Полимерная композиция Советский патент 1990 года по МПК C08L61/10 C08L61/10 C08K3/00 C08K5/00 

Изобретение относится к созданию конструкционных композиционных материалов на основе полимеров и может быть использовано на железнодорожном транспорте для изготовления различных деталей, работающих в условиях сезонных изменений температур при повышенных контактных напряжениях, например деталей изолирующего стыка, изолирующих втулок в скреплениях на железобетонном подрельсовом основании.

Цель изобретения - увеличения адгезии связующего к волокнистому наполнителю при термоциклировании, повышение эластичности и долговечности

композиции при воздействии циклических нагрузок.

Для получения композиции в фенол- формальдегидную смолу вводят поливинилбутираль в виде 10%-ного спиртового раствора и ненасыщенную полиэфирную смолу и перемешивают в смесителе. Метазин вводят в виде воскообразной массы. Минеральный наполнитель, оксинитрат алюминия и сернокислый барий применяют в виде порошка. При тщательном перемешивании вводят рубленый волокнистый наполнитель. Последним m компонентов вводят гексаметилентетряся

С& 4

о о

мин. Затем полученную массу сушат при 323-333 К до содержания летучих 2-3%. Для приготовления полимерной композиции используют фенолформальдегид- ную смолу ЛБС-1 или ЛБС-3, поливинил- бутираль в виде 10%-ного раствора в этиловом спирте, ненасыщенную полиэфирную смолу ПН-1 илиПН-3 на основе продукта поликонденсацин полиэтилен- гликоля с малеиновым или фталевым ан гидридом, с вязкостью по ВЗ-3 при 20°С 20-50 с.

В качестве рубленого волокнистого наполнителя используют отходы льня- ных тканей, отходы хлопчатобумажных тканей, отходы трикотажного хлопчатобумажного полотна, отходы вискозных, полиамидных, полиакрилонитрильных волокон длиной 0,5-40 мм.

Приготовление образцов из полимерной композиции производят методом компрессионного прессования при давлении 40-60 МПа, температуре 433 - 453 К и времени выдержки под давлени- ем 1,0-1,5 мин/мм толщины изделия

Примеры составов композиций приведены в табл, 1.

Сравнительные физико-механические свойства композиции по изобретению и известной приведены в табл. 2. | Долговечность при воздействии циклических нагрузок определяют при нагрузке 5 МПа и частоте 20 сГ на машине ПДМ-10 по ГОСТ 25.502.79. Величину адгезии связующего к поверхности волокнистого наполнителя оценивают по сопротивлению извлечения единичных волокон из блока образцов, изготовленных из полимерных композиций. Об- разцы для измерения адгезионной прочности имеют Т-образную йюрму размером мм, их изготавливают таким образом, что один из концов волокна оказывается заключенным в балочку из композиции, расположенной перпендикулярно оси волокна. При испытании балочку из композиции закрепляют при помощи специальной рамки в верхнем зажиме, а свободный конец волокна - в нижнем заэгиме разрывной машины Д-Ю.

Перед испытанием образцы подвергают термоциклированию. Для этого образцы помещают в термоклав Нема,

где выдерживают при 150°С в течение суток, затем переносят в холодильную камеру HCL 250/70 и выдерживают при -40°С в течение 9 ч.

ормула изобретения

Полимерная композиция, включающая фенолЛормальдегидную смолу резольного типа, рубленый волокнистый.наполнитель , гексаметнлентетрамин, I0%-ный раствор в этиловом спирте поливинил- бутираля и неорганический модификатор, отличающаяся тем, что, с целью увеличения адгезии связующего к волокнистому наполнителю при термо- циклировании и повышения долговечности композиции при воздействии циклических нагрузок и эластичности, она в качестве неорганического модификатора содержит оксинитрат алюминия и дополнительно ненасыщенную полиэфирную смолу на основе продукта поликонденсации полиэтиленгликоля с малеиновым или фталевым ангидридом, с вязкостью при 20°С 20-5С с, метазин, сернокислый барий и минеральный наполнитель, выбранный из группы: каолин, графит, двуокись кремния, при следующем соотношении компонентов, мае.ч.:

Фенолфо рмальде гидна я смола резольного типа Рубленый волокнистый наполнитель

Гексаметилентетрамин Поливинилбутиралъ (10%-ный раствор в этиловом спирте) Ненасыщенная полиэфирная смола на основе продукта поликонденсг- ции полиэтиленгликоля с малеиновым или сЬтале- вым ангидрвдом с в я з- костью при 20 С 20- 50 с Оксинитрат алюминия Метазин Сернокислый барий Минеральный наполнитель, выбранный из группы . каолин, графит, двуокись кремния

Таблица I

Изобретение относится к созданию конструкционных композиционных полимерных материалов. Изобретение позволяет увеличить адгезию связующего к волокнистому наполнителю после термоциклирования от -40 до +50°С до 7,6 - 8,56 МПа, долговечность композиции при циклическом воздействии нагрузки 5 МПа с частотой 20 с^-1 в 3-4,6 раза, эластичность в 1,2 - 1,5 раза за счет использования композиции, включающей, мас.ч.: фенолформальдегидная смола резольного типа 100

рубленый волокнистый наполнитель 40-250

гексаметилентетрамин 4-10

поливинилбутираль (10%-ный раствор в этиловом спирте) 1-10

полиэфирная ненасыщенная смола на основе продукта поликонденсации полиэтиленгликоля с малеиновым или фталевым ангидридом с вязкостью при 20°С 20-50 с 0,5-15

минеральный наполнитель 5-50

метазин 0,3-12

оксинитрат алюминия 2-20

сернокислый барий 0,1-3. 2 табл.

Компоненты

Композиция, мае.ч.

DZIZIL3IIIZIZIII

Фенолформальдегидная смола (по сухому остатку)

марки ЛБС-1100 -100100 100 100

марки ЛЕС-3-100-100 100100 Рубленый волокнистый наполнитель из отходов

льняных тканей-----(20 хлопчатовумажных

тканей---120 трикотажного хлопчатобумажного полотна ----120вискозного волокна АО 120250 -----120

полиамидного волокна ------120-полиак рилонитрильного волокна-------120 Гексаметилентетрамин1084888888

Полквинилбутираль107I777777

Ненасыщенная полиэфир- нал смола

марки ПН-10,5 -1510-101010

марки ПН-3-JO--10

Минеральный наполнитель

каолин50 305--30

графит--3030

двуокись кремния---30-30

Метазин0,3 1012JO10101010

Оксинитрат алюминия20 1521515151515

Сернокислый барий320,122222

30

15 2

Предельная нагрузка (появления трещин при сжатии образца), кН/см4 80 Эластичность (величина прогиба при статической нагрузке 20 кН), мм10

Предел прочности при сжатии, МПа12

Адгезия к волокнистому наполнителю после тер- моциклнроваиия (от -АО до +50°С), НЛа2,

Долговечность композиции при циклическом воздействии нагрузки 5 МПа с частотой 20 по ГОСТ 25.502-7925

Композиция, мае.ч.

30

15 2

Таблица 2

0

J)b

102

1А.8 13,2 161,5 173

7,6 8,3

9А

102

93,2 103,А 105

13,0

172

88

91

12,8 175

14,2 13,7

158,8 160,2

7,7 8,42 В,56 7,85,

110

115

92