СПОСОБ ОТВЕРЖДЕНИЯ НОВОЛАЧНОЙ СМОЛЫ Российский патент 2012 года по МПК C08G8/10 C08K5/16 C08K3/10 

Описание патента на изобретение RU2440373C1

Изобретение относится к способу отверждения новолачной смолы, которая может быть использована в различных областях техники в качестве высокопрочной и высокотермостойкой связующей для пластмасс, слоистых и волокнистых материалов, клеев и пленок.

Известны (Fufe C.A., McKinnon M.S., Rudin A., Tchir W.J. // Macromolecules - 1983. - V.16. - P.1216-1219, Maciel G.E., Chuang I.-S., Gollob L. // Macromolecules - 1984. - V.17. - P.1081-1087, Hatfield G.R., Maciel G.E. // Macromolecules - 1987. - V.20. - P.608-615), где традиционно для отверждения новолачной смолы используется уротропин (гексаметилентетрамин). При этом образуются сложные трехмерные нерастворимые полимеры, а между молекулами олигомера образуются метиленовые мостиковые группы. Наличие таких фрагментов определяет невысокую температуру эксплуатации и низкие прочностные показатели, что и является одним из главных недостатков получаемых полимерных материалов. Более того, в процессе отверждения выделяется азот, что создает трудности при получении высокопрочных наполненных композитов.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту является способ отверждения (Kelusky E.C., Fufe C.A., McKinnon M.S., Rudin A., Tchir W.J. // Macromolecules - 1986. - V.19. - P.329-332), принятый за прототип, основанный на использовании уротропина для отверждения новолачной смолы. Процесс проходит при термообработке в течение 15-30 минут при 150-160°С и далее при 180°С 1 час.

Техническим результатом изобретения является то, что процесс идет без выделения побочных продуктов и обеспечивает повышение стойкости к термоокислительной деструкции и улучшение прочностных показателей материалов, что достигается за счет образования имидатной связи между молекулами олигомера, которая намного прочнее метиленовой и способной также к образованию межмолекулярных водородных связей.

Для достижения технического результата предложено использовать в качестве отвердителя ароматические динитрилы. Процесс идет при температуре 150-200°С в течение 10-30 минут в присутствии кислот Льюиса, хлорида сурьмы (III) или хлорида алюминия по следующей схеме:

Термостойкость по данным ТГА (5°С/мин, воздух) составляет 340-380°С, что соответствует 10%-ной потере массы.

Строение подтверждено данными ИК-спектроскопии. Так, на спектрах отвержденного продукта присутствуют характеристические полосы поглощения при 1653 см-1 (C=N) и при 1103 см-1 (С-O).

Получение пресс-материалов осуществляли следующим способом. Расплав смеси 12.8 г новолачной смолы, 21.2 г 1,4-динитрилбензола и катализатора в количестве 2.67 г хлорида алюминия или 2.285 г хлорида сурьмы (III), нагретой до 170°С и выдержанной 5 минут, переливали в пресс-форму, предварительно нагретую до 180°С, и прессовали при давлении 70-75 МПа при 1,80°С в течение 10-15 минут. Удельная ударная вязкость (ГОСТ 4647-80), составляла 80.4-85.8 МПа, а разрушающее напряжение при растяжении (ГОСТ 4648-71) 130.2-134.6 МПа.

Предлагаемый способ подтверждается следующими нижеприведенными примерами отверждения новолачной смолы.

Пример 1. В круглодонную колбу при комнатной температуре загружали 12.8 г новолачной смолы, 21.2 г (0.1 моль) 1,4-динитрилбензола и 26.7 г (0.2 моль) хлорида алюминия, тщательно перемешивали и помещали в сплав Розе, нагретый до 160°С. По истечении 15 минут продукт извлекали из реакционной колбы в слабощелочной раствор и кипятили в течение 10-15 минут. Затем полученный продукт отфильтровали на мелкопористой воронке Шотта. Сушили в вакуумном шкафу при 60-70°С до постоянной массы.

Пример 2. В круглодонную колбу при комнатной температуре загружали 12.8 г. новолачной смолы, 21.2 г (0.1 моль) 1,4-динитрилбензола и 20.025 г (0.15 моль) хлорида алюминия, тщательно перемешивали и помещали в сплав Розе, нагретый до 180°С. По истечении 15 минут продукт извлекали из реакционной колбы в слабощелочной раствор и кипятили в течение 10-15 минут. Затем полученный продукт отфильтровали на мелкопористой воронке Шотта. Сушили в вакуумном шкафу при 60-70°С до постоянной массы.

Пример 3. В круглодонную колбу при комнатной температуре загружали 12.8 г новолачной смолы, 21.2 г (0.1 моль) 1,4-динитрилбензола и 22.85 г (0.1 моль) хлорида сурьмы (III), тщательно перемешивали и помещали в сплав Розе, нагретый до 180°С. По истечении 20 минут продукт извлекали из реакционной колбы в слабощелочной раствор и кипятили в течение 10-15 минут. Затем полученный продукт отфильтровали на мелкопористой воронке Шотта. Сушили в вакуумном шкафу при 60-70°С до постоянной массы.

Пример 4. В круглодонную колбу при комнатной температуре загружали 12.8 г новолачной смолы, 21.2 г (0.1 моль) 1,3-динитрилбензола и 20.025 г (0.15 моль) хлорида алюминия, тщательно перемешивали и помещали в сплав Розе, нагретый до 180°С. По истечении 15 минут продукт извлекали из реакционной колбы в слабощелочной раствор и кипятили в течение 10-15 минут. Затем полученный продукт отфильтровали на мелкопористой воронке Шотта. Сушили в вакуумном шкафу при 60-70°С до постоянной массы.

Как видно из приведенных данных, предлагаемый способ отверждения новолачной смолы динитрилами выгодно отличается тем, что прост, побочные продукты не выделяются, полученные материалы имеют более высокую стойкость к термоокислительной деструкции и физико-механические свойства.

Выше перечисленный комплекс практически полезных свойств определяет положительный эффект изобретения. Отвержденная таким образом новолачная смола может быть использована в различных областях техники в качестве высокопрочных и высокотермостойких покрытий, связующих для пластмасс, стеклопластиков, пленок и клеев.

Похожие патенты RU2440373C1

название год авторы номер документа
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ АРОМАТИЧЕСКИХ ПОЛИАМИДОВ 2006
  • Могнонов Дмитрий Маркович
  • Бурдуковский Виталий Федорович
  • Стельмах Сергей Александрович
RU2321609C1
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ 1-АЦЕТИЛ-4-ПРОПИОНИЛБЕНЗОЛА 2008
  • Трофимов Борис Александрович
  • Михалева Альбина Ивановна
  • Васильцов Александр Михайлович
RU2374217C1
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ АРОМАТИЧЕСКИХ ПОЛИБЕНЗИМИДАЗОЛОВ 2010
  • Бурдуковский Виталий Федорович
  • Холхоев Бато Чингисович
  • Могнонов Дмитрий Маркович
RU2440345C1
Способ получения порошка 1,4-бис(4-феноксибензоил)бензола и полиэфиркетонкетона на его основе 2021
  • Нагорная Марина Олеговна
  • Самаров Александр Владимирович
  • Поздняков Максим Александрович
  • Дейко Алексей Сергеевич
  • Домрачева Диана Сергеевна
RU2780571C1
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПРОМЕЖУТОЧНОГО ПРОДУКТА ДЛЯ СИНТЕЗА ТЕРМОСТОЙКИХ ПОЛИИМИДОВ 1988
  • Жубанов Б.А.
  • Мессерле П.Е.
  • Гринина О.В.
  • Лелюх М.И
  • Ушурова Р.Ш.
SU1822173A1
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ АРОМАТИЧЕСКИХ ПОЛИАМИДОВ 2013
  • Бурдуковский Виталий Федорович
  • Холхоев Бато Чингисович
RU2544990C2
АППРЕТИРОВАННОЕ УГЛЕРОДНОЕ ВОЛОКНО И СПОСОБ ЕГО ПОЛУЧЕНИЯ 2017
  • Булгаков Борис Анатольевич
  • Бабкин Александр Владимирович
  • Кепман Алексей Валерьевич
  • Авдеев Виктор Васильевич
  • Джеваков Павел Борисович
  • Коротков Роман Федорович
RU2694030C2
ВОДОРАСТВОРИМЫЕ МОЛЕКУЛЯРНЫЕ ПОЛИФЛУОРЕНОВЫЕ ЩЕТКИ, ИЗЛУЧАЮЩИЕ БЕЛЫЙ СВЕТ 2022
  • Ильгач Дмитрий Михайлович
  • Якиманский Александр Вадимович
  • Каскевич Ксения Игоревна
RU2800291C1
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СВЕРХВЫСОКОМОЛЕКУЛЯРНОГО ПОЛИАКРИЛОНИТРИЛА 2007
  • Новоселова Анна Валентиновна
  • Шаманин Валерий Владимирович
  • Виноградова Людмила Викторовна
RU2376319C2
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ N-(3,3-ДИМЕТИЛ-3,4-ДИГИДРОИЗОХИНОЛИЛ-1)-6-АМИНОКАПРОНОВОЙ КИСЛОТЫ 2014
  • Шкляев Юрий Владимирович
  • Смоляк Андрей Алексеевич
  • Стрельников Владимир Николаевич
  • Астафьева Светлана Асылхановна
RU2563244C1

Реферат патента 2012 года СПОСОБ ОТВЕРЖДЕНИЯ НОВОЛАЧНОЙ СМОЛЫ

Изобретение относится к способу отверждения новолачной смолы. Отверждение проходит при участии ароматических динитрилов в присутствии хлорида сурьмы (III) или хлорида алюминия при температуре 150-200°С в течение 10-30 минут. Изобретение позволяет проводить отверждение без выделения побочных газообразных продуктов, увеличить термостойкость и физико-механические показатели материалов полимера.

Формула изобретения RU 2 440 373 C1

Способ отверждения новолачной смолы, отличающийся тем, что отверждение проходит при участии ароматических динитрилов в присутствии хлорида сурьмы (III) или хлорида алюминия при температуре 150-200°С в течение 10-30 мин.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 2012 года RU2440373C1

Композиция для получения пенопласта 1978
  • Чертков Николай Сергеевич
  • Ветошкина Тамара Васильевна
  • Косарева Эльвира Павловна
  • Кривенко Татьяна Анатольевна
  • Суглобов Анатолий Иванович
  • Репин Валентин Георгиевич
  • Черенкова Галина Михайловна
  • Маликова Тамара Васильевна
  • Огоньянц Владимир Александрович
  • Паничкин Михаил Васильевич
SU697530A1
Приспособление для точного наложения листов бумаги при снятии оттисков 1922
  • Асафов Н.И.
SU6A1
JP 2010065031 А, 25.03.2010
CN 101519384 А, 02.09.2009.

RU 2 440 373 C1

Авторы

Бурдуковский Виталий Федорович

Могнонов Дмитрий Маркович

Шурыгин Руслан Сергеевич

Даты

2012-01-20Публикация

2010-06-21Подача