Способ получения полимерной пресс-композиции

Авторы патента:

Цибуля Юрий Львович (UA)

Артеменко Серафима Ефимовна (RU)

Фирсова Татьяна Даниловна (RU)

Кадыкова Юлия Александровна (RU)

Васильева Ольга Германовна (RU)

Ежов Анатолий Александрович (RU)

C08L61/10 - продукты феноло-формальдегидной конденсации

C08K7/02 - волокна или нитевидные кристаллы

C08J5/04 - армирование высокомолекулярных соединений сыпучим или связанным волокнистым материалом (последующая обработка нитей в процессе производства D01F)

Владельцы патента RU 2276676:

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Саратовский государственный технический университет (ГОУ ВПО СГТУ) (RU)

Изобретение относится к способу получения полимерной пресс-композиции, включающему пропитку базальтовой нити жидкой смесью мономеров фенола с формальдегидом в присутствии катализатора гидроокиси натрия в соотношении 1:1,4:0,02, соответственно с последующей поликонденсацией резольного фенолформальдегидного олигомера при температуре 90°С в течение 60 минут и при массовом соотношении базальтовая нить: резольный фенолформальдегидный олигомер 1:1, последующую сушку в течение 15 минут при 120°С и прессование в течение 9 минут при 150°С при давлении 25 МПа. Изобретение позволяет получить композиционные материалы, обладающие повышенными физико-механическими свойствами, которые могут быть использованы в строительстве, приборо- и машиностроении. 1 з.п. ф-лы, 1 табл.

Изобретение относится к способам получения композиционных материалов на основе неорганических волокон и термореактивных смол поликонденсацией связующего фенольного типа в поры и на поверхность наполнителя и может быть использовано для получения конструкционных и строительных материалов.

Известен способ получения полимерной пресс-композиции, включающий операцию пропитки волокнистого наполнителя жидкой смесью фенола, формальдегида и едкого натра, поликонденсации при нагревании и термообработке, отличающийся тем, что с целью интенсификации процесса поликонденсации в качестве наполнителя используют наполнитель на основе вискозных и полиакрилонитрильных волокон, в жидкую смесь для пропитки волокнистого наполнителя вводят эпоксидиановую смолу с содержанием эпоксидных групп 22 масс.% и динамической вязкостью при 25°С 16-22 Па·с при массовом соотношении фенола, формальдегида, едкого натра, эпоксидиановой смолы 1:0,36-0,416:0,02-0,025:0,05-0,2 соответственно, а поликонденсацию проводят в течение 4-25 минут - аналог (А.С. 1616930; Заявл. 20.07.87; Опубл. 30.12.90; Бюл. №48).

Недостатками данной пресс-композиции являются пониженные механические свойства получаемого полимерного композиционного материала.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является способ получения полимерной пресс-композиции, включающий пропитку волокнистого наполнителя жидкой смесью фенола, формальдегида и гидроокиси натрия с последующей поликонденсацией резольного фенолформальдегидного олигомера при нагревании в течение 15 минут при массовом соотношении волокнистый наполнитель и резольный фенолформальдегидный олигомер 1:1, отличающийся тем, что в качестве наполнителя используют гибридный волокнистый наполнитель, состоящий из гидратцеллюлозного и полиакрилонитрильного волокон, взятых в массовом соотношении 80:20 - прототип (Пат. 2021301; Заявл. 31.10.91; Опубл. 15.10.94; Бюл. №19).

Недостатками данной полимерной пресс-композиции являются пониженные механические свойства получаемого полимерного композиционного материала.

При создании изобретения была поставлена задача: создание высокопрочных строительных конструкций, ответственных изделий для приборо- и машиностроения, автомобильного и авиационного транспорта, ограждающих конструкций мостостроения и других изделий с повышенными механическими свойствами.

Для достижения поставленной задачи в способе получения полимерной пресс-композиции, включающем пропитку волокнистого наполнителя жидкой смесью мономеров фенола с формальдегидом в присутствии катализатора гидроокиси натрия с последующей поликонденсацией резольного фенолформальдегидного олигомера при температуре 90°С и при массовом соотношении волокнистый наполнитель: резольный фенолформальдегидный олигомер 1:1, последующую сушку и прессование, в качестве волокнистого наполнителя используют базальтовую нить, смесь мономеров и катализатора берут в соотношении 1:1,4:0,02, соответственно, поликонденсацию проводят в течение 60 минут, сушку в течение 15 минут при 120°С, прессование в течение 9 минут при 150°С при давлении 25 МПа. Дополнительно на стадии синтеза фенолформальдегидного олигомера вводят модификатор - поливинилбутираль или капро-лактам, или олигооксипропиленгликоль в количестстве 0,02-0,09 масс.ч. от массы фенола.

В качестве волокнистого наполнителя использовали базальтовую нить производства Беличского завода (Украина).

Для пропитки использовались следующие компоненты:

фенол (ГОСТ 6417-52);

формалин (ГОСТ 1625-75);

едкий натр (ГОСТ 4328-66);

поливинилбутираль (ТУ 9439-85);

капролактам (ГОСТ 7850-86);

олигооксипропиленгликоль (ТУ 2226-023-104880-57-95).

Предлагаемый процесс осуществляют следующим образом.

Пример 1. Базальтовую нить пропитывают жидкой смесью мономеров - фенола с формальдегидом в присутствии катализатора гидроокиси натрия в соотношении 1:1,4:0,02 соответственно - с последующей поликонденсацией резольного фенолформальдегидного олигомера при 90°С в течение 60 мин. После сушки при 120°С в течение 15 мин материал перерабатывают прямым прессованием при 150°С в течение 9 мин при давлении 25МПа. Массовое соотношение базальтовая нить: резольный фенол-формальдегидный олигомер - 1:1.

Пример 2. Процесс проводят по примеру 1. Дополнительно на стадии синтеза фенолформальдегидного олигомера вводят модификатор - поливинилбутираль, взятый в количестве 0,02 масс.ч. от массы фенола.

Пример 3. Процесс проводят по примеру 1. Дополнительно на стадии синтеза фенолформальдегидного олигомера вводят модификатор - поливинилбутираль, взятый в количестве 0,05 масс.ч. от массы фенола.

Пример 4. Процесс проводят по примеру 1. Дополнительно на стадии синтеза фенолформальдегидного олигомера вводят модификатор - поливинилбутираль, взятый в количестве 0,07 масс.ч. от массы фенола.

Пример 5. Процесс проводят по примеру 1. Дополнительно на стадии синтеза фенолформальдегидного олигомера вводят модификатор - поливинилбутираль, взятый в количестве 0,09 масс.ч. от массы фенола.

Пример 6. Процесс проводят по примеру 1. Дополнительно на стадии синтеза фенолформальдегидного олигомера вводят модификатор - капролактам, взятый в количестве 0,02 масс.ч. от массы фенола.

Пример 7. Процесс проводят по примеру 1. Дополнительно на стадии синтеза фенолформальдегидного олигомера вводят модификатор - капролактам, взятый в количестве 0,05 масс.ч. от массы фенола.

Пример 8. Процесс проводят по примеру 1. Дополнительно на стадии синтеза фенолформальдегидного олигомера вводят модификатор - капролактам, взятый в количестве 0,07 масс.ч. от массы фенола.

Пример 9. Процесс проводят по примеру 1. Дополнительно на стадии синтеза фенолформальдегидного олигомера вводят модификатор - капролактам, взятый в количестве 0,09 масс.ч. от массы фенола.

Пример 10. Процесс проводят по примеру 1. Дополнительно на стадии синтеза фенолформальдегидного олигомера вводят модификатор - олигооксипропиленгликоль, взятый в количестве 0,02 масс.ч. от массы фенола.

Пример 11. Процесс проводят по примеру 1. Дополнительно на стадии синтеза фенолформальдегидного олигомера вводят модификатор - олигооксипропиленгликоль, взятый в количестве 0,05 масс.ч. от массы фенола.

Пример 12. Процесс проводят по примеру 1. Дополнительно на стадии синтеза фенолформальдегидного олигомера вводят модификатор - олигооксипропиленгликоль, взятый в количестве 0,07 масс.ч. от массы фенола.

Пример 13. Процесс проводят по примеру 1. Дополнительно на стадии синтеза фенолформальдегидного олигомера вводят модификатор - олигооксипропиленгликоль, взятый в количестве 0,09 масс.ч. от массы фенола.

Данные по примерам сведены в таблице.

Как следует из приведенных примеров, все физико-механические свойства разработанных полимерных композиционных материалов на основе базальтовой нити выше свойств полимерной пресс-композиции на основе гидрат целлюлозных и поликапроамидных волокон: в 2,8 раза увеличивается устойчивость к изгибу и в 1,2 раза устойчивость к удару (прототип). Положительный эффект модификации выражается в увеличении физико-механических свойств базальтопластиков: в 3,3 раза увеличивается устойчивость к изгибу и в 1,2-1,7 раза устойчивость к удару по сравнению полимерной пресс-композиции (Пат. 2021301; Заявл. 31.10.91; Опубл. 15.10.94; Бюл. №19).

Таблица
Пример	Модификатор	Количество модификатора, масс.ч. от массы фенола	Разрушающее напряжение при изгибе, МПа	Ударная вязкость, кДж/м²	Водопоглощение при 2^xчасовом кипячении, %	Твердость по Бринеллю, МПа
Прототип		-	222	165	-	-
Пример 1		-	635	200	0.15	420
Пример 2	Поливинилбутираль	0,02	690	165	0.17	432
Пример 3		0,05	710	165	0.19	445
Пример 4		0,07	740	200	0.20	452
Пример 5	0,09	720	165	0.18	440
Пример 6	Капролактам	0,02	680	310	0.15	440
Пример 7		0,05	700	290	0.19	446
Пример 8		0,07	660	260	0.13	410
Пример 9	0,09	640	255	0.13	400
Пример 10	Олигооксипропиленгликоль	0,02	720	250	0.20	444
Пример 11		0,05	670	210	0.20	442
Пример 12		0,07	700	170	0.23	432
Пример 13	0,09	685	168	0.21	430

Источники информации

1. Пат. 2021301 РФ, МКИ 5 С 08 J 5/04. Способ получения полимерной пресс-композиции /С.Е. Артеменко, М.М. Кардаш, Т.П. Титова и др. - №5029435/05; Заявлено 31.10.91; Опубл. 15.10.94 //Изобретения. - 1994. - №19. - С.108.

2. A.C. 1616930, МКИ 5 С 08 G 8/28. Способ получения полимерной пресс-композиции /С.Е. Артеменко, М.М. Кардаш, Т.П. Титова и др. - №4286818/23-05; Заявлено 20.07.87; Опубл. 30.12.90 //Открытия. Изобретения. - 1990. - №48. - С.165.

1. Способ получения полимерной пресс-композиции, включающий пропитку волокнистого наполнителя жидкой смесью мономеров фенола с формальдегидом в присутствии катализатора гидроокиси натрия с последующей поликонденсацией резольного фенолформальдегидного олигомера при температуре 90°С и при массовом соотношении волокнистый наполнитель:резольный фенолформальдегидный олигомер 1:1, последующую сушку и прессование, отличающийся тем, что в качестве волокнистого наполнителя используют базальтовую нить, смесь мономеров и катализатора берут в соотношении 1:1,4:0,02, соответственно, поликонденсацию проводят в течение 60 мин, сушку в течение 15 мин при 120°С, прессование в течение 9 мин при 150°С при давлении 25 МПа.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что на стадии пропитки волокнистого наполнителя в смесь мономеров вводят модификатор - поливинилбутираль, или капролактам, или олигооксипропиленгликоль, взятый в количестве 0,02-0,09 мас.ч. от массы фенола.

Изобретение относится к полимерной промышленности, а именно к получению термоэластопластов на основе полиолефинов и тройного этилен-пропилен-диенового каучука, и может быть использовано для изготовления эластичных, атмосферостойких материалов в строительстве, кабельной, автомобильной, легкой промышленности, при производстве различных товаров народного потребления.

Композиционный полимерно-волокнистый материал с антифрикционными свойствами (его варианты) // 2270845

Изобретение относится к составам композиционного полимерно-волокнистого материала с антифрикционными свойствами, используемым в качестве материалов для изготовления деталей для пассажирских и грузовых вагонов железнодорожного транспорта, в частности деталей для тормозной рычажной передачи, а также для изготовления подшипников скольжения, узлов трения машин и механизмов в машиностроении, судостроении и авиастроении.

Композиция для фрикционного материала // 2265623

Изобретение относится к полимерным композиционным материалам для фрикционных изделий различного назначения. .

Композиция для получения фрикционного материала // 2260018

Изобретение относится к области получения композиционных соединений на основе фенолформальдегидных смол, в частности фрикционных материалов для элементов конструкций тормозных устройств.

Электроактивный полимер и материал на его основе // 2256967

Изобретение относится к области электротехники. .

Полимерная литьевая композиция // 2250913

Изобретение относится к производству фенопластов, в частности литьевых композиций, предназначенных для изготовления изделий общетехнического назначения. .

Полимерная композиция для пористых углеродных изделий // 2246509

Изобретение относится к области производства полимерного материала, который может быть использован для изготовления пористых углеродных изделий конструкционного назначения, при этом в качестве наполнителя композиция содержит отвержденную фенолоформальдегидную смолу и комплекс ванадия общей формулы VO(С36Н49 O5N2), образующийся при извлечении ванадия из сбросных технологических растворов переработки передельных шлаков черной металлургии и представляющий собой порошок продукта взаимодействия метаванадата и бисаминофенолоформальдегидного олигомера, и дополнительно содержит смазку при следующем соотношении компонентов, мас.%: пульвербакелит 36-43,8, отвержденная феноло-формальдегидная смола 36-43,8, комплекс ванадия 10-25, смазка 2,4-3,0.

Кислотный катализатор для получения пенопластов из жидких фенолформальдегидных композиций // 2237516

Изобретение относится к составу олигомерного кислотного катализатора как компонента жидких композиций для получения феноформальдегидных (ФФ) пенопластов, не вызывающего коррозии металлов или оказывающего очень слабое коррозионное воздействие на их поверхность.

Холоднотвердеющая смесь // 2229488

Изобретение относится к холоднотвердеющим смесям для изготовления литейных стержней и форм. .

Полимерная композиция и изделие, содержащее покрытие из нее // 2226201

Изобретение относится к области создания наполненных полимерных композиций с пониженной горючестью на основе фенолоформальдегидных смол, которые могут быть использованы в качестве материалов интерьера, покрытий и выравнивающих составов в конструкциях из полимерных и металлических конструкционных материалов в машино- и судостроении, авиационной промышленности и строительстве.

Композиционный полимерно-волокнистый материал с антифрикционными свойствами (его варианты) // 2270845

Композиционный материал на основе ненасыщенной полиэфирной смолы // 2232175

Изобретение относится к получению композиционных материалов, применяемых для изготовления изделий промышленного и бытового назначения. .

Литьевая окрашенная полиамидная композиция // 2228938

Изобретение относится к окрашенным литьевым композиционным материалам на основе наполненных алифатических полиамидов, которые применяются для изготовления различных деталей в машиностроении.

Полимерное связующее, композиционный материал на его основе и способ его изготовления // 2223988

Изобретение относится к полимерным композиционным материалам, используемым в элементах конструкций авиационной и космической техники. .

Композиция для огнепреградительного материала // 2219203

Изобретение относится к полимерным композиционным материалам на основе фенолформальдегидной смолы (ФФС) резольного типа дивинилнитрильного карбоксилсодержащего каучука и неорганических наполнителей, предназначено для изготовления огнепреградительных покрытий (экранов) при высокотемпературном воздействии.

Полимерное связующее и высокопрочные термостойкие композиционные материалы на его основе // 2201423

Изобретение относится к области получения высокопрочных термостойких негорючих композиционных материалов - стекло и углепластиков на основе полимерного связующего, которые могут быть использованы для изделий авиационной техники - лопаток компрессоров, огнезащитных экранов, теплоизолирующих прокладок, воздухозаборников и т.п.

Способ изготовления подшипников скольжения // 2199554

Изобретение относится к материалу подшипника и способу изготовления этого материала на основе фторполимеров. .

Способ получения однородной композиции из арамидных волокон и полимера, продукт из нее // 2182578

Изобретение относится к технологии получения композиций из арамидных волокон и полимера, используемых для армирования эластомерных и термопластичных полимерных материалов.

Фрикционная композиция и способ ее получения // 2181732

Изобретение относится к фрикционным материалам на основе порошкообразной фенолоформальдегидной смолы (ФФС), которые находят применение в машиностроении. .

Препрег // 2179984

Изобретение относится к препрегам на основе армирующих наполнителей, содержащих полиамидные волокна, и эпоксидных связующих, и может быть использовано в качестве конструкционного материала с антифрикционными свойствами, а также высокопрочного материала в транспортном машиностроении, аэрокосмической технике и других отраслях промышленности.

Эластичный полимерный элемент, подложка отверждающейся композиции, отверждающаяся композиция, способы их получения, способ отверждения, изделия // 2272051

Изобретение относится к технологии получения эластичных полимерных элементов для использования в отверждающихся композициях и может быть использовано в производстве композитов на основе отверждающихся связующих, усиленных волокнами для авиационной промышленности, строительстве.