ПОЛИМЕРНАЯ КОМПОЗИЦИЯ Российский патент 1997 года по МПК C08L61/10 C08K13/02 C08L61/10 C08L97/02 C08K13/02 C08K3/22 C08K5/09 C08K5/3467 

Изобретение относится к области фенопластов и касается, в частности композиций, содержащих новолачные фенолоформальдегидные смолы, наполненные древесной мукой в смеси с минеральным наполнителем.

Фенопласты, наполненные только древесной мукой, имеют невысокий удельный вес и удовлетворительные прочностью свойства, что обеспечивает их применение для изготовления изделий общетехнического и бытового назначения. Однако они имеют недостаточно высокие теплостойкость и диэлектрические свойства, что ограничивает область их применения.

Так наиболее распространенный отечественный фенопласт общего назначения марки O3-010-02 на основе новолачной фенолоформальдегидной смолы, наполненный древесной мукой (43,2%), имеет теплостойкость на уровне 150^oC, что ограничивает гарантированный верхний температурный предел эксплуатации изделий уровнем в 110^oC. Материал также имеет невысокие диэлектрические свойства, например, диэлектрическая прочность 13 МВ/м. (Фенопласты, Каталог, Черкассы, НИИТЭХИМ, 1987, с. 12).

Частичная замена древесной муки на минеральный наполнитель позволяет улучшить некоторые свойства фенопластов.

Известна полимерная композиция, содержащая новолачную фенолоформальдегидную смолу и комплексный наполнитель, представляющий собой смесь древесной муки и асбеста в соотношении 1:0,9 -1,2, а также уротропин, литопон, окись магния или кальция, стеарин, краситель и 5-15%-ный раствор кремнезоля или 5-10%-ную водную дисперсию аэросила. (Авт.св. СССР N 611438, C 08 L 61/10, C 08 K 3/00, 1983 г.)
Композиция имеет теплостойкость 192 220^oC, однако это достигается использованием до 30 мас. ч. нцерогенного наполнителя асбеста. Кроме того, композиция имеет низкую электрическую прочность: 12,8 14,4 кВ/мм.

Известна композиция на основе новолачных фенолоформальдегидных смол, содержащая древесную муку и минеральный наполнитель карбонат кальция, а также пшеничную муку (с диаметром частиц 1 100 мкм), уротропин, смазку и краситель. (Заявка Японии N 57-10637, C 08 L 61/06, 1982 г.)
Однако сопротивление изоляции композиции составляет 4,5•10¹¹ - 5,5•10¹² Ом, при этом она содержит пищевой продукт пшеничную муку.

Наиболее близкой по технической сущности является композиция, содержащая новолачную фенолоформальдегидную смолу (34,24 38,5 мас.ч.), антрацен, уротропин, древесную муку (35,1 43,3 мас.ч.), минеральный наполнитель (4,4 - 9,75 мас. ч.), выбранный из группы: каолин, тальк, кероген, а также смазку, известь и нигрозин (Авт.св. СССР N 852911, C 08 L 61/10, C 08 L 61/14, C 08 K 5/03, 1981 г.).

Композиция имеет хорошие электроизоляционные свойства: диэлектрическая прочность составляет 17,2 19,2 кВ/мм, удельное поверхностное электрическое сопротивление равно 6,7•10¹³ 3,7•10¹⁴ Ом. Однако, композиция имеет невысокую теплостойкость на уровне 141 155^oC. Кроме того, она содержит в своем составе канцерогенное вещество сырой антрацен.

Технической задачей изобретения является получение композиции, сочетающей высокие диэлектрические свойства с высокой теплостойкостью.

Задача решается тем, что композиция, содержащая новолачную фенолоформальдегидную смолу, уротропин, древесную муку, минеральный наполнитель, ускоритель отверждения и смазку, в качестве минерального наполнителя содержит охру, при следующем соотношении компонентов, мас.

Новолачная фенолоформальдегидная смола 35,89 43,2
Уротропин 4,5 6,6
Древесная мука 18,21 43,23
Охра 5,87 36,6
Ускоритель отверждения 0,5 4,0
Смазка 0,6 2,0
Охра природный пигмент, цвет которого колеблется от желтого до коричневого, окрашивают композицию в эти цвета. Для расширения цветовой гаммы композиция может дополнительно содержать красители. Например, фталоциан голубой в сочетании с охрой обеспечивает получение композиций зеленого цвета различных оттенков.

Охра выпускается по ТУ 301-10-019-90 и предназначена для изготовления густотертых красок и эмалей и цветной штукатурки.

Ввод охры в композицию в количестве менее 5,87 мас. не обеспечивает существенного повышения теплостойкости, а увеличение ее содержания более 36,6 мас. ведет к ухудшению прочностных свойств.

В приведенных ниже примерах конкретного получения предложенной композиции используют охру, полученную из охровой руды Апрелевского месторождения (Кемеровская обл.).

Пример 1. В смеситель при работающей мешалке загружают компоненты по одной из рецептур, приведенных в табл. 1. Компоненты перемешивают до однородной массы в течение 30 40 мин. Полученную смесь вальцуют на вальцах при температуре рабочего валка 70 90^oC и холостого валка 110 - 130^oC. Отвальцованный материал дробят и измельчают.

Характеристика готовых материалов приведена в табл. 2.

Из данных таблицы видно, что предложенная композиция имеет теплостойкость 191,7 221^oC, т.е. на 22,1 56,7% выше, чем у прототипа 141 -157^oC. При этом композиция сохраняет высокие диэлектрические свойства на уровне прототипа следовательно, предложенная композиция обладает комплексом высоких диэлектрических свойств и высокой теплостойкостью. Еще одним из достоинств предложенной композиции является отсутствие в ней канцерогенных веществ.

Использование: для изготовления изделий общетехнического и бытового назначения с повышенными диэлектрическими свойствами и теплостойкостью. Сущность: полимерная композиция содержит мас.% новолачную фенолоформальдегидную смолу (35,89 - 43,2), уротропин (4,5 - 6,6), древесную муку (18,21 - 43,23), охру (5,87 - 36,6), ускоритель отверждения (0,504,0), смазку (0,6 - 2,0). Композицию вальцуют на вальцах при температуре рабочего валка 70-90^oC и холостого валка 110 - 130^o. Отвальцованный материал дробят и измельчают. Теплостойскость композиции по изобретению 191,7 - 221^oC. 2 табл.

Полимерная композиция, содержащая новолачную фенолоформальдегидную смолу, уротропин, древесную муку, минеральный наполнитель, ускоритель отверждения и смазку, отличающаяся тем, что в качестве минерального наполнителя она содержит охру при следующем соотношении компонентов, мас.

Новолачная фенолоформальдегидная смола 35,89 43,2
Уротропин 4,5 6,6
Древесная мука 18,21 43,23
Охра 5,87 36,6
Ускоритель отверждения 0,5 4,0
Смазка 0,6 2,0м