Эпоксидная композиция для изготовления электротехнических и конструкционных изделий

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВМДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Соцналнстмческмх

Республик ()896035

4i т - .г

Ф (6l ) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 04. 01. 79 (21) 2707866/23-05 с присоединением заявки М (23) Приоритет

Оттубликовано 07. 01. 82 Бктллетень Рй 1

Дата опубликования описания !0.01.82 (51)M. Кл.

С 08 L 63/04

Гааударатвсииый комитет ва делам изабретеиий и атхрытий (53) УДК 678. ,686(088.8) T.È. Прилепская, Л.А. Должикова, Б.Г. Задоицев, - ", -;,, В.Г. Харахаш, И.М. Шологон и Ю.Е. Ермилов ;":, ;.-,. / ,", / - т .. (72) Авторы изобретения (7I) Заявитель (54) ЭПОКСИДНАЯ КОМПОЗИЦИЯ ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ

ЭЛЕКТРОТЕХНИЧЕСКИХ И КОНСТРУКЦИОННЫХ

ИЗДЕЛИЙ

Изобретение относится к эпоксидным реактопластам, перерабатываемым литьем под давлением. на литьевых машинах. Композиция предназначена для изготовления изделий электротехнического и конструкционного назначения °

Известны эпоксидные литьевые материалы, перерабатываемые на обычных реактопластавтоматах, которые. являют16 ся продуктом совместной обработки с пеци ал ь но ра з работ а н ны х э по к сид ной смолы и отвердителя и придают хорошие технологические свойства композиции в том числе возможность длиЭ т5 тельного пребывания материала в цилиндре литьевой машины при 601о0 ñ (1).

Стандлайт имеет по сравнению с описанными фенолопластами более высокий предел прочности при изгибедо 1300 кгс/см . Кроме большого интервала времени вязкотекучего состояния при 100 С материал обладает следующими положительными технологическими характеристиками: низкой вязкостью расплава, пониженной адгезией к лит ьевой форме ..

Недостатком Стандлайт являются низкие показатели ударной вязкости

3-4 кг.см/см и нагревостойкости и потеря веса при 250 С в течение о

1000 ч составляет более 224, а также необходимость хранения их при температурах ниже 20 С. о . Известно техническое решение о получении отливок с повышенной стойкостью к тепловым нагрузкам. Полученные из композиций на основе бифункциональной смолы бисфенола S, отвердителя — ангидрида метилэндиковой кислоты, ускорителя диметиламинометилфенола или бензилдиметилдиами" на. Отливки обладают длительной нагревостойкостью, потеря веса при

200 С в течение 2000 ч менее 2Ô, при

260 С в течение 200 ч 53. Температур тепловой деформации 260-290 С f2).

896035

Недостатком данной композиции является наличие технологических трудностей при совмещении компонентов композиции с бифункциональной смолой на основе бисфенола S, температура размягчения которой 160ОC.

Фирмой "Синреэ Алмоко" (Голландия) разработаны эпоксидные литьевые нагревостойкие материалы, перерабатываемые на реактопластавтоматах, являющиеся продуктом совместной обработки эпоксиноволачной смолы, алифатических, ароматических аминов или кислотных отвердителей, армированные коротким стекловолокном либо наполненные минеральными наполнителями.

Анализ своь ств материалов "Синрез

Алмоко" показывает, что они обладают высокой деформационной теплостойкостью (теплостойкость по Napтенсу 180 С) и длительной нагревостойкостью при 200-220 С (3 ).

Однако указанные материалы имеют сравнительно невысокие показатели физико-механически;, свойств; предел прочности на изгиб 900- 1100 кгс/см

2 ударная вязкость 4-6 кг см/см . He приведены сведения о работоспособности этих материалов при отрицательных температурах и в условиях теплового удара..Кроме того, эти материалы отличаются повышенной реакционной способностью и быстро стареют в нормальных условиях хранения. Поэтому для сохранения технологических свойств материалы требуют при хранении режима пониженных температур, что несомненно является их технологическим недостатком, так как хранение таких материалов связано с дополнительными расходами капиталовложений. Технологическим недостатком данных материалов, отверждаемых ангидридными отвердителями, является так же их низкая формоустойчивость.

Как будет показано при переработке на машине в режиме скоростных циклов литья отливки, получаемые из таких композиций, имеют повышенную плстичность в горячем состоянии, что в конечном итоге при извлечении их из формы вызывает коробление изделий и искажение их геометрии. Кроме того изделия зачастую требуют ручного сьема.

Цель изобретения — повышение прочности и термостабильности эпоксидных композиций.

Эта цель достигается тем, что эпоксидная композиция, содержащая

I диглицидиловый эфир 4,4 -диоксидифенилсульфона, отвердитель и смазочные вещества, в качестве отвердителя содержит фенолформальдегидную анилиновую с молу и дополни тел ьно э поксиноволачную смолу и стекловолокно с длиной волокон 3-7 мм, аппретированное прямым эамасливателем при следующем соотношении компонентов,вес.3:

Диглицидиловый эфир 4,4 -диоксиI дифенилсульфона 9,65-9,63

Эпоксиноволачная смола УП-643 9,55-9,63 фенолформальдегидная анилиновая смола 14,55-14,70

Стеарат кальция 2,00-3,00

Горный воск 0,40-0,60

Стекловолокно Остальное

Применение в композиции фенолформальдегидной анилиновой смолы в качестве отвердителя в отличие от ангидридных отвердителей и, в частности, например, диангидридов поликарбоновых кислот, использованных в практике для получения термо- и теплостоикости эпоксидных композиции, обеспечивает получение относительно жестких сетчатых структур за цикл литья продолжительностью 80 120 с.

Отливки, отверждаемые фенольными смолами, обладают достаточной жесткостью, деформаций не наблюдается.

Для снижения адгезии композиции к оформляющим поверхностям литьевой формы была введена внешняя смазкагорный воск - продукт экстракции бурых углей. Горный воск, имея температуру размягчения 85-90 С, хорошо о измельчается на обычном размалывающем оборудовании и является технологичным продуктом при получении сухой смеси компонентов композиции.

Свойство предлагаемого материаланизкая чувствительность к повышению напряжений и скоростей сдвига - позволяет перерабатывать его на термопластавтоматах, не изменяя геометрии шнека.

Высокая чувствительность питьевых фенолопластов к увеличению напряже55 ний сдвига делает невозможным переработку их на термопластавтоматах, шнеки которых имеют степень сжатия от 2: 1 до 3: 1, что подтверждается опытом переработки этих материалов в нашей стране .и за рубежом.

Эксперименты, проведенные по переработке предлагаемого реактопласта на термопластавтомате Д-3328, подтвердили возможность его переработки на литьевых машинах данного типа при условии комплектации крепежных плит машины нагревательными блоками для обогрева пуансона и матрицы питьевой формы и уменьшения в 2-3 раза традиционного объема копильника цилиндра.

Отлитые изделия имеют хороший внешний вид и «осле дополнительной термообработки обладают физико-механическими и диэлектрическими показателями аналогично образцам, полученным на реактопластавтомате.

Пример 1. В шаровую мельницу загружают, вес.i порошкообразный физико-механические свойства

T, Удар- Тепло- j Показатели длительной стой, ная

) вязнагревостоикости кость по

Мартенсу

0С

Темпе- Про- Потеря

1 ратура, должи- веса, ОС; тель-, 4

Сохранение кость кгс.

z см/см физикомеханиность, Ц ческих свойств, Композиция по примерам

1200-1400 8-10 . 175-180 240

1000 4,5-5,0 60-70

1000 4,0-6,0 60-70

1000 0,8- 1,0 80

1000 4,0-5,0 60-70

1300-1400 8- 10 175- 18 240

200

1250-1350 8-10 175-180 240

Стандлайт-CE-160 1000-1300 3-4 - 250

1000 22,0

Эпоксидный реактопласт фирмы

"Синрез Алмоко"

900- 1100 4-6 170- 180 200-220

Предел прочности

Литьевые материалы, при изги1, бе, wrcÃсм

896035 Ь диглицидиловый эфир 4,4 -диоксидифенилсульфона с эпоксидным числом 22

9,55, фенолформальдегидная анилиновая смола СФ-340Л с фракцией частиц до 1 мм 14,55, стеарат кальция 2,0, лорошкообразный перекристаллизованный горный воск 0,4, смешивают и дополнительно измельчают в течение 23 ч. Полученную сухую смесь подают

1В на горячие валки вальцев с одновременной загрузкой 9,53 вес., эпоксиноволачной смолы УП-643 с эпоксидным числом 22 и вальцуют до образования равномерно распределенного на

И поверхности коржа. Температура холостого валка 110 С, рабочего 90 С.

Величина зазора между валками составляет 1,5- 1,6 мм. Затем валки раскрывают до 1,8-2,0 мм и загружают зф 63,95 вес>4 измельченного стекловолокна. Время смешения связующего со стекловолокном 8- 10 мин, По истечении времени вальцевания корж снимают, охлаждают и дробят до частиц размером 1-3 мм.

П, р и м е р 2. Сухую смесь компонентов в составе, вес.4 порошкообразный диглицидиловый эфир 4,4 -ди- оксидифенилсульфона с эпоксидным числом 22,0 9,6, фенолформальдегидная анилиновая смола СФ-340А 14,62, стеарат кальция 2,5, горного воска

0,5, полученную в шаровой мельнице по примеру 1, вальцуют на горячих валках с 9,6 вес.3 эпоксиноволачной .смолы УЛ-643 и 63,18 вес. измельчен» ного стекловолокна аналогично при,меру 1.

Пример 3. Сухую смесь компонентов в составе, вес.4: диглицидиловый эфир 4,44 -диоксидифенилсульфона с эпоксидным числом 21,6 9,63, фенолформальдегидная смола СФ-340А

f4,7, стеарат кальция 3,0, горный

Таблица 1

Диэлектрические свойства

Время вязкотекучего состояния при 120 С

Эффективная вязкость при

10,N

Стойкость к тер удару

Время вязкотекучего состоя» ния при

180 С, с

Время отверждения при

180 С, с садка, Тангенс угла диэлектричес ких потерь при 10 Гц

Удельное объемное электрическое сопротивление . ом.см ф а

10 с

%д

=0,0145 =. с-"

0,8- 1,0 40-50 476 320

90

0,8-0,9 40"50 500 И и

10" 10 .0,02" 0,03

355

То же

85.1ф 1Я

10 -10 0,02-0,03

14

10 -1О 0,02-0,04

0,6-0,8.: 40-60 510

0,75-0,95 20 348

360

176

0.03-0.031 (4 46

Выдери- 10 -10 0,02-0,03 ка циклов от -60 до

+250 С по 2 часа

96035 8 воск 0,6, полученную в шаровой мельнице по примеру 1, вальцуют íà горячих валках с 9,633 эпоксиноволачной смолы УП-643 и 62,46 вес.1 измельченного стекловолокна аналогично примеру 1.

Физико-механические и технологические свойства материала приведены в табл. 1-3 °

10 Исследование продолжительности срока хранения композиции предлагаемого состава в нормальных условиях хранения (окружающая температура

20 С) показали, что технологические свойства композиции сохраняются полгода..Ожидаемый экономический эффект при производстве деталей электронной аппаратуры составляет 8-10 тыс ° руб. на одну тонну перерабатываемого материала.

Технологические свойства

896035

Таблиц а 2

Композиция

Термостабильные свойства

Потеря веса при 200 С, О

Состав ингредиентов, вес. 1

Известная

200 ч 300 ч

100 ч 500 ч 700 ч 1000 ч

Предлагаемая

Эпоксидная смола

185- 100

Бисфенол 2

0,36 0,45 0,56 0,71 0,79 0,88

Эпоксиноволачная смола 9,55-9,63

Метиловый диангидрид надиковой кислоты 80

0,3 0,40 0,50 0,60 0,65 0,72

Диметиламинометилфенол 0,5

0,39 0,47 0,62 0,75 0,8 1,1

Стеарат цинка

1,0

Окись кремния (вес равен

В-стадийной смоляной части) 05 " 1,2

Таблица 3

Связующее известной композиции плюс кремнезем (504) С вя з ующее з ая вля е мой ко мпозиции плюс кремнезем (50 ) Показатели 1

Исходные Термостарение при

Термостарение при

200 С

Исходные свойства

200о свойства

200 ч 500 ч

200 ч 500 ч

Предел прочности при изгибе, кг/см

880,0

7,5. 10 Ц,8 10

Модуль упругости при изгибе, кг/см

2,7. 10 5,7-10

9,81 1О 1,5-10

Твердост ь

Усадка при формовании, 3

0,06

0,06

Формула изобретения диловый эфир 4 4 -диоксидифенилсульу фона, отвердитель и смазочные вещестЭпоксидная композиция для изготов" ва, о т л и ч а -ю щ а я с я тем, ления электротехнических и конструк- что, с целью повышения прочности и ционных изделий, содержащая диглици- термостабильности композиции, в каБисфенсл (äèãëèöèI диловый эфир 4,4

"диоксидифенилсульфона 9,559,63 фенолформальдегидная анилиновая смола 14,55- 14,70

Стеарат кальция

2,03-3,00

Горный воск

0,40-0,60

Стекловолокно

63, 95-62,44

891,0 920,0 685,0 643,0 692,0

276 (по 332 350 53 (по 62 66

Бринеллю) Барколлю) 896035

Смазочные вещества

Стекловолокно

2,40-3,60

Остальное

"26-th Annu. Conf, Reinforc.

Compos Div. Proc. Ma hingC. 1971, 19с/1- 19с/3.

Технология формования. Проспект з Алмоко" (прототип) 2.

P1ast

fon, О.

3 °

15 "Синре

Составитель Н. Космачева

Редактор Л. Плисак. Техред . 3. Фанта Корректор Г. Решетник

Тираж 511 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раувская наб., д. 4/5

Заказ 11622/8

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4 честве отвердителя она содержит фенолформальдегидную анилиновую смолу и дополнительно эпоксиноволачную смолу и,стекловолокна с длиной волокон

3-7 мм, аппретированное прямым за" масливателем,.при следующем соотношении компонентов, вес.Ф:

Диглицидиловый эфир 4,4 -диоксидифенилсульфона 9,55-9,63

Эпексиноволачная смола 9,55-9,63

Фенолформальдегидная анилиновая смола 14,55- 14,70

Источники информации принятые во внимание при экспертизе i. "Japan, P1astics Age". V. 9, N 10, 1971, р. 20.

1О