СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПОЛИМЕРНОЙ ПРЕСС-КОМПОЗИЦИИ Российский патент 2006 года по МПК C08J5/04 C08L61/10 C08K7/02 

Изобретение относится к способам получения композиционных материалов на основе неорганических волокон и термореактивных смол поликонденсацией связующего фенольного типа в поры и на поверхность наполнителя и может быть использовано для получения конструкционных и строительных материалов.

Известен способ получения полимерной пресс-композиции, включающий операцию пропитки волокнистого наполнителя жидкой смесью фенола, формальдегида и едкого натра, поликонденсации при нагревании и термообработке, отличающийся тем, что с целью интенсификации процесса поликонденсации в качестве наполнителя используют наполнитель на основе вискозных и полиакрилонитрильных волокон, в жидкую смесь для пропитки волокнистого наполнителя вводят эпоксидиановую смолу с содержанием эпоксидных групп 22 масс.% и динамической вязкостью при 25°С 16-22 Па·с при массовом соотношении фенола, формальдегида, едкого натра, эпоксидиановой смолы 1:0,36-0,416:0,02-0,025:0,05-0,2 соответственно, а поликонденсацию проводят в течение 4-25 минут - аналог (А.С. 1616930; Заявл. 20.07.87; Опубл. 30.12.90; Бюл. №48).

Недостатками данной пресс-композиции являются пониженные механические свойства получаемого полимерного композиционного материала.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является способ получения полимерной пресс-композиции, включающий пропитку волокнистого наполнителя жидкой смесью фенола, формальдегида и гидроокиси натрия с последующей поликонденсацией резольного фенолформальдегидного олигомера при нагревании в течение 15 минут при массовом соотношении волокнистый наполнитель и резольный фенолформальдегидный олигомер 1:1, отличающийся тем, что в качестве наполнителя используют гибридный волокнистый наполнитель, состоящий из гидратцеллюлозного и полиакрилонитрильного волокон, взятых в массовом соотношении 80:20 - прототип (Пат. 2021301; Заявл. 31.10.91; Опубл. 15.10.94; Бюл. №19).

Недостатками данной полимерной пресс-композиции являются пониженные механические свойства получаемого полимерного композиционного материала.

При создании изобретения была поставлена задача: создание высокопрочных строительных конструкций, ответственных изделий для приборо- и машиностроения, автомобильного и авиационного транспорта, ограждающих конструкций мостостроения и других изделий с повышенными механическими свойствами.

Для достижения поставленной задачи в способе получения полимерной пресс-композиции, включающем пропитку волокнистого наполнителя жидкой смесью мономеров фенола с формальдегидом в присутствии катализатора гидроокиси натрия с последующей поликонденсацией резольного фенолформальдегидного олигомера при температуре 90°С и при массовом соотношении волокнистый наполнитель: резольный фенолформальдегидный олигомер 1:1, последующую сушку и прессование, в качестве волокнистого наполнителя используют базальтовую нить, смесь мономеров и катализатора берут в соотношении 1:1,4:0,02, соответственно, поликонденсацию проводят в течение 60 минут, сушку в течение 15 минут при 120°С, прессование в течение 9 минут при 150°С при давлении 25 МПа. Дополнительно на стадии синтеза фенолформальдегидного олигомера вводят модификатор - поливинилбутираль или капро-лактам, или олигооксипропиленгликоль в количестстве 0,02-0,09 масс.ч. от массы фенола.

В качестве волокнистого наполнителя использовали базальтовую нить производства Беличского завода (Украина).

Для пропитки использовались следующие компоненты:

фенол (ГОСТ 6417-52);

формалин (ГОСТ 1625-75);

едкий натр (ГОСТ 4328-66);

поливинилбутираль (ТУ 9439-85);

капролактам (ГОСТ 7850-86);

олигооксипропиленгликоль (ТУ 2226-023-104880-57-95).

Предлагаемый процесс осуществляют следующим образом.

Пример 1. Базальтовую нить пропитывают жидкой смесью мономеров - фенола с формальдегидом в присутствии катализатора гидроокиси натрия в соотношении 1:1,4:0,02 соответственно - с последующей поликонденсацией резольного фенолформальдегидного олигомера при 90°С в течение 60 мин. После сушки при 120°С в течение 15 мин материал перерабатывают прямым прессованием при 150°С в течение 9 мин при давлении 25МПа. Массовое соотношение базальтовая нить: резольный фенол-формальдегидный олигомер - 1:1.

Пример 2. Процесс проводят по примеру 1. Дополнительно на стадии синтеза фенолформальдегидного олигомера вводят модификатор - поливинилбутираль, взятый в количестве 0,02 масс.ч. от массы фенола.

Пример 3. Процесс проводят по примеру 1. Дополнительно на стадии синтеза фенолформальдегидного олигомера вводят модификатор - поливинилбутираль, взятый в количестве 0,05 масс.ч. от массы фенола.

Пример 4. Процесс проводят по примеру 1. Дополнительно на стадии синтеза фенолформальдегидного олигомера вводят модификатор - поливинилбутираль, взятый в количестве 0,07 масс.ч. от массы фенола.

Пример 5. Процесс проводят по примеру 1. Дополнительно на стадии синтеза фенолформальдегидного олигомера вводят модификатор - поливинилбутираль, взятый в количестве 0,09 масс.ч. от массы фенола.

Пример 6. Процесс проводят по примеру 1. Дополнительно на стадии синтеза фенолформальдегидного олигомера вводят модификатор - капролактам, взятый в количестве 0,02 масс.ч. от массы фенола.

Пример 7. Процесс проводят по примеру 1. Дополнительно на стадии синтеза фенолформальдегидного олигомера вводят модификатор - капролактам, взятый в количестве 0,05 масс.ч. от массы фенола.

Пример 8. Процесс проводят по примеру 1. Дополнительно на стадии синтеза фенолформальдегидного олигомера вводят модификатор - капролактам, взятый в количестве 0,07 масс.ч. от массы фенола.

Пример 9. Процесс проводят по примеру 1. Дополнительно на стадии синтеза фенолформальдегидного олигомера вводят модификатор - капролактам, взятый в количестве 0,09 масс.ч. от массы фенола.

Пример 10. Процесс проводят по примеру 1. Дополнительно на стадии синтеза фенолформальдегидного олигомера вводят модификатор - олигооксипропиленгликоль, взятый в количестве 0,02 масс.ч. от массы фенола.

Пример 11. Процесс проводят по примеру 1. Дополнительно на стадии синтеза фенолформальдегидного олигомера вводят модификатор - олигооксипропиленгликоль, взятый в количестве 0,05 масс.ч. от массы фенола.

Пример 12. Процесс проводят по примеру 1. Дополнительно на стадии синтеза фенолформальдегидного олигомера вводят модификатор - олигооксипропиленгликоль, взятый в количестве 0,07 масс.ч. от массы фенола.

Пример 13. Процесс проводят по примеру 1. Дополнительно на стадии синтеза фенолформальдегидного олигомера вводят модификатор - олигооксипропиленгликоль, взятый в количестве 0,09 масс.ч. от массы фенола.

Данные по примерам сведены в таблице.

Как следует из приведенных примеров, все физико-механические свойства разработанных полимерных композиционных материалов на основе базальтовой нити выше свойств полимерной пресс-композиции на основе гидрат целлюлозных и поликапроамидных волокон: в 2,8 раза увеличивается устойчивость к изгибу и в 1,2 раза устойчивость к удару (прототип). Положительный эффект модификации выражается в увеличении физико-механических свойств базальтопластиков: в 3,3 раза увеличивается устойчивость к изгибу и в 1,2-1,7 раза устойчивость к удару по сравнению полимерной пресс-композиции (Пат. 2021301; Заявл. 31.10.91; Опубл. 15.10.94; Бюл. №19).

ТаблицаПримерМодификаторКоличество модификатора, масс.ч. от массы фенолаРазрушающее напряжение при изгибе, МПаУдарная вязкость, кДж/м²Водопоглощение при 2^x часовом кипячении, %Твердость по Бринеллю, МПаПрототип -222165--Пример 1 -6352000.15420Пример 2Поливинилбутираль0,026901650.17432Пример 30,057101650.19445Пример 40,077402000.20452Пример 50,097201650.18440Пример 6Капролактам0,026803100.15440Пример 70,057002900.19446Пример 80,076602600.13410Пример 90,096402550.13400Пример 10Олигооксипропиленгликоль0,027202500.20444Пример 110,056702100.20442Пример 120,077001700.23432Пример 130,096851680.21430

Источники информации

1. Пат. 2021301 РФ, МКИ 5 С 08 J 5/04. Способ получения полимерной пресс-композиции /С.Е. Артеменко, М.М. Кардаш, Т.П. Титова и др. - №5029435/05; Заявлено 31.10.91; Опубл. 15.10.94 //Изобретения. - 1994. - №19. - С.108.

2. A.C. 1616930, МКИ 5 С 08 G 8/28. Способ получения полимерной пресс-композиции /С.Е. Артеменко, М.М. Кардаш, Т.П. Титова и др. - №4286818/23-05; Заявлено 20.07.87; Опубл. 30.12.90 //Открытия. Изобретения. - 1990. - №48. - С.165.

Изобретение относится к способу получения полимерной пресс-композиции, включающему пропитку базальтовой нити жидкой смесью мономеров фенола с формальдегидом в присутствии катализатора гидроокиси натрия в соотношении 1:1,4:0,02, соответственно с последующей поликонденсацией резольного фенолформальдегидного олигомера при температуре 90°С в течение 60 минут и при массовом соотношении базальтовая нить: резольный фенолформальдегидный олигомер 1:1, последующую сушку в течение 15 минут при 120°С и прессование в течение 9 минут при 150°С при давлении 25 МПа. Изобретение позволяет получить композиционные материалы, обладающие повышенными физико-механическими свойствами, которые могут быть использованы в строительстве, приборо- и машиностроении. 1 з.п. ф-лы, 1 табл.

1. Способ получения полимерной пресс-композиции, включающий пропитку волокнистого наполнителя жидкой смесью мономеров фенола с формальдегидом в присутствии катализатора гидроокиси натрия с последующей поликонденсацией резольного фенолформальдегидного олигомера при температуре 90°С и при массовом соотношении волокнистый наполнитель:резольный фенолформальдегидный олигомер 1:1, последующую сушку и прессование, отличающийся тем, что в качестве волокнистого наполнителя используют базальтовую нить, смесь мономеров и катализатора берут в соотношении 1:1,4:0,02, соответственно, поликонденсацию проводят в течение 60 мин, сушку в течение 15 мин при 120°С, прессование в течение 9 мин при 150°С при давлении 25 МПа.2. Способ по п.1, отличающийся тем, что на стадии пропитки волокнистого наполнителя в смесь мономеров вводят модификатор - поливинилбутираль, или капролактам, или олигооксипропиленгликоль, взятый в количестве 0,02-0,09 мас.ч. от массы фенола.