Способ получения металлополимеров

 

299731

OnИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советскнк

Социалистических

Республик

Зависимое от авт. свидетельства №

Кл. 39Ь, 22/06

39b, 22/10

Заявлено 29.VI.1964 (№ 908901/23-5) с присоединением заявки №

Приоритет

Опубликовано 261.1968. Бюллетень № 5

Дата опубликования описания 27.III.1968

МПК С 08f

С 08g

УДК 678.046.34 (088.8) Комитет по делам изобретениИ и открытий при Сосете Министров

СССР

Авторы изобретения Э. М. Натансон, 3. P. Ульберг, Г. П. Приходько, Ю. И. Химченко, А. А. Кокорев и Н. С. Зорина

Заявитель

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ МЕТАЛЛОПОЛИМЕРОВ

Изобретение относится к способу получения электропроводящих и теплостойких металлополимеров. I Iзвестен способ полученич термостойких материалов путем совмещения полимеров при механическом диспергировании в условиях вибропомола. Количество вводимого металла по этому способу составляет

60 — 80% 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. % металла.

По предложенному способу порош ки металло в, разлагающиеся с образованием высокодисперсных металлов, вводят в мономеры, в недополимеризованные полимеры, ч растворы, расплавы, суспензии, взвеси, порошки полимеров и смол с последующим нагреванием от . 30 до 350 С. В результате нагрева происходит разложение формиатов в среде полимеров с образованием высокодисперсных металлов. При этом за счет возникновения активных центров на 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 .сталла и совместного их вибропомола с полимерами и не требует громоздкого оборудования. Металлополимерь1 могут быть получены в любом стан10 дартном 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 поз15 воляет получить металлополимеры с содержанием металла от 0,1 до 99,0%. В си.чу высокой реакционной способности высокодисперсные частицы металлов в момент из образования в среде полимеров являются вул,ка20 низирующими или сшивающими агентами для ряда полимеров и смол и могут,вызыва гь полимеризацию мономеров. Равномерность состава увеличивается в результате интенсивного перемешивания в процессе разложения

25 формиатов, которое сопровождается энергичным газовыделением. Газообразные продукты разложения формиатов удаляются из сферы реакции,, не загрязняя конечный продукт.

Благодаря тому, что фсрмиаты металлов

30 разлагаются при сравнительно низких темпе209731 ратурах (30 †3"С), производство металл 1полимеров требует незначительных энергетических затрат.

Образующиеся металл «ческпе частицы не подвергаются окислению, так как они возни- 5 кают в среде полимера, который их защищает.

Металлсполимеры могут быть переработаны в изделия методом горячего прессования или литьем под давлением при температурах 10

200 — 350 С, Полученные предлагаемым способом металлополимеры отличаются от известных материалов более высокой термостойкостью (температуры стеклования и текучести повышают- 15 ся для систем на основе линейных полимеров на 50 — 60 С, а на основе термореактивных смол — на 110 — 120 С) и новыми свойствами — удельной электропровсдностью, регул"руемой от 1 10. до 10 «- ом «см «. 20

Таблица 1

Изменение температур стекловаиии и текучести и термоокислительиой деструкции металлополил«еров с различным содержанием металла

Металлополимер на основе полистирола с различным содержанием свинца, вес 4

Температуры фазовых переходов

2,0 10 56 70

Температура стеклования

116,2 60

99,5 105,3 108,9

80,3

150 162

126

124

Температура текучести . 94

Температура термоокислительной деструкции 285

304

360

3I7

Пример 1. Для приготовления 100 г металлополимера с содержанием 60% свинца на основе полистирола берут 800 г 5%-ного раствора полистирола в толуоле. Формиат 25 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 — 30 метанолом в соотношении 1: 1.

Коагуляты высушива«от при температуре

110 — 120 С до постоянного веса, высушенные коагуляты загружают в реактор, в котором поддерживается температура 240 С. При на- 35 гревании в течение часа заканчивается разложение формиата свинца. После охлажд.ния реактора до комнатной температуры iitt.таллополимер извлекя от и подвергают переработке методом горячего прессования при 40 температуре 180 — 200 С и давлени

200 кг/сл«в . Полученньш металлополимер обладает следующими свойствами.

Температура стеклования, С 108,9

Температура текучести, 154 45

Уд. сопротивление, ом см 23 10"

Пример 2. Для приготовления 100 г металлополимера на основе эпоксидной смолы и меди с содержанием 60% металла к 40 г неотвержденной смолы при постоянном перемешивании добавляют 146 г формиата меди, предварительно измельченного и просеянного через сито 300 л«еш. Приготовленную смесь загружают в реактор, в котором поддерживается температура 230 С. При нагревании в течение 2 час формиат меди разлагаегся, и эпоксидная смола переходиг в отвержденное состояние.

После охлаждения реактора до комнатной температуры металлополимер извлекают подвергают переработке методом горячего прессования при температуре 240 С и давлении 200 кг/сл«. Полученный металлополимар обладает следующими свойствами.

Температура стеклования, С 280

Температура текучести, 380

Уд. сопротивление ом см 8 10"

В табл. 1 — 2 приведены свойства металлополимеров на основе полистирола и свинца и эпоксидной смолы и меди в зависимости от концентрации металлической фазы.

П р и it е р 3. Для приготовления 100 г металлополимера на основе капрона и никеля с содержанием 60% кобальта к 40 г расплавленного капрона при постоянном перемешивании добавляют 126 г формиата кобальта, предварительно измельченного и просеянного через сито 300 меш, Смесь выдерживают при температуре 230 С

4 часа.

Полученный металлополимер обладает следующими свойствами:

Удельное сопротивление, ом сл 1,72

Температура текучести, С 249,6.

Пример 4.

Для приготовлсния 100 г металлополимера на основе поливинилацстата и меди с содержанием 60% меди к 80 г суспензии поливинилацетата добавляют 146 г формиата меди.

Формиат меди предварительно измельчают и просеивают через сито 300 иеш. После этого производят совместную коагуляцию этих компонентов нерастворителем E соотношении 1: 1.

Коагуляты высушивают при температурс

110 — 120 С до постоянного веса. Высушенные коагуляты загружа«от в реактор, в котором поддерживают температуру 190 С. При нагревании в течение 1 часа заканчивается разложение формиата меди.

Удельное сопротивление 4,12 10 «ои си

Температура размягчения 168 С .Пример 5.

Для приготовления 100 г металлополимера на основе полистирола с содержанием 60% никеля к 40 г высокодисперсного порошка полистирола добавляют 138 г формиата никеля, Формиат никеля предварительно измельчают и,просеивают через сито 300 ганеш. Порошки тщательно, перемешивают и запрессовывают

209731

Таблица 2

Изменение удельного сопротивления металлополимеров на основе эпоксидной смолы и меди в зависимости от концентрации металлической фазы

Металлополимер на основе эпоксидной смолы с различным содержанием меди, % вес

70 80

50

20

Удельное сопротивление о.и сл;

10-4

2. 1010

6 10гв

1. 10«

2 10 — э

4 10 з

8 10гз

Таблица 3

Металлополимер на основе эпоксидной смолы с различным содержанием меди, вес. э

40 50 56

10 20

Температура термоокислительной деструкции, ОС

286 298

306 332 362

3&8

Составитель А Кулакова

Редактор Н, П. Белявская Текред А. А. Камышникова Корректоры: Е. Н. Гудзова и А. И, Шпукова

Заказ 473/4 Тираж 530 Подписное

LtI4lMHII Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва, Центр, пр. Серова, д. 4

Типография, пр. Сапунова, 2

Изменение температур термоокислительной деструкции металлополимеров на основе эпоксидной смолы с различным содержанием меди,при давлении 50 кг сл при комнатной температуре. Спрессованные таблетки нагревают в реакторе в течение 2,5 час при температуре

2000С, 5 Полученный металлополимер обладает следующими овойствами.

Удельное сопротивление 3,3 ° 10т олт ° сл

Температура размягчения 183,2 С.

Предмет изобретения

Способ получения металлополимеров на основе синтетических полимеров и высокодисперсных металлов, отлачаюирйся тем, что, с целью упрощения процесса и улучшения фи15 зико-механических свойств материалов, в полимеры вводят порошки формиатов метал1оВ, разлагающиеся при нагревании с образованием высокодисперсных металлов.