Полимерное связующее
. .ч ;з,;.. о и и с-А- м -и-"" н 729215
Союз Советскми
Социалистических
Республик
ИЗОБРЕТЕН И к лвтогскомь свиднильств (6I ) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 20.07.77 (21) 2508294/2
51) М. Кл.
С 08 l4 61/10
С 08 К 5/0Г) с присоединением заявки № тоаударотееииий комитет (23) Приоритет ив делам изобретеиий и открытий
Опубликовано 25.04.80. Бюллетень № э ) УДК678.632 (088.8) Дата опубликования описания 28.04.
Г. И. 0велиховский, B. А. Григоровская, А. А. Берлин, Х.-М. А. Брикенштейн, М. М. Парова, М. Г. Стунжас, О. Г. Сельская и Л. Л. Стукова (72) Авторы изобретения (7I) Заявитель (54) ПОЛИМЕРНОЕ СВЯЗУЮЩЕЕ
2, 0-5,0
Изобретение касается термостойких полимеров и направлено на повышение термической и термоокислительной стойкости фе, нолсмформальдегидных связующих, применяемых в композиционных материалах на основе углеродных, асбестовых, кварцевых 5 и других волокнистых наполнителей.
Полимерное связующее может быть использовано в областях техники, связанных 1О с производством и применением термс стойких композиционных материалов, подвергаемых или не подвергаемых последующей термообработке (карбонизации или графитации).
Известно полимерное связующее на ос:нове фенол-формальдегидных продуктов резольного типа ji) .
Однако это связующее не обладает достаточной термической и термоокислитель- ной стойкостью. ,!.1ель изобретения — повышение термической и термоокислительной стойкости.
Это достигается тем, что известное связующее дополнительно содержит олигоарилены на основе конденсированных ароматических соединений, выбранные иэ группы олигонафтнлены, олигоантрацены, про дукты сополиконденсации нафталина или антрацена с бензолом и органический к"с лотный катализатор при следующем соотношении компонентов, вес.ч,:
Феноло-формальдегидный продукт резольного типа 20-50
Олигоар илены 50-80
Органический кислотный катализатор
В качестве феноло-формальдегиллых продуктов (ФФП) реэольного тина в castзующем могут быть использованы фенолсвспирты, резолытые феноло-формальдегидные смолы (в твердом состоянии или в виде лаков} и их различные модификации.
В качестве олигоариленов (ОЛ) на ос» нове конденсированных «рок1атическю-. co»
15 растворителе, добавляют кислотный катализатор, после чего уделяют растворитель и отверждают в термошкафу при конечной температуре 240 250 С, Коксовые числа отвержденных образцов предлагаемого связующего, определенные при испытании при температур о
1000 С на термогравиметрической установке в инертной среде (в аргоне) при скорости подъема температуры . /) равной 10 С/мин, составляют 71-82% по сравнению с 59-66% для отвержденных фенолс формальдегидных образцов, не содержащих OA. Следует отметить, что из известного связующего взяты ФФП резолве ного типа, характеризующиеся в отвержденном состоянии наиболее высокими значениями коксовых чисел.
При испытании предлагаемых отвержденных образцов на термогравиметрической установке в вакууме (Ч =3 С/мин)при
Q температуре 700 С коксовые числа равны соответственно 61-78% вместо 50-61% для отвержденных феноло-формапьдегидных образцов. Температура, при которой потери веса составляют 20%, для отвечжденных образцов предлагаемого связующего изменяется в интервале 425-470 С, 50% — 470-520 С, Для отвержденных феноло-формапьдегидных образцов соответствующие величины составляют 380400 С и 440-470 С.
Испытания термической и термоокиолительной стойкости образцов проведены в Институте химической физики АН СССР и Институте горючих ископаемых. гдег1= 2-20 олигоантрацен (ПА) где n = 2-20 а также продукты сополиконденсации нафталина или антрацена с бензолом где,m+ n = 3-20 с молекулярным весом (М ) от 0 до
200и и температурой размягчения от
170 до 250ОС (Тр).
В качестве органического кислотного
3D катализатора используют, например, паратолуолсульфокислоту (n -ТСК) и щавелевую кислоту.
При содержании олигоарилена в связу35 ющем более 80% и менее 50% (а фенолоформальдегидных продуктов резопьного типа соответственно менее 20% .и более
50%) наблюдается уменьшение степени отверждения (определяемой цо выходу нерастворимой фракции) до величины менее
50%, а также в некоторых случаях снижение термической и термоокислительной стойкости отвержденных образцов.
Использование органического кислот 45 ного катализатора в количестве менее
2,0% от веса связующего приводит к снижению степени отверждения до значений ниже 50% (c 50-56% до 25-40%).
При содержании катализатора более
5,0% не происходит увеличения степени отверждения, а также несколько снижает ся термостойкость.
Отвержденные образцы предлагаемых связукнпих дпя проведения испытаний их термической и термоокислительной стойкости готовят следунндим образом.
Феноло-формальдегидный продукт и олигоарилен растворяют в органическом
Пример 1. Продукт сополиконденсации нафталина с бензолом (НБ) с
М = 950 и Тр = 200-205 С и фенолоспиртов марки Б" (ФС"Б ), взятые в соотношении 75:25, растворяют в тетрагидрофуране (ЧТФ), добавляют 2,5% паратопуолсупьфокислоты (п-ТСК) от веса ОА и ФФП, удаляют растворитель и нагрева» ют в термошкафу по следующему режиму: нагрев до температуры 220"С с Последующей выдержкой при этой температуре в течение 3-х часов, затем проводят нао грев до 250 C c выдержкой при этой температуре в течение 3-х часов.
Полученный образец испытывают методом термогравиметрического анализа (ТГА) в аргоче, вакууме и на воздухе.
П р и м ер 2. НБс Ми=950 и
Тр = 200-205 С и ФСБ, взятые в соотнапении 50:50, растворяют в П"Ф, doбавляют 5 вес.ч. щавелевой кислоты и
3 7292 единений используют, например, алигонафтилен (ПН ) 9215
Известный.
О1 380 440
60 395 450
60 400 470
Ф("Л" ф(v(»
P-2
Пре дГИГИЕН мый
11гэ 95 О
78 435 475
67 425 480
> 5
75 2б т-ТСК
Ф("1 "
50:50 шввелевая клс: (ОТ Я
440 485
470 520
465 510
445 495
450 500
465 515
425 470
8.1
75;25 л-Т(К
ПA 1:1l.>l
Г1Н 1,1 )l >
75;25
80:20
2,5 82
2,0
75;25
I C "A""
1300
8rl
75 25
75 . 25
5O 50
850
2,5
1 300 Р-g
5,0
ФС»д» (1 »
5 72 далее обрабатывают и испытывают аналогично примеру 1.
Пример 3. Используют композицию связующего по примеру 1, но в качестве олигоарилена вместо НБ берут
ПА с МП = 14б0 и Тр = 220 С. Даль нейшие операции, а также испытания осуществляют аналогично примеру 1.
Пример 4. B композиции в очличие от примера 1 вместо НБ берут
ПНсМП= 1150иТр=210 С, О
Приготовление .и испытание образцов аналогично примеру 1.
Пример 5. Компоненты, используемые в примере 1, берут в соотношении 80:20, растворяют в ЧТФ, добавляют
2,5 вес.ч. п - ТСК. Последующие операции и испытания полученных образцов осуществляют также, как в примере 1.
Пример 6.НБсМп= 1300С и Тр = 205-210 С и фенолоспирты марки А" (ФС А ), берут в соотношении
75:25, растворяют в ТГФ и добавляют
2,0 вес.ч. -и ТСК. В дальнейшем методиб ка приготовления и испытаний образцов анапогична примеру
Пример 7. Образец на основе чБ с Ми 350 и Тр=200-205 С, и ФС
"А», взятых в соотношении 75:25 в присутствии 2,5 вес.ч. п-ТСК, готовят и испытывают аналогично примеру 1.
Пример 8. Образец на основе НБ с Мп = 1300 и Tp= 206-210 С и резольной смолы марки Р-2 (в виде спиртового раствора), взятых в соотношении
75:25 в присутствии 2,5 вес.ч. п-ТСК, изготавливают и испытывают как в примере 1.
Пример 9. НБ с Мп = 1300 и
Тр = 205-210 С и ФС "А (соотношение
50:50) растзоряют в ТГФ, добавляют
5 вес.ч. п-ТСК. Дальнейшая методика изготовления и испытаний образцов аналогичzo на примеру 1.
Сравнительные данные по термической и термоокислительной стойкости образцов на основе предлагаемых и известных связующих приведены в таблице.
20-50
50-80
7 - 729215 8
Из приведенной таблицы. видно, что на основе конденсированных ароматичес термическая и термоокислительнан стой«ких соединений, выбранные из группы кость образцов на основе предлагаемого олигонафтилены, олигоантрацены, продуксмзующего существенно выше, чем длн ты сополиконденсации нафталина или антизвестных феноло-формальдегидных свизу- 5 ранена с бензолом и органический кислотЮщнх е ный катализатор при следующих соотношениях компонентов, вес.ч.:
Феноло-формальдегидный проФормула изобретении дукт резольного типа
I Î Олигоарилены
Полимерное связующее на основе фе Органический кислотный канбнв-формальдегидных продуктов резол тализатор 2,0-5,0 ного типа, о т л и ч а ю щ е е с и тем, Источники информации, что, с целью повышении термической и приннтые во внимание при экспертизе термоокислительной стойкостир связую- 1. Пластические массы, М 1,1976, щее дополнительно содержит олигоарилены с. 64-66, Составитеть И. Гинзбург
Реоектор С. Cypzoaa 1åêðîê M. Петко Корректор M. Локоне
Заказ 1808/94 Таран 849 Подписное
ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
113035, Москва, Ж-35о Раушскаи наб., д. 4/5
Филиал IH III Патент", .Ужгород, ул.Проекжаи, 4
![Полимерное связующее](https://img.poleznayamodel.ru/img_pat/489/4896765-s.jpg)
![Полимерное связующее](https://img.poleznayamodel.ru/img_pat/489/4896766-s.jpg)
![Полимерное связующее](https://img.poleznayamodel.ru/img_pat/489/4896767-s.jpg)
![Полимерное связующее](https://img.poleznayamodel.ru/img_pat/489/4896768-s.jpg)