Полимерная композиция Советский патент 1980 года по МПК C08L61/10 C08K5/03 

Изобретение относится к области феиолоформальдегидных связующих новолачного типа отверждаемых гексаметилентетрамином (ГМТА) и может быть использовано для создания композиционных наполненных материалов, применяемых в машиностроении, электротехнике и т.д. Известна полимерная композиция, содержащая новолачную фенолоформальдегидную смолу и в качестве ускорителя - новолачную смолу, модифицированную моногалогенсодержагцймй монокарбоновыми кислотами, например моно-. хлоруксусной 1. Недостатком данной композиции является относительно невысокая скорость гелеобразования (т rgng ), что приводит к значительной продолжительности вязко -пластичного состояния (tj ) и прессования материала () на основе данной KOMno3HHjm. Кроме тото, применение значительных количеств (10-20%) вышеупомянутого ускорителя сказывается на снижении термической стойкости (коксового числа) отвержденного связующег по сравнению с системой без ускорителя за счет уменьшения плотности его пространственной сетки и наличия алифатических фрагментов монохлоруксусной кислоты, что приводит к снижению физико-механических свойств прессматериалов. На применении монохлоруксусной кислоты отрицательно сказывается ее токсичность и способность корродировать аппаратуру. Цель изобретения - ускорение процесса формирования пресс-материала на основе данной полимерной композиции. Поставленная цель достигается тем, что известная полимерная композиция, включающая фенолоформальдегидную смолу новолачного типа, отвердитель-гексаметилентетрамин и органический хлорсодержшций катализатор, в качестве катализатора содержит бис-трихлорметильные производные бензола при следующих соотношениях компонентов, вес .ч.: Фенолоформальдегидная смола новолачного типа100 Гексаметилентетрамин12,0 -15,0 Бис-трихлорметилъные производные бензола (гексахлорнараксшюл(ГХПК) при гекса.лорметаксилол (ГХМК)2,4-6,0 При использова5ти в качестве катализатора бис-трихлорметильных производных бензола возрастает и термическая стойкость (коксовое число) отвержденкого связующего за счет мень шего количества добавленного катализатора, его ароматической природы, более высокой плотности пространственной сетки. В отличие от монохлоруксусной кислоты бис-трихлорметильные производные бензола практически нетоксичны, а введение катализато . (в количестве 2,4-6,0 вес .ч.) не вызывает коррозию аппаратуры. Образцы полимерных композиций и прессматериалов на их основе с использованием углеродного волокна готовят следующим образом. Для испытания-г еля РИ 150°С порощки фенолоформальдегидной новолачной смогсы марки Н18, ГМТА и катализатора смешивают в фарфоровой ступке или лабораторной шаровой мельнице до получения однородной массьт. Для испытания Тj,gnjj при 100° С смешивают 40%-ные растворы фенолоформальдегндной нов лачной смолы с ГМТА в спирте и катализатор в ацетоне. Для испытания пр Р 120° С в логастном смесителе пропитьшают углеродное волокно 40%-ным спирто-ацетоновым растворо связующего (при соотношении 1,5:1), состоящего из фенолоформальдегидной новолачной смолы, ГМТА и катализатора, сушат в сушиль ной камере до содержания летучих 3,0-5,5%. Пример 1. Порошки Н18, ГМТА и ; ГХПК, взятые в соотношении 100:12:3 смепшвают в лабораторной шаровой мельнице, готовят 40%-ные растворы Н18 с ГМТА в спирте и ГХПК в ацетоне с последующим смешением взятые при том же соотношешш компонентов 40%-ным спирто-ацетоновым раствором связующего в лопастном смесителе пропитьшают углеродное волокно, при соотношении 1:1,5. Сушат пропитанное волокно в сушильной кам ре до содержания летучих 3,0-5,5%. Полученный пресс-материал прессуют в ви образцов 115x75x20 мм на 160-тошюм прессе при удельном давлении 350 кгс/см и температуре 120°С. Примеры 2-9. Полимерные компоэвдин и пресс-материалы на их основе готовя по технологии, описанной в примере 1, изменяя лишь тип и количество катализатора. Для известной композиции соотношение ющего и наполнителя, режимы пропитки и сушки аналогичны. 7 А Испытания Tpgjjjj нолимерных композиий (связующих) проводят по стандартной методике на порошкообразных образцах при температуре 150°С и по методике, описанной ниже, при температуре 100°С. 40%-ный спирто-ацетоновый раствор связующего в количестве 10-20 г (в зависимости от диаметра пробирки) наливают в пробирку, которую помещают в водяную баню, нагретую до 100 С, и перемешивают стеклянной палочкой. За т: гсля принимают время в минутах, прошедшее с момента помещения смолы в водяную баню до превращения ее в гель. Испытания технологических характеристик (продолжительность вязко-пластичного состоякиятГдл) пресс-материалов проводят в интервале температур 100-180°С по стандартной методике на приборе ПВР-1 (на пластометре ристемы Канавца) и на приборе ПМР-1, основанном на методе периодических малоамплитудкых колебаний. Соотношение компонентов в полимерных композициях, а также результат испытаний -геля иТпр для всех случаев и известного приведены в табл.1. Из табл. 1 видно, что для пресс-материалов на основе предлагаемых связующих при содержании катализатора 2,4-6,0 вес.ч. (примеры 1-7) процесс формования ускоряется за счет уменьшения-т fgjifi иТдд по сравнению с известным решением. Полимерные композиции с содержанием катализатора 10-20 вес.ч. хотя заметно и устушют по всем испытанным характеристикам тфимерам 1-7, но превосходят известную. Однако увеличение в предлагаемой композиции содержания катализатора с 2,4-6,0 вес.ч. до 10-20 вес.ч. приводит к повышению количества летучих при прессовании, возрастанию внутренних остаточных напряжений и в результате к ухудшению физико-механических характеристик композиционных материалов (см. табл.2) на ее основе и к коррозии пресс-форм. Ускорение процесса прессования используют либо уменьшением продолжительности прессования при постоянной температуре, что приводит к росту производительности труда и снижению себестоимости продукции, либо снижением температуры прессования (например, со 160 до 120°С) - это приводит к уменьшению внутренних остаточных напряжений, а в конечном счете к повышению физико-механических характеристик композиционных материалов и изделий из них.

00v

- г

(-4

CD rt Tt q, Ci Q.

2 CO ri ri Ю o n

)

8 S 8 8 8 8

, s r n o t

9 73232810

Формула изобрет е и яФенолоформальдегидПолимерная композиция, включающая фе„ая смола новолачного

нолоформальдегидную смолу новолачного типа,,ипа 100

отвердигеяь-гекеаметилентетрамин и органичес-Гексаметилентетрамин 12,0- 15,0

кий хлорсодержапщй катализатор, о т л и ч а- Бис-трихлорметнльные

ю щ а я с я тем, что, с целью ускоренияпроизводные бензола 2,4-6,0 процесса формования пресс-материала на ее

основе, в качестве катализатора она содержитИсточники информации,

бис-трихлорметильные производные бензолапринятые во внимание при экстертизе

при следующем соотношении компонентов,.„ 1. Авторское свидетельство СССР N 190562,

весл.:кл. С 08 L 61/10, 1966.