Стеклонаполненная полиимидная композиция

 

Щс . л, цчд

ЙФтьнтно-Tех1(((ческс<т(1

Союз Советскик

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 010277 (21) 2448606/23-05 с присоединением заявки 1 1о(23) Приоритет— (51)М. Кл.

С 08 L 79/08

//С 08 Ь 69/00

С 08 Ь 81/06

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий

Опубликовано 050579 бюллетень 14о 17 (53) УДК 678,675 (088.8) Дата опубликования описания 050579 (72) Авторы изобретения

М. Е. Савина, А. Г. Чернова, Н. И. Ксе((офонтова, Н. К. Пинаева, В. И. Коробов, В. Д. Воробьев, F.. Г. Махаринский, В. 1(. Елисеев Г. Н. i(oca«, Л. А. Вавилова и Г. И. Нестерова (71) Заявитель (54 ) СТЕКЛОНАПОЛНЕ11НАЯ ПОЛИИ1!Ит(НАЯ КО1!ПОЗИЦИЯ

Изобретение относится к композициям на основе жирноароматических полиимидов, перерабатываемых литьем под давлением, предназначенных для получения конструкционных и электроизоляционных деталей, работающих при температурах до 170-200 С.

Предлагаемые композиции могут найти применение в приборо-, машино-, станко- и автомобилестроении для изготовления конструкционных, электроизоляционных деталей с металлической арматурой. Известные жирноароматические полиимиды (поли- 1,12-додекаметиленпиромеллитимид) являются теплостойкими термопластичными полимерами, обладающими хорошими диэлектрическими свойствами, механической прочностью, химической стойкостью и эластичностью, благодаря чему они находят применение в качестве электроизоляционных покрытий для проводов и кабелей, работающих при температурах до 150оС. Нанесение полимера на металлический провод

25 осуществляют методом экструзии при температурах 330- 350 С (1).

Более широкое использование жирноароматических полиимидов, например для изготовления литьем под давлением конструкционных деталей электроизоляционного назначения и других изделий, сдерживается плохой перерабатываемостью их литьем под давлением, вследствие их низкой термостабильности при температурах переработки, недостаточно высокой механической прочности и высокой стоимости.

Недостаточная термостабильность известных жирноароматических полиимидов связана с началом термоокислительной деструкции при температурах выше 310 С, в результате которой начинается повышенное газовыделение, если температура переработки полимера превышает 310 С, что приводит к получению некачественных (пористых)литьевых изделий.

Известна стеклонаполненная полиимидная композиция, содержащая жирноароматический полиимид и стеклонаполнитель (2)

Технология получения таких стеклонаполненных композиционных материалов сложна, требует применения органических растворителей, а переработка их может производиться только непрогрессивным методом горячего прессования. Кроме того, изделия, получаемые

660989

Предлагаемые композиции готовят 45 путем введения в порошок или гранулы жирноароматического полиимида рубленого стекловолокна с отрезками размером от 4 до 12 мм, поликарбоната или полисульфона в виде порошка или гранул и талька с последующим смешением смеси в шаровой или любой другой мельнице, экструзией и грануляцией композиции.

Стекловолокно перед введением в полиимид предварительно может быть пропитано раствором поликарбоната (полисульфона) в метиленхлориде, содержащем от 5 до 20% поликарбоната (полисульфона), предпочтительно

123, с добавкой талька или без него 60 с последующей сушкой стекловолокна до полного удаления растворителя при температуре не ниже 100-120 С.

Экструзия смеси может быть осуществлена на обычных экструзионных 65 на основе этой композиции, имеют недостаточно высокие для ряда областей применения механические свойства.

Цель изобретения — улучшение перерабатываемости композиций литьем под давлением и улучшение механических свойств изделий, получаемых на основе этой композиции.

Поставленная цель достигается тем, что композиция дополнительно содержит поликарбонат или полисульфон и тальк при следующем соотношении компонентов, вес. ч.:

Жирноароматический полиимид 100

Стеклонаполнитель 10-45

Поликарбонат или полисульфон 0 5-20

Тальк 0,1-10

В качестве жирноароматического полиимида могут быть использованы полиимиды, полученные взаимодействием 20 диангидридов ароматических тетракарбоновых кислот (например, пиромеллитовой, дифенилоксид-, бензофенонтетракарбоновой и др.) и алифатических диаминов с числом атомов углерода между -ИН -группами не:. менее 6 (например, 1,12-додекаметилендиамином, 1,13-тридекаметилендиамином и 1,6-гексаметилендиамином и др.). 30

Для улучшения антифрикционных свойств в композицию может быть также введен нитрид бора или политетрафторэтилен в количестве от 0,1 до

10 вес. ч. на 100 вес. ч. полиимида.

В композицию могут быть также добавлены стабилизаторы типа три-п-нонилфенилфосфата и др., применяемые для повышения термостабильности жирноароматических полиимидов, в количестве от 0,001 до 1В от веса 4" полиимида,однако общее количество всех добавок не должно превышать 434 от веса полиимида. или любых других машинах для переработки пластических масс.

Полученный гранулят может перерабатываться литьем под давлением, пресс-литьем или методом компрессионного прессования.

Изобретение иллюстрируется следующими примерами.

Пример 1. Состав композиции, вес. ч.:

Полиимид на основе диангидрида пиромеллитовой кислоты и 1,12-додекаметилендиамина 100

Стекловолокно 10

Поликарбонат с мол. вес. 25 тыс. 0,5

Тальк 0,1

В порошкообразный полиимид вводят смесь стекловолокна с отрезками размерами 4-12 мм, порошкообразного поликарбоната и талька. Композицию загружают в шаровую мельницу и перемешивают 2 ч. Затем композицию выгружают, сушат в течение 24-48 ч при температуре 120 5 С и остаточном давлении 40 мм рт. ст., выгружают, экструдируют при температуре 280295 С и гранулируют на отрезки размером 2-8 мм. Из гранулята литьем под давлением при температуре 285-300 С и удельном давлении 1100-1200 кгс/см изготавливают стандартные образцы— лопатки, бруски, галтели и диски по ГОСТ 11262-68. Образцы отливают в форме, нагретой до 180-200 С.

Пример 2. Состав композиции,. вес. ч.:

Полиимид на основе диангидрида пиромеллитовой кислоты и 1,12-додекаметилендиамина и 1,13-тридекаметилендиамина 100

Стекловолокно 45

Полисульфон, (g j = 1,0 20

Тальк 10

Гранулы полиимида смешивают со стекловолокном, транулами полисульфона и тальком. Композицию загружают в шаровую мельницу и перемешивают 1 ч. Затем композицию сушат, экструдируют при температуре 290305 С и перерабатывают литьем под давлением, как в примере 1, но при температуре литья 290-305О С.

lI р и м е р 3. Состав композиции, вес. ч.:

Полиимид на основе диангидрида бензофенонтетракарбоновой кислоты и 1,10-додекаметилендиамина 100

Стекловолокно 30

Поликарбонат с мол. вес. 180 тыс. 8

6609 89

Формула изобретения

40 Стеклонаполненная полиимидная композиция, содержащая жирноароматическии полиимид и стеклонаполнитель, отличающаяся тем, что, с целью улучшения перерабатываемос45 ти композиции литьем под давлением и улучшения механических свойств изделий, получаемых на основе этой композиции, она дополнительно содержит поликарьонат или полисульфон и тальк при следующем соотношении компонентов, вес. ч.:

Мирноароматический полиимид 100

Стеклонаполнитель 10-45

Поликарбонат или полисульфон 0,5-20

Тальк 0,1-10.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент С111А Р 3677921, 60 кл. С 08 g 2200/ 3322, 1972.

2. Патент CLlA Р ?944993, кл. 161-93, 1960.

20 Тираж 584 Подписное

Тальк 3

Нитрид бора 0,1

Гранулы полиимида смешивают с измельченным стекловолокном. Стекловолокно предварительно пропитывают

10%-ным раствором поликарбоната в метиленхлориде и сушат при темперао туре 110-10 С в течение 24 ч. В композицию вводят смесь талька и нитрида бора, перемешивают в шаровой мельнице 1 ч, сушат при температуре

120-10 С в течение 24 ч, экструди- 10 руют при температуре 290-300ОС. Из гранул материала отливают образцы, как в примере 1.

Пример 4. Состав композиции, вес. ч: 15

Полиимид на основе диангидридов пиромеллитовой и дифенилоксидт етракарбоновой кислот и 20

1, 12-додекаметилендиамина 100

Стекловолокно 25

Полисульфон, (q i = 0,3 5

Тальк 3

Политетрафторэтилен 10

Порошок полиимида смешивают с измельченным стекловолокном, тальком и порошком политетрафторэтилена.

Стекловолокно предварительно пропитывают 18Ъ-ным раствором полисульфона в метиленхлориде и сушат при температуре 120 10 С в течение 24 ч.

Композицию смешивают в шаровой мельницее, сушат при т емп ерат уре 120+ 35 10 С в течение 24 ч, экструдируют при температуре 290-300 С. Гранулы материала перерабатывают в образцы, как в примере 1.

Пример 5. Состав композиции, вес. ч.:

Полиимид на основе ди ан гидри да ди фенилоксидт етракарбоновой кислоты и гексаметилендиамина 100

Стекловолокно 30

Поликарбонат с мол. вес. 35 тыс. 5

Тальк 5

Нитрид бора 011

Три-и-нонилфенилфосфат 0 1

Приготовление и переработка композиции по примеру 1.

Введение в жирноароматический полиимид усиливающего наполнителя стекловолокна в сочетании с поликарбонатом или полисульфоном и таль ком не только существенно повышает физико-механические свойства полиимида и теплостойкость, но позволяет -получать литьевые изделия без трещин, цдИИПИ Заказ 2373! видимых пор и серебрения, что характерно для литьевых изделий из чистого жирноароматического полиимида. Предлагаемые композиции перерабатываются литьем под давлением при температурах на 15-20 C ниже чем температура переработки исходного чистого полиимида. Это исключает термодеструкцию полиимида и, как следствие, оьразование пор в изделиях.

Показано, что только сочетание в композиции жирноароматического полиимида, стеклонаполнителя, поликарьоната или полисульфона и талька в предлагаемом соотношении обеспечивает необходимое понижение температуры переработки композиции.

Переработка стеклонаполненной композиции на основе жирноароматического полиимида, но без введения смеси поликарбоната (полисульфона) с тальком (согласно прототипу) приводит к получению некачественных литьевых изделий (появляется серебро) .

Предлагаемая композиция может найти применение для изготовления конструкционных и электроизоляционных деталей для работы в интервале температур 170-200 С и кратковременно при

260-280 С, например, в изделиях радиотехнической промышленности, в приборостроении и других.

11рименение предлагаемых композиции особенно выгодно в тех областях промышленности,,где треьуются точные размеры деталей и сложная конфигурация изделий, которые выпускаются большими сериями.

Филиал ППП Патент, г.ужгород,ул .Проектная, 4