СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ МЕТАЛЛОПОЛИМЕРОВ Советский патент 1968 года по МПК C08K3/10 

Изобретение относится к способу получения электропроводящих и теплостойких металлополимеров. I-iaBecTea способ получения термостойких материалов путем совмещения полимеров при механическом диспергировании в условиях вибропомола. Количество вводимого металла по этому способу составляет 60-SQo/o от веса смеси. При происходящем механическом разрушении полимера образуются свободные радикалы, вступающие в химическую связь с возникающей поверхностью частиц металла.

Метод требует наличия громоздкого и сложного оборудования для предварительного диспергирования металлов и последующего вибропомола их в смеси с полимерами. По этому методу невозможно получить смеси, содержащие менее 60-80 вес. о/о металла.

По предложенному способу порошки металлов, разлагающиеся с образованием высокодисиерсных металлов, вводят в мономеры, в недополимеризованные полимеры, в растворы, расплавы, суспензии, взвеси, пороШ|Ки полимеров и смол с последующим нагреванием от . 30 до 350°С. В результате нагрева происходит разложение формиатов в среде полимеров с образованием высокодисиерсных металлов. При этом за счет возникновения активных центров «а поверхности коллоидных частиц металлов (в момент их

образования) эти частицы легко вступают в химическое взаимодействие с макромолекулами полимеров. Таким образом, введение формиатов металлов в полимеры исключает процесс предварительного измельчения металла и совместного их вибропомола с полимерами и не требует громоздкого оборудования. Металлополимеры могут быть получены в любом стакдартном нагревательном оборудовании (печи, муфты с паровой рубашкой, термостаты и др.), которое позволяет поддерживать постоянную температуру от 30 до 350°С в течении 0,5-6 час. Предложенный способ позволяет получить металлополимеры с содержанием металла от 0,1 до 99, В силу высокой реакционной способности высокодисперсные частицы металлов в момент из образования в среде полимеров являются вул.канизирующими или сщивающими агентами для ряда полимеров и смол и могут вызывать полимеризацию мономеров. Равномерность состава увеличивается в результате интенсивного перемешивания в процессе разложения

формиатов, которое сопровождается энергичным газовыделением. Га.зообразные продукты разложения формиатов удаляются из сферы реакции., не загрязняя конечный продукт. Благодаря тому, что формиаты металлов ратурах (30-350°С), производство металлиполнмеров требует незначительных энергетических затрат. Образующиеся металлические частицы ие подвергаются окислению, так как они возникают в среде полимера, который их зап;ищает. Металлслолимеры могут быть переработаны в изделия методом горячего прессования или литьем под дaвлe ниeJM при температурах 200-350°С. Полученные предлагаемым способом металлополимеры отличаются от известных материалов более высокой термостойкостью (температуры стеклования и текучести повышаются для систем на основе линейных полимеров на 50-60°С, а на основе термореактивных смол - на ПО-120°С) и новыми свойствами - удельной электропроводностью, регулируемой от 1 105 до олг . Пример 1. Для приготовления 100 г металлополимера с содержанием 60Vo свинца на основе полистирола берут 800 г 5Vo-Horo раствора полистирола в толуоле. Формиат свинца предварительно измельчают и просеивают через сито 300 меш. При непрерывном перемешивании в раствор полимера вводят 85,7 г соли. Совместная коагуляция этих компонентов производится нерастворителем - метанолом в соотношении 1:1. Коагуляты высушивают при температуре 110-120°С до постоянного веса, высушенные коагуляты загружают в реактор, в котором поддерживается температура 240°С. При нагревании в течение часа заканчивается разложение формиата свинца. После охлаждения реактора до комнатной температуры металлополимер извлекают и подвергают переработке методом горячего прессования при температуре 180-200 С и давлении 200 кг1см2. Полученный металлополимер обладает следующими свойствами. Температура стеклования, С 108,9 Температура текучести, ° 154 Уд. сопротивление, ом см 23- 10 Т а б л 11 ц а 1 Изменение температур стеклования и текучести и термоокислительной деструкции металлополимеров с различным содержанием металла Металлополимер на основе полистирола с различным Температуры фазовых содержанием свинца, вес % Пример 2. Для приготовления 100 г металлополимера на основе эпоксидной смолы и меди с содержанием металла к 40 г неотвержденной смолы при постоянном перемешивании добавляют 146 г формиата меди, предварительно измельченного и просеянного через сито 300 меш. Приготовленную смесь загружают в реактор, в котором поддерживается температура 230°С. При нагревании в течение 2 час формиат меди разлагается, а эпоксидная смола переходит в отвержденное состояние. После охлаждения реактора до комнатной температуры металлополимер извлекают л подвергают переработке методом горячего прессования при температуре 240°С и давлении 200 кг/см. Полученный металлополимер обладает следующими свойствами. Температура стеклования, С° 280 Температура текучести,380 Уд. сопротивление ом см 8-105 В табл. 1-2 приведены свойства металлополимеров на основе полистирола и свинца и эпоксидной смолы и меди в зависимости от концентрации металлической фазы. Пример 3. Для приготовления 100 г металлополимера «а основе капрона и никеля с содержанием 60э/о кобальта к 40 г расплавленного капрона при постоянном перемешивании добавляют 126 г формиата кобальта, предварительно измельченного и просеянного через сито 300 меш. Смесь выдержи вают при температуре 230°С 4 часа. Полученный металлополимер обладает следующими свойствами: Удельное сопротивление, ом-см 1,72 Температура текучести, °С 249,6. П р и м е р 4. Для приготовления 100 г металлоиолимера на основе поливинилацетата п меди с содержанием бОо/о меди к 80 г суспензии поливннилацетата добавляют 146 г формиата меди. Формиат меди предварительно измельчают и просеивают через сито 300 меш. После этого производят совместную коагуляцию этих компонентов нерастворителем в соотнощении 1:1. Коагуляты высушивают при температуре 110-120°С до постоянного веса. Высушенные коагуляты загружают в реактор, в котором поддерживают температуру 190°С. При нагреании в течение 1 часа заканчивается разложение формиата меди. Удельное сопротивление 4,1210 i ом см Температура размягчения 168°С . П р и м е р 5. Для приготовления 100 г металлополимера а основе полистирола с содержанием 60Vo икеля к 40 г высокодиспероного цорош-ка поистирола добавляют 138 г формиата никеля. ормиат никеля предварительно измельчают лросеивают через сито 300 меш. Порошки щательно перемешивают и запрессовывают Изменение удельного сопротивления металлополимеров на основе эпоксидной смолы и меди в зависимости от концентрации металлической фазы Таблица 2

Таблица 3 Изменение температур термоокислительной деструкци мегаллополимеров на основе эпоксидной смолы с различным содержанием меди Металлополимер на основе эпоксидной смолы с различным содержанием меди, вес. % при давлении 50 кг-см прч-i комнатной температуре. Спрессованные таблетки нагревают в реакторе Б течение 2,5 час при температуре 200°С. Полученный Металлополимер обладает следующими свойствами. Удельное сопротивление 3,3 10 ом см Температура размягчения 183,2°С. Предмет изо-бретения Способ получения металлополимеров на основе синтетических полимеров и высокодисперсных металлов, отличающийся тем, что, с целью упрон ения процесса и улучшения физико-механических свойств материалов, в полимеры вводят порошки формиатов металлов, разлагаюшиеся прн нагревании с образованием высокодисперсных металлов.