×
20.03.2019
219.016.e4a0

Результат интеллектуальной деятельности: ЭПОКСИДНАЯ КЛЕЕВАЯ КОМПОЗИЦИЯ, ПРЕПРЕГ НА ЕЕ ОСНОВЕ И ИЗДЕЛИЕ, ВЫПОЛНЕННОЕ ИЗ НЕГО

Вид РИД

Изобретение

Аннотация: Изобретение относится к области композиционных материалов клеевых или клеевых препрегов на основе стекло- и угленаполнителей и эпоксидной композиции, которые могут быть использованы для изготовления клееных конструкций, в том числе сотовых панелей и агрегатов одинарной и сложной кривизны, в авиакосмической технике, автомобилестроении, судостроении и других отраслях промышленности. Клеевая композиция включает эпоксидную диановую смолу или ее смесь с одной или несколькими эпоксидными смолами, выбранными из группы: N,N-тетраглицидиловое производное 3,3’-дихлор-4,4’-диаминодифенилметана, полиглицидилпроизводное низкомолекулярного фенолформальдегидного новолака и триглицидилпроизводное парааминофенола, в качестве отвердителя - дициандиамид и полиарилсульфон с концевыми гидроксильными группами, с молекулярной массой 25000 - 45000 и температурой стеклования 190-260°С, являющийся продуктом нуклеофильной поликонденсации бис-(галогенарил)сульфонов с бисфенолом. Препрег содержит эпоксидную клеевую композицию и волокнистый наполнитель; стеклянные или углеродные ткани или ленты. Изделие выполнено из вышеуказанного препрега, композиционные материалы обладают повышенной прочностью при межслоевом сдвиге, повышенной трещиностойкостью, повышенной прочностью клеевых соединений при равномерном отрыве обшивки от сотового заполнителя, а также повышенной усталостной и длительной прочностью, что необходимо в случаях, когда склеивание с сотовым заполнителем и формование обшивки происходит за один технологический цикл. 3 с.п. ф-лы, 5 табл.

Изобретение относится к области композиционных материалов клеевых или клеевых препрегов на основе стекло- и угленаполнителей и эпоксидной композиции, которые могут быть использованы для изготовления клееных конструкций, в том числе сотовых панелей и агрегатов одинарной и сложной кривизны, в авиакосмической технике, автомобилестроении, судостроении и других отраслях промышленности.

Известны препреги и сотовые панели типа “сэндвич” на основе эпоксидного связующего, модифицированного каучуком, включающего тетраглицидилдиаминодифенилметан, частицы нейлона 12, аэросил и 4,4-диаминодифенилсульфон в качестве отвердителя, и содержащие углеродное волокно в качестве наполнителя (патент ЕР №0927737). Известны препреги и композиционные материалы, армированные углеродным волокном, в которых связующее включает смесь цианоэфирной, эпоксидной и термопластичной составляющих, причем эпоксидная составляющая включает эпоксидную смолу глицидиламинного типа, эпоксидную смолу с ароматическим кольцом в скелете и эпоксидную смолу глицидилэфирного типа (патент ЕР №0750004).

Однако эти материалы обладают невысокими показателями прочности при сжатии и прочности при равномерном отрыве обшивки от сотового заполнителя.

Известно эпоксидное связующее, представляющее собой раствор эпоксидной смолы - тетраглицидилового эфира 4,4-диамино-3,3-дихлордифенилметана в смеси растворителей с введенным в него отвердителем - 4,4-диаминодифенилсульфоном. Препрег получают путем пропитки этим связующим волокнистого наполнителя в виде углеродных, стеклянных или органических жгутов, лент или тканей (патент РФ №1462773).

Недостатком связующего и препрега на его основе является низкий начальный уровень вязкости связующего, что влечет за собой вытекание его из препрега, приводящее при формовании к необратимому нарастанию относительной жесткости препрега, что, в свою очередь, вызывает ухудшение его технологических свойств.

Наиболее близким аналогом, принятым за прототип, является эпоксидное связующее, препрег на его основе и изделие, выполненное из него.

Эпоксидное связующее включает, мас.%:

Триглицидилпроизводное парааминофенола

марки ЭАФ 12,8-15,0

Полиглицидилпроизводное низкомолекулярного

фенолформальдегидного новолака

марки УП-643 19,0-23,0

Продукт взаимодействия

дифенилолпропана с

эпихлоргидрином марки Диапласт 0,6-3,0

4,4-Диаминодифенилсульфон 10,0-16,0

Спирт изопропиловый

или этиловый 17,2-23,0

Ацетон 25,8-34,6

Препрег содержит указанное эпоксидное связующее и волокнистый наполнитель при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Эпоксидное связующее 30,0-42,0

Волокнистый наполнитель 58,0-70,0

В качестве волокнистого наполнителя препрег содержит стеклянные, углеродные или органические жгуты, ткани или ленты.

Путем формования препрега получают изделия различной конфигурации (патент РФ №2184128).

Недостатками материала-прототипа являются невысокая прочность при межслоевом сдвиге, невысокая трещиностойкость, низкая прочность клеевых соединений при равномерном отрыве обшивки от сотового заполнителя, что не позволяет применять его для изготовления силовых нагруженных клееных сотовых конструкций сложной конфигурации без дополнительного использования клеевой пленки. Кроме того, применение в составе связующего органических растворителей приводит, вследствие удаления летучих продуктов, к получению негерметичных, пористых обшивок, что снижает атмосферостойкость и другие эксплуатационные свойства изделий.

Технической задачей предлагаемого изобретения является создание композиционного материала клеевого на основе эпоксидной композиции и стекло- и угленаполнителей, обладающего повышенной прочностью при межслоевом сдвиге, повышенной трещиностойкостью, повышенной прочностью клеевых соединений при равномерном отрыве обшивки от сотового заполнителя, а также повышенной усталостной и длительной прочностью, что необходимо в случаях, когда склеивание с сотовым заполнителем и формование обшивки происходит за один технологический цикл.

Для решения поставленной технической задачи предлагается эпоксидная клеевая композиция, включающая эпоксидную основу и отвердитель, отличающаяся тем, что в качестве эпоксидной основы она содержит эпоксидную диановую смолу или ее смесь с одной или несколькими эпоксидными смолами, выбранными из группы: N,N-тетраглицидиловое производное 3,3-дихлор-4,4-диаминодифенилметана, полиглицидилпроизводное низкомолекулярного фенолформальдегидного новолака и триглицидилпроизводное парааминофенола, в качестве отвердителя - дициандиамид и дополнительно - полиарилсульфон с концевыми гидроксильными группами, с молекулярной массой 25000-45000 и температурой стеклования 190-260°С, являющийся продуктом нуклеофильной поликонденсации бис-(галогенарил)сульфонов с бисфенолами, при следующем соотношении компонентов, мас.ч.:

Эпоксидная диановая смола

или ее смесь с одной

или несколькими эпоксидными

смолами, выбранными из группы:

N,N-тетраглицидиловое

производное 3,3-дихлор-4,4-

диаминодифенилметана,

полиглицидилпроизводное

низкомолекулярного

фенолформальдегидного новолака и

триглицидилпроизводное парааминофенола 59-77

Дициандиамид 6-11

Полиарилсульфон 12-35

препрег, включающий указанную эпоксидную клеевую композицию и волокнистый наполнитель - стеклянные или углеродные ткани или ленты при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Связующее 30-60

Волокнистый наполнитель 40-70

а также изделие, выполненное из него.

В качестве эпоксидной диановой смолы в предлагаемом изобретении могут быть использованы различные диановые смолы, но предпочтительнее использовать смолы с массовой долей эпоксидных групп от 10 до 23,5%. В примерах осуществления были использованы смолы ЭД-20 с массовой долей эпоксидных групп 22%, ЭД-16 с массовой долей эпоксидных групп 18% и ЭД-22 с массовой долей эпоксидных групп 23,5%.

Использование жидких эпоксидных смол различной структуры и функциональности в составе эпоксидной клеевой композиции значительно улучшает технологические свойства препрега при его переработке, такие, как жизнеспособность, липкость, драпируемость, а также эксплуатационные свойства получаемых изделий.

В качестве модифицирующей добавки в составе эпоксидной клеевой композиции используют полиарилсульфон с концевыми гидроксильными группами, с молекулярной массой 25000-45000 и температурой стеклования 190-260°С, являющийся продуктом нуклеофильной поликонденсации бис-(галогенарил)сульфонов с бисфенолами. В примерах осуществления использованы Полиарилсульфон-I с температурой стеклования 190°С и молекулярной массой 25000, Полиарилсульфон-II с температурой стеклования 260°С и молекулярной массой 45000 и Полиарилсульфон-III с температурой стеклования 210°С и молекулярной масссой 30000.

Применение полиарилсульфонов в качестве модифицирующих добавок в составе эпоксидной композиции обуславливает повышение теплостойкости материалов, трещиностойкости, вязкости разрушения обшивок на основе клеевых препрегов, в том числе в составе сотовых конструкций.

Совмещение в расплаве эпоксидных смол с полиарилсульфоном и отвердителем позволяет получить композицию с вязкостью, необходимой для качественной пропитки наполнителя и обеспечивает повышенные адгезионные свойства препрега и минимальное количество летучих продуктов.

Использование в качестве волокнистых наполнителей конструкционных стеклянных и углеродных лент и тканей обеспечивает получение высокопрочных и высокотехнологичных композиционных материалов и изделий из них.

Препреги на основе эпоксидной клеевой композиции по предлагаемому изобретению могут самостоятельно применяться в качестве армированной клеевой пленки при склеивании различных металлических и неметаллических материалов.

Примеры осуществления

Пример 1

Приготовление эпоксидной клеевой композиции

В смеситель загружают 59 мас.ч. смолы ЭД-20 и 35 мас.ч. Полиарилсульфона-I, нагревают при перемешивании до 170-180°С. В полученный расплав вводят 6 мас.ч. дициандиамида и продолжают перемешивание, затем расплав охлаждают до комнатной температуры.

Получение препрега

Препрег получают путем нанесения 30 мас.% эпоксидной клеевой композиции при температуре 100-140°С на углеродную ленту ЭЛУР-0,1П в количестве 70 мас.%.

Получение изделия

Композиционный материал получают путем выкладки и формования препрега методом вакуум-автоклавного прессования при температуре 180±5°С в течение 3 ч при давлении 0,8 кгс/см2.

Технология приготовления эпоксидных клеевых композиций, препрегов и композиционных материалов по примерам 2-6 аналогична примеру 1. Составы композиций по изобретению и прототипа даны в таблице 1, составы препрегов - в таблице 2, свойства композиционных материалов - в таблицах 3 и 4, свойства клеевых препрегов, используемых в качестве армированной клеевой пленки, - в таблице 5.

Изделия из клеевых препрегов могут также изготавливаться намоткой и формоваться способами прямого прессования и вакуумным в зависимости от конструкции изделия.

Предложенные композиционные материалы по изобретению на основе эпоксидной клеевой композиции и волокнистых угле- и стеклонаполнителей обеспечивают:

- повышение прочности при межслоевом сдвиге на 15-20%;

- повышение прочности клеевых соединений при равномерном отрыве обшивки от сотового заполнителя в 3,5-4 раза;

- повышение трещиностойкости на 40-60%;

- повышение усталостной и длительной прочности на 20-35%;

- увеличение жизнеспособности препрега в 2-4 раза.

Применение предлагаемых композиционных материалов позволит создать высокопроизводительную технологию изготовления клееных сотовых конструкций одинарной и сложной кривизны за один технологический цикл формования обшивки и приклеивания ее к сотовому заполнителю, при этом трудоемкость снижается в 1,5-2 раза, энергоемкость - в 2-3 раза, количество вредных выбросов в атмосферу - в 10-15 раз.

Эпоксиднаядиановаясмолаилиеесмесьсоднойилинесколькимиэпоксиднымисмолами,выбраннымиизгруппыN,N-тетраглицидиловоепроизводное3,3’-дихлор-4,4’-диаминодифенилметана,полиглицидилпроизводноенизкомолекулярногофенолформальдегидногоноволака,триглицидилпроизводноепарааминофенола59-77Дициандиамид6-11Указанныйполиарилсульфон12-35Эпоксиднаяклееваякомпозиция30-60Волокнистыйнаполнитель40-701.Эпоксиднаяклееваякомпозиция,включающаяэпоксиднуюосновуиотвердитель,отличающаясятем,чтовкачествеэпоксиднойосновыонасодержитэпоксиднуюдиановуюсмолуилиеесмесьсоднойилинесколькимиэпоксиднымисмолами,выбраннымиизгруппыN,N-тетраглицидиловоепроизводное3,3’-дихлор-4,4’-диаминодифенилметана,полиглицидилпроизводноенизкомолекулярногофенолформальдегидногоноволака,триглицидилпроизводноепарааминофенола,вкачествеотвердителя-дициандиамидидополнительносодержитполиарилсульфонсконцевымигидроксильнымигруппами,смолекулярноймассой25000-45000итемпературойстеклования190-260°С,являющийсяпродуктомнуклеофильнойполиконденсациибис-(галогенарил)сульфоновсбисфенолами,приследующемсоотношениикомпонентов,мас.ч.:12.Препрег,включающийэпоксиднуюклеевуюкомпозициюиволокнистыйнаполнитель-стеклянныеилиуглеродныетканиилиленты,отличающийсятем,чтовкачествекомпозициионсодержитэпоксиднуюклеевуюкомпозициюпоп.1приследующемсоотношениикомпонентов,мас.%:23.Изделие,отличаеющеесятем,чтооновыполненоизпрепрегапоп.2.3
Источник поступления информации: Роспатент

Показаны записи 21-28 из 28.
09.05.2019
№219.017.4baf

Клеевая композиция

Изобретение относится к области получения клеевых композиций для склеивания сырых (невулканизованных) резин с металлами в процессе вулканизации при изготовлении резинометаллических конструкций в авиационной, автомобильной технике и судостроении. Технической задачей предлагаемого изобретения...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 02230765
Дата охранного документа: 20.06.2004
09.06.2019
№219.017.7897

Сплав на основе титана и изделие, выполненное из него

Изобретение относится к области металлургии, а именно к созданию сплавов на основе титана, предназначенных для использования в качестве конструкционного материала при производстве медицинских изделий и в конструкциях химического и нефтехимического машиностроения. Предложен сплав на основе...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 02222627
Дата охранного документа: 27.01.2004
09.06.2019
№219.017.789a

Жаропрочный сплав на основе алюминия и изделие, выполненное из него

Изобретение относится к металлургии, в частности к жаропрочным деформируемым сплавам на основе алюминия, используемым в качестве конструкционного материала в греющихся частях летательных аппаратов, например в деталях двигателя или в элементах деталей обшивки сверхзвуковых самолетов. Предложен...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 02222628
Дата охранного документа: 27.01.2004
09.06.2019
№219.017.78e0

Состав сварочной проволоки

Изобретение может быть использовано в сварочном производстве, а именно для сварки высокопрочных сталей. Состав содержит компоненты в следующем соотношении, мас. %: углерод 0,3-0,35; кремний 0,3-0,6; марганец 1,5-2,0; хром 2,0-2,5; никель 1,0-2,0; вольфрам 1,0-1,5; молибден 0,4-0,5; ванадий...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 02217283
Дата охранного документа: 27.11.2003
10.07.2019
№219.017.aba2

Сплав на основе интерметаллида nial и изделие, выполненное из него

Изобретение относится к области металлургии, а именно к литейным жаропрочным сплавам на основе интерметаллида NiAl и изделиям, получаемым методом точного литья, таким как рабочие и сопловые лопатки, элементы камер сгорания, створки и другие детали ГТД, используемым в авиационной технике,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 02237093
Дата охранного документа: 27.09.2004
10.07.2019
№219.017.aba3

Полимерное связующее и полимерный композиционный материал на его основе

Изобретение относится к полимерным связующим и композиционным материалам на их основе, которые могут быть использованы в качестве конструкционных материалов в авиационной, космической, радиоэлектронной областях промышленности. Связующее включает эпоксидную ароматическую смолу (75-95 м.ч.), ПАВ...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 02237688
Дата охранного документа: 10.10.2004
10.07.2019
№219.017.aba6

Сплав на основе алюминия и изделие, выполненное из него

Изобретение относится к высокопрочным сплавам пониженной плотности на основе системы алюминий-медь-литий и может быть использовано в авиакосмической, судостроительной и автомобильной отраслях промышленности. Предложен сплав на основе алюминия и изделие из него, содержащие следующие компоненты,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002237098
Дата охранного документа: 27.09.2004
10.07.2019
№219.017.aba8

Сплав на основе алюминия и изделие, выполненное из него

Изобретение относится к металлургии сплавов на основе алюминия, предназначенных для применения в сварных конструкциях. Такие сплавы могут быть использованы как конструкционные материалы для создания изделий авиакосмической и других отраслей промышленности. Особенно эффективно использование...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 02237097
Дата охранного документа: 27.09.2004
Показаны записи 31-40 из 59.
09.05.2019
№219.017.4b7a

Способ термической обработки изделий из жаропрочных, деформируемых, дисперсионно-твердеющих сплавов на никелевой основе

Изобретение относится к области металлургии, а именно к термической обработке изделий из жаропрочных, деформируемых, дисперсионно-твердеющих сплавов на никелевой основе. Предложен способ термической обработки изделий из жаропрочных, деформируемых, дисперсионно-твердеющих сплавов на никелевой...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002256723
Дата охранного документа: 20.07.2005
09.05.2019
№219.017.4b7e

Жаростойкий сплав на основе интерметаллида nial и изделие, выполненное из него

Изобретение относится к области металлургии, а именно к литейным жаростойким сплавам на основе интерметаллида NiAl и изделиям, получаемым методом точного литья по выплавляемым моделям с монокристаллической структурой, таким как, например, рабочие и сопловые лопатки, проставки соплового аппарата...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002256714
Дата охранного документа: 20.07.2005
09.05.2019
№219.017.4b7f

Жаропрочный литейный сплав на основе никеля и изделие, выполненное из него

Изобретение относится к области металлургии, а именно к получению жаропрочных литейных сплавов на основе никеля, и может быть использовано для получения методом направленной кристаллизации деталей узлов газотурбинных двигателей и установок, преимущественно турбинных лопаток с...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002256715
Дата охранного документа: 20.07.2005
09.05.2019
№219.017.4baf

Клеевая композиция

Изобретение относится к области получения клеевых композиций для склеивания сырых (невулканизованных) резин с металлами в процессе вулканизации при изготовлении резинометаллических конструкций в авиационной, автомобильной технике и судостроении. Технической задачей предлагаемого изобретения...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 02230765
Дата охранного документа: 20.06.2004
09.05.2019
№219.017.50c2

Сплав на основе титана и изделие, выполненное из него

Изобретение относится к созданию титановых сплавов, предназначенных для использования в качестве конструкционного материала, работающего при повышенных температурах. Сплав имеет следующий химический состав, мас.%: алюминий 4,5-7,3, молибден 0,4 - 3,8, цирконий 3,0-5,0, олово 1,5-3,5, ниобий...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 02175992
Дата охранного документа: 20.11.2001
09.05.2019
№219.017.50fa

Эпоксидное связующее, препрег на его основе и изделие, выполненное из препрега

Изобретение относится к области создания высокопрочных композиционных материалов на основе волокнистых наполнителей и эпоксидных связующих, которые могут быть использованы в машино-, судостроении, авиационной промышленности и других областях техники. Связующее содержит, мас.%:...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 02184128
Дата охранного документа: 27.06.2002
09.05.2019
№219.017.50fd

Конструкционная сталь и изделие, выполненное из нее

Изобретение относится к металлургии, а именно к созданию конструкционных высокопрочных коррозионно-стойких сталей. Предложена конструкционная сталь, содержащая компоненты в следующем соотношении, мас.%: углерод 1,4-1,55; кремний 1,25-2,0; марганец 0,1-0,35; хром 14-16; ванадий 3,0-4,5; молибден...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 02184172
Дата охранного документа: 27.06.2002
09.05.2019
№219.017.5105

Сплав на основе алюминия и изделие, выполненное из него

Изобретение относится к металлургии, в частности к составам алюминиевых сплавов, и может быть использовано в разработке конструкционных материалов для изготовления изделий авиакосмической техники, в том числе и работающих при криогенных температурах. Сплав также может использоваться в качестве...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 02180929
Дата охранного документа: 27.03.2002
09.05.2019
№219.017.5135

Способ изготовления листов из алюминиевых сплавов

Способ изготовления листов из алюминиевых сплавов включает гомогенизацию, охлаждение со скоростью 5-50°С/ч до 100-150°С, нагрев до температуры горячей прокатки 360-450°С, горячую прокатку, отжиг горячекатаной заготовки, перед холодной прокаткой листовую заготовку отжигают при температуре...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002158783
Дата охранного документа: 10.11.2000
09.06.2019
№219.017.76b2

Теплостойкий пеногерметик

Описывается теплостойкий пеногерметик, включающий полиорганосилоксановый каучук, оксид цинка, олигогидридсилоксан, аминосоединение и катализатор вулканизации, отличающийся тем, что в качестве полиорганосилоксанового каучука он содержит полидиметилметилфенилсилоксандиол, в качестве...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002263130
Дата охранного документа: 27.10.2005
+ добавить свой РИД