*

Вибропоглощающая эпоксидная композиция


*

Рекомендуемая область применения:
Установка турбогенераторов, судовых двигателей, лебедок и другого оборудования.

Описание:
Результат выполнения технологической разработки. Изобретение относится к синтетическим конструкционным композициям, используемым в качестве вибропоглощающих материалов в различных отраслях промышленности, в частности для установки турбогенераторов, судовых двигателей, лебедок и другого оборудования.
Вибропоглощающая эпоксидная композиция содержит эпоксидную диановую смолу, активный разбавитель, минеральный наполнитель и аминный отвердитель, содержит в качестве минерального наполнителя волластонит при следующем соотношении компонентов, мас.%:
эпоксидная диановая смола - 20,7-40,8;
активный разбавитель - 5,8-10,2;
волластонит - 41,8-62,4;
аминный отвердитель - 7,2-11,
1. Волластонит использован с содержанием не менее 30% мас. игольчатой фракции с длиной иголки не более 63 мкм и соотношении длины к толщине иголки 5:1.
Волластонит может быть использован аппретированным -аминопропилтриэтоксисиланом в количестве 0,2-1,0% от массы волластонита.
Получение вибропоглощающей эпоксидной композиции с повышенными характеристиками прочности, твердости, упругости, высокими демпфирующими свойствами обеспечивается, во-первых, высокой степенью наполнения материала - при отверждении композиции частицы минерального наполнителя образуют кластерную структуру, которая препятствует распространению движения микротрещин и движению дислокации в материале; во-вторых, аппретированием минерального наполнителя перед созданием материала -аминопропилтриэтоксисиланом, являясь поверхностно-активным веществом, -аминопропилтриэтоксисилан улучшает взаимодействие на границе раздела эпоксидная диановая смола - наполнитель; в-третьих, игольчатой формой частиц волластонита, которая способствует увеличению механических свойств по сравнению с частицами другой формы.
Содержание в вибропоглощающей эпоксидной композиции волластонита 41,8-62,4 мас.% является оптимальным, так как при данной степени наполнения образуется необходимая кластерная структура материала. При содержании волластонита в вибропоглощающей эпоксидной композиции менее 41,8 мас.% частицы волластонита в материале распределяются независимо друг от друга и не образуют кластерной структуры, что снижает прочностные и деформативные характеристики материала.
При содержании волластонита в вибропоглощающей эпоксидной композиции более 62,4 мас.% эпоксидная диановая смола уже не может обеспечить смачивание всех частиц волластонита. При этом появляются частицы, не связанные граничным слоем со смолой, что существенно снижает прочностные и деформативные характеристики материала.
Содержание в композиции эпоксидной диановой смолы зависит от содержания минерального наполнителя. При увеличении содержания волластонита содержание эпоксидной диановой смолы уменьшается, а при уменьшении содержания волластонита содержание эпоксидной диановой смолы увеличивается.
Содержание аминного отвердителя в количестве 7,2-11,1 мас.% к общей массе композиции является оптимальным и рассчитывается в зависимости от количества эпоксидной диановой смолы (см. Кардашов Д.А. Конструкционные клеи. - М., Xимия, 1980).
Оптимальное содержание активного разбавителя составляет 5,8-10,2 мас.% и рассчитывается в зависимости от количества эпоксидной диановой смолы и содержания волластонита (см. Кардашов Д.А. Конструкционные клеи. - М., Xимия, 1980).
Аппретированние волластонита -аминопропилтриэтоксисиланом позволяет улучшить взаимодействие на границе раздела эпоксидная диановая смола - минеральный наполнитель. Аппрет создает на поверхности минерального наполнителя оболочку, содержащую активные группы, которые при взаимодействии с активными группами эпоксидной диановой смолы образуют прочные связи.
Количество -аминопропилтриэтоксисилана, составляющее 0,2-1,0% от массы волластонита, является оптимальным, что подтверждается литературными данными (см. Принципы создания композиционных материалов / А.А.Берлин, С.А.Вольфсон, Н.С.Еникополов - М., Xимия, 1990. - 240 с.).
При содержании в композиции -аминопропилтриэтоксисилана менее 0,2% от массы волластонита не обеспечиваются условия для образования достаточного количества активных групп на поверхности минерального наполнителя, что снижает прочность связи по границе раздела.
При использовании -аминопропилтриэтоксисилана в количестве более 1,0% от массы волластонита сокращается время отверждения композиции, что исключает возможность ее хранения.
Внесены следующие дополнительные обозначения:
"Вол" - волластонит непрокаленный, неаппретированный;
"Вол а" - волластонит непрокаленный, аппретированный -аминопропилтриэтоксисиланом;
"Вол с" - волластонит прокаленный при 300°С в течение трех часов, аппретированный - аминопропилтриэтоксисиланом;
активный разбавитель №1 - фенилглицидиловый эфир;
активный разбавитель №2 - бутилглицидиловый эфир;
активный разбавитель №3 - крезилглицидиловый эфир;
ТЭТА - триэтилентетраамин;
ДЭТА - диэтилентриамин.

Таблица 1
Составы образцов из вибропоглощающей эпоксидной композиции

№ состава Эпоксидиановая смола Минеральный наполнитель Аминный отвердитель Активный разбавитель
              тип  масс.%          тип  мас.%            тип   мас.%           тип  мас.%

1            ЭД-20  40,8           Вол   41,8            ТЭТА    7,2            №2     10,2

2            ЭД-20  40,8           Вол а 41,8            ДЭТА    7,2            №1      10,2

3            ЭД-20  36,4           Вол а 45,4            ДЭТА    9,1            №2       9,1

4            ЭД-20  36,6           Вол с 45,7            ДЭТА    8,6            №1       9,1

5            ЭД-16  36,5           Вол с 45,6            ТЭТА    8,8            №1       9,1

6            ЭД-16  37,1           Вол   46,4            ТЭТА    7,2            №1       9,3

7            ЭД-20  33,4           Вол с 51,0            ТЭТА    7,2            №1       8,4

8            ЭД-20  33,4           Вол с 51,0            ДЭТА    7,2            №2       8,4

9            ЭД-20  31,0           Вол с 54,6            ДЭТА    8,9            №2       5,5

10           ЭД-20  31,0           Вол с 54,6            ДЭТА    8,9            №1       5,5

11           ЭД-20  31,0           Вол с 54,6            ДЭТА    8,9            №2       5,5

12           ЭД-20  20,7           Вол с 62,4            ДЭТА   11,1            №1       5,8

13           ЭД-20  20,7           Вол с 62,4            ДЭТА   11,1            №2       5,8

Таблица 2

Показатели механических характеристик образцов из вибропоглощающей эпоксидной композиции 

   №       Предел прочности   Предел прочности   Модуль упругости,  Твердость НВ
состава    при сжатии, МПа    при сдвиге, МПа           МПа

1                   132              31                 2280              31

2                   132              31                 2900              33

3                   108              25                 2660              33

4                   125              29                 2240              27

5                   119              28                 3080              27

6                   138              32                 2270              32

7                   141              33                 2390              35

8                   138              32                 2270              32

9                   128              30                 3060              29

10                  150              35                 3600              33

11                  130              30                 3100              35

12                  156              37                 3790              33

13                  150              35                 3570              35

Преимущества перед известными аналогами:
Позволяет получать композицию с повышенными механическими характеристиками и высокими демпфирующими свойствами.
Стадия освоения:
Внедрено в производство
Результаты испытаний:
Технология обеспечивает получение стабильных результатов
Технико-экономический эффект:
Повышает прочностные и деформативные характеристики материала в 1,5 раза.


*


к оглавлению