RU2318776C1 - Композиционный материал на основе диоксида кремния - Google Patents
Композиционный материал на основе диоксида кремния Download PDFInfo
- Publication number
- RU2318776C1 RU2318776C1 RU2006113902/03A RU2006113902A RU2318776C1 RU 2318776 C1 RU2318776 C1 RU 2318776C1 RU 2006113902/03 A RU2006113902/03 A RU 2006113902/03A RU 2006113902 A RU2006113902 A RU 2006113902A RU 2318776 C1 RU2318776 C1 RU 2318776C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- silicone
- silicon dioxide
- composite material
- epoxy resin
- modified epoxy
- Prior art date
Links
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 28
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 title claims abstract description 12
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 title claims abstract description 11
- 239000002131 composite material Substances 0.000 title claims abstract description 9
- 229920005989 resin Polymers 0.000 claims abstract description 17
- 239000011347 resin Substances 0.000 claims abstract description 17
- 239000003822 epoxy resin Substances 0.000 claims abstract description 12
- 229920000647 polyepoxide Polymers 0.000 claims abstract description 12
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 6
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 claims description 3
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000010703 silicon Substances 0.000 claims description 3
- 239000000463 material Substances 0.000 abstract description 14
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract description 5
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 3
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 abstract description 3
- 239000010936 titanium Substances 0.000 abstract description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 2
- 229920001296 polysiloxane Polymers 0.000 abstract 3
- 238000011089 mechanical engineering Methods 0.000 abstract 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 12
- CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N Acetone Chemical compound CC(C)=O CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 description 4
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 4
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 3
- 229920002050 silicone resin Polymers 0.000 description 3
- 235000015842 Hesperis Nutrition 0.000 description 2
- 235000012633 Iberis amara Nutrition 0.000 description 2
- 238000007605 air drying Methods 0.000 description 2
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 2
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 2
- 229920001577 copolymer Polymers 0.000 description 2
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 description 2
- LNEPOXFFQSENCJ-UHFFFAOYSA-N haloperidol Chemical class C1CC(O)(C=2C=CC(Cl)=CC=2)CCN1CCCC(=O)C1=CC=C(F)C=C1 LNEPOXFFQSENCJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 125000002887 hydroxy group Chemical group [H]O* 0.000 description 2
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 2
- 239000010453 quartz Substances 0.000 description 2
- 239000004593 Epoxy Substances 0.000 description 1
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OKKRPWIIYQTPQF-UHFFFAOYSA-N Trimethylolpropane trimethacrylate Chemical compound CC(=C)C(=O)OCC(CC)(COC(=O)C(C)=C)COC(=O)C(C)=C OKKRPWIIYQTPQF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 1
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 description 1
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 1
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 238000005238 degreasing Methods 0.000 description 1
- 125000000524 functional group Chemical group 0.000 description 1
- 238000005470 impregnation Methods 0.000 description 1
- 239000004615 ingredient Substances 0.000 description 1
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 1
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 1
- 229920001558 organosilicon polymer Polymers 0.000 description 1
- 238000010525 oxidative degradation reaction Methods 0.000 description 1
- 238000006068 polycondensation reaction Methods 0.000 description 1
- 239000004848 polyfunctional curative Substances 0.000 description 1
- 238000006116 polymerization reaction Methods 0.000 description 1
- 230000035939 shock Effects 0.000 description 1
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 1
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 1
- 238000012795 verification Methods 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Landscapes
- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
- Epoxy Resins (AREA)
- Silicon Compounds (AREA)
Abstract
Изобретение относится к авиационной и машиностроительной промышленности и может быть использовано при создании деталей из конструкционных материалов, в частности антенных обтекателей ракет, работающих кратковременно при температуре до 900°С без изменения радиотехнических характеристик. Композиционный материал на основе диоксида кремния, включает спеченный диоксид кремния, титанкремнийорганическую смолу и модифицированную эпоксидную смолу, в молекулу которой входят атомы кремния и титана, при следующем соотношении компонентов, мас.%: спеченный диоксид кремния 98,0-99,0 и в равном соотношении кремнийорганическая смола и модифицированная эпоксидная смола 1,0-2,0. Технический результат изобретения - повышение прочностных характеристик материала. 1 табл.
Description
Изобретение относится к авиационной, машиностроительной и строительной промышленности и может быть использовано при создании деталей из конструкционных материалов, в частности для изготовления антенных обтекателей ракет, обладающих высокой прочностью в сочетании с хорошими диэлектрическими характеристиками при высоких температурах и стойкостью к термоудару.
Известным аналогом является композиционный материал по патенту РФ №2256262 МКИ Н01Q 1/42, 2005, включающий спеченный диоксид кремния и полимер на основе кремнийорганической смолы.
Недостатком материала по аналогу является хрупкость и невысокие физико-механические характеристики.
Наиболее близким к заявляемому изобретению является материал по патенту РФ №2209494 МКИ Н01Q 1/42, 2003, содержащий в качестве добавки кремнийорганическую смолу, которая упрочняет керамику, делает ее водостойкой и герметичной, но материал при этом остается хрупким с низкой адгезионной и когезионной прочностью.
Технический результат настоящего изобретения заключается в получении композиционного материала с повышенными физико-техническими характеристиками, способного кратковременно работать до 950°С с сохранением радиотехнических характеристик.
Указанный технический результат достигается тем, что композиционный материал на основе диоксида кремния, включающий спеченный диоксид кремния и полимер на основе титанкремнийорганической смолы, отличающийся тем, что он дополнительно содержит модифицированную эпоксидную смолу, в молекуле которой есть атомы кремния и титана, при следующем соотношении компонентов, мас.%:
спеченный диоксид кремния 98,0-99,0,
титанкремнийорганическая смола
и модифицированная эпоксидная смола в равном соотношении 1,0-2,0.
Используемая титанкремнийорганическая смола - продукт ТМФТ (ТУ 6-02-933-74) - тетракис(метилфенилсилоксангидрокси)титан. Молекула титанкремнийорганической смолы имеет крестообразное строение и четыре концевые функциональные группы -ОН. В центре креста находится атом Ti. Отверждение титанкремнийорганической смолы, т.е. переход в неплавкое, нерастворимое состояние, происходит по поликонденсационному типу с выделением молекулы воды. Отвердителем может служить смола или олигомер, молекулы которых содержат гидроксильные группы.
Для отверждения титанкремнийорганической смолы в предлагаемом материале используют модифицированную эпоксидную смолу СЭДМ-3, СЭДМ-4 (ТУ 6-05-211-1196-81), в молекулах которой есть гидроксильные группы, атомы кремния и титана, что повышает ее стойкость к термической и термоокислительной деструкции. Кроме этого, молекула СЭДМ обладает химическим сродством к молекуле кремнийорганической смолы.
Отвержденный сополимер не плавится и не растворяется в растворителях, и начинает деструктировать при температуре, превышающей 400°С. Это объясняется тем, что сополимер титанкремнийорганической и модифицированной эпоксидной смол, отвержденный в матрице, в данном случае кварцевой керамике, приобретает свойства, улучшающие его эксплуатационные свойства, в частности температура термоокислительной и термической деструкции сдвигается в сторону повышения температуры.
При кратковременной работе изделий при температуре до 950°С и более прочность заявленного материала не падает до исходной.
Этот эффект объясняется наличием химической связи между матрицей (в данном случае диоксидом кремния) и скелетом кремнийорганической смолы, который образуется после термической и термоокислительной деструкции кремнийорганического полимера.
Диоксид кремния, используемый для получения предлагаемого композиционного материала, с пористостью 7-12%, представляет собой материал с хорошо спеченными зернами, образующими сплошной каркас. Для экспериментальной проверки заявленного изобретения были подготовлены четыре смеси ингредиентов (см. таблицу).
Технологический процесс получения заявленного композиционного материала приведен в примерах 1-4.
Пример 1
1. Приготовление пропитывающего состава, состоящего из смеси титанкремнийорганической смолы ТМФТ и эпоксидной смолы СЭДМ-3 в соотношении 1:1, плотностью 0,94 г/см3.
2. Обезжиривание ацетоном заготовки из кварцевой керамики, механически обработанной в размер.
3. Сушка на воздухе 15-20 минут.
4. Пропитка заготовки составом смеси титанкремнийорганической и эпоксидной смол в ацетоне в течение 60 минут.
5. Сушка на воздухе 2-3 часа.
6. Полимеризация в термостате при температуре 225-240°С.
Пример 2
1. Приготовление пропитывающего состава, состоящего из смеси титанкремнийорганической смолы ТМФТ и эпоксидной смолы СЭДМ-3 в соотношении 1:1, плотностью 0,96 г/см3.
Остальные операции проводят аналогично примеру 1.
Пример 3
1. Приготовление пропитывающего состава, состоящего из смеси кремнийорганической смолы ТМФТ и эпоксидной смолы СЭДМ-3 в соотношении 1:1, плотностью 0,98 г/см3.
Остальные операции проводят аналогично примеру 1.
Пример 4
1. Приготовление пропитывающего состава, состоящего из смеси титанкремнийорганической смолы ТМФТ и эпоксидной смолы СЭДМ-4 в соотношении 1:1, плотностью 0,98 г/см3.
Остальные операции проводят аналогично примеру 1.
Физико-механические характеристики композиционного материала, полученные по вышеприведенным примерам, приведены в таблице.
| Таблица | ||||
| Наименование | Пример | Пример | Пример | Пример |
| показателей | 1 | 2 | 3 | 4 |
| SiO2 - | SiO2 - | SiO2 - | SiO2 - | |
| композиционного | 99,0%, | 98,5% | 98,0% | 99,0% |
| материала | ТМФТ - | ТМФТ - | ТМФТ - | ТМФТ - |
| 0,5%, | 0,75%, | 1,0%, | 0,5%, | |
| СЭДМ- | СЭДМ-3 - | СЭДМ-3 - | СЭДМ-4 - | |
| 3 - 0,5% | 0,75% | 1,0% | 0,5% | |
| Прочность на | ||||
| изгиб, кгс/мм2, | ||||
| при 20°С | 7,0 | 7,2 | 7,4 | 7,0 |
| при 950°С | 5,0 | 5,0 | 5,1 | 5,1 |
| Прочность на | 4,0 | 4,0 | 4,0 | 4,0 |
| изгиб, кгс/мм2, | ||||
| исходная | ||||
Заявленный материал на основе диоксида кремния и смеси титанкремнийорганической смолы с модифицированной эпоксидной смолой в равном соотношении позволяет применить этот материал для изготовления антенных обтекателей ракет, работающих кратковременно при температуре до 950°С без изменения радиотехнических характеристик во всем диапазоне рабочих температур и обладает повышенными по сравнению с исходным материалом прочностными характеристиками на 25-27%.
Claims (1)
- Композиционный материал на основе диоксида кремния, включающий спеченный диоксид кремния и полимер на основе титанкремнийорганической смолы, отличающийся тем, что он дополнительно содержит модифицированную эпоксидную смолу, в молекуле которой есть атомы кремния и титана при следующем соотношении компонентов, мас.%:
спеченный диоксид кремния 98,0-99,0, кремнийорганическая смола и модифицированная эпоксидная смола в равном соотношении 1,0-2,0
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2006113902/03A RU2318776C1 (ru) | 2006-04-24 | 2006-04-24 | Композиционный материал на основе диоксида кремния |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2006113902/03A RU2318776C1 (ru) | 2006-04-24 | 2006-04-24 | Композиционный материал на основе диоксида кремния |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2006113902A RU2006113902A (ru) | 2007-11-10 |
| RU2318776C1 true RU2318776C1 (ru) | 2008-03-10 |
Family
ID=38957940
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2006113902/03A RU2318776C1 (ru) | 2006-04-24 | 2006-04-24 | Композиционный материал на основе диоксида кремния |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2318776C1 (ru) |
-
2006
- 2006-04-24 RU RU2006113902/03A patent/RU2318776C1/ru not_active IP Right Cessation
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| ХАРИТОНОВ Н.П. и др. Термостойкие органосиликатные герметизирующие материалы. - Л.: Наука, 1977, с.30. * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2006113902A (ru) | 2007-11-10 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US11655191B2 (en) | Pre-impregnated fibre-reinforced composite material and fibre-reinforced composite ceramic material, obtained by forming and subsequent pyrolysis of said pre-impregnated material | |
| EP3661999B1 (en) | Pre-impregnated fibre-reinforced composite material and manufactured article obtained by forming and complete curing of said pre-impregnated fibre- reinforced composite material | |
| US20180291159A1 (en) | Solvent Free Solid Material | |
| JP6005739B2 (ja) | タンニン系発泡材を製造するための組成物、それから得られうる発泡材、およびその製造方法 | |
| EP3133116B1 (en) | Aqueous thermosetting binder composition and method for binding fibrous materials by using same | |
| JP2010248479A5 (ru) | ||
| RU2318776C1 (ru) | Композиционный материал на основе диоксида кремния | |
| KR101532637B1 (ko) | 고체 추진제 바인더 및 그 제조방법 | |
| ES2538667T3 (es) | Espumas rígidas a base de taninos de tipo procianidina o prodelfinidina y su procedimiento de preparación | |
| JP2018537559A (ja) | 屋外製品の製造用の硬化性ポリウレタン組成物及びそれから得られる製品 | |
| RU2270180C2 (ru) | Способ получения композиционного материала и материал, изготовленный этим способом | |
| JP6651614B2 (ja) | 炭素−炭素コンポジットの熱分解高密度化用のベンゾオキサジンシアネートエステル樹脂 | |
| EP3214130A1 (en) | Phenolic resin composition and molded body | |
| RU2585638C1 (ru) | Эпоксидное связующее, препрег на его основе и изделие, выполненное из него | |
| RU2655805C1 (ru) | Эпоксидное связующее, препрег на его основе и изделие, выполненное из него | |
| RU2220169C2 (ru) | Теплозащитный полимерный материал и способ его получения | |
| ES2530166T3 (es) | Sistema a base de benzoxazina formulada para aplicaciones e transporte | |
| RU2587169C1 (ru) | Состав эпоксибисмалеимидной смолы и способ ее получения | |
| Smitha Alex et al. | Short silica fiber composites with simultaneous interpenetrating polymer networks constituted by siloxane and phenolic systems | |
| EP3233961B1 (de) | Hochtemperaturbeständige duromere auf der grundlage von naphthalin-basierten epoxidharzen und cyanatestern sowie verbesserung der schlagzähigkeit | |
| JP2020529382A (ja) | ブレーキシステムのコンポーネントを作成するためのプリフォーム | |
| CN103756314A (zh) | 用于复合材料液态成型的双马来酰亚胺树脂的制备方法 | |
| RU2828466C1 (ru) | Способ получения высокопрочных и термостойких пленочных клеев | |
| RU2535494C1 (ru) | Полициануратная композиция, препрег на ее основе и изделие, выполненное из него | |
| RU2606616C1 (ru) | Термостойкая клеевая композиция |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PC43 | Official registration of the transfer of the exclusive right without contract for inventions |
Effective date: 20120926 |
|
| PD4A | Correction of name of patent owner | ||
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20180425 |