Полимерная композиция

Полимерная композиция

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

О П И С А Н И Е < 732328

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (6l) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 02.12.77 (21) 2549987/23-05 с присоединением заявки,% (23) П риоритет (51)М. Кл.

С 08 L 61/10

С 08 К 5/03

Государственный комитет

СССР

Опубликовано 05.05.80. Бюллетень № 17 (53) УДК 678.632.

32.21 (088.8) ло делам изобретений и открмтий

Дата опубликования описания 05.05.80

Г. И. Цвелиховский, Г. В. Моцарев, В. Р. Розенберг, Н, В. Моисеева, М. М. Парова,В.И. Свиридов и А. Д. Соколов (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) ПОЛИМЕРНАЯ КОМПОЗИЦИЯ

Изобретение относится к области фенолоформальдегидных связующих новолачного типа, отверждаемых гексаметилентетрамином (ГМТА) и может быть использовано для создания композиционных наполненных материалов, приме5 няемых в машиностроении, электротехнике и тд.

Известна полимерная композиция, содержащая новолачную фенолоформальдегидную смолу и в качестве ускорителя — новолачную смолу, модифицированную моногалогенсодержащимй . монокарбоновыми кислотами, например мойохлоруксусной (1) .

Недостатком данной композиции является относительно невысокая скорость гелеобразования (с „„), что приводит к значительной продолжительности вязко -пластичного состояния (Ч " ) и прессования материала (Ч. „р) на основе данной композиции.

Кроме того, применение значительных количеств (10-20%) вышеупомянутого ускорителя сказывается на снижении термической стойкости (коксового числа) отвержденного связующего по сравнению с системой беэ ускорителя эа счет уменьшения плотности его пространственной сетки и наличия алифатических фрагментов монохлоруксусной кислоты, что приводит к снижению физико-механических свойств прессматериалов.

На применении монохлоруксусной кислоты отрицательно сказывается ее токсичность и способность корродировать аппаратуру.

Цель изобретения — ускорение процесса формирования пресс-материала на основе данной полимерной композиции, Поставленная цель достигается тем, что известная полимерная композиция, включающая фенолоформальдегидную смолу новолачного типа, отвердитель-гексаметилентетрамин н органический хлорсодержащий катализатор, в качестве катализатора содержит бис -трихлорметильные производные бензола при следующих соотношениях компонентов, вес.ч.:

Фенолоформальдегидная смола новолачного типа lOO

Гексаметилентетрамин 12,0 — 15,0

Бис -трихлорметильные производные бензола (гексахлор732328

3 параксилол (ГХПК) при гекса..лорметаксилол (ГХМК) 2,4 — 6,0

При использовании в качестве катализатора бис-трихлорметильных производных бензола возрастает и термическая стойкость (коксовое число) отвержденного связующего за счет меньшего количества добавленного катализатора, его ароматической природы, более высокой плотности пространственной сетки.

В отличие от монохлоруксусной кислоты бис-трихлорметильные производные бензола практически нетоксичны, а введение катализатора (в количестве 2,4-6,0 вес,ч.) не вызывает коррозию аппаратуры.

Образцы полимерных композиций и прессматериалов на их основе с использованием углеродного волокна готовят следующим образом.

Для испытания х л при 150 С порошки фенолоформальдегидной новолачной смолы марки Н18, ГМТА и катализатора смешивают в фарфоровой ступке или лабораторной шаровой мелыице до получения однородной массы, Для испытания Y „„при 100 С смешивают

40%-ные растворы фенолоформальдегидной ново.25 пачкой смолы с ГМТА в спирте и катализатора в ацетоне.

Для иатытания w è с „при 120 С в лопастном смесителе пропитывают утлеродное волокно 40%-ным спирто-ацетоновым раствором З0 связующего (при соотношении 1,5:1), состоящего из фенолоформальдегидной новолачной смолы, ГМТА и катализатора, сушат в сушильной камере до содержания летучих 3,0-5„5%.

Пример 1. Порошки Н18, ГМТА и, ГХПК, взятые в соотношении 100:12:3 смешивают в лабораторной шаровой мельнице, готовят 40%-ные растворы Н18 с ГМТА в спирте и ГХПК в ацетоне с последующим смешением, взятые при том же соотношении компонентов. 4р

40%-ным спирто-ацетоновым раствором связующего в лопастном смесителе пропитывают углеродное волокно при соотношении 1:1 .

Сушат пропитанное волокно в сушильной камере до содержания летучих 3,0-5,5%.

Полученный пресс-материал прессуют в вице образцов 115х75х20 мм на 160-тонном прессе при удельном давлении 350 кгс/см и температуре 120 С.

Пример ы 2-9. Полимерные компо-— з щии и пресс-материалы на их основе готовят по технологии, описанной в примере 1, изменяя лишь тип и количество катализатора, Для известной композиции соотношение ющего и наполнителя, режимы пропитки и сушки аналогичны.

ИСПЫтаНИЯ т- г я ПОЛИМЕРНЫХ КОМПОЭИ ций (связующих) проводят l10 стандартной методике на порошкообразных образцах при температуре 150 С и по методике, описанной ниже, при температуре 100 С.

40%-ный спирто-ацетоновый раствор связующего в количестве 10-20 г (в зависимости от диаметра пробирки) наливают в пробирку, которую помещают в водяную баню, нагретую до 100 С, и перемешивают стеклянной палочкой, За г,ел принимают время в минутах, прошедшее с момента помещения смолы в водяную баню до превращения ее в гель.

Испытания технологических характеристик (продолжительность вязко-пластичного состояния -т. вп) пресс-материалов проводят в интервале температур 100-180 С по стандартной методике на приборе HBP-1 (на пластометре системы Канавца) и на приборе ПМР-1, основанном на методе периодических малоамплитудных колебаний.

Соотношение компонентов в полимерных композициях, а также результат испытаний с „„,т. „и пр для всех случаев и известного приведены в табл.1.

Из табл. 1 видно, что для пресс-материалов на основе предлагаемых связующих при содержании катализатора 2,4-6,0 вес.ч, (примеры 1-7) процесс формования ускоряется за счет уменьшения. т:,, „„ИГ „по сравнению с известным решением, Полимерные композиции с содержанием катализатора 10-20 вес.ч. хотя заметно и уступают по всем испытанным характеристикам примерам 1-7, но превосходят известную, Однако увеличение в предлагаемой композиции содержания катализатора с 2,4-6,0 вес,ч. до 10-20 вес.ч. приводит к повышению количества летучих при прессовании, возрастанию внутренних остаточных напряжений и в результате к ухудшению физико-механических характеристик композиционных материалов (см. табл.2) на ее основе и к коррозии пресс-форм.

Ускорение процесса прессования используют либо уменьшением продолжительности прессования при постоянной температуре, что приводит к росту производительности труда и снижению себестоимости продукции, либо снижением температуры прессования (например, со

160 до 120 С) — зто приводит к уменьшению внутренних остаточных напряжений, а в конечном счете к повышению физико-механических характеристик композиционных материалов и изделий из них. 732328

1 о о а о. о о л c4! ! о о и ! и

i h И ! !! ! ! ! З !

О. О

R о

М о о о а о о С..1 а О О О м-1 О о И 1 С о о о а а 1 V - о о и г- оо м О

QO о

E о оо о гч о о - о

oo oo л о о,о о о о о о о e„o м гч с о

732328

6 о о о

Ь ь

М Ъ ь

I !

Ж v о

ы 8

° ( I ь

Ю о о

1 1 I 1 о о 8 о с 1 с1 «Ф о

4/Ъ

О

l

D о

МЪ

А

I I о о

Ф 3 а си ф ф а

< «ч «- «« о, g

I

1 I

I I

„!

1!

И рl - — — —— х 3 х!

1 о (. о„ о о с гч сч о о н

Ф 1 4 г гч гч

° ° «

Ф ° ° I «

I

8 о о 1

«М ° Ф I 1 !

1 ! !

1 ! ! ю о г1 !

1 ! ! ! !

8 8 8

Ф

И

g4 И

Я 8 8

l 1 о о о о а in а оо и О оо . О

732328

9

Фенолоформальдегидная смола новолачного

12,0 — 15,0 типа

Гексаметилентетрамин

Бис-трихлорметильные производные бензола

2,4-6,0

Составитель О. Серовская

Техред С. Мигай

Корректор В. Синицкая

Редактор В. Романенко

Заказ 1537/5 . Тираж 549

Ш1ИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Подписное

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Формула изобретения

Полимерная композиция, включающая фенолоформальдегидную смолу новолачного типа, отвердитель-гексаметилентетрамин и органический хлорсодержащий катализатор, о т л и ч аю щ а я с я тем, что, с целью ускорения процесса формования пресс-материала на ее основе, в качестве катализатора она содержит бис-трихлорметильные производные бензола при следующем соотношении компонентов, вес.ч.:

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР Р 190562, кл. С 08 1 61/10, 1966.