КОМПОЗИЦИИ ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ПЕНОПЛАСТА Российский патент 2008 года по МПК C08L61/10 C08L9/02 C08J9/06 

Изобретение относится к области авиационной техники, машиностроению, а именно к упругоэластичным, теплостойким пеноматериалам на основе продуктов совмещения фенольных смол с эластомерами, не вызывающим коррозии цветных металлов (меди, серебра и их сплавов) при непосредственном контакте с ними и работоспособных до 150°С, что делает возможным их применение в качестве теплостойких, вибростойких материалов в радиотехнических деталях и изделиях, имеющих электрические контакты из цветных металлов и сплавов.

Известен некоррозионно-активный пенопласт, включающий фенольную резольную смолу, порофор и наполнитель - кубовый остаток регенерации лактамных вод (патент РФ №1781253).

Известен пенопласт, включающий фенольную резольную смолу, ПАВ, газообразователь и катализатор (патент Великобритании №2343181).

Недостатками известных пенопластов являются низкие значения величины удельной ударной вязкости и прочности.

Известен ударопрочный некоррозионно-активный полимерный материал, включающий резольную фенольную смолу, новолачную фенольную смолу, нитрильный каучук и наполнитель - стекловолокно (патент США №5336723).

Известен ударопрочный некоррозионно-активный композиционный полимерный материал, включающий фенольную резольную смолу, нитрильный или бутадиенстирольный эластомер, ускоритель вулканизации, антиоксиданты (стеараты кальция и цинка), серу и наполнитель (неорганические и полимерные порошки) (патент США №4659758).

Недостатком известных материалов является высокая плотность (удельный вес), что обусловлено содержанием большого количества наполнителя.

Наиболее близким аналогом, взятым за прототип, является композиция для получения пенопласта, включающая, мас.ч.:

Фенольная смола80-120Нитрильный каучук10-30Уротропин8-12Сера0,2-0,5Порофор3-7Фосфорсодержащий антипирен в оболочке из карбамида12-35,5

(патент РФ №2213752).

Пенопласт-прототип имеет высокую ударостойкость и пониженную горючесть, но его недостатком является повышенная коррозионная активность к цветным металлам из-за присутствия в его составе аммиака - продукта распада отвердителя уротропина, что не позволяет использовать его в авиационном приборостроении.

Технической задачей изобретения является создание некоррозионно-активного к цветным металлам пенопласта, имеющего повышенную ударопрочность (ударную вязкость).

Поставленная техническая задача достигается тем, что предложена композиция для получения пенопласта, включающая фенольную смолу, нитрильный каучук и порофор, которая в качестве фенольной смолы содержит новолачную фенольную смолу и резольную фенольную смолу и дополнительно содержит пенорегулятор при следующем соотношении компонентов, мас.ч:

Фенольная смола (новолачная)20-40Фенольная смола (резольная)60-80Нитрильный каучук20-40Порофор3-7Пенорегулятор1-20

В качестве пенорегулятора композиция преимущественно содержит продукты обработки алкилфенолов окисью этилена.

С целью снижения температуры отверждения композиция может дополнительно содержать серу в количестве 0,2-0,5 мас.ч.

Авторами установлено, что введение в композицию, состоящую из предварительно совмещенных новолачной фенольной смолы и нитрильного каучука, дополнительно резольной фенольной смолы и пенорегулятора позволяет проводить механохимическое совмещение резольной смолы с каучуком, получить блоксополимер и исключить из состава композиции отвердитель новолачных смол - уротропин.

Исходную вальцованную резольно-новолачную композицию получают в результате совмещения на фрикционных охлаждаемых вальцах при температуре 30-50°С резольной фенольной смолы с предварительно полученной вальцованной смесью каучука и смеси новолачной фенольной смолы, пенорегулятора, порофора и, при необходимости, серы.

В качестве фенольных смол используют смолы по ГОСТ 18694-80, например, новолачные марок СФ-010, СФ-014, резольные - марок СФ-342, СФ-340, СФ-381 и др.

В качестве нитрильного каучука используют бутадиеннитрильные каучуки с массовым содержанием нитрила акриловой кислоты от 18 до 40% с показателем жесткости по Дефо не менее 800 Гс по ТУ 38.3013-94.

В качестве пенорегулятора наиболее предпочтительно использовать продукты обработки алкилфенолов окисью этилена, например пенорегулятор Пента-483 по ТУ 2257-008-40245042.

Примеры осуществления

Пример 1

40 мас.ч. новолачной фенольной смолы СФ-010, 7 мас.ч. порофора ЧХ3-57 (ТУ 113-03-365-82) и 20 мас.ч. пенорегулятора Пента-483 (ТУ 2257-008-40245042) смешивали в шаровой мельнице в течение 2-3 ч, после чего полученную смесь совмещали с нитрильным каучуком БНКС-40 по «суховальцованной» технологии на охлаждаемых фрикционных вальцах. В процессе совмещения в вальцуемую композицию вводили 60 мас.ч. резольной смолы СФ-342. После вальцевания получали пленку, которую измельчали, загружали в пресс-формы и теомообрабатывали при температуре до 170°С. Затем извлекали из пресс-формы готовый пенопласт.

Технология приготовления композиции по примерам 2 и 3 аналогична примеру 1, но с использованием 0,2 и 0,5 мас.ч. серы соответственно.

Составы композиций по примерам 1-3 приведены в таблице 1, свойства предлагаемого пенопласта и пенопласта-прототипа - в таблице 2. Испытания на коррозионную активность проводили по ГОСТ 9.902-81 при непосредственном контакте заявляемого материала с металлами (пример 1 - медь, пример 2 - латунь) или в газовой фазе (пример 3 - серебро).

Предлагаемый пенопласт является некоррозионноактивным к цветным металлам. Значение ударной вязкости у предлагаемого пенопласта в среднем в 1,5-2 раза выше, чем у пенопласта - прототипа.

Применение предлагаемого пенопласта и изделий из него позволит повысить надежность и ресурс работы изделий авиационной техники.

Таблица 1Наименование компонентовСостав по примерам, мас.ч.Прототип123Фенольная смола:   80-120новолачная403020 резольная607080 Нитрильный каучук30402010-30Порофор7533-7Сера-0,20,50,2-0,5Пенорегулятор20101-Уротропин---8-12Фосфорсодержащий антипирен в оболочке из карбамида---12-35,5

Таблица 2Наименование свойствПримеры по изобретениюПрототип123Ударная вязкость, кДж/м²1,5-1,73,0-4,01,3-1,51,1-1,2Рабочая температура, °С (линейная усадка менее 1%)120150120120Коррозионная активность к меди, латуни и серебруНе вызывает коррозииНе вызывает коррозииНе вызывает коррозииКоррозия

Композиция для получения пенопласта включает, мас.ч: фенольную смолу (новолачную) 20-40, фенольную смолу (резольную) 60-80, нитрильный каучук 20-40, порофор 3-7, пенорегулятор 1-20. В качестве пенорегулятора могут использоваться продукты обработки алкилфенолов окисью этилена. Композиция может содержать серу в количестве 0,2-0,5 мас.ч. Изобретение позволяет получить теплостойкие, ударопрочные пеноматериалы, не вызывающие коррозии цветных металлов (меди, серебра и их сплавов) при непосредственном контакте с ними и работоспособные до 150°С, которые можно использовать в качестве теплостойких, вибростойких материалов в радиотехнических деталях и изделиях, имеющих электрические контакты из цветных металлов и сплавов. 2 з.п. ф-лы, 2 табл.

1. Композиция для получения пенопласта, включающая фенольную смолу, нитрильный каучук и порофор, отличающаяся тем, что в качестве фенольной смолы она содержит новолачную фенольную смолу и резольную фенольную смолу и дополнительно содержит пенорегулятор при следующем соотношении компонентов, мас.ч.:

Фенольная смола (новолачная)20-40Фенольная смола (резольная)60-80Нитрильный каучук20-40Порофор3-7Пенорегулятор1-20