Полимерная литьевая композиция
Владельцы патента RU 2250913:
Московская государственная академия тонкой химической технологии им. М.В. Ломоносова (RU)
Изобретение относится к производству фенопластов, в частности литьевых композиций, предназначенных для изготовления изделий общетехнического назначения. Полимерная литьевая композиция включает следующее соотношение компонентов в мас.%: фенолоформальдегидную новолачную смолу 47-49,3; древесную муку 28,4-29,5; уротропин 7,1-7,4; каолин 3,2-3,4; жженую магнезию 0,7-0,9; нигрозин 1,4-1,5; тальк 3,7-3,9; нафталин 1,9-2; стеарин 0,2-0,4; стеарат кальция 04,-0,6; полиэтиленовый воск 0,5-0,7; трифениловый эфир фосфорной кислоты 1-5. Технический результат - повышение изгибающего напряжения при разрушении полимерной литьевой композиции и снижение коэффициента вязкости при 120°С и градиенте скорости сдвига 15 1/с. 1 табл.
Изобретение относится к производству фенопластов, в частности литьевых композиций, предназначенных для изготовления изделий общетехнического назначения.
Известна полимерная литьевая композиция, содержащая фенолоформальдегидную смолу новолачного типа с содержанием свободного фенола 0,1-4%, уротропин, древесную муку, тальк, каолин, стеарин, стеарат кальция, нафталин или капролактам, лигнинную муку и каустический магнезит (Авторское свидетельство СССР №1692998, кл. С 08 L 61/10, 23.11.91. Бюл.№43).
Недостатками известной литьевой композиции являются относительно высокий коэффициент вязкости (0,057-0,097)·105 Па·с и сравнительно малое время пластично-вязкого состояния (94-154 )с при температуре 120°С и градиенте скорости сдвига 151/с, что не обеспечивает требуемую текучесть расплава и не позволяет получать тонкостенные литьевые детали сложной конфигурации. Недостатком указанной композиции является также низкое изгибающее напряжение при разрушении (91,3-103,4 МПа).
Наиболее близкой по технологическим свойствам является полимерная литьевая композиция, которая включает фенолоформальдегидную новолачную смолу, древесную муку, уротропин, каолин, жженую магнезию, нигрозин, тальк, нафталин и смазку, в качестве которой она содержит шлам глицеринового производства масложировых предприятий.
Недостатками указанной полимерной литьевой композиции (Авторское свидетельство СССР №1675306, кл. С 08 L 61/10, 07.09.91. Бюл. №33) являются относительно низкое изгибающее напряжение при разрушении (93,8-104,8) МПа и повышенный коэффициент вязкости (0,029-0,057)·105 Па·с при 120°С и градиенте скорости сдвига 15 1/с, что ограничивает возможности изготовления качественных тонкостенных изделий сложной конфигурации.
Техническим результатом предлагаемого изобретения является повышение изгибающего напряжения при разрушении полимерной литьевой композиции и снижение коэффициента вязкости при 120°С и градиенте скорости сдвига 15 1/с. Технический результат достигается тем, что полимерная литьевая композиция, включающая фенолоформальдегидную новолачную смолу, древесную муку, уротропин, каолин, жженую магнезию, нигрозин, тальк, нафталин и смазку, дополнительно содержит полиэтиленовый воск и трифениловый эфир фосфорной кислоты при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Фенолоформальдегидная новолачная смола 47-49,3
Древесная мука 28,4-29,5
Уротропин 7,1-7,4
Каолин 3,2-3,4
Жженая магнезия 0,7-0,9
Нигрозин 1,4-1,5
Тальк 3,7-3,9
Нафталин 1,9-2
Стеарин 0,2-0,4
Стеарат кальция 0,4-0,6
Полиэтиленовый воск 0,5-0,7
Трифениловый эфир фосфорной кислоты 1-5
Пример 1. 49,3 г фенолоформальдегидной новолачной смолы СФ-010, 29,5 г древесной муки, 7,2 г уротропина, 3,3 г каолина, 0,8 г жженой магнезии, 1,5 г нигрозина, 3,7 г талька, 2 г нафталина, 0,4 г стеарина, 0,6 г стеарата кальция, 0,7 г полиэтиленового воска ПВ-200 и 1 г трифениловый эфир фосфорной кислоты загружают в смеситель, перемешивают в течение 40 мин, полученную смесь вальцуют при 80-120 °С в течение 1,5 мин, полученную композицию измельчают. Образцы изготавливают методом литья под давлением 1200 кгс/см, выдержка в форме осуществляется в течение 90 с. Температура формы 160-190°С.
Свойства полимерной литьевой композиции приведены в таблице.
Примеры 2-4 выполняют, как описано в примере 1, с той разницей, что компоненты берут в количествах, указанных в таблице.
В таблице приведены составы и свойства предлагаемой полимерной композиции и прототипа, определенные стандартными методами. Из таблицы видно, что предлагаемые композиции (примеры 1-4) обладают в 1,3-1,5 раза более высоким изгибающим напряжением при разрушении, и при больших временах пластично-вязкого состояния они имеют более низкую в 1,4-2,4 раза вязкость расплава. Комплекс указанных свойств обеспечивает получение высококачественных изделий сложной конфигурации.
Снижение содержания предлагаемых добавок ниже указанных приводит к ухудшению технологических свойств композиций, а повышение значений выше указанных приводит к снижению механической прочности, что нежелательно.
| Таблица Состав и свойства композиций | |||||
| Показатели | Примеры | Прототип | |||
| 1 | 2 | 3 | 4 | ||
| 1. Компоненты, мас.% | |||||
| Фенолоформальдегидная смола СФ-0 10 | 49,3 | 48,8 | 48,2 | 47 | 49,5-50,5 |
| Древесная мука | 29,5 | 29,2 | 28,8 | 28,4 | 28,5-29,5 |
| Уротропин | 7,2 | 7,4 | 7,3 | 7,1 | 7,0-7,8 |
| Каолин | 3,3 | 3,4 | 3,3 | 3,2 | 3-4 |
| Жженая магнезия | 0,8 | 0,8 | 0,9 | 0,7 | 0,4-1,2 |
| Нигрозин | 1,5 | 1,4 | 1,4 | 1,5 | 1,1-2 |
| Тальк | 3,7 | 3,8 | 3,9 | 3,8 | 3,5-4,4 |
| Нафталин | 2 | 1,9 | 1,9 | 2 | 1,4-2,6 |
| Стеарин | 0,4 | 0,3 | 0,3 | 0,2 | - |
| Стеарат кальция | 0,6 | 0,5 | 0,5 | 0,4 | - |
| Полиэтиленовый воск | 0,7 | 0,6 | 0,5 | 0,7 | - |
| Трифениловый эфир фосфорной кислоты | 1 | 1,9 | 3 | 5 | - |
| Шлам глицеринового производства масложировых предприятий | 0,6-3 | ||||
| 2. Свойства: | |||||
| Изгибающее напряжение при разрушении, МПа | 138 | 143,8 | 129 | 128 | 93,8-104,8 |
| Продолжительность пластично-вязкого состояния при 120°С и градиенте скорости сдвига 15 1/с, с | 155 | 160 | 190 | 200 | 148-170 |
| Коэффициент вязкости при 120°С и градиенте скорости сдвига 15 1/с, *105 Па*с | 0,027 | 0,025 | 0,015 | 0,012 | 0,029-0,057 |
Таким образом, предлагаемая полимерная композиция обладает в 1,3-1,5 раза более высоким изгибающим напряжением при разрушении и при больших временах пластично-вязкого состояния имеет более низкую в 1,4-2,4 раза вязкость расплава. Это гарантирует получение высококачественных тонкостенных изделий сложной конфигурации методом литья под давлением: исключаются недоливы, брак по внешнему виду и аварийные остановки процесса вследствие преждевременного отверждения материала в цилиндре.
Полимерная литьевая композиция, включающая фенолоформальдегидную смолу, древесную муку, уротропин, каолин, жженую магнезию, нигрозин, тальк, нафталин и смазку, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит полиэтиленовый воск и трифениловый эфир фосфорной кислоты при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Фенолоформальдегидная новолачная смола 47-49,3
Древесная мука 28,4-29,5
Уротропин 7,1-7,4
Каолин 3,2-3,4
Жженая магнезия 0,7-0,9
Нигрозин 1,4-1,5
Тальк 3,7-3,9
Нафталин 1,9-2
Стеарин 0,2-0,4
Стеарат кальция 0,4-0,6
Полиэтиленовый воск 0,5-0,7
Трифениловый эфир фосфорной кислоты 1-5
