Вяжущее Советский патент 1981 года по МПК C04B29/02 

1

Изобретение относится к получению специальных вяжущих материалов и может быть использовано в химической и электротехнической промышленности , при изготовлении электроконтактных деталей, токопроводящих замазок и покрытий.

Известно вяжущее, включающее фосфорную кислоту, углеродное волокно Q и добавку оксида меди 1.

Основными его недостатками являют.ся низкая термостойкость (до 150°С) , высокое значение удельного электросопротивления (5-10 Ом-см).

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является состав токопроводящего вяжущего 21, включающий концентрированную ортофосфорную кислоту и электропроводный наполнитель -л высокодисперсный нитрид титана (г в 0,05-0,1 мкм) при соотношении TiN/P O 5 1/5-2,0.

Недостатками состава вяжущего яв- 25 ляются высокая температура отверждения, что сужает возможные области его практического применения, небольшая химическая устойчивость в агрессивных средах при повышенных температу- 30

pax и низкие значения адгезионных характеристик .

Цель изобретения - снижение темпе-, ратуры термообработки, увеличение химической стойкости и адгезионных свойств вяжущего.

Указанная цель достигается тем, что вяжущее, включающее ортофосфорную кислоту и тонкодисперсный нитрид титана , содеожит дополнительно добавку оксида меди и оксида цинка в соотношении от 1:1 до 1-2,5 при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Ортофосфорная кислота30-35

Добавка5-20

Нитрид титана Остальное

Получение токопроводящего вяжущего на основе ортофосфорной кислоты и высокодисперснрго нитрида титана основано на взаш одействии TiN с кислотой при нагревании до соответствующей температуры. При этом часть нитрида титана идет на нейтрализацию фосфорной кислоты с образованием аморфных фосфатов титана , а избыток яитрида титана выступает в качестве электропроводного наполнителя. В этом случае вяжущая композиция состоит из

агрегатов наполнителя, включенных в массу коллоидных образований, состоящих из фосфатов титана переменного состава.

Введение комплексной,добавки (СиО + ZnO) обусловлено тем, что в отдельности каяодый из этих окислов не приводит к достижению поставленно цели - снижению температуры термообработки. Окись меди (СиО) взаимодействует с фосфорной кислотой при комнатной температуре медленно и не поз воляет снизить температуру термообработки. Введение только окиси цинка (ZnO) приводит к получению нетехнологичной быс.тросхватывакхцейся системы ввиду большой реакционной способности ZnO.

В случае использования комплексной нейтрализующей добавки (смеси СиО и ZnO) первоначально в реакцию вступает окись цинка, как наиболее активный компонент системы НзРО4 TIN-CuO-ZnO. При этом тепла, вьаделяклцегося за счет реакции взаимодействия ZnO и НзРО.оказывается достаточно для того, чтобы осуществить взаимодействие окиси меди с фосфорной кислотой, которая является более пассивным окислом по сравнению с ZnO, и препятствует мгновенному схватыванию всей системы. Таким образом, каждый из окислов в комплексной нейтрализукицей добавке выполняет свою функцию: окись цинка служит инициатором реакций, а окись меди не только препятствует интенсивному протеканию процесса и быстрому затвердеванию системл, но и дополнительно нейтрализует . В результате взаимодействия смеси оксидов цинка и меди и фосфорной кислотой система НjPO4-TiN-CuO-ZnO затвердевает при 50-100°С. Для придания композиции водостойкости и механической прочности необходима дальнейшая термообработка до 200-250 С.

Вяжущее в этом случае состоит из агрегатов электропроводного наполнителя (нитрида титана), включенных в массу коллоидных образований, состоящих из фосфатов меди и цинка.

Изобретение позволяет снизить температуру термообработки вяжущего повысить его химическую устойчивость и адгезионные свойства.

Вяжущее получают методом пластичного формования из теста нормально густоты следуквдим образом.

Определенное Количество нитрида титана с размером частиц 0,050,1 мкм затворяют концентрированной ортофосфорной кислотой (d 1,7,4 г/см) :В тщательно перемешанную массу пор. циями добавляют комплексную нейтрализующую добавку, соотношение ( .+ ZnO) 0,22-1,02. Полученную однородную массу укладывают во фторпластовую форму и термообрабатывают

Q при 150-250с. Скорость подъема температуры 20 град/ч.

После термообработки систему охлаждают до комнатной температуры,извлекают и исследуют свойства полученного вяжущего.

5 Пример. Для получения токопроводящего вяжущего 20 г (50%) нитрида титана (г 0,05-0,1 мкм) затворяют путем перемешивания 12 г (30%) концентрированной фосфорной кислоты

0 (d « 1,74 г/см).

В тщательно перемешанную массу добавляют по частям 8,0 г (20%) комплексной нейтрализующей добавки.

5 Соотношение (СиО + ZnO)/P,05- 1,02. Полученную однородную массу укладывают во фторпластовые формы и термообрабатывают до со скоростью нагрева 0,3 град/мин.

Q В табл. 1 приведены свойства образцов, извлеченных из форм после естественного охлаждения системы.

Таблица

Содержание

Свойства

Удельное электроЬ2сопротивление , Ом. м

Содержание водорастворимой Рл О 5 в водной вытяжке, %

при 20с

Отсутствует при 100°С Отсутствует

Адгезионная прочность{6сдйцга)

31,0 0 кг/см 1

В табл. 2 приведены условия получения и свойства примеров предлагаемого вяжущего (скорость подъема температуры 0,3 град/мин).

R СГ

s ч

то

n)

tt

I I

f

rH

1Л

о 1

о r r

00 VC

t4rH

t

o

ь

1Л

о n

in

о

n

a

00

о

о tn гм

о in о о

1Л fS

in (N in in (N N r гН

t rCM IN

ОЧ

n

4

u

fO

in

in r

ю

N

in

СЧ

1Л

о oo

in in

vo

m

00 N

Tt

VO

CM rr

in

CO

о vo

in

о

in in

in

M

in

in

VO

N

гл n

о

in n 3

ч-

ro

vb OQ

N 00

VO VO

Tl

о

oo

x о

о 1-1

CM CM

. тН тН

in

VO

- (M fO