроводов, баллонов высокого давления и других изделий. The research and development work carried out and currently being carried out at the Avangard GP software company and research and development center shows the high efficiency of the proposed method for manufacturing tape prepreg (or prepregs) from KVM. Currently, at the Avangard Production Association, in accordance with the technical solutions presented in this description, for preparing flexible tape prepregs and the modes of their processing into structural products, experimental batches of structural products — chimneys, containers, oil and gas pipelines, high-pressure cylinders, and other products — have been made and tested. .
Проведенные на ГП ПО "Авангард" испытания опытных модельных трубчатых образцов и натурных изделий, изготовленных в соответствии с приведенными в описании технологическими схемами намотки, дали положительный результат. Tests of experimental model tubular specimens and full-scale products manufactured in accordance with the technological winding schemes given in the description were performed at the Avangard GP software company and gave a positive result.
Наибольший экономических эффект от внедрения заявляемого технического решения ожидается за счет повышения эксплуатационных свойств изготавливаемых из гибких ленточных препрегов конструкционных изделий, а также повышения их качества, эксплуатационной надежности и долговечности. The greatest economic effect from the implementation of the proposed technical solution is expected by increasing the operational properties of structural products made from flexible tape prepregs, as well as improving their quality, operational reliability and durability.
Таким образом, предложенное техническое решение является новым и более эффективным в сравнении с известным уровнем техники. Объем предлагаемого изобретения следует понимать шире, чем то конкретное его исполнение, представленное в материалах данного описания и в чертежах. Следует иметь в виду, что формы выполнения изобретения, описанные выше в заявочных материалах, представляют собой не только возможные варианты его осуществления, но и могут быть использованы другие, может быть, и более совершенные варианты выполнения изобретения в направлении выбора гибридных связующих и тканных наполнителей для гибких ленточных препрегов, а также конструкций пропиточных аппаратов, режимов формирования гибких ленточных препрегов, их сушки, перемотки и переработки. Thus, the proposed technical solution is new and more effective in comparison with the prior art. The scope of the invention should be understood more broadly than its specific implementation, presented in the materials of this description and in the drawings. It should be borne in mind that the forms of the invention described above in the application materials are not only possible options for its implementation, but can be used by other, maybe more advanced embodiments of the invention in the direction of choosing hybrid binders and tissue fillers for flexible tape prepregs, as well as constructions of impregnating apparatuses, modes of forming flexible tape prepregs, their drying, rewinding and processing.
Следует иметь в виду, что технологические режимы формирования ленточных препрегов из КВМ, описанные выше, режимы их переработки в конструкционные изделия, технологические свойства ленточных препрегов и технологические режимы их переработки будут эффективны только при применении материалов вышеописанных составов и структуры, а также объемного содержания поликапроамидных (капроновых), полифеновых и (или) углеродных нитей и гибридного связующего (ЭТФ+ДЭГ-1+СФ-340А). При использовании для получения гибких ленточных препрегов из КВМ других тканных наполнителей, например, кордных, вязально-прошивных и из других нитей (и нитей с другой облицовочной сополимерной структурой и других связующих, например, более текучих или более вязких) потребуется ввести: значительную корректировку режимов получения гибких ленточных препрегов (в части их скоростей движения, натяжения, разогрева и сушки, применяемых для препрегов наполнителей и связующего) и существенные конструктивные изменения в компоновки пропиточного устройства и намоточного оборудования. It should be borne in mind that the technological modes of forming tape prepregs from KVM described above, the modes of their processing into structural products, the technological properties of tape prepregs and technological modes of their processing will be effective only when using materials of the above compositions and structure, as well as the volumetric content of polycaproamide ( nylon), polyphene and (or) carbon filaments and a hybrid binder (ETF + DEG-1 + SF-340A). When using other fabric fillers, for example, cord, knitting-stitched and from other threads (and threads with a different facing copolymer structure and other binders, for example, more fluid or more viscous), to obtain flexible tape prepregs from KVM, it will be necessary to introduce: a significant adjustment of the modes obtaining flexible tape prepregs (in terms of their speeds of movement, tension, heating and drying, used for prepregs of fillers and a binder) and significant structural changes in the layout of the impregnating device and winding equipment.
В заключении представляемого описания предлагаемого изобретения следует заметить, что его реализация не ограничивается его использованием только для получения пластиковых трубчатых изделий - дымовых труб, контейнеров, трубопроводов, облицовочных материалов, пластинчатых элементов и т.д. Оно может быть использовано, например, и при изготовлении гибких ленточных спиралей, применяемых для ремонта труб и трубопроводов, а также и других спиралей, например с "упругой памятью", с повышенными теплофизическими, антистатическими и антикоррозионными свойствами. In conclusion of the presented description of the invention, it should be noted that its implementation is not limited to its use only for receiving plastic tubular products - chimneys, containers, pipelines, facing materials, plate elements, etc. It can be used, for example, in the manufacture of flexible tape spirals used to repair pipes and pipelines, as well as other spirals, for example with "elastic memory", with enhanced thermophysical, antistatic and anticorrosion properties.
На предприятии ГП ПО "Авангард" в соответствии с предложенным способом изготовления препрега (или препрегов) проведены большие исследовательские работы - НИР и ОКР. В настоящее время в соответствии с предложенным способом изготовления препрега (или препрегов) спроектировано, изготовлено и опробовано (в том числе с привлечением контрагентов) большое количество технологической оснастки и оборудования: реакторы-смесители с термостатирующими устройствами для получения связующего и их смешения, устройства для подогрева отдельных смол перед их смешением, пропиточные машины, оправки для переработки препрега (или препрегов) непосредственно в конструкционные изделия, устройства для намотки и, в том числе, намоточные станки с программным управлением и средствами контроля отдельно проводимых операций способа, термокамеры для термообработки изделий и т.д. At the enterprise GP Avangard, in accordance with the proposed method for the manufacture of prepreg (or prepregs), large-scale research work has been carried out - research and development. Currently, in accordance with the proposed method for the preparation of prepregs (or prepregs), a large number of technological equipment and equipment has been designed, manufactured and tested (including with the involvement of contractors): mixing reactors with thermostatic devices for producing a binder and mixing them, heating devices individual resins before mixing, impregnation machines, mandrels for processing the prepreg (or prepregs) directly into structural products, winding devices and, including , winding machines with program control and means of control of separately carried out operations of the method, heat chambers for heat treatment of products, etc.
Кроме того, опробовано большое количество антипиренных и антистатических добавок, используемых для придания гибридному связующему и наполнителям тех или иных технологических свойств, а пластикам из них - свойств эксплуатационных. In addition, a large number of flame retardant and antistatic additives have been tested, used to give the hybrid binder and fillers various technological properties, and plastics from them - operational properties.
Проведена и большая технологическая отработка предложенного технического решения в лабораторных условиях и непосредственно в условиях промышленного производства. Так, например, были проведены дополнительные исследования по определению влияния сдвига отдельных витков спирального препрега относительно друг друга и овальности спиральных препрегов на качество получаемых из них методами намотки конструкционных изделий. A large technological refinement of the proposed technical solution in laboratory conditions and directly in industrial production was also carried out. So, for example, additional studies were carried out to determine the effect of the shift of individual turns of the spiral prepreg relative to each other and the ovality of the spiral prepregs on the quality of the windings of structural products obtained from them.
Авторами предлагаемого изобретения установлено, что сдвиг витков ленточного препрега при перемотке его на катушку приемного устройства пропиточной машины должен быть не более 5 мм, а его овальность по кольцевому сечению - не более 20 мм. The authors of the present invention found that the shift of the turns of the tape prepreg when rewinding it to the coil of the receiving device of the impregnating machine should be no more than 5 mm, and its ovality in the annular cross section should be no more than 20 mm.
Невыполнение вышеупомянутых технологических параметров препрегов значительно снижает качество получаемых из них методами намотки конструкционных изделий. Например, сдвиг витков в препреговой спирали более 5 мм относительно друг друга ухудшает условия получения расчетного нахлеста (или нахлестов) полотен препрегового наполнителя, укладываемых на вращающиеся оправки с нахлестом от 10 до 30 мм. Формование заготовок натурных пластиковых изделий из вышеупомянутых препрегов с повышенной овальностью (свыше 20 мм по кольцевому сечению) не позволяет вести укладку на оправку с заданными натяжениями и скоростями. Формуемые при таких параметрах конструкционные изделия имеют нестабильные структуры, а следовательно, и нестабильные прочностные, жесткостные, теплофизические, электрические, электростатические и другие характеристики. Такие изделия более склонны к образованию остаточных напряжений и, следовательно, имеют заниженные эксплуатационные характеристики, в частности сдвиговую, трансверсальную и динамическую прочность. Failure to comply with the above technological parameters of the prepregs significantly reduces the quality of obtained from them by winding structural products. For example, the shift of the coils in the prepreg helix of more than 5 mm relative to each other worsens the conditions for obtaining the calculated overlap (or overlaps) of the prepreg filler webs placed on rotating mandrels with an overlap of 10 to 30 mm. The molding of blanks of full-scale plastic products from the aforementioned prepregs with increased ovality (over 20 mm in the annular section) does not allow laying on the mandrel with the specified tension and speed. Structural products molded with such parameters have unstable structures, and therefore unstable strength, stiffness, thermophysical, electrical, electrostatic, and other characteristics. Such products are more prone to the formation of residual stresses and, therefore, have low performance, in particular shear, transverse and dynamic strength.
В настоящее время в соответствии с предложенным способом начато изготовление опытных партий пластиковых труб-оболочек и деталей различного класса и назначения, в частности контейнеров, труб, трубопроводов, цистерн, нефтехранилищ, пластиковых баллонов высокого давления для нефтегазовой промышленности, дымоотводящих труб и деталей к ним для тепловых станций и котельных, различных конструкционных изделий и деталей к ним авиакосмической техники. Currently, in accordance with the proposed method, the production of pilot batches of plastic pipes-shells and parts of various classes and purposes, in particular containers, pipes, pipelines, tanks, oil storage tanks, high-pressure plastic cylinders for the oil and gas industry, smoke pipes and parts for them, has begun thermal stations and boiler rooms, various structural products and parts for them aerospace technology.
Новое техническое решение, представляемое в ФИПС в качестве предлагаемого изобретения, соответствует критериям "Новизна" и "Промышленная полезность". A new technical solution presented in FIPS as the proposed invention meets the criteria of "Novelty" and "Industrial utility".
Пример 1
1. Разогреваем эпокситрифенольную смолу ЭТФ (ТУ 2225-316-09201208-94) в количестве 365,6 кг до температуры 180-200oС в течение 24 часов - 100 мас. ч.Example 1
1. We heat the epoxytriphenol resin ETF (TU 2225-316-09201208-94) in an amount of 365.6 kg to a temperature of 180-200 o C for 24 hours - 100 wt. h
2. Разогреваем эпоксиалифатическую смолу ДЭГ-1 (ТУ 2225-027-00203306-97) в течение 2 часов (допускается смолу ДЭГ-1 не разогревать) - 12 мас.ч. 2. We heat the epoxyaliphatic resin DEG-1 (TU 2225-027-00203306-97) for 2 hours (it is allowed not to heat the resin DEG-1) - 12 parts by weight
3. Приготавливаем ацетоноспиртотолуольный растворитель в количественном соотношении 301,6:168,2:36,5 кг (ацетон - ГОСТ 2603-79 или ГОСТ 2768-84 - 90 мас.ч.; этиловый спирт - ГОСТ 17299-76 или ГОСТ 18300-72 - 46 мас.ч.; толуол (нефтяной или каменноугольный сланцевый) - ГОСТ 98-8-76 - 10 мас.ч.). 3. We prepare acetone-alcohol-toluene solvent in a quantitative ratio of 301.6: 168.2: 36.5 kg (acetone - GOST 2603-79 or GOST 2768-84 - 90 parts by weight; ethyl alcohol - GOST 17299-76 or GOST 18300- 72 - 46 parts by weight; toluene (oil or coal shale) - GOST 98-8-76 - 10 parts by weight).
4. Заливаем разогретые эпоксидные связующие ЭТФ, ДЭГ-1 и ацетоноспиртотолуольный растворитель в реактор-смеситель. 4. Pour the heated epoxy binder ETF, DEG-1 and acetone-alcohol toluene solvent into the reactor-mixer.
5. Смесь вышеприведенных компонентов перемешиваем при температуре 35-55oС в течение 3-5 часов на одну тонну композиции.5. The mixture of the above components is mixed at a temperature of 35-55 o C for 3-5 hours per ton of composition.
6. Размалываем фенолоформальдегидную резольную смолу марки СФ-340А, ГОСТ 18694-80, в количестве 124,3 кг на куски до величины 1-3 мм (34 мас.ч.) и добавляем в реактор-смеситель в уже растворенные между собой в ацетоноспиртотолуольном растворителе эпоксидные смолы ЭТФ и ДЭГ-1. 6. Grind phenol-formaldehyde resole resin brand SF-340A, GOST 18694-80, in the amount of 124.3 kg into pieces to a value of 1-3 mm (34 parts by weight) and add to the reactor-mixer into the already dissolved among themselves in acetone-alcohol-toluene solvent epoxy resins ETF and DEG-1.
7. Подогреваем вновь полученную консистенцию смол до температуры 40-60oС в течение 3-5 часов путем совместного их перемешивания в реакторе-смесителе.7. We heat the newly obtained consistency of resins to a temperature of 40-60 o C for 3-5 hours by mixing them together in a reactor-mixer.
8. Доводим консистенцию гибридного связующего до плотности 950-1010 кг/м3 путем введения в него спиртоацетонового растворителя 20 кг в соотношении 1:2 и перемешиваем его с гибридным связующим при температурах 18-35oС в течение 30-40 минут.8. We bring the consistency of the hybrid binder to a density of 950-1010 kg / m 3 by introducing 20 kg alcohol-acetone solvent into it in a ratio of 1: 2 and mix it with a hybrid binder at temperatures of 18-35 o C for 30-40 minutes.
9. Фильтруем гибридное связующее через фильтр или несколько слоев разреженной ткани "Эксцельциор" с целью удаления всех нерастворившихся в реакторе частиц фенолоформальдегидного резольного связующего СФ-340А. 9. We filter the hybrid binder through a filter or several layers of diluted Excelsior fabric in order to remove all particles of phenol-formaldehyde resol binder SF-340A that do not dissolve in the reactor.
10. Гибридное связующее на основе эпокситрифенольной смолы ЭТФ, эпоксиалифатической смолы ДЭГ-1 и фенолоформальдегидной резольной смолы СФ-340А, растворенных между собой в совмещенном ацетоноспиртотолуольном растворителе, должно соответствовать следующим требованиям:
а) внешний вид - однородный раствор от коричневого до темно-коричневого цвета, не содержащий посторонних включений и нерастворившихся частиц;
б) массовая доля нелетучих веществ, % - 50-63;
в) плотность гибридного связующего при температуре 20±1oС, кг/м3 - 950-1010;
г) время желатинизации при температуре 160±2oС, мин - 4-5;
11. Заправляем в пропиточную машину тканый наполнитель, подогретый до температуры 40-60oС.10. A hybrid binder based on ETF epoxy resin, DEG-1 epoxy aliphatic resin, and SF-340A phenol-formaldehyde resole resin, dissolved together in a combined acetone-alcohol-toluene solvent, must meet the following requirements:
a) appearance - a homogeneous solution from brown to dark brown in color, not containing foreign inclusions and insoluble particles;
b) mass fraction of non-volatile substances,% - 50-63;
c) the density of the hybrid binder at a temperature of 20 ± 1 o C, kg / m 3 - 950-1010;
g) gelation time at a temperature of 160 ± 2 o C, min - 4-5;
11. We fill in the impregnation machine woven filler, heated to a temperature of 40-60 o C.
12. Устанавливаем температурный режим в шахте пропиточной машины 90-130oС на входе и на выходе из сушильной камеры и 130-210oС в основных ее рабочих зонах.12. Set the temperature in the shaft of the impregnation machine 90-130 o With at the inlet and outlet of the drying chamber and 130-210 o With in its main working areas.
13. Заливаем гибридное связующее в ванну пропиточной машины. 13. Pour the hybrid binder into the bath of the impregnation machine.
14. Пропитываем тканый наполнитель гибридным связующим со скоростью 1-3 м/мин и натяжением 0,5-1,5 кг на один сантиметр ширины полотна с последующим удалением избытка гибридного связующего на отжимных валках пропиточной машины. 14. We impregnate the woven filler with a hybrid binder at a speed of 1-3 m / min and a tension of 0.5-1.5 kg per centimeter of web width, followed by removing excess hybrid binder on the squeeze rolls of the impregnation machine.
15. При достижении пропитанного и подсушенного до состояния препрега тканного наполнителя приемного механизма пропиточной машины отрезаем от наполнителя полоску и проверяем на соответствие следующим требованиям:
а) массовая доля смолы, % - 35-55;
б) массовая доля летучих веществ и влаги, % - 0,8-5,5;
в) массовая доля растворимой гибридной смолы, % - 88-92.15. Upon reaching the impregnated and dried to the state of the prepreg tissue filler of the receiving mechanism of the impregnation machine, cut off the strip from the filler and check for compliance with the following requirements:
a) mass fraction of resin,% - 35-55;
b) mass fraction of volatile substances and moisture,% - 0.8-5.5;
c) mass fraction of soluble hybrid resin,% - 88-92.
16. Изготавливаем натурные изделия или образцы методами намотки или прессования на основе препрегов из гибридного связующего (ЭТФ+ДЭГ-1+СФ-340А) и тканых наполнителей, из припусков изделия вырезаем образцы для испытаний и получаем характеристики текстолита, приведенные табл.1. 16. We make full-scale products or samples by winding or pressing on the basis of prepregs from a hybrid binder (ETF + DEG-1 + SF-340A) and woven fillers, from the product allowances we cut out test samples and obtain the characteristics of the PCB, given in Table 1.
Пример 2 (выполнение способа по п. 2 формулы изобретения по заявке 2002101670/04)
1. В приготовленное консистентное образование - гибридное связующее ЭТФ+ДЭГ-1+СФ-340А, обладающее свойствами п.10 примера 1, добавляем сажу или углеродографитовую смесь (на одну тонну гибридного связующего до 100 кг сажи или утлеродографитовой смеси) и перемешиваем в течение 10-15 минут.Example 2 (the implementation of the method according to p. 2 claims according to the application 2002101670/04)
1. In the prepared consistent formation - a hybrid binder ETF + DEG-1 + SF-340A, having the properties of
2. Гибридное связующее должно соответствовать следующим требованиям:
а) внешний вид - однородный раствор от коричневого до темно-коричневого цвета, не содержащий включений и нерастворяющихся частиц;
б) массовая доля нелетучих веществ, % - 57-72;
в) плотность гибридного связующего при температуре 20±1oС, кг/м3 - 950-1050;
г) время желатинизации при температуре 160±2oС, мин - 4-6.2. The hybrid binder must meet the following requirements:
a) appearance - a homogeneous solution from brown to dark brown in color, not containing inclusions and insoluble particles;
b) mass fraction of non-volatile substances,% - 57-72;
c) the density of the hybrid binder at a temperature of 20 ± 1 o C, kg / m 3 - 950-1050;
g) gelation time at a temperature of 160 ± 2 o C, min - 4-6.
3. Пропитываем тканый наполнитель гибридным связующим по п.1 аналогично примеру 1 и проверяем на соответствие следующим требованиям:
а) массовая доля смолы, % - 37-58;
б) массовая доля летучих веществ и влаги, % - 1,0-6,0;
в) массовая доля растворимой смолы, % - 80-90.3. We impregnate the woven filler with a hybrid binder according to
a) mass fraction of resin,% - 37-58;
b) mass fraction of volatile substances and moisture,% - 1.0-6.0;
c) mass fraction of soluble resin,% - 80-90.
4. Изготавливаем изделие методом намотки или прессования из гибридного связующего (ЭТФ+ДЭГ-1+СФ-340А+сажа (или углеродографитовая смесь) и тканых наполнителей при температуре +20oС и получаем характеристики пластика, аналогичные примеру 1, за исключением: увеличивается плотность на 10%; снижаются физико-механические характеристики на 8%; улучшаются антифрикционные свойства, а именно - увеличивается коэффициент трения-скольжения до 0,094, кроме того, улучшаются и некоторые другие свойства пластика:
- увеличивается коэффициент температуропроводности, •106, м2/с - 0,9-1,35;
- увеличивается коэффициент теплопроводности, Вт/м•К - 0,19-0,4;
- увеличивается удельная теплоемкость, кДж/(кг•К-1) - 0,95-1,4;
- улучшаются антистатические свойства пластика (пластики в процессе эксплуатации не накапливают статических зарядов).4. We make the product by winding or pressing from a hybrid binder (ETF + DEG-1 + SF-340A + carbon black (or carbon-graphite mixture) and woven fillers at a temperature of +20 o C and we obtain plastic characteristics similar to example 1, except: increases density by 10%; physical and mechanical characteristics are reduced by 8%; antifriction properties are improved, namely, the friction-slip coefficient is increased to 0.094, in addition, some other properties of plastic are also improved:
- the coefficient of thermal diffusivity increases, • 10 6 , m 2 / s - 0.9-1.35;
- the coefficient of thermal conductivity increases, W / m • K - 0.19-0.4;
- the specific heat increases, kJ / (kg • K -1 ) - 0.95-1.4;
- the antistatic properties of plastic are improved (plastics do not accumulate static charges during operation).
Пример 3 (выполнение способа по п. 3 формулы изобретения по заявке 2002101670/04)
1. В приготовленное гибридное связующее ЭТФ+ДЭГ-1+СФ-340А, обладающее свойствами п. 10 примера 1, добавляем сажу или углеродографитовую смесь, трехокись сурьмы, гексахлорбензол (на одну тонну гибридного связующего до 36,5 кг сажи или углеродографитовой смеси, до 45 кг трехокиси сурьмы и до 45 кг гексахлорбензола) и перемешиваем в течение 15-20 минут.Example 3 (the implementation of the method according to
1. In the prepared hybrid binder ETF + DEG-1 + SF-340A, having the properties of
2. Полученное гибридное связующее должно соответствовать следующим требованиям:
а) внешний вид - однородный раствор от коричневого до темно-коричневого цвета, не содержащий включений и нерастворившихся частиц;
б) массовая доля нелетучих веществ, % - 56-73;
в) плотность гибридного связующего при температуре 20±1oС, кг/м3 - 950-1060;
г) время желатинизации при температуре 160±2oС, мин - 4-7.2. The resulting hybrid binder must meet the following requirements:
a) appearance - a homogeneous solution from brown to dark brown in color, not containing inclusions and insoluble particles;
b) mass fraction of non-volatile substances,% - 56-73;
c) the density of the hybrid binder at a temperature of 20 ± 1 o C, kg / m 3 - 950-1060;
g) gelation time at a temperature of 160 ± 2 o C, min - 4-7.
3. Пропитываем тканый наполнитель гибридным связующим по п.1 аналогично примеру 1 и проверяем на соответствие следующим требованиям:
а) массовая доля смолы, % - 35-60;
б) массовая доля летучих веществ и влаги, % - 1,0-6,1;
в) массовая доля растворимой смолы, % - 60-90.3. We impregnate the woven filler with a hybrid binder according to
a) mass fraction of resin,% - 35-60;
b) mass fraction of volatile substances and moisture,% - 1.0-6.1;
c) mass fraction of soluble resin,% - 60-90.
4. Изготавливаем изделие методом намотки или прессования из гибридного связующего (ЭТФ+ДЭГ-1+СФ-340А+сажа (или углеродографитовая смесь)+трехокись сурьмы+гексахлорбензол и тканых наполнителей при температуре +20oС и получаем характеристики пластика, аналогичные примеру 1, за исключением:
- увеличение плотности на 5%;
- снижение физико-механических характеристик на 6% (в сравнении с табл.1 примера 1).4. We make the product by winding or pressing from a hybrid binder (ETF + DEG-1 + SF-340A + carbon black (or carbon-graphite mixture) + antimony trioxide + hexachlorobenzene and woven fillers at a temperature of +20 o C and obtain plastic characteristics similar to example 1 , with the exception of:
- increase in density by 5%;
- reduction of physical and mechanical characteristics by 6% (in comparison with table 1 of example 1).
Кроме того, изменяются и ряд других свойств пластиков:
- улучшаются антифрикционные свойства аналогично примеру 2;
- улучшаются электрические характеристики (уменьшается степень горючести пластика на 10-30%, см. табл. А);
- улучшаются антистатические свойства пластиков (в процессе эксплуатации пластики не накапливают статических зарядов).In addition, a number of other properties of plastics also change:
- improved anti-friction properties analogously to example 2;
- electrical characteristics are improved (the degree of flammability of plastic is reduced by 10-30%, see table. A);
- the antistatic properties of plastics are improved (during operation, plastics do not accumulate static charges).
Пример 4 (выполнение способа по п. 4 формулы изобретения по заявке 2002101670/04)
1. В приготовленное гибридное связующее ЭТФ+ДЭГ-1+СФ-340А, обладающее свойствами п. 10 примера 1, добавляем сажу или углеродографитовую смесь, трехокись сурьмы, гексахлорбензол, четыреххлористый углерод CCl4, хладон (на одну тонну гибридного связующего до 36,5 кг сажи или углеродографитовой смеси, до 45 кг четыреххлористого углерода CCl4 и до 45 кг хладона), перемешиваем в течение 15-20 минут (реактор-смеситель должен быть заземлен).Example 4 (the implementation of the method according to
1. In the prepared hybrid binder ETF + DEG-1 + SF-340A, having the properties of
2. Полученное гибридное связующее должно соответствовать следующим требованиям:
а) внешний вид - однородный раствор от коричневого до темно-коричневого цвета, не содержащий включений и нерастворившихся частиц;
б) массовая доля нелетучих веществ, % - 56-72;
в) плотность гибридного связующего при температуре 20±1oС, кг/м3 - 950-1000;
г) время желатинизации при температуре 160±2oС, мин - 4-8.2. The resulting hybrid binder must meet the following requirements:
a) appearance - a homogeneous solution from brown to dark brown in color, not containing inclusions and insoluble particles;
b) mass fraction of non-volatile substances,% - 56-72;
c) the density of the hybrid binder at a temperature of 20 ± 1 o C, kg / m 3 - 950-1000;
g) gelation time at a temperature of 160 ± 2 o C, min - 4-8.
3. Пропитываем тканый наполнитель гибридным связующим по п.1 (пропиточная машина должна быть заземлена) аналогично примеру 1 и проверяем на соответствие следующим требованиям:
а) массовая доля смолы, % - 35-56;
б) массовая доля летучих веществ и влаги, % - 1,0-6,2;
в) массовая доля растворимой смолы, % - 80-88.3. We impregnate the woven filler with a hybrid binder according to claim 1 (the impregnating machine must be grounded) similarly to example 1 and check for compliance with the following requirements:
a) mass fraction of resin,% - 35-56;
b) mass fraction of volatile substances and moisture,% - 1.0-6.2;
c) mass fraction of soluble resin,% - 80-88.
4. Изготавливаем изделие методом намотки или прессования из гибридного связующего (ЭТФ-ДЭГ-1+СФ-340А+сажа (или углеродографитовая смесь)+трехокись сурьмы+гексахлорбензол +четыреххлористый углерод CCl4+хладен) и тканых наполнителей при температуре +20oС и получаем характеристики пластика, аналогичные примеру 1, за исключением:
- увеличивается водопоглощение и достигает до 2%;
- снижаются физико-механические характеристики на 7% (в сравнении с табл.1 примера 1);
- улучшаются антифрикционные характеристики аналогично примеру 2;
- улучшаются электрические характеристики аналогично примеру 3;
- улучшаются теплофизические и антистатические свойства:
эффективная энтальпия, •106, Дж/кг - 3,24-3,82,
средний линейный унос при скорости газового потока 500 м/с - не более 0,7,
температура сублимации, oС - 300,
удельное объемное сопротивление, Ом•м (Ом•см) - не более 1,1 (0,11•103).4. We make the product by winding or pressing from a hybrid binder (ETF-DEG-1 + SF-340A + soot (or carbon-graphite mixture) + antimony trioxide + hexachlorobenzene + carbon tetrachloride CCl 4 + cold) and woven fillers at a temperature of +20 o С and get the characteristics of the plastic, similar to example 1, except:
- water absorption increases and reaches up to 2%;
- reduced physical and mechanical characteristics by 7% (compared with table 1 of example 1);
- improved anti-friction characteristics as in example 2;
- improve electrical characteristics as in example 3;
- thermophysical and antistatic properties are improved:
effective enthalpy, • 10 6 , J / kg - 3.24-3.82,
average linear ablation at a gas flow velocity of 500 m / s - not more than 0.7,
sublimation temperature, o С - 300,
specific volume resistance, Ohm • m (Ohm • cm) - not more than 1.1 (0.11 • 10 3 ).
Пример 5 (выполнение способа по п. 5 формулы изобретения по заявке 2002101670/04)
1. В приготовленное гибридное связующее ЭТФ+ДЭГ-1+СФ-340А, обладающее свойствами п. 10 примера 1, добавляем четыреххлористый углерод CCl4 и хладон (на одну тонну гибридного связующего: до 90 кг четыреххлористого углерода CCl4 и до 45 кг хладона), перемешиваем в течение 10-15 минут (реактор-смеситель должен быть заземлен).Example 5 (the implementation of the method according to
1. In the prepared hybrid binder ETF + DEG-1 + SF-340A, with the properties of
2. Полученное гибридное связующее должно соответствовать следующим требованиям:
а) внешний вид - однородный раствор от коричневого до темно-коричневого цвета, не содержащий включений и нерастворившихся частиц;
б) массовая доля нелетучих веществ, % - 57-70;
в) плотность гибридного связующего при температуре 20±1oС, кг/м3 - 950-1000;
г) время желатинизации при температуре 160±2oС - 4-8 мин.2. The resulting hybrid binder must meet the following requirements:
a) appearance - a homogeneous solution from brown to dark brown in color, not containing inclusions and insoluble particles;
b) mass fraction of non-volatile substances,% - 57-70;
c) the density of the hybrid binder at a temperature of 20 ± 1 o C, kg / m 3 - 950-1000;
g) gelation time at a temperature of 160 ± 2 o C - 4-8 minutes
3. Пропитываем тканый наполнитель гибридным связующим по п.1 (пропиточная машина должна быть заземлена) аналогично примеру 1 и проверяем на соответствие следующим требованиям:
а) массовая доля смолы, % - 35-57;
б) массовая доля летучих веществ и влаги, % - 1,0-6,0;
в) массовая доля растворимой смолы, % - 86-92.3. We impregnate the woven filler with a hybrid binder according to claim 1 (the impregnating machine must be grounded) similarly to example 1 and check for compliance with the following requirements:
a) mass fraction of resin,% - 35-57;
b) mass fraction of volatile substances and moisture,% - 1.0-6.0;
c) mass fraction of soluble resin,% - 86-92.
4. Изготавливаем изделие методом намотки или прессования из гибридного связующего (ЭТФ+ДЭГ-1+СФ-340А+четыреххлористый углерод CCl4+хладон) и тканых наполнителей при температуре +20oС и получаем характеристики пластика, аналогичные примеру 1, за исключением:
- увеличивается водопоглощение до 1%,
- улучшаются теплофизические и антистатические свойства (идентичны примеру 4);
- улучшаются электрические характеристики;
- уменьшается степень горючести пластика на 10-40%.4. We manufacture the product by winding or pressing from a hybrid binder (ETF + DEG-1 + SF-340A + carbon tetrachloride CCl 4 + freon) and woven fillers at a temperature of +20 o С and we obtain plastic characteristics similar to example 1, with the exception of:
- water absorption increases to 1%,
- improved thermophysical and antistatic properties (identical to example 4);
- electrical characteristics are improved;
- the degree of flammability of the plastic is reduced by 10-40%.
Пример 6 (выполнение способа по п. 6 формулы изобретения по заявке 2002101670/04)
1. В приготовленное гибридное связующее ЭТФ+ДЭГ-1+СФ-340А, обладающее свойствами п.10 примера 1, добавляем порошок или порошковую смесь из оксидов или нитридов металлов - оксида магния, оксида алюминия, оксида титана, оксида железа, оксида никеля или нитрида бора ( на одну тонну гибридного связующего до 160 кг порошка или порошковой смеси из оксидов или нитридов металлов), перемешиваем в течение 10-15 минут.Example 6 (the implementation of the method according to p. 6 claims according to the application 2002101670/04)
1. In the prepared hybrid binder ETF + DEG-1 + SF-340A, having the properties of
2. Полученное гибридное связующее должно соответствовать следующим характеристикам:
а) внешний вид - однородный раствор от коричневого до темно-коричневого цвета, не содержащий включений и нерастворившихся частиц;
б) массовая доля нелетучих веществ, % - 55-72;
в) плотность гибридного связующего при температуре 20±1oС, кг/м3 - 980-1100;
г) время желатинизации при температуре 160±2oС, мин - 4-8.2. The resulting hybrid binder must meet the following characteristics:
a) appearance - a homogeneous solution from brown to dark brown in color, not containing inclusions and insoluble particles;
b) mass fraction of non-volatile substances,% - 55-72;
c) the density of the hybrid binder at a temperature of 20 ± 1 o C, kg / m 3 - 980-1100;
g) gelation time at a temperature of 160 ± 2 o C, min - 4-8.
3. Пропитываем тканый наполнитель гибридным связующим по п.1 аналогично примеру 1 и проверяем на соответствие следующим требованиям:
а) массовая доля смолы, % - 35-55;
б) массовая доля летучих веществ и влаги, % - 0,8-5,6;
в) массовая доля растворимой смолы, % - 80-90.3. We impregnate the woven filler with a hybrid binder according to
a) mass fraction of resin,% - 35-55;
b) mass fraction of volatile substances and moisture,% - 0.8-5.6;
c) mass fraction of soluble resin,% - 80-90.
4. Изготавливаем изделие методом намотки или прессования из гибридного связующего (ЭТФ+ДЭГ-1+СФ-340А+порошок или порошковая смесь из оксидов или нитридов металлов) и тканых наполнителей при температуре +20oС и получаем характеристики пластика, аналогичные табл.1 примера 1, за исключением:
- увеличения показателя теплостойкости по Мартенсону, К - до 850;
- улучшения антистатических свойств пластиков;
- улучшения теплофизических свойств пластиков (по теплопроводности до 10%, по температуропроводности до 25%, по теплоемкости до 20% - в сравнении с данными примера 4).4. We make the product by winding or pressing from a hybrid binder (ETF + DEG-1 + SF-340A + powder or a powder mixture of metal oxides or nitrides) and woven fillers at a temperature of +20 o С and we obtain plastic characteristics similar to Table 1 Example 1, with the exception of:
- increase the rate of heat resistance according to Martenson, K - up to 850;
- improving the antistatic properties of plastics;
- improving the thermophysical properties of plastics (thermal conductivity up to 10%, thermal diffusivity up to 25%, heat capacity up to 20% - in comparison with the data of example 4).
Кроме того, введение мелкодисперсных порошковых наполнителей в состав гибридного связующего позволяет добиться снижения экзотермического эффекта при его отверждении, а также уменьшения усадки, улучшения механических характеристик (например, ударной вязкости - до 10-15%). In addition, the introduction of finely divided powder fillers in the composition of the hybrid binder allows to reduce the exothermic effect during curing, as well as reduce shrinkage, improve mechanical properties (for example, impact strength - up to 10-15%).
Однако порошковые мелкодисперсные наполнители могут вызывать и нежелательные эффекты, такие как изменение гигроскопичности и газопроницаемости армированных пластиков, значительное замедление (например, за счет введения в композиции гибридного связующего оксидов магния) или, наоборот, ускорение или ускорения отверждения связующего (например, за счет введения в связующее оксидов алюминия). However, powdered fine fillers can also cause undesirable effects, such as a change in the hygroscopicity and gas permeability of reinforced plastics, a significant slowdown (for example, due to the introduction of a hybrid binder of magnesium oxides in the composition), or, conversely, acceleration or acceleration of the curing of the binder (for example, due to the introduction of aluminum oxide binder).
К недостаткам использования порошковых наполнителей в гибридном связующем следует отнести и увеличение его вязкости и обусловленные этим технологические трудности, связанные, например, с трудностями пропитки тканей и их переработки методами намотки в конструкционные изделия. The disadvantages of using powder fillers in a hybrid binder include the increase in its viscosity and the resulting technological difficulties associated, for example, with the difficulties of impregnation of fabrics and their processing by winding into structural products.
Пример 7 (выполнение способа по п. 7 формулы изобретения по заявке 2002101670/04)
1. Приготавливаем гибридное связующее (ЭТФ+ДЭГ-1+СФ-340А) и пропитываем тканый наполнитель в соответствии с примером 1.Example 7 (the implementation of the method according to
1. We prepare a hybrid binder (ETF + DEG-1 + SF-340A) and impregnate the woven filler in accordance with example 1.
2. Приготавливаем покрывной материал, состоящий из сополимера тетрафторэтилена с винилиденфторидом и техническим углеродом с введенными в них сажей или углеродографитовой смеси (сополимер тетрафторэтилена с винилиденфтором 25 кг, технического углерода до 20 кг, сажи или углеродографитовой смеси 15 кг). 2. We prepare a coating material consisting of a copolymer of tetrafluoroethylene with vinylidene fluoride and carbon black with carbon black or carbon-graphite mixture introduced into them (copolymer of tetrafluoroethylene with
3. Перемешиваем в любой таре покрывной материал в течение 20-30 минут при температуре 50-70oС до полного совмещения компонентов.3. We mix the coating material in any container for 20-30 minutes at a temperature of 50-70 o C until the components are completely combined.
4. Выдаем покрывной материал на намотку и перерабатываем при температуре 60±5oС в течение не более 4 часов.4. We issue coating material for winding and process it at a temperature of 60 ± 5 o C for no more than 4 hours.
5. Покрывной материал заливаем в ванну, заправляем тканый наполнитель, пропитанный гибридным связующим, и изготавливаем изделие согласно технологическим схемам, представленным на фиг.4-8 описания заявки 2002101670/04. 5. Pour the coating material into the bath, fill the woven filler, impregnated with a hybrid binder, and manufacture the product according to the technological schemes presented in figures 4-8 of the application description 2002101670/04.
6. Получаем характеристики пластика, аналогичные примеру 1, за исключением:
- увеличивается водопоглощение до 1%;
- улучшаются антифрикционные характеристики аналогично примеру 2;
- улучшаются теплофизические и антистатические свойства аналогично примеру 4.6. We obtain plastic characteristics similar to example 1, with the exception of:
- increased water absorption up to 1%;
- improved anti-friction characteristics as in example 2;
- improved thermophysical and antistatic properties as in example 4.
Пример 8 (выполнение способа по п. 8 формулы изобретения по заявке 2002101670/04)
1. В покрывной материал, приготавливаемый по п.2 примера 7, дополнительно вводим трехокись сурьмы и гексахлорбензол (трехокись сурьмы 12 кг и гексахлорбензол 12 кг).Example 8 (the implementation of the method according to
1. In the coating material prepared according to
2. Выполняем операции п. 3, 4, 5 примера 7. 2. Perform the operations of p. 3, 4, 5 of example 7.
3. Получаем характеристики пластика, аналогичные примерам 1 и 7, за исключением:
- улучшаются электрические характеристики пластиков на 20-50% (в сравнении с данными примера 3);
- уменьшается степень горючести пластиков на 20-60% (в сравнении с данными примера 3).3. We obtain plastic characteristics similar to examples 1 and 7, with the exception of:
- improve the electrical characteristics of plastics by 20-50% (in comparison with the data of example 3);
- decreases the combustibility of plastics by 20-60% (in comparison with the data of example 3).
Пример 9 (выполнение способа по п. 9 формулы изобретения по заявке 2002101670/04)
1. В покрывной материал, приготавливаемый по п.2 примера 7, дополнительно вводим порошковый наполнитель в виде оксидов или нитридов металлов или кремния - 14 кг).Example 9 (the implementation of the method according to p. 9 of the claims according to the application 2002101670/04)
1. In the coating material prepared according to
2. Выполняем операции п.3, 4, 5 примера 7. 2. Perform the operations p. 3, 4, 5 of example 7.
3. Получаем характеристики пластика, аналогичные примерам 1, 6, 7. 3. We obtain the characteristics of the plastic, similar to examples 1, 6, 7.
Выводы и рекомендации
Анализ данных, приведенных в примерах 7-9, показывает:
- введение в составы покрывных сополимеров тканных наполнителей пластиков технического углерода, сажи и/или углеграфитовой смеси значительно повышает антистатический эффект пластиков (на 10-20% в сравнении с примерами 1-4);
- одновременное введение в составы покрывных сополимеров тканных наполнителей антистатиков (технического углерода, сажи или углеродографитовой смеси) и антипиренов (трехокиси сурьмы, гексахлорбензола) значительно улучшает антистатические свойства пластиков до 10-30% и снижает их горючесть до 40% (пример 8);
- введение в сополимеры покрывных материалов тканей порошковых наполнителей из оксидов металлов и нитридов бора на 30-40% повышает динамическую прочность пластиков (пример 9);
- введение в состав сополимеров покрывных материалов тканных наполнителей оксидов кремния значительно (на 10-30%) повышает теплостойкость пластиков, а также их химстойкость и радиопрозрачность. Примечание: данные по химстойкости, водостойкости и теплостойкости вышеописанных пластиков с введенными в них порошкообразными составами из оксидов кремния в материалах заявки отсутствуют, поскольку их рассмотрение выходит за пределы формулы изобретения данной заявки.Conclusions and recommendations
Analysis of the data given in examples 7-9 shows:
- the introduction into the composition of the coating copolymers of tissue fillers of plastics carbon black, carbon black and / or carbon-graphite mixture significantly increases the antistatic effect of plastics (10-20% in comparison with examples 1-4);
- the simultaneous introduction into the compositions of coating copolymers of fabric fillers of antistatic agents (carbon black, soot or carbon-graphite mixture) and flame retardants (antimony trioxide, hexachlorobenzene) significantly improves the antistatic properties of plastics by 10-30% and reduces their combustibility to 40% (example 8);
- the introduction into the copolymers of coating materials of fabrics of powder fillers from metal oxides and boron nitrides by 30-40% increases the dynamic strength of plastics (example 9);
- the introduction into the composition of the copolymers of coating materials of woven fillers of silicon oxides significantly (10-30%) increases the heat resistance of plastics, as well as their chemical resistance and radio transparency. Note: data on the chemical resistance, water resistance and heat resistance of the above plastics with the powdered compositions of silicon oxides introduced into them are not available in the application materials, since their consideration is beyond the scope of the claims of this application.
Предварительные исследования пластика этого типа (с введенными в состав гибридного связующего и в сополимеры покрывных материалов тканей оксидов кремния) показали, что они имеют низкую адгезионную прочность, высокую хрупкость и нестабильность физико-механических и теплофизических свойств; кроме того, такие пластики имеют значительную стоимость. Preliminary studies of this type of plastic (with silicon oxide fabrics introduced into the composition of the hybrid binder and copolymers of coating materials) showed that they have low adhesive strength, high brittleness and instability of physico-mechanical and thermophysical properties; in addition, such plastics have a significant cost.
В заключение данного раздела ответа следует сказать, что использование в пластиках составного гибридного связующего ЭТФ+ДЭГ-1+СФ-340А с одновременно введенными в него антистатическими (сажа, углеродографитовые порошковые смеси), антипиренными (хладон, гексахлорбензол, четыреххлористый углерод, трехокись сурьмы), антиударными (окислы металлов) и противокислотными (окиси кремния) порошковыми компонентами и ткаными наполнителями из полифеновых, поликапроамидных и углеродных нитей позволяет в значительной степени использовать достоинства составляющих их элементов (и компонентов) и избежать присущих им недостатков. In conclusion of this section of the answer, it should be said that the use of ETF + DEG-1 + SF-340A composite hybrid binder in plastics with antistatic (soot, carbon-graphite powder mixtures), flame retardant (chladone, hexachlorobenzene, carbon tetrachloride, antimony trioxide) simultaneously introduced into it , anti-shock (metal oxides) and anti-acid (silicon oxides) powder components and woven fillers made of polyphene, polycaproamide and carbon filaments can significantly use the advantages their constituent elements (and components) and avoid their inherent disadvantages.
Примененная в гибридном связующем смола ЭТФ, благодаря своей невысокой молекулярной массе (350-600), представляет собой вязкую жидкость, что особенно важно в формовании крупногабаритных многотоннажных изделий. Обладая высоким содержанием эпоксидных групп (13-29%), эта смола весьма реакционноспособна и может отверждаться в присутствии фенолоформальдегидной смолы СФ-340А, практически не выделяя летучих продуктов (до 2,5%). The ETF resin used in the hybrid binder, due to its low molecular weight (350-600), is a viscous liquid, which is especially important in the molding of large-sized large-tonnage products. Having a high content of epoxy groups (13-29%), this resin is very reactive and can be cured in the presence of phenol-formaldehyde resin SF-340A, practically not emitting volatile products (up to 2.5%).
Горячее отверждение этих смол совместно с тканными наполнителями из полифеновых, полиамидных и углеродных нитей позволяет получать более прочные и жесткие пластики с широким диапазоном физико-механических, теплофизических, антистатических, противоударных и других свойств. The hot curing of these resins together with woven fillers from polyphene, polyamide and carbon filaments allows to obtain more durable and rigid plastics with a wide range of physico-mechanical, thermophysical, antistatic, shockproof and other properties.
Примененная в данном способе получения препрегов смола ДЭГ-1 относится к низковязким эпоксидным смолам с молекулярным весом 240-320. Она обладает хорошей совместимостью с примененными в способе активными ацетоно-спирто-толуольными разбавителями. The DEG-1 resin used in this method for producing prepregs relates to low-viscosity epoxy resins with a molecular weight of 240-320. It has good compatibility with the active acetone-alcohol-toluene diluents used in the method.
Благодаря невысокой вязкости примененное в способе гибридное связующее может широко использоваться при пропитке и получении препрегов из любых волокнистых материалов и в том числе из тканных наполнителей из полифеновых, поликапроамидных и углеродных волокон, и в том числе из волокон, покрытых сополимерами из тетрафторэтилена с винилиденфторидом, техническим углеродом и порошковыми наполнителями вышеприведенных типов. Due to the low viscosity, the hybrid binder used in the method can be widely used for impregnation and preparation of prepregs from any fibrous materials, including woven fillers from polyphene, polycaproamide, and carbon fibers, including fibers coated with copolymers of tetrafluoroethylene with vinylidene fluoride, technical carbon and powder fillers of the above types.
Достоинством способа является и высокая стабильность свойств смол ЭТФ, ДЭГ-1 и СФ-340А, входящих в состав гибридных связующих, даже в условиях их длительного хранения (до трех лет). The advantage of the method is the high stability of the properties of the resins ETF, DEG-1 and SF-340A, which are part of the hybrid binders, even under conditions of their long-term storage (up to three years).
Разъяснения к представленным в данном письме-ответе примерам по заявке 2002101670/04
В табл. 1 данного ответа, поясняющей сущность изобретения по заявке 2002101670/04, в разделе 2 указаны стеклоткани с полотняной структурой переплетения нитей и толщиной нитей от 8 до 15 мкм, именно такие ткани (ткани марок Э-01 или Т-13) использовались при создании препрегов из гибридного полимерного связующего по авт. свид. 730753, Мкл2 C 08 L 63/02, взятому авторами данной заявки за прототип.Clarifications to the examples presented in this letter of reply on application 2002101670/04
In the table. 1 of this answer, explaining the essence of the invention according to the application 2002101670/04, in
В составе гибридного связующего прототипа использованы:
- эпоксидная диановая смола ЭД-16, ГОСТ 10587-84 (45-55 мас.ч.);
- бромсодержащая эпоксидная смола УП 631, ТУ 6-05-1689-79 (45-55 мас.ч. ), представляющая собой продукт эпихлоргидрина с тетрабромдефинилолпропаном;
- фенолоформальдегидная смола СФ-010, ГОСТ 18694-80, наиболее близкая по составу ингредиентов фенолоформальдегидной смоле СФ-340А, примененной авторами изобретения по заявке 2002101670/04 (002143) в качестве смолы - отвердителя своего гибридного связующего для создания новых препрегов.The composition of the hybrid binder prototype used:
- epoxy diane resin ED-16, GOST 10587-84 (45-55 parts by weight);
- bromine-containing epoxy resin UP 631, TU 6-05-1689-79 (45-55 parts by weight), which is a product of epichlorohydrin with tetrabromodefinylolpropane;
- phenol-formaldehyde resin SF-010, GOST 18694-80, the closest in composition to the ingredients phenol-formaldehyde resin SF-340A, used by the inventors according to application 2002101670/04 (002143) as a resin - hardener of its hybrid binder to create new prepregs.
Вообще, в предложенном способе приготовления препрегов предполагается использование тканей полотняного, сатинового, саржевого и даже кордного переплетения нитей. Однако поскольку за базовый объект сравнения взят прототип - авт. свид. 730753, в котором в качестве наполнителей взяты препреги, получаемые на основе тканей полотняного переплетения (ткани Э-01, Т-13 и др.), то в дальнейшем для сравнения физико-механических и теплофизических свойств будут рассматриваться свойства препрегов, образованных из тканых структур полотняного переплетения нитей и гибридного связующего (ЭТФ+ДЭГ-1+СФ-340А). In general, the proposed method for preparing prepregs involves the use of plain, satin, twill and even cord weave. However, since the prototype is taken as the basic object of comparison - ed. testimonial. 730753, in which prepregs obtained on the basis of plain weave fabrics (fabrics E-01, T-13, etc.) are taken as fillers, then in the future, to compare the physicomechanical and thermophysical properties, the properties of prepregs formed from woven structures will be considered plain weaving of threads and a hybrid binder (ETF + DEG-1 + SF-340A).
В тканях с полотняным переплетением нитей основы и утка нити взаимно переплетены, соотношение нитей по основе и утку тканей ≈2:1, поэтому физико-механические характеристики пластиков, изготавливаемых из препреговых тканей с полотняным переплетением нитей по основе и утку, значительно отличаются (≈ в 2 раза), за исключением пределов прочности по сжатию, где эти пределы в направлении основы и утка пластика примерно равны и составляют 170-200 МПа (например, для пластиков, образованных из препрегов на базе стеклотканых полотняных наполнителей (типа стеклоткани Т-13) и гибридного связующего). In fabrics with plain weave, warp and weft threads are mutually interwoven, the ratio of warp and weft fabrics is ≈2: 1, therefore, the physicomechanical characteristics of plastics made from prepreg fabrics with plain weave warp and weft are significantly different (≈ 2 times), with the exception of compressive strengths, where these limits in the direction of the warp and weft of plastic are approximately equal and amount to 170-200 MPa (for example, for plastics formed from prepregs based on fiberglass plain fillers (ty PA fiberglass T-13) and a hybrid binder).
Ткани с полотняным переплетением нитей имеют прочность в направлении армирования (по основе) несколько меньшую (на 10-20%), чем ткани сатинового переплетения, зато препреги с полотняным переплетением нитей имеют более высокую гибкость, а потому более технологичны и эффективны при изготовлении пластиковых изделий; они просто лучше укладываются на поверхности оправок без зазоров; тем самым повышается трансверсальная прочность конструкций оболочек многослойных изделий. Fabrics with plain weave of threads have a strength in the direction of reinforcement (base) slightly less (by 10-20%) than fabrics of satin weave, but prepregs with plain weave of threads have higher flexibility, and therefore are more technological and effective in the manufacture of plastic products ; they simply fit better on the surface of the mandrels without gaps; thereby increasing the transversal strength of the shell structures of multilayer products.
Кроме того, ткани с полотняным переплетением нитей на много дешевле тканей с сатиновым, саржевым и кордным переплетением нитей, что при прочих равных условиях (наряду с технологичностью) дает им значительное преимущество и при проведении научно-исследовательских работ по созданию новых препрегов и при промышленном их внедрении в крупномасштабное производство. In addition, fabrics with plain weave of threads are much cheaper than fabrics with satin, twill and cord weave of threads, which, ceteris paribus (along with manufacturability) gives them a significant advantage when conducting research work on the creation of new prepregs and their industrial introduction to large-scale production.
Поэтому в качестве примера табл. 1 данного письма для получения новых препрегов использовались ткани с полотняным переплетением нитей - и силовых (табл.1 к примерам), и теплозащитных (табл. 2-5). Therefore, as an example, table. 1 of this letter, to obtain new prepregs, fabrics with plain weave were used - both power (table 1 to the examples) and heat-protective (table 2-5).
В разделе 2 табл. 1 приведены характеристики стеклопластиков, образованных на основе стеклотканей с полотняным переплетением нитей типа Т-13 или Э-01 и гибридного связующего ЭТФ+ДЭГ-1+СФ-340А. In
Эти стеклопластики имеют в своем составе 35±5 мас.ч. гибридного связующего и 70±5 мас. ч. стеклотканного полотняного наполнителя (наиболее оптимальный состав стеклопластиков с точки зрения их жесткости и прочности). These fiberglass plastics incorporate 35 ± 5 parts by weight. hybrid binder and 70 ± 5 wt. including fiberglass plain filler (the most optimal composition of fiberglass in terms of their rigidity and strength).
В табл. 1 п.3 приведены физико-механические и теплофизические свойства пластика, образованного из поликапромидной ткани с полотняным переплетением нитей (ТУ 06-31-121-76), состоящей из многокомплексных электропроводящих нитей марки МКЭН-к (ТУ 06-31-121-76) и гибридного связующего ЭТФ-ДЭГ-1+СФ-340А в соответствии с примером 1 (пластик образован методами намотки), при этом весовое содержание гибридного связующего 30±5 мас.ч., а содержание поликарбомидного наполнителя с полотняным переплетением нитей МКЭН-к - 70±5 мас. ч. In the table.
В табл. 1 п.4 приведены физико-механические характеристики пластика, образованного из полифеновой ткани, состоящей из многокомплексных электропроводящих нитей МКЭН-п (ТУ 06-31-121-76) и гибридного связующего ЭТФ+ДЭГ-1+СФ-340А в соответствии с примером 1 (пластик образован методами намотки), при этом весовое содержание гибридного связующего в пластике 35±5 мас.ч., содержание полифенового тканного наполнителя с полотняным переплетением нитей 70±5 мас.ч. In the table. 1, p. 4 shows the physicomechanical characteristics of plastic formed from polyphene fabric, consisting of multicomplex electrically conductive fibers MKEN-p (TU 06-31-121-76) and a hybrid binder ETF + DEG-1 + SF-340A in accordance with an example 1 (the plastic is formed by winding methods), while the weight content of the hybrid binder in plastic is 35 ± 5 parts by weight, the content of polyphene woven filler with plain weaving of
В разделах 5-7 табл. 1 указаны физико-механические и теплофизические характеристики вышеописанных пластиков тех же структур и состава (п.5 - стеклопластик, п. 6 - поликапромидный пластик, п.7 - полифеновый пластик, изготовленные методом прессования). In sections 5-7 of the table. 1 shows the physicomechanical and thermophysical characteristics of the above-described plastics of the same structure and composition (p. 5 - fiberglass, p. 6 - polycompromide plastic, p. 7 - polyphene plastic made by extrusion).
Примечание. В табл. 1 над чертой приведены физико-механические и теплофизические характеристики пластиков в направлении основ тканных наполнителей, а под чертой приведены физико-механические и теплофизические характеристики пластиков в направлении утка тканных наполнителей. Note. In the table. 1 above the line shows the physico-mechanical and thermophysical characteristics of plastics in the direction of the basics of tissue fillers, and below the line shows the physical-mechanical and thermophysical characteristics of plastics in the direction of the weft of tissue fillers.
Анализ данных табл. 1 показывает, что изготавливаемые в соответствии с предложенным способом препреги из гибридного связующего ЭТФ+ДЭГ-1+СФ-340А и поликапромидных или полифеновых тканей с полотняным переплетением нитей позволяют получать пластики (текстолиты) с очень низкими физико-механическими характеристиками (в 3 и более раз меньшими, чем в стеклопластике, получаемом на основе этого же гибридного связующего из стеклоткани полотняного переплетения). Data analysis table. 1 shows that the prepregs made in accordance with the proposed method from a hybrid binder ETF + DEG-1 + SF-340A and polycompromide or polyphene fabrics with plain weave of threads allow to obtain plastics (textolites) with very low physical and mechanical characteristics (3 or more times smaller than in fiberglass, obtained on the basis of the same hybrid binder from fiberglass plain weave).
Поэтому эти препреги не могут быть рекомендованы авторами изобретения для получения пластиков силовых частей изделий; зато эти препреги позволяют получать пластики с высокими физическими и теплофизическими свойствами, позволяющими эффективно защищать силовые пластики изделий от одновременного воздействия высокоскоростных тепловых потоков. Therefore, these prepregs cannot be recommended by the inventors to obtain plastics of power parts of products; on the other hand, these prepregs make it possible to obtain plastics with high physical and thermophysical properties that effectively protect the power plastics of products from the simultaneous effects of high-speed heat fluxes.
В табл. 3 и 4 приводятся примеры выполнения теплозащитных пластиков покрывного назначения, изготавливаемых из препрегов, образуемых в соответствии с предложенным способом. In the table. 3 and 4 are examples of the performance of heat-protective plastic coatings made of prepregs formed in accordance with the proposed method.
При этом следует заметить (табл.2 и 3 приводимых ниже примеров), что наибольший теплозащитный эффект имеют пластики с содержанием гибридного связующего ЭТФ+ДЭГ-1+СФ-340А 40-50 мас.ч. и капромидных или полифеновых тканых наполнителей с полотняным переплетением капроамидных (капроновых) или полифеновых нитей МКЭН-к или МКЭН-п 50-60 мас.ч. It should be noted (Tables 2 and 3 of the examples below) that the greatest heat-shielding effect is observed in plastics with a content of hybrid binder ETF + DEG-1 + SF-340A 40-50 wt.h. and capromide or polyphene woven fillers with plain weave of caproamide (kapron) or polyphene fibers MKEN-k or MKEN-p 50-60 wt.h.
Преимущества пластиков из препрегов, разработанных в соответствии с предложенным способом по заявке 2002101670/04
Приведенные в материалах описания и в примерах письма-ответа по заявке 2002101670/04 физические, теплофизические, физико-механические и другие характеристики пластиков, изготавливаемых на основе предложенного способа получения препрегов, показывают:
а) все три материала (на основе гибридного связующего ЭТФ+ДЭГ-1+СФ-340А и тканей из нитей марок МКЭН-п и МКЭН-к и углеродных тканей типа УТ-900-2,5) имеют ряд существенных преимуществ перед материалами, приведенными в прототипе - авт. свид. 730753;
б) они имеют более высокие сублимирующие свойства и получают большее количество тепла при разложении, то есть имеют более высокую энтальпию в сравнении с энтальпией прототипа (табл. 2-4, 7 и 8);
в) все пластики относятся к электропроводящим материалам, они не накапливают на своей поверхности статического электричества, то есть обладают высокими антистатическими свойствами (пластики прототипа такими свойствами не обладают);
г) все материалы являются технологичными при переработке в композиты, их применение сокращает циклы изготовления изделий из КВМ методами намотки; резко улучшаются и условия труда при изготовлении таких изделий методами намотки.The advantages of plastics from prepregs developed in accordance with the proposed method according to the application 2002101670/04
The physical, thermophysical, physico-mechanical and other characteristics of plastics made on the basis of the proposed method for producing prepregs given in the description materials and examples of the response letter of the application 2002101670/04 show:
a) all three materials (based on the hybrid binder ETF + DEG-1 + SF-340A and fabrics made from threads of the MKEN-p and MKEN-k brands and carbon fabrics of the UT-900-2.5 type) have a number of significant advantages over materials, given in the prototype - ed. testimonial. 730753;
b) they have higher sublimation properties and receive a greater amount of heat during decomposition, that is, they have a higher enthalpy in comparison with the enthalpy of the prototype (Tables 2-4, 7 and 8);
c) all plastics are electrically conductive materials, they do not accumulate static electricity on their surface, that is, they have high antistatic properties (prototype plastics do not have such properties);
d) all materials are technologically advanced when processed into composites, their use reduces the cycles of manufacturing products from KVM by winding methods; sharply improving working conditions in the manufacture of such products by winding methods.
В таблице 8 представлены средние значения результатов испытаний пластиков, изготовленных из препрегов в соответствии с разработанным способом, и пластиков, изготовленных в соответствии с прототипом. Table 8 presents the average values of the test results of plastics made from prepregs in accordance with the developed method, and plastics made in accordance with the prototype.
Все пластики в сравнении с пластиками прототипа (табл. 8) обладают более высокой работоспособностью в условиях воздействия высокоэнтальпильных газовых потоков; все пластики работают и как сублиматоры, то есть имеют высокую энтальпию (поглощают большое количество тепла при разложении), и как антистатики, то есть они могут защищать изделия из КВМ oт накопления электростатических зарядов. All plastics in comparison with the plastics of the prototype (table. 8) have higher performance under the influence of highly enthalpic gas flows; all plastics work both as sublimators, that is, have high enthalpy (they absorb a large amount of heat during decomposition), and as antistatic agents, that is, they can protect KVM products from the accumulation of electrostatic charges.
Кроме того, все пластики, получаемые из препрегов в соответствии с предложенным способом, являются более технологичными в сравнении с другими известными пастообразными сублиматорами типа ССП. In addition, all plastics obtained from prepregs in accordance with the proposed method are more technologically advanced in comparison with other known paste-like sublimators of the SSP type.
В сравнении с ними получаемые в соответствии с предложенным способом пластики обладают рядом существенных преимуществ, а именно:
- формование пластиков на внутренних (или наружных) поверхностях изделий из КВМ производится методом сухой намотки, что позволяет сократить цикл изготовления изделий из КВМ и иметь более стабильные толщины их теплозащитных покрытий, поскольку их размеры обеспечиваются только количеством слоев препрега при формовании изделий из КВМ методом намотки и геометрией технологической оснастки (оправок).In comparison with them, plastics obtained in accordance with the proposed method have a number of significant advantages, namely:
- the molding of plastics on the inner (or outer) surfaces of KVM products is carried out by the dry winding method, which makes it possible to shorten the production cycle of KVM products and have more stable thicknesses of their heat-protective coatings, since their sizes are provided only by the number of prepreg layers when forming products from KVM by winding and the geometry of tooling (mandrels).
Кроме того, при изготовлении изделий из КВМ, покрытых теплозащитными пластиками, изготовленными из препрегов в соответствии с предложенным способом их образования, есть и другие существенные преимущества, а именно:
- исключается операция по замеру толщин теплозащитных покрытий изделий из КВМ;
- упрощаются операции по ремонту теплозащитных покрытий изделий из КВМ (в случае их прогара и/или механических повреждений);
- обеспечивается высокое качество внутренних или наружных поверхностей изделий из КВМ;
- не требуется специальных мер по технике безопасности при образовании теплозащитных покрытий изделий из КВМ и их ремонте.In addition, in the manufacture of KVM products coated with heat-protective plastics made of prepregs in accordance with the proposed method of their formation, there are other significant advantages, namely:
- excludes the operation of measuring the thickness of the heat-protective coatings of products from KVM;
- simplified operations for the repair of heat-protective coatings of products from KVM (in case of burnout and / or mechanical damage);
- high quality of internal or external surfaces of products from KVM is provided;
- no special safety measures are required in the formation of heat-protective coatings of products from KVM and their repair.
Claims (2)
Эпокситрифенольная смола ЭТФ - 100
Эпоксиалифатическая смола ДЭГ-1 - 1-12
Фенолоформальдегидная резольная смола СФ-340А - 34
Ацетон - 90
Спирт технический - 46
Толуол - 10
подсушки тканого материала до состояния препрега и перемотки на катушки пропиточной машины, причем эпоксидное связующее для препрега готовят в четыре этапа: на первом этапе раздельно разогревают в эпокситрифенольную ЭТФ и эпоксиалифатическую ДЭГ-1 смолы до 180-200oС и при этом процесс равномерного разогрева эпокситрифенольного связующего ЭТФ производят в течение 24 ч, а эпоксиалифатического связующего ДЭГ-1 - в течение 2 ч; на втором этапе оба раздельно разогретых эпоксидных связующих ЭТФ и ДЭГ-1 смешивают и растворяют в реакторе-смесителе в течение 3-5 ч на 1 т композиции при температурах 35-55oС, которые получают за счет заливки в композиции смол ЭТФ и ДЭГ-1 ацетоноспиртотолуольного растворителя в соотношении 1:0,51:0,11, вводимого в реактор при 18-30oС; на третьем этапе добавляют в уже растворенные между собой эпоксидные смолы ЭТФ и ДЭГ-1 крошку из твердой размолотой на частицы размерами 1-3 мм фенолоформальдегидной резольной смолы СФ-340А, снова подогревают вновь полученную консистенцию смол до 40-60oС и осуществляют полное растворение фенолоформальдегидной смолы СФ-340А в ранее растворенных между собой в совмещенном растворителе ацетон-спирт-толуолэпоксидных смолах ЭТФ и ДЭГ-1 путем совместного их перемешивания в реакторе в течение 3-5 ч на 1 т гибридного связующего; а на четвертом этапе приготовления гибридного связующего его фильтруют с удалением всех не растворившихся в реакторе частиц фенолоформальдегидного связующего СФ-340А путем пропускания гибридного связующего через фильтр и/или несколько слоев разреженной стеклоткани "Эксцельциор" и доводят консистенцию гибридного связующего до плотности 950-1010 кг/м3 посредством дополнительного введения в гибридное связующее спиртоацетоновой смеси в соотношении 1: 2, его перемешивания с гибридным связующим в течение 30-40 мин и доведения температуры гибридного связующего за счет вводимого в него спиртоацетонового растворителя до 18-35oС, а затем приготовленную гибридную композицию заливают в ванну пропиточной машины и через нее со скоростью 1-3 м/мин и натяжением 0,5-1,5 кг на 1 см ширины полотна пропускают подогретый до 40-60oС тканый наполнитель, предварительно образованный из поликапроамидных, полифеновых и/или углеродных нитей с покрытием из сополимера тетрафторэтилена с винилиденфторидом и/или техническим углеродом при объемном соотношении покрывного сополимера и нитей от 0,3:1 до 0,7: 1 с последующим удалением избытка гибридного связующего на отжимных валиках и доведением массовых долей гибридного связующего в препреге - 35-55%, массовой доли растворимой смолы - 88-92% и массовой доли летучих веществ и влаги 0,8-5,5% за счет его подсушки в камерах пропиточной машины при 90-130oС на входе и выходе из сушильной камеры и 130-210oС в основных ее рабочих температурных зонах.1. A method of producing a prepreg for winding heat-shielding and / or antistatic inner and / or outer layers or shells of pipe shells for structural purposes, including the preparation and impregnation of woven material consisting of polycaproamide, polyphene and / or carbon fibers, a hybrid binder containing a mixture epoxytriphenol ETF, epoxyaliphatic DEG-1 and rezol phenol-formaldehyde SF-340A resins dissolved in a combined acetone-alcohol-toluene solvent, with the following components, wt. .:
Epoxytriphenol resin ETF - 100
Epoxyaliphatic resin DEG-1 - 1-12
Phenol formaldehyde resole resin SF-340A - 34
Acetone - 90
Technical alcohol - 46
Toluene - 10
drying the woven material to the state of prepreg and rewinding the coils of the impregnation machine, the epoxy binder for the prepreg being prepared in four stages: at the first stage, the resins are heated separately in epoxytriphenol ETF and epoxyaliphatic DEG-1 to 180-200 ° C and the epoxytriphenol is uniformly heated ETF binder is produced within 24 hours, and epoxyaliphatic binder DEG-1 is produced within 2 hours; at the second stage, both separately heated epoxy binders ETF and DEG-1 are mixed and dissolved in the reactor-mixer for 3-5 hours per 1 ton of the composition at temperatures of 35-55 o C, which are obtained by pouring ETF and DEG- resins into the composition 1 acetone-alcohol-toluene solvent in a ratio of 1: 0.51: 0.11 introduced into the reactor at 18-30 ° C; at the third stage, crumb of solid milled particles 1-3 mm in size of phenol-formaldehyde resol resin SF-340A is added to already dissolved ETF and DEG-1 epoxy resins, the newly obtained consistency of resins is again heated to 40-60 o C and complete dissolution phenol-formaldehyde resin SF-340A in ETF and DEG-1 acetone-alcohol-toluene epoxy resins previously dissolved among themselves in a combined solvent by mixing them in the reactor for 3-5 hours per 1 ton of hybrid binder; and at the fourth stage of preparation of the hybrid binder, it is filtered to remove all particles of the phenol-formaldehyde binder SF-340A that are not dissolved in the reactor by passing the hybrid binder through a filter and / or several layers of diluted Excelsior fiberglass and bring the consistency of the hybrid binder to a density of 950-1010 kg / m 3 by additionally introducing into the hybrid binder an alcohol-acetone mixture in a ratio of 1: 2, mixing it with a hybrid binder for 30-40 minutes and adjusting the temperature of the hybrid the second binder due to the alcohol-acetone solvent introduced into it up to 18-35 o C, and then the prepared hybrid composition is poured into the bath of the impregnation machine and through it at a speed of 1-3 m / min and a tension of 0.5-1.5 kg per 1 cm web widths allow woven filler heated up to 40-60 ° C preformed from polycaproamide, polyphene and / or carbon filaments coated with a tetrafluoroethylene copolymer with vinylidene fluoride and / or carbon black with a coating copolymer to filament volume ratio from 0.3: 1 to 0.7: 1 s after by removing excess hybrid binder on squeeze rollers and adjusting the mass fraction of the hybrid binder in the prepreg to 35-55%, the mass fraction of soluble resin 88-92% and the mass fraction of volatile substances and moisture 0.8-5.5% due to its drying in the chambers of the impregnation machine at 90-130 o С at the inlet and outlet of the drying chamber and 130-210 o С in its main working temperature zones.
Эпокситрифенольная смола ЭТФ - 100
Эпоксиалифатическая смола ДЭГ-1 - 12
Фенолоформальдегидная резольная смола СФ-340А - 34
Ацетон - 90
Спирт технический - 46
Толуол - 10
Сажа и/или углеродографитовая смесь в соотношении от 1:5 до 5:1 - 10-15
3. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве гибридного связующего для получения препрега используют растворенные в ацетоноспиртотолуольном растворителе эпокситрифенольную ЭТФ, эпоксиалифатическую ДЭГ-1 и фенолоформальдегидную резольную СФ-340А смолы с введенными в них антистатическими и антипиренными добавками при следующем соотношении компонентов, мас.ч.:
Эпокситрифенольная смола ЭТФ - 100
Эпоксиалифатическая смола ДЭГ-1 - 12
Фенолоформальдегидная резольная смола СФ-340А - 34
Ацетон - 90
Спирт технический - 46
Толуол - 10
Сажа и/или углеродографитовая смесь в соотношении от 1:5 до 5:1 - 10-15
Трехокись сурьмы - 10-15
Гексахлорбензол - 10-15
4. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве гибридного связующего для получения препрега используют растворенные в ацетоноспиртотолуольном растворителе эпокситрифенольную ЭТФ, эпоксиалифатическую ДЭГ-1 и фенолоформальдегидную резольную СФ-340А смолы с введенными в них антистатическими и антипиренными добавками при следующем соотношении компонентов, мас.ч.:
Эпокситрифенольная смола ЭТФ - 100
Эпоксиалифатическая смола ДЭГ-1 - 12
Фенолоформальдегидная резольная смола СФ-340А - 34
Ацетон - 90
Спирт технический - 46
Толуол - 10
Сажа и/или углеродографитовая смесь в соотношении от 1:5 до 5:1 - 10-15
Трехокись сурьмы - 5-10
Гексахлорбензол - 5-10
Четыреххлористый углерод CCL4 - 5-10
Хладон - 5-10
5. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве гибридного связующего для получения препрега используют растворенные в ацетоноспиртотолуольном растворителе эпокситрифенольную ЭТФ, эпоксиалифатическую ДЭГ-1 и фенолоформальдегидную резольную СФ-340А смолы с введенными в них антистатическими и антипиренными добавками при следующем соотношении компонентов, мас.ч.:
Эпокситрифенольная смола ЭТФ - 100
Эпоксиалифатическая смола ДЭГ-1 - 12
Фенолоформальдегидная резольная смола СФ-340А - 34
Ацетон - 90
Спирт технический - 46
Толуол - 10
Четыреххлористый углерод CCL4 - 10-20
Хладон - 10-15
6. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве гибридного связующего для получения препрега используют растворенные в ацетоноспиртотолуольном растворителе эпокситрифенольную ЭТФ, эпоксиалифатическую ДЭГ-1 и фенолоформальдегидную резольную СФ-340А смолы с введенными в них порошковыми наполнителями - металлическими смесями из оксидов или нитридов металлов при следующем соотношении компонентов, мас.ч.:
Эпокситрифенольная смола ЭТФ - 100
Эпоксиалифатическая смола ДЭГ-1 - 12
Фенолоформальдегидная резольная смола СФ-340А - 34
Ацетон - 90
Спирт технический - 46
Толуол - 10
Порошковая и/или порошковые смеси из оксидов и/или нитридов металлов - оксида магния, оксида алюминия, оксида меди, оксида никеля, оксида железа и/или нитрида бора - 10-40
7. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве покрывного материала для поликапроамидных полифеновых и/или углеродных волокон в препреге использованы сополимеры тетрафторэтилена с винилиденфторидом и техническим углеродом с введенными в них сажей и/или углеродографитовой смесью 1:1 при следующем соотношении компонентов в сополимерах, мас.ч:
Сополимер тетрафторэтилена с винилиденфторидом и техническим углеродом - 45-55
Сажа и/или углеродографитовая порошковая смесь в соотношении 1:1 - 15-20
8. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве покрывного материала для поликапромидных, полифеновых и/или углеродных волокон использованы сополимеры тетрафторэтилена с винилиденфторидом и техническим углеродом с введенными в них антистатическими добавками - сажей и/или углеродографитовыми смесями в покрывном материале и антипиренными при следующем соотношении компонентов в мас.ч.:
Сополимер тетрафторэтилена с винилиденфторидом и техническим углеродом - 45-55
Сажа и/или углеродографитовая смесь в соотношении от 1:5 до 5:1 - 10-20
Трехокись сурьмы - 10
Гексахлорбензол - 10
9. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве покрывного материала для поликапроамидных, полифеновых и/или углеродных волокон для тканого наполнителя препрега использованы сополимеры тетрафторэтилена с винилиденфторидом и техническим углеродом и с введенными в них антистатическими порошковыми наполнителями в виде оксидов и/или нитридов материалов и кремния при следующем соотношении компонентов в сополимере, мас.ч.:
Сополимер тетрафторэтилена с винилиденфторидом и техническим углеродом - 45-55
Порошковый наполнитель из оксида магния, и/или оксида алюминия, и/или оксида титана, и/или оксида кремния, и/или оксида меди, и/или оксида железа, и/или нитрида бора BN - 10-20и2. The method according to claim 1, characterized in that the epoxytriphenol ETF, epoxyaliphatic DEG-1 and phenol-formaldehyde resole SF-340A resins with antistatic additives introduced into them, for example, from carbon black and dissolved in acetone-alcohol-to-toluene solution, are used as a hybrid binder to obtain a prepreg / or carbon-graphite mixture in the following ratios of components, parts by weight:
Epoxytriphenol resin ETF - 100
Epoxyaliphatic resin DEG-1 - 12
Phenol formaldehyde resole resin SF-340A - 34
Acetone - 90
Technical alcohol - 46
Toluene - 10
Soot and / or carbon-graphite mixture in the ratio from 1: 5 to 5: 1 - 10-15
3. The method according to claim 1, characterized in that the epoxytriphenol ETF, epoxyaliphatic DEG-1 and phenol-formaldehyde resolved SF-340A resins dissolved in the acetospirtotoluene solvent are used as the hybrid binder to prepare the prepreg in the following ratio of components wt.h .:
Epoxytriphenol resin ETF - 100
Epoxyaliphatic resin DEG-1 - 12
Phenol formaldehyde resole resin SF-340A - 34
Acetone - 90
Technical alcohol - 46
Toluene - 10
Soot and / or carbon-graphite mixture in the ratio from 1: 5 to 5: 1 - 10-15
Antimony trioxide - 10-15
Hexachlorobenzene - 10-15
4. The method according to claim 1, characterized in that the epoxytriphenol ETF, epoxyaliphatic DEG-1 and phenol-formaldehyde resolved SF-340A resins dissolved in the acetospirtotoluene solvent are used in the hybrid binder to prepare the prepreg in the following ratio of components wt.h .:
Epoxytriphenol resin ETF - 100
Epoxyaliphatic resin DEG-1 - 12
Phenol formaldehyde resole resin SF-340A - 34
Acetone - 90
Technical alcohol - 46
Toluene - 10
Soot and / or carbon-graphite mixture in the ratio from 1: 5 to 5: 1 - 10-15
Antimony trioxide - 5-10
Hexachlorobenzene - 5-10
Carbon tetrachloride CCL 4 - 5-10
Freon - 5-10
5. The method according to claim 1, characterized in that the epoxytriphenol ETF, epoxyaliphatic DEG-1 and phenol-formaldehyde resolved SF-340A resins dissolved in the acetospirtotoluene solvent are used as the hybrid binder to prepare the prepreg in the following ratio of components wt.h .:
Epoxytriphenol resin ETF - 100
Epoxyaliphatic resin DEG-1 - 12
Phenol formaldehyde resole resin SF-340A - 34
Acetone - 90
Technical alcohol - 46
Toluene - 10
Carbon tetrachloride CCL 4 - 10-20
Freon - 10-15
6. The method according to claim 1, characterized in that the epoxytriphenol ETF, epoxyaliphatic DEG-1 and phenol-formaldehyde resol SF-340A resins dissolved in the acetospirtotoluene solvent are used as the hybrid binder to prepare the prepreg; metal nitrides in the following ratio of components, parts by weight:
Epoxytriphenol resin ETF - 100
Epoxyaliphatic resin DEG-1 - 12
Phenol formaldehyde resole resin SF-340A - 34
Acetone - 90
Technical alcohol - 46
Toluene - 10
Powder and / or powder mixtures of metal oxides and / or nitrides - magnesium oxide, aluminum oxide, copper oxide, nickel oxide, iron oxide and / or boron nitride - 10-40
7. The method according to claim 1, characterized in that as a coating material for polycaproamide polyphene and / or carbon fibers in the prepreg copolymers of tetrafluoroethylene with vinylidene fluoride and carbon black are introduced with carbon black and / or carbon-graphite mixture 1: 1 introduced into them in the following ratio components in copolymers, parts by weight:
Tetrafluoroethylene copolymer with vinylidene fluoride and carbon black - 45-55
Soot and / or carbon-graphite powder mixture in a ratio of 1: 1 - 15-20
8. The method according to claim 1, characterized in that copolymers of tetrafluoroethylene with vinylidene fluoride and carbon black with antistatic additives introduced into them, carbon black and / or carbon-graphite mixtures in the coating material, are used as coating material for polycompromide, polyphenic and / or carbon fibers. flame retardant in the following ratio of components in parts by weight:
Tetrafluoroethylene copolymer with vinylidene fluoride and carbon black - 45-55
Soot and / or carbon-graphite mixture in a ratio of 1: 5 to 5: 1 - 10-20
Antimony trioxide - 10
Hexachlorobenzene - 10
9. The method according to claim 1, characterized in that as a coating material for polycaproamide, polyphene and / or carbon fibers for the woven filler of the prepreg, tetrafluoroethylene copolymers with vinylidene fluoride and carbon black and with antistatic powder fillers introduced in them in the form of oxides and / or nitrides of materials and silicon in the following ratio of components in the copolymer, parts by weight:
Tetrafluoroethylene copolymer with vinylidene fluoride and carbon black - 45-55
Powder filler of magnesium oxide and / or alumina and / or titanium oxide and / or silicon oxide and / or copper oxide and / or iron oxide and / or boron nitride BN - 10-20i
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2002101670A RU2206582C1 (en) | 2002-01-25 | 2002-01-25 | Method of production of prepreg for winding heat- shielding and/or anti-static internal shells for glass plastic tubes-envelopes of various classes and purposes |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2002101670A RU2206582C1 (en) | 2002-01-25 | 2002-01-25 | Method of production of prepreg for winding heat- shielding and/or anti-static internal shells for glass plastic tubes-envelopes of various classes and purposes |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2206582C1 true RU2206582C1 (en) | 2003-06-20 |
Family
ID=29211389
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2002101670A RU2206582C1 (en) | 2002-01-25 | 2002-01-25 | Method of production of prepreg for winding heat- shielding and/or anti-static internal shells for glass plastic tubes-envelopes of various classes and purposes |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2206582C1 (en) |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2550860C2 (en) * | 2009-10-01 | 2015-05-20 | Олбани Энджиниэрд Композитс, Инк. | Woven preform, composite material and method for their manufacturing |
RU2560370C1 (en) * | 2014-02-19 | 2015-08-20 | Открытое акционерное общество "Авангард" (ОАО "Авангард") | Hybrid epoxy-triphenol binding agent with application of novolac resin |
RU2657298C2 (en) * | 2013-02-13 | 2018-06-19 | Хексел Композитс Лимитед | Fire retardant epoxy resin compositions and their use |
WO2019212549A1 (en) * | 2018-05-03 | 2019-11-07 | W. L. Gore & Associates, Inc. | Flame retardant composite articles and methods for reducing exposure to flames |
RU2722540C2 (en) * | 2017-10-02 | 2020-06-01 | Виктор Николаевич Михайлов | Method of drying prepreg and device for its implementation (versions) |
RU2733448C1 (en) * | 2018-12-13 | 2020-10-01 | Композитор Муаниагипари Фежлезсто Кфт | Improved composition of phenol-furan resin with low inflammability, composite material pre-impregnated and reinforced with fibber, and use thereof |
-
2002
- 2002-01-25 RU RU2002101670A patent/RU2206582C1/en active
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2550860C2 (en) * | 2009-10-01 | 2015-05-20 | Олбани Энджиниэрд Композитс, Инк. | Woven preform, composite material and method for their manufacturing |
RU2657298C2 (en) * | 2013-02-13 | 2018-06-19 | Хексел Композитс Лимитед | Fire retardant epoxy resin compositions and their use |
RU2560370C1 (en) * | 2014-02-19 | 2015-08-20 | Открытое акционерное общество "Авангард" (ОАО "Авангард") | Hybrid epoxy-triphenol binding agent with application of novolac resin |
RU2722540C2 (en) * | 2017-10-02 | 2020-06-01 | Виктор Николаевич Михайлов | Method of drying prepreg and device for its implementation (versions) |
WO2019212549A1 (en) * | 2018-05-03 | 2019-11-07 | W. L. Gore & Associates, Inc. | Flame retardant composite articles and methods for reducing exposure to flames |
RU2733448C1 (en) * | 2018-12-13 | 2020-10-01 | Композитор Муаниагипари Фежлезсто Кфт | Improved composition of phenol-furan resin with low inflammability, composite material pre-impregnated and reinforced with fibber, and use thereof |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US11413832B2 (en) | Fluidized-bed process for manufacturing a fibrous material preimpregnated with thermoplastic polymer | |
Miracle et al. | Composites | |
US11945135B2 (en) | Process for manufacturing a fibrous material pre-impregnated with thermoplastic polymer in powder form | |
JP6275796B2 (en) | Peel ply, a method for surface preparation and bonding of composite structures using this peel ply | |
US20130122763A1 (en) | Composite materials | |
US20200122359A1 (en) | Process for manufacturing a fibrous material pre-impregnated with thermoplastic polymer in dry powder form | |
RU2206582C1 (en) | Method of production of prepreg for winding heat- shielding and/or anti-static internal shells for glass plastic tubes-envelopes of various classes and purposes | |
CN106113814A (en) | A kind of epoxy resin-matrix ballistic composite and preparation method thereof | |
Wang et al. | Interlaminar fracture toughness of carbon/epoxy composites laminates toughened by short carbon fiber | |
CN105885357A (en) | Heterogeneous toughened resin, carbon fiber prepreg and carbon fiber composite material | |
RU2260022C2 (en) | Epoxy binding agent for reinforced plastics (variants) and method for its preparing | |
JP2022164772A (en) | Method for producing sheet molding compound and molded product | |
JP2022023246A (en) | Sheet molding compound and manufacturing method of molded product | |
Özbek et al. | Assessment of nanoclay impact on buckling response of carbon/Kevlar hybrid composites | |
TWI815628B (en) | Carbon fiber bundles, prepregs, fiber reinforced composites | |
JP2004190804A (en) | Sliding member and manufacturing method thereof as well as sliding seismic isolation unit using this sliding member | |
RU2460745C2 (en) | Composition and method of producing binder, prepreg and cellular panel | |
Perepelkin | Polymer Fibre Composites, Basic Types, Principles of Manufacture, and Properties. Part 2. Fabrication and Properties of Polymer Composite Materials. | |
Liu et al. | Industrial polymer matrix composites and fiber-glass-reinforced plastics | |
Zhu et al. | Effect of moisture on the measured tensile strength of polyacrylonitrile carbon fibers | |
US20230122153A1 (en) | Fire retardant fiber preform and fire retardant vehicle component | |
JP7028389B2 (en) | Manufacturing method of sheet molding compound and molded products | |
Ghosh et al. | Processability of Thermosetting Composites | |
KR102507539B1 (en) | Towpreg for dry filament winding and manufacturing method thereof | |
Kale | Nano Composite Material With Multiwall Carbon Nano Tubes As Composite, Glass Fibre As Fibre With the Help of Epoxy Resin As Resin |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PD4A | Correction of name of patent owner | ||
PD4A | Correction of name of patent owner |