Способ получения металлаполимеров

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ рц 528306

Союз Советских

Социалистических

Ресвуллнк (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 24.06.74 (21) 2036633/05 с присоединением заявки № (23) Приоритет

Опубликовано 15.09.76. Бюллетень № 34

Дата опубликования описания 26.08.76 (51) М. Кл."- С 08F 8/42

Государственный комитет

Совета Министров СССР ло делам нзооретеннй и открытий (53) УДК 678,07.046..32 (088.8) (72) Авторы изобретения (71) Заявители

А. И. Савицкий, В. И. Просвирин и Ш. Я. Коровский

Рижский Краснознаменный институт инженеров гражданской авиации им. Ленинского Комсомола и Рижский филиал Ленинградского ордена Ленина института инженеров железнодорожного транспорта им. академика Н. В. Образцова (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ МЕТАЛЛОПОЛИМЕРОВ

Изобретение относится к способам получения металлополимеров с улучшенными механическими и эксплуатационными свойствами, которые используются для антифрикцHOHHbIx электропроводящих, теплостойких изделий и изделий с магнитными свойствами.

Известны способы получения элсктропроводящих и теплостойких металлополимеров, у которых в качестве исходных компонентов применяют формиаты (1) и карбопнлы метал- 10 лов, способные при нагревании разлагаться с выделениеM высокодисперсных частиц этих металлов. Однако сравнительно невысокие температуры разложения формиатов и KBj7бонилов ограничивают ооласть их примене- 15 ния. Разложение формиатов н карбонилов при температурах более низких по сравнению с температурой плавления наполняемых полимеров, а также необходимая длительная выдержка для осуществления разложения 20 формиатов способствует окислению образующихся металлических частиц, что часто приводит к охрупчиванию и термодеструкции образующегося металлополимера.

С целью повышения производительности 25 труда и улучшения качества металлополимеров предлагают способ, отличающийся от известного тем, что нагреванию подвергают смесь оксалата и плавкой полимерной основы с температурой деструкции выше 300 С и тем- з(7 пературой плавления не вынте температуры разложения выбранного оксалата.

Условием получения качественных материалов является совпадение температурных интервалов разложения соли (периода образования коллоидных частиц металлов) с областью нахождения полимера в жидко-вязком состоянии. Наиболее оптимальным режпмом образования металлополимера является разложепие оксалата вслед за плавлением полимерной основы.

Оксалаты могут быть использованы для получения металлополимеров на основе полиампдов, фенплона, фторопласта и других, температура плавления которых порядка

200 С, а температура деструкции пе ниже

300 С.

Процесс получения металлополимерных композиций с использованием в качестве наполнителя высокодесперсионных металлических частиц Cu, Ag, Fe, Ni, Со, Pb и др,, образующихся при разложении солей щавелевой кислоты в среде полимера или его мономера состоит из следующих операций:

1) Смешение полимера (или мономера с присадками отвердптелей) с оксалатом металла в треоуемом соотношении. Смсшенпе производится в смесителе, например, барабанного типа, содержащем фарфорные шары в течение 30 мпн. Такой способ смешения обеспе528306 чивает достаточную равномерность распределения компоментов.

2) Полученная смесь помещается в реактор, соединенный с вакуумной системой. Сам реактор устанавливается в нагревательное уст- 5 ройство.

3) Производится откачка системы до давления порядка 2 10 — тор и включается нагревательное устройство. Скорость нагреьа композиции составляет 2 С/мин. 10

4) Образование металлополимера происходит в зависимости от применяемой соли за время выдержки т=20 мин и при температуре плавления не выше температуры разложения выбранного оксалата, 15

5) Охлаждение образовавшегося продукта до 20 С и извлечение его из реактора. Полученный металлополимер имеет губчатую форму, что обуславливает его дальнейшую переработку в изделия методами горячего прессо- 20 вания или литья под давлением.

Металлополимер на основе смолы П68, содержащий 40 Я> высокодиспсрсной меди, получают смешением полимера с окс- 25 алатом меди из расчета 63 г смолы П68 и

100 г CIIC OÄ. Смесь нагревают до температуры разложения 290 С и выдерживают в теченис 20 мин. Полученную пористую массу прессуют по обычной технологии.

Полученная композиция характеризуется следующими свойствами: у 1,76 г/см, НВ 19 кгс/мм -, р, 2,8 10" ом см.

Пример 1. Взято 148 r фенилона и 50 г дегидратированного оксалата железа для получения металлополимера, содержащего 10% чистого металла. Смешение компонентов производят в барабанном смесителе по описанной в заявке технологии.

Смесь в реакторе нагревают в вакууме 40 (2 10 — "" тор) до 330 С, выдерживают при этой температуре в течение 20 мин до полного разложения оксалата. После охлаждения материал подвергают прессованию при 320 С и

P 800 кг/см . 45

Полученный металлополимер имеет твердость НВ 40,7 кг/мм .

Ненаполпенный фенилон имеет НВ 30 кг/см -.

Фенилон, наполненный железом в виде порошка методом обычного механического сме- 50 шения в количестве 10 вес. о/О имеет твердость

НВ 34,5 кг/мм- .

Пример 2. Порошок полиамида П68 (П610) в количестве 102 г смешивают с 27 r измельченных оксалатов железа и кобальта в соотношении 1: 1 для получения наполненного полимера, содержащего 10 вес. % металлического наполнителя. Смешенис производят no onHcaHHoH в заявке технологии.

Смесь прессуют при 240 С давлением 00

1000 кг/см .

Пресс-форма с прессовкой охлаждается под давлением до 100 С со скоростью 10 С/мип, а затем быстро водой до 20 С. Полученный материал обладает твердостью HB 27,8 кг/мм . 65

Ненаполпенный полиамид имеет твердость

НВ 13 кг, мм, а наполненный металлическими порошками Ге и Со в аналогичной пропорции и процентном содержании НВ 17,2 кг/мм .

Пример 3. Берут 60 г эпоксидной смолы

ЭДо и 100 г оксалата никеля. Порошок оксалата никеля с величиной частиц 0,5 — 3 мкм вводят в эпоксидную смолу ЭДЗ, нагретую до

80"С при непрерывном перемешивании. Смешение продолжается в течение 20 мин, что достаточно для равномерного распределения частиц оксалата в объеме смолы, Подготовленную смесь помещаюг в реактор и систему откачивают до давления 1 — 2 10 — тор, а реактор нагревают до 320 С без присадки отвердителя.

При данной температуре смесь выдерживают в течение 30 мин. 3а это время происходит полное разложение оксалата на металл и углекислый газ, который удаляется из зоны реакции, не загрязняя образующийся металлополимер. После охлаждения системы полученный продукт извлекается из реактора и перерабатывается в изделия методом прессования при 240 С и давлении 350 кг/см -.

Металлополимер, содержащий 40 р коллоидных частиц никеля обладает следующими свойствами.

Удельное электросопротивление, ом см 1,2. 10"

Температура стеклования, С 290

Пр и мер 4. Для получения металлополимера на основе фторопласта 4Д и 10 вес. % коллоидного свинца берут 350 г полимера и

100 г оксалата металла. Смешение компонентов проводят по описанной технологии при температуре не выше 15 С для избежания фазового перехода фторопласта, затрудняющего равномерное перемешивание.

Смесь помещают в пресс-форму, а прессформу — в реактор.

Систему вакуумируют до давления 1 10 — тор и нагревают до 360 С с выдержкой при этой температуре в течение 20 мпн до полного распада оксалата.

Полученный материал в реакторе подвергается прессованию давлением 200 кг/с Р и под давлением производится охлаждение его до

100 С. После этого образец вынимается из реактора и пресс-формы.

Металлополимер, изготовленный по описанной методике, имеет твердость НВ 6 — 8 кг/мм в зависимости от режима охлаждения, Твердость ненаполненнего фторопласта НВ

4,2 кг!см .

Наполнение увеличивает теплопроводность в 1,8 раза и более, чем вдвое уменьшает износ при трении.

Формула изобретения

Способ получения металлополимеров нагреванием смеси плавкой полимерной основы

528306

Составитель А. Кулакова

Редактор Л. Новожилова Техред А. Камышникова Корректоры: А. Николаева и В. Яковлева

Заказ 1837!13 Изд. № 1561 Тираж 630 Подписно.

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, 7К-35, Раушская наб., д. 4,5

Типогоафия, пр. Сапунова, 2 соли органической кислоты до температуры, обеспечивающей разложение соли и плавление полимерной основы, отличающийся тем, что, с целью повышения производительности труда и улучшения качества металлополимеров, нагреванию подвергают смесь оксалата и голимерной основы с температурой деструкции более 300 С и температурой плавления не выше температуры разложения вь1бранного оксалата.

5 Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Авторское свидетельство СССР Лгз 209731 кл. С 08f 45/04, 1969 r. (прототип).