Соединение композитных материалов - RU2017119030A
Код документа: RU2017119030A
Формула
1. Способ подготовки поверхности перед соединением склеиванием, включающий:
получение композитной основы, содержащей армирующие волокна, пропитанные первой способной к отверждению матричной смолой;
нанесение слоя поверхностной обработки на поверхность композитной основы, причем указанный слой поверхностной обработки содержит вторую способную к отверждению матричную смолу, отличную от первой матричной смолы;
совместное отверждение композитной основы и слоя поверхностной обработки до тех пор, пока композитная основа не отвердится полностью, а слой поверхностной обработки останется частично отвержденным,
причем состав второй матричной смолы подобран так, чтобы она отверждалась медленнее, чем первая матричная смола, и после соотверждения на этапе (c) слой поверхностной обработки приводит к образованию склеивающейся поверхности с химически активными функциональными группами.
2. Способ по п. 1, причем слой поверхностной обработки является смоляной пленкой, которая не содержит в себе ткани или армирующих волокон.
3. Способ по п. 1, причем слой поверхностной обработки содержит текстильную ткань, пропитанную второй способной к отверждению матричной смолой, и после соотверждения на этапе (c) слой поверхностной обработки удаляют с поверхности композитной основы, оставляя тонкую пленку частично отвержденной матричной смолы на поверхности композитной основы, причем указанная тонкая пленка создает шероховатую, склеивающуюся поверхность с химически активными функциональными группами.
4. Способ по п. 1, причем первая и вторая способные к отверждению матричные смолы содержат одну или более полифункциональных эпоксидных смол.
5. Способ по п. 1, причем первая и вторая матричные смолы содержат разные отверждающие агенты, которые выбраны так, чтобы отверждение проходило с разными скоростями.
6. Способ по п. 5, в котором:
- первая и вторая матричные смолы содержат одну или более эпоксидных смол,
- отверждающие агенты для первой и второй матричных смол выбраны из группы, состоящей из следующих элементов: меламин и замещенные производные меламина, полимеркаптан, полиамид, алифатический полиамин, ароматические производные полиамина, комплекс третичного амина и трифторида бора, ангидрид, имидазолы, ароматический полиамин, цианогуанидин, новолачная фенольная смола, и
- отверждающий агент для первой матричной смолы выбран так, чтобы первая матричная смола могла отверждаться быстрее, чем вторая матричная смола.
7. Способ по п. 6, причем первая матричная смола содержит 1,3-бис(4-аминофенокси)бензол, а вторая матричная смола содержит 4,4'-диаминодифенилсульфон или (3-(4-аминобензоил)оксифенил)-4-аминобензoат в качестве отверждающих агентов.
8. Способ по п. 6, причем первая матричная смола содержит 4,4'-диаминодифенилсульфон или 3,3'-диаминодифенилсульфон, а вторая матричная смола содержит меламин в качестве отверждающих агентов.
9. Способ по п. 6, причем первая матричная смола содержит комбинацию 4,4'-диаминодифенилсульфона и дицианогуанидина, а вторая матричная смола содержит 4,4'-диаминодифенилсульфон или меламин в качестве отверждающих агентов.
10. Способ по п. 6, причем первая матричная смола содержит 3,3'-диаминодифенилсульфон, а вторая матричная смола содержит 4,4'-диаминодифенилсульфон в качестве отверждающих агентов.
11. Способ по п. 6, причем первая матричная смола содержит бис-анилин M, а вторая матричная смола содержит 4,4'-диаминодифенилсульфон в качестве отверждающих агентов.
12. Способ по п. 6, причем первая матричная смола содержит 4,4'-диаминодифенилсульфон, а вторая матричная смола содержит (3-(4-аминобензоил)оксифенил)-4-аминобензоат в качестве отверждающих агентов.
13. Способ по п. 6, причем первая матричная смола содержит бис-анилин P, а вторая матричная смола содержит 3,3'-диаминодифенилсульфон в качестве отверждающих агентов.
14. Способ по п. 6, причем первая матричная смола содержит комбинацию 3,3'-диаминодифенилсульфона и дигидразида изофталевой кислоты, а вторая матричная смола содержит меламин в качестве отверждающих агентов.
15. Способ по любому из пп. 1-4, причем способная к отверждению вторая матричная смола содержит одну или более термореактивных смол, отверждающий агент и ингибитор, который может замедлять скорость реакции между одной или более термореактивными смолами и отверждающим агентом во второй матричной смоле.
16. Способ по п. 15, причем указанный ингибитор выбран из группы, состоящей из борной кислоты, трифторборана, алкилбората, алкилборана, триметоксибороксина, органических кислот с pKa от 1 до 3, в том числе малеиновой кислоты, салициловой кислоты, щавелевой кислоты, оксидов металлов, гидроксидов металлов и алкоксидов металлов, где метал является цинком, оловом, титаном, кобальтом, марганцем, железом, кремнием, бором или алюминием, и из их комбинаций.
17. Способ по любому из пп. 1-4, причем способная к отверждению первая матричная смола содержит одну или более термореактивных смол, отверждающий агент и ускоритель, который может повышать скорость реакции между одной или более термореактивными смолами и отверждающим агентом.
18. Способ по п. 17, причем первая матричная смола содержит одну или более эпоксидных смол, и ускоритель выбран из соединений, содержащих амин, фосфин, гетероциклический азот, аммониевую, фосфониевую, арсониевую или сульфониевую группу.
19. Способ по п. 17, причем первая матричная смола содержит одну или более эпоксидных смол, и ускоритель выбран из группы, состоящей из бензимидазолов, имидазолов, имидазолидинов, имидазолинов, оксазолов, пирролов, тиазолов, пиридинов, пиразинов, морфолинов, пиридазинов, пиримидинов, пирролидинов, пиразолов, хиноксалинов, хиназолинов, фталозинов, хинолинов, пуринов, индазолов, индолов, индолазинов, феназинов, фенарсазинов, фенотиазинов, пирролинов, индолинов, пиперидинов, пиперазинов и их комбинации.
20. Отвержденная композитная основа, имеющая склеивающуюся поверхность с химически активными функциональными группами, полученная способом по любому из пп. 1-19.
21. Способ склеивания, включающий:
подготовку первой композитной основы, содержащей армирующие волокна, пропитанные первой способной к отверждению матричной смолой;
нанесение обогащенного смолой удаляемого жертвенного слоя на поверхность первой композитной основы, причем указанный жертвенный слой содержит текстильную ткань, пропитанную второй способной к отверждению матричной смолой, которая имеет такой состав, чтобы отверждаться медленнее, чем первая матричная смола;
соотверждение первой композитной основы и жертвенного слоя до тех пор, пока первая композитная основа не будет полностью отверждена, а вторая матричная смола в жертвенном слое останется частично отвержденной;
удаление жертвенного слоя с поверхности первой композитной основы, оставляя тонкую пленку частично отвержденной второй матричной смолы на поверхности первой композитной основы, причем указанная тонкая пленка создает шероховатую, склеивающуюся поверхность с химически активными функциональными группами;
соединение отвержденной первой композитной основы со второй композитной основой посредством способной к отверждению адгезионной пленки между композитными основами,
причем способная к отверждению адгезионная пленка содержит химически активные функциональные группы, способные реагировать с химически активными функциональными группами на склеивающейся поверхности первой композитной основы; и
отверждение адгезионной пленки с образованием ковалентно связанной структуры.
22. Способ склеивания, включающий:
подготовку первой композитной основы, содержащей армирующие волокна, пропитанные первой способной к отверждению матричной смолой;
нанесение смоляной пленки на поверхность первой композитной основы, причем указанная смоляная пленка образована из второй способной к отверждению матричной смолы, которая имеет такой состав, чтобы отверждаться медленнее, чем первая матричная смола;
соотверждение первой композитной основы и смоляной пленки до тех пор, пока первая композитная основа не будет полностью отверждена, а смоляная пленка останется частично отвержденной, создавая тем самым склеивающуюся поверхность с химически активными функциональными группами;
соединение отвержденной первой композитной основы со второй композитной основой посредством способной к отверждению адгезионной пленки между композитными основами,
причем способная к отверждению адгезионная пленка содержит химически активные функциональные группы, способные реагировать с химически активными функциональными группами на склеивающейся поверхности первой композитной основы; и
отверждение адгезионной пленки с образованием ковалентно связанной структуры.
23. Способ склеивания по п. 21 или 22, причем вторую композитную основу отверждают до соединения с отвержденной первой композитной основой.
24. Способ склеивания по п. 21, причем отвержденная вторая композитная основа имеет шероховатую склеивающуюся поверхность, содержащую химически активные функциональные группы, полученную тем же способом, который применялся для образования шероховатой склеивающейся поверхности отвержденной первой композитной основы.
25. Способ склеивания по п. 21 или 22, причем до соединения с первой композитной основой вторая композитная основа является неотвержденной или частично отвержденной, а при отверждении на этапе (f) адгезионная пленка и вторая композитная основа отверждаются одновременно.
26. Способ склеивания по любому из пп. 21-25, причем первая и вторая способные к отверждению матричные смолы содержат разные отверждающие агенты, которые выбирают так, что отверждение протекало с разными скоростями.
27. Способ склеивания по п. 26, причем
- первая и вторая способные к отверждению матричные смолы содержат одну или более эпоксидных смол,
- отверждающие агенты для первой и второй матричных смол выбраны из группы, состоящей из меламина и замещенных производных меламина, полимеркаптана, полиамида, алифатического полиамина, ароматических производных полиамина, комплекса третичного амина с трифторидом бора, ангидрида, имидазолов, ароматического полиамина, цианогуанидина, новолачной фенольной смолы, и
- отверждающие агенты для первой и второй матричных смол выбраны так, чтобы первая матричная смола отверждалась быстрее, чем вторая матричная смола.
28. Способ склеивания по любому из пп. 21-27, причем способная к отверждению адгезионная пленка содержит по меньшей мере одну полифункциональную эпоксидную смолу и по меньшей мере одно соединение амина в качестве отверждающего агента.
