Способ отверждения новолачной смолы


 


Владельцы патента RU 2440373:

Учреждение Российской академии наук Байкальский институт природопользования Сибирского отделения Российской академии наук (БИП СО РАН) (RU)

Изобретение относится к способу отверждения новолачной смолы. Отверждение проходит при участии ароматических динитрилов в присутствии хлорида сурьмы (III) или хлорида алюминия при температуре 150-200°С в течение 10-30 минут. Изобретение позволяет проводить отверждение без выделения побочных газообразных продуктов, увеличить термостойкость и физико-механические показатели материалов полимера.

 

Изобретение относится к способу отверждения новолачной смолы, которая может быть использована в различных областях техники в качестве высокопрочной и высокотермостойкой связующей для пластмасс, слоистых и волокнистых материалов, клеев и пленок.

Известны (Fufe C.A., McKinnon M.S., Rudin A., Tchir W.J. // Macromolecules - 1983. - V.16. - P.1216-1219, Maciel G.E., Chuang I.-S., Gollob L. // Macromolecules - 1984. - V.17. - P.1081-1087, Hatfield G.R., Maciel G.E. // Macromolecules - 1987. - V.20. - P.608-615), где традиционно для отверждения новолачной смолы используется уротропин (гексаметилентетрамин). При этом образуются сложные трехмерные нерастворимые полимеры, а между молекулами олигомера образуются метиленовые мостиковые группы. Наличие таких фрагментов определяет невысокую температуру эксплуатации и низкие прочностные показатели, что и является одним из главных недостатков получаемых полимерных материалов. Более того, в процессе отверждения выделяется азот, что создает трудности при получении высокопрочных наполненных композитов.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту является способ отверждения (Kelusky E.C., Fufe C.A., McKinnon M.S., Rudin A., Tchir W.J. // Macromolecules - 1986. - V.19. - P.329-332), принятый за прототип, основанный на использовании уротропина для отверждения новолачной смолы. Процесс проходит при термообработке в течение 15-30 минут при 150-160°С и далее при 180°С 1 час.

Техническим результатом изобретения является то, что процесс идет без выделения побочных продуктов и обеспечивает повышение стойкости к термоокислительной деструкции и улучшение прочностных показателей материалов, что достигается за счет образования имидатной связи между молекулами олигомера, которая намного прочнее метиленовой и способной также к образованию межмолекулярных водородных связей.

Для достижения технического результата предложено использовать в качестве отвердителя ароматические динитрилы. Процесс идет при температуре 150-200°С в течение 10-30 минут в присутствии кислот Льюиса, хлорида сурьмы (III) или хлорида алюминия по следующей схеме:

Термостойкость по данным ТГА (5°С/мин, воздух) составляет 340-380°С, что соответствует 10%-ной потере массы.

Строение подтверждено данными ИК-спектроскопии. Так, на спектрах отвержденного продукта присутствуют характеристические полосы поглощения при 1653 см-1 (C=N) и при 1103 см-1 (С-O).

Получение пресс-материалов осуществляли следующим способом. Расплав смеси 12.8 г новолачной смолы, 21.2 г 1,4-динитрилбензола и катализатора в количестве 2.67 г хлорида алюминия или 2.285 г хлорида сурьмы (III), нагретой до 170°С и выдержанной 5 минут, переливали в пресс-форму, предварительно нагретую до 180°С, и прессовали при давлении 70-75 МПа при 1,80°С в течение 10-15 минут. Удельная ударная вязкость (ГОСТ 4647-80), составляла 80.4-85.8 МПа, а разрушающее напряжение при растяжении (ГОСТ 4648-71) 130.2-134.6 МПа.

Предлагаемый способ подтверждается следующими нижеприведенными примерами отверждения новолачной смолы.

Пример 1. В круглодонную колбу при комнатной температуре загружали 12.8 г новолачной смолы, 21.2 г (0.1 моль) 1,4-динитрилбензола и 26.7 г (0.2 моль) хлорида алюминия, тщательно перемешивали и помещали в сплав Розе, нагретый до 160°С. По истечении 15 минут продукт извлекали из реакционной колбы в слабощелочной раствор и кипятили в течение 10-15 минут. Затем полученный продукт отфильтровали на мелкопористой воронке Шотта. Сушили в вакуумном шкафу при 60-70°С до постоянной массы.

Пример 2. В круглодонную колбу при комнатной температуре загружали 12.8 г. новолачной смолы, 21.2 г (0.1 моль) 1,4-динитрилбензола и 20.025 г (0.15 моль) хлорида алюминия, тщательно перемешивали и помещали в сплав Розе, нагретый до 180°С. По истечении 15 минут продукт извлекали из реакционной колбы в слабощелочной раствор и кипятили в течение 10-15 минут. Затем полученный продукт отфильтровали на мелкопористой воронке Шотта. Сушили в вакуумном шкафу при 60-70°С до постоянной массы.

Пример 3. В круглодонную колбу при комнатной температуре загружали 12.8 г новолачной смолы, 21.2 г (0.1 моль) 1,4-динитрилбензола и 22.85 г (0.1 моль) хлорида сурьмы (III), тщательно перемешивали и помещали в сплав Розе, нагретый до 180°С. По истечении 20 минут продукт извлекали из реакционной колбы в слабощелочной раствор и кипятили в течение 10-15 минут. Затем полученный продукт отфильтровали на мелкопористой воронке Шотта. Сушили в вакуумном шкафу при 60-70°С до постоянной массы.

Пример 4. В круглодонную колбу при комнатной температуре загружали 12.8 г новолачной смолы, 21.2 г (0.1 моль) 1,3-динитрилбензола и 20.025 г (0.15 моль) хлорида алюминия, тщательно перемешивали и помещали в сплав Розе, нагретый до 180°С. По истечении 15 минут продукт извлекали из реакционной колбы в слабощелочной раствор и кипятили в течение 10-15 минут. Затем полученный продукт отфильтровали на мелкопористой воронке Шотта. Сушили в вакуумном шкафу при 60-70°С до постоянной массы.

Как видно из приведенных данных, предлагаемый способ отверждения новолачной смолы динитрилами выгодно отличается тем, что прост, побочные продукты не выделяются, полученные материалы имеют более высокую стойкость к термоокислительной деструкции и физико-механические свойства.

Выше перечисленный комплекс практически полезных свойств определяет положительный эффект изобретения. Отвержденная таким образом новолачная смола может быть использована в различных областях техники в качестве высокопрочных и высокотермостойких покрытий, связующих для пластмасс, стеклопластиков, пленок и клеев.

Способ отверждения новолачной смолы, отличающийся тем, что отверждение проходит при участии ароматических динитрилов в присутствии хлорида сурьмы (III) или хлорида алюминия при температуре 150-200°С в течение 10-30 мин.



 

Похожие патенты:
Изобретение относится к области получения эпоксидных связующих для производства методом пултрузии высокопрочных профильных стеклопластиков электротехнического назначения.

Изобретение относится к композициям отвердителя для систем на основе эпоксидных смол. .

Изобретение относится к системе стабилизаторов для хлорсодержащих полимеров, прежде всего поливинилхлорида, содержащая по меньшей мере одно координационно-полимерное внутрикомплексное соединение триэтаноламинперхлорато(трифлато)металла с мономерными звеньями формулы (А).

Изобретение относится к промоторам адгезии резин к латунированному металлу и может быть использовано в шинной и резинотехнической промышленности. .

Изобретение относится к вариантам отверждающих композиций, которые применяются для изготовления порошкового покрытия для трубопроводов. .

Изобретение относится к получению вулканизуемой резиновой смеси, вулканизаты на основе которой обладают повышенной стойкостью к термоокислительному старению. .

Изобретение относится к термореактивным полимерным композициям, которые могут найти применение в качестве покрытий, клеев, компаундов, связующих для слоистых пластиков.

Изобретение относится к полимерным композициям, используемым при ремонте нефте- и газопроводов как в летних, так и зимних условиях, с использованием металлических муфт, а также в качестве заливочных компаундов в электронике, электротехнике, строительстве и других целей.

Изобретение относится к получению резиновых смесей на основе фторкаучука, используемых для изготовления магнитных эластомеров, работающих в агрессивной среде, и может быть использовано в автомобильной промышленности.

Изобретение относится к полиэфирной композиции, пригодной для изготовления гранул, листов, волокон, преформ, бутылок и формованных изделий. .

Изобретение относится к фторированному привитому сополимеру и может найти применение при изготовлении полимерных электролитов для литиевых аккумуляторов. .

Изобретение относится к многофункциональным покрытиям, обеспечивающим радиопоглощение, и может быть применено в радиотехнике. .

Изобретение относится к технологии получения газопроницаемых мембран, которые могут быть использованы в топливных элементах (ТЭ) при повышенных температурах эксплуатации (100°С и выше), метанольных ТЭ, электролизерах воды низкого и высокого давления и др.

Изобретение относится к полимерному электролиту, способам его получения и может быть использовано при изготовлении литиевых источников тока с полимерным электролитом (аккумуляторов, батарей).
Изобретение относится к светопреобразующему материалу, предназначенному для покрытия парников, теплиц, стен, в качестве материала солнцезащитных зонтов, устройств подсветки и освещения, защитной одежды и элементов такой одежды, суспензий, паст, кремов.
Изобретение относится к полимерным составам для получения защитных покрытий на основе эпоксидных связующих, для защиты конструкций из различных металлов и полимерных композиционных материалов.

Изобретение относится к композициям для проводящих чернил, находящим широкое применение в электронной технике. .
Изобретение относится к полимерным композициям холодного отверждения на основе эпоксидных смол и может быть использовано в различных областях машиностроения при ремонте изношенных и сломанных деталей и узлов различных машин, агрегатов и оборудования.
Изобретение относится к термореактивным самосшивающимся бесформальдегидным смолам. .
Наверх