Изобретение относится к химии полимеров, а именно к области создания наполненных полимерных композиций с пониженной горючестью на основе фенолоформальдегидных смол, которые могут быть использованы в машино- и судостроении, авиационной промышленности и строительстве в качестве материалов для изделий интерьера.
Известен состав полимерной композиции для выравнивания кузовов автомобилей на основе ненасыщенной полиэфирной смолы ПН-1 со стиролом в качестве активного разбавителя, модифицированной термоэластопластом и дибутилфталатом, наполненной аэросилом, свинцовым суриком, тальком, оксидом цинка и отверждаемой перекисью бензоила в присутствии катализатора - диметиланилина (Патент РФ RU № 2016029).
Однако эта композиция относится к классу горючих материалов с выделением при горении большого количества токсичных продуктов и не может быть использована в качестве интерьерного материала.
Известен состав гелькоутного покрытия на основе полиэфира, модифицированного эпоксидной смолой (20-30%), и заполнителя, включающего электрокорунд в порошковой форме (70-80%). В качестве активного разбавителя используется стирол, а отвердителями являются органические перекиси в сочетании с катализаторами аминного типа. Покрытие применяется в панелях бетона, металлических конструкциях, для выравнивания поверхностей плавательных бассейнов, кузовов автомобилей (Патент США №5688851).
Известен способ получения профилированных изделий с внешним покрытием на основе ненасыщенной полиэфирной смолы (100 в.ч.) с активным разбавителем - стиролом, тиксотропными и минеральными добавками (20-40 в.ч.) и катализатором отверждения (1-5 в.ч.) (Патент США №5904986). Покрытие применяется в качестве наружного водостойкого слоя в изделиях для ванных комнат, в корпусах лодок, в панелях зданий и транспорта.
Однако эти покрытия обладают чрезвычайно низкой жизнеспособностью после введения катализатора и отвердителя (2-25 мин при температуре 20-50°С) и относятся к группе сгорающих материалов.
Наиболее близкой по технической сущности к заявленному изобретению, принятому за прототип, является полимерная композиция, представляющая собой связующее на основе фенолоформальдегидной смолы резольного типа, пластифицированное смесью диоксановых спиртов и их высококипящих полиэфиров, наполненное полыми микросферами и отверждаемое кислотным отвердителем марки ВАГ-3, при следующем соотношении компонентов, мас.ч.:
Фенолоформальдегидная смола
(марка СФЖ-306) 100
Отвердитель - продукт взаимодействия сульфофенолмочевины, формальдегида и ортофосфорной кислоты (марка ВАГ-3) 8-10
Пластификатор - смесь диоксановых спиртов и их высококипящих эфиров (марка ЭДОС) 15-25
Наполнитель - полые микросферы (марка МС-ВП-А9) 40-50
(Патент РФ №2186799).
Данная полимерная композиция относится к классу трудносгорающих и слабодымящих материалов и предназначена для местного упрочнения конструкций в зонах установки крепежа, заделки и выравнивания торцов и заполнения пустот в деталях из полимерных композиционных материалов, в том числе для ремонтных работ.
Недостатком полимерной композиции является низкая, не более 2 ч, жизнеспособность при температуре 20°С, что не позволяет автоматизировать процесс нанесения полимерной композиции в случае выравнивания и заполнения пустот в деталях из полимерных композиционных материалов (ПКМ), особенно крупногабаритных.
Наличие в составе данной композиции отвердителя ярко выраженного кислотного характера приводит к повышению коррозионной активности самой композиции, что ограничивает возможность ее применения в контакте с металлическими композиционными материалами и не позволяет обеспечить ступенчатый режим отверждения.
Технической задачей предлагаемого изобретения является создание трудносгорающей полимерной композиции, обладающей жизнеспособностью, позволяющей автоматизировать процесс нанесения композиции на защищаемые поверхности изделий, повышенными прочностью, эластичностью и коррозионной стойкостью, низкими дымо- и тепловыделением.
Для решения поставленной задачи предложена полимерная композиция, содержащая связующее - фенолоформальдегидную смолу, отвердитель, пластификатор, наполнитель, отличающаяся тем, что в фенолоформальдегидную смолу дополнительно вводят разбавитель – 2’-оксо-2-метилфуран или низковязкие моноглицидиловые эфиры, в качестве отвердителя используют отвердитель аминного типа и/или изо-метилтетрагидрофталевый ангидрид, в качестве пластификатора - эфиры фосфорной или метилфосфорной кислоты и она дополнительно содержит аэросил и двуокись титана при следующем соотношении компонентов, мас.ч.:
Связующее - фенолформальдегидная смола 50-80
Разбавитель 20-50
Отвердитель 3-25
Пластификатор 10-30
Наполнитель 5-30
Аэросил 1-10
Двуокись титана 5-20
и изделие, содержащее покрытие из данной полимерной композиции.
В качестве наполнителя используют гидроокись алюминия, электрокорунд, тальк, слюду, микросферы. В случае применения заявляемой композиции для крупногабаритных листовых материалов в состав дополнительно вводят бромсодержащие соединения в количестве 5-25 мас.ч.
Применение в качестве активного разбавителя 2’-оксо-2-метилфypaна или низковязких моноглицидиловых эфиров позволяет, с одной стороны, существенно снизить вязкость фенолоформальдегидного связующего, что, в свою очередь, дает возможность ввести в композицию достаточно большое количество наполнителей и, с другой стороны, вступать в химическое взаимодействие по функциональным группам
или
с активными центрами фенолоформальдегидной смолы.
Применение отвердителей как аминного типа, так и изо-метилтетра-гидрофталевого ангидрида позволяет получить композицию с высокой жизнеспособностью, обеспечить ступенчатый режим отверждения и коррозионную стойкость материала.
Использование в качестве пластификаторов эфиров фосфорной или метилфосфорной кислоты способствует снижению внутренних напряжений в композиции, увеличению эластичности покрытия, а также одновременно позволяет им выступать в роли антипиренов, снижающих горючесть материала.
Применение в качестве наполнителей в предлагаемой композиции гидроокиси алюминия, электрокорунда, микросфер, талька, слюды улучшает огнестойкость материала, уменьшает выделение токсичного дыма, повышает жесткость, снижает пик тепловыделения и усадку.
Использование двуокиси титана и тиксотропной добавки аэросила обеспечивает растекаемость, укрывистость и смачиваемость поверхности оснастки и позволяет автоматизировать процесс нанесения полимерной композиции методом пневматического распыления.
Введение бромсодержащих соединений в предлагаемую композицию снижает тепловыделение и оказывает дополнительный пластифицирующий эффект, что позволяет применять композицию в крупногабаритных листовых материалах.
Примеры осуществления.
Пример 1.
Получение связующего.
В трехгорлую колбу, снабженную мешалкой, термометром и обратным холодильником, загружают 40 мас.ч. 2’-оксо-2-метилфурана (ГОСТ 10930-74), затем в колбу вводят 60 мас.ч. связующего на основе резольной фенолоформальдегидной смолы марки ФПР-520 (ТУ 1-595-25-436-96), перемешивают до полного растворения компонентов и реакционную массу сливают в стеклянную тару.
Получение полимерной композиции.
В приготовленное низковязкое связующее последовательно вводят 18,5 мас.ч. пластификатора трифенилфосфата (ТУ 6-06-241-92), 12,3 мас.ч. гидроокиси алюминия (ТУ 6-09-3714-74), 20 мас.ч. двуокиси титана марки РО-2 (ГОСТ 9808-74), 6,1 мас.ч. аэросила марки А-300 (ТУ 6-09-573-87) и 3,0 мас.ч. отвердителя 2,4,6-трис-(диметиламинометил)фенола марки УП-606/2 (ТУ 6-09-4136-75), и все компоненты тщательно перемешивают до однородного состояния. Полученную полимерную композицию наносят на поверхность листового композиционного материала.
Пример 2.
Получение связующего.
Аналогично примеру 1 получают связующее при следующем соотношении компонентов, мас.ч.:
Фенолоформальдегидная смола новолачного типа марки СФ-010 (ГОСТ 18694-80) 50
Разбавитель 2’-оксо -2-метилфуран 50
Получение полимерной композиции.
Аналогично примеру 1 получают полимерную композицию при следующем соотношении компонентов, мас.ч.:
Пластификатор марки Фосдиол “А”
(ТУ 6-02-1329-86) 30
Двуокись титана марки РО-2 8
Слюда молотая марки СММ-160 (ГОСТ 855-74) 8
Электрокорунд марки ЭБ-99 (ГОСТ 3647-80) 8
Тальк (ГОСТ 879-52) 8
Аэросил марки А-300 1
Отвердитель гексаметилентетрамин (ГОСТ 1381-73) 25
Тетрабромдифенилолпропан (ТУ 6-09-3906-77) 25
Полученную полимерную композицию используют для заделки торца трехслойной сотовой панели, для заделки трещин, а также в качестве сотового полимерного заполнителя в местах болтового скрепления сот.
Пример 3.
Получение связующего.
Аналогично примеру 1 получают связующее при следующем соотношении компонентов, мас.ч.:
Фенолоформальдегидная смола резольного типа марки ФПР-520 70
Фурфурилглицидиловый эфир (ТУ 6-09-08-409-76) 30
Получение полимерной композиции.
Аналогично примеру 1 получают полимерную композицию при следующем соотношении компонентов, мас.ч.:
Трифенилфосфат 25
Гидроокись алюминия 5
Дибромдигидроксибутен (ТУ 6-18-22-96-86) 9
Двуокись титана марки РО-2 7
Аэросил марки А-300 10
Изо-метилтетрагидрофталевый ангидрид (ТУ 6-09-3321-90) 15
2,4,6-трис(диметиламинометил)фенол 3
Полученную полимерную композицию наносят на поверхность формообразующей оснастки для изготовления изделий сложной конфигурации.
Пример 4.
Получение связующего.
Аналогично примеру 1 получают связующее при следующем соотношении компонентов, мас.ч.:
Фенолоформальдегидная смола резольного
типа марки ФПР-520 80
Моноглицидиловый эфир бутанола марки УП-624 (ТУ 2225-555-00203521-99) 20
Получение полимерной композиции.
Аналогично примеру 1 получают полимерную композицию при следующем соотношении компонентов, мас.ч.:
Пластификатор Фостетрол (ТУ 6-02-1022-80) 10
Полые микросферы (ТУ 6-48-5786902-35-89) 30
Двуокись титана марки РО-2 5
Изо-метилтетрагидрофталевый ангидрид 10
Диглицидиловый эфир тетрабром-
дифенилолпропана (ТУ 6-05-1689-79) 5
Полученную полимерную композицию наносят на трехслойную сотовую панель двойной кривизны.
Свойства полимерных композиций приведены в табл. 2, где примеры 1,2,3 и 4 - предлагаемые, 5 - прототип.
Из приведенной табл. 2 следует, что полимерная композиция предлагаемого состава обладает жизнеспособностью в 3-4 раза выше прототипа, прочностью при сжатии и статическом изгибе в 2 раза выше, чем у прототипа, и значительно меньшим показателем тепловыделения, что чрезвычайно важно для материалов интерьера пассажирских самолетов. Кроме того, предлагаемая композиция является нейтральной (рН водной вытяжки составляет от 6,6 до 7,2 ед.) по отношению к прототипу, величина рН которой составляет 4 ед., т.е. дает кислую реакцию.
Таким образом, предлагаемая полимерная композиция обладает повышенной жизнеспособностью, повышенной прочностью, эластичностью и коррозионной стойкостью, низкими горючестью, дымо- и тепловыделением, что позволяет применять ее в качестве выравнивающих составов в конструкциях из полимерных и металлических композиционных материалов и в качестве материалов для изделий интерьера, в авиации, машино- и судостроении и строительстве.
название | год | авторы | номер документа |
---|---|---|---|
ПОЛИМЕРНАЯ КОМПОЗИЦИЯ | 2013 |
|
RU2540084C1 |
ПОЛИМЕРНАЯ КОМПОЗИЦИЯ | 2000 |
|
RU2186799C2 |
КЛЕЕВАЯ КОМПОЗИЦИЯ (ЕЕ ВАРИАНТЫ) | 2000 |
|
RU2174139C1 |
ПОЛИМЕРНАЯ КОМПОЗИЦИЯ | 2007 |
|
RU2330050C1 |
ЭЛЕКТРОИЗОЛЯЦИОННЫЙ ЗАЛИВОЧНЫЙ КОМПАУНД | 2007 |
|
RU2343577C1 |
ЭПОКСИДНАЯ КЛЕЕВАЯ КОМПОЗИЦИЯ | 2007 |
|
RU2368636C2 |
ПОЛИМЕРНЫЙ ГЕРМЕТИЗИРУЮЩИЙ СОСТАВ | 2021 |
|
RU2782806C1 |
КЛЕЕВАЯ КОМПОЗИЦИЯ | 2005 |
|
RU2285027C1 |
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПРЕПРЕГА ДЛЯ НАМОТКИ ТЕПЛОЗАЩИТНЫХ И/ИЛИ АНТИСТАТИЧЕСКИХ ВНУТРЕННИХ ОБЕЧАЕК СТЕКЛОПЛАСТИКОВЫХ ТРУБ-ОБОЛОЧЕК РАЗЛИЧНОГО КЛАССА И НАЗНАЧЕНИЯ | 2002 |
|
RU2206582C1 |
КЛЕЕВАЯ КОМПОЗИЦИЯ ДЛЯ СОЕДИНЕНИЯ ПОЛИПРОПИЛЕНА С НЕРЖАВЕЮЩЕЙ СТАЛЬЮ | 2001 |
|
RU2196160C1 |
Изобретение относится к области создания наполненных полимерных композиций с пониженной горючестью на основе фенолоформальдегидных смол, которые могут быть использованы в качестве материалов интерьера, покрытий и выравнивающих составов в конструкциях из полимерных и металлических конструкционных материалов в машино- и судостроении, авиационной промышленности и строительстве. Технической задачей изобретения является создание трудносгорающей полимерной композиции, обладающей жизнеспособностью, позволяющей автоматизировать процесс нанесения композиции на защищаемые поверхности изделий, повышенными прочностью, эластичностью и коррозионной стойкостью, низкими дымо- и тепловыделением. Полимерная композиция содержит связующее - фенолоформальдегидную смолу, отвердитель, пластификатор, наполнитель, аэросил, двуокись титана, разбавитель - 2'-оксо-2-метилфуран или низковязкие моноглицидиловые эфиры, в качестве отвердителя используют отвердитель аминного типа и/или изо-метил-тетрагидрофталевый ангидрид, в качестве пластификатора - эфиры фосфорной или метилфосфорной кислоты. Изделие содержит покрытие из данной полимерной композиции. В качестве наполнителя используют гидроокись алюминия, электрокорунд, тальк, слюду, микросферы. Композиция может содержать бромсодержащее соединение в количестве 5-25 мас.ч. 2 c. и 2 з.п.ф-лы, 2 табл.
Связующее – фенолформальдегидная смола 50 - 80
Разбавитель 20 - 50
Отвердитель 3 - 25
Пластификатор 10 - 30
Наполнитель 5 - 30
Аэросил 1 - 10
Двуокись титана 5 - 20
ПОЛИМЕРНАЯ КОМПОЗИЦИЯ | 2000 |
|
RU2186799C2 |
US 5904986 А, 18.05.1999 | |||
US 5688851 А, 18.11.1997 | |||
ШПАТЛЕВКА ДЛЯ ВЫРАВНИВАНИЯ КУЗОВОВ АВТОМОБИЛЕЙ | 1991 |
|
RU2016029C1 |
Авторы
Даты
2004-03-27—Публикация
2002-12-25—Подача