Патент на изобретение №2186799
|
||||||||||||||||||||||||||
(54) ПОЛИМЕРНАЯ КОМПОЗИЦИЯ
(57) Реферат: Изобретение относится к негорючим полимерным композициям холодного отверждения с наполнителем в виде полых микросфер, предназначенным для местного упрочнения конструкций в зонах установки крепежа, заделки торцов и заполнения пустот в деталях из полимерных композиционных материалов, в том числе для ремонтных работ. Полимерная композиция содержит резольную фенолоформальдегидную смолу, отвердитель – продукт взаимодействия сульфофенолмочевины, формальдегида и ортофосфорной кислоты, пластификатор – смесь диоксановых спиртов и их высококипящих эфиров, а в качестве наполнителя – полые микросферы. Полученная композиция имеет повышенные жизнеспособность, прочность, низкие горючесть и дымовыделение и плотность. 1 з.п. ф-лы, 2 табл. Изобретение относится к негорючим полимерным композициям холодного отверждения с наполнителем в виде полых стеклянных и (или) зольных микросфер (т. н. сферопласты), предназначенным для местного упрочнения конструкций в зонах установки крепежа, заделки торцов и заполнения пустот в деталях из полимерных композиционных материалов, в том числе для ремонтных работ. Для этих целей широко применяются композиции холодного отверждения на основе модифицированных эпоксидных и фенолоформальдегидных смол [патент США 5420178, 03.02.93; заявка ФРГ 2936485, 09.07.81; заявка Франции 2575699, 09.01.85]. Однако, обладая хорошей технологичностью и механической прочностью, эпоксидные смолы являются горючими, сильно дымящими с выделением при горении большого количества токсичных продуктов. Для подавления горючести в состав эпоксидных сферопластов вводят антипирены: галоидированные фенолы или смолы на их основе, оксиды сурьмы, фосфорсодержащие соединения и др., которые существенно повышают плотность материалов и их стоимость, зачастую не исключая полностью выделение токсичных продуктов [CYTEK Engineered Materials, Selektor Guide, 1995, р. 14-15; 3М Technical Service Bulletin, Adhesives, Coatings and Sealers, 1992, 1]. Известно применение в качестве полимерной основы жидких фенолоформальдегидных смол, обладающих пониженной горючестью, низким дымовыделением и отсутствием токсичных продуктов горения, что позволяет существенно упростить состав композиций и снизить их стоимость. Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому изобретению является полимерная композиция для получения огнестойких синтактных пен, отверждаемых при пониженной, не выше 70oС, температуре на основе фенолоформальдегидной смолы, отвердителя – частичного фосфатного эфира, ускорителя отверждения – паратолуолсульфокислоты, пластификатора – трихлорэтилфосфата и наполнителя – полых стеклянных микросфер при следующем соотношении компонентов, мас.ч.: Фенолоформальдегидная смола – 100 Отвердитель – частичный фосфатный эфир – 5 – 15 Ускоритель отверждения – паратолуолсульфокислота – 0,25 – 0,75 Пластификатор – трихлорэтилфосфат – До 8,5 Наполнитель – полые стеклянные микросферы – 225 [ЕР 630956 А2, 1994, С 09 К 21/14]. Композиция имеет жизнеспособность при 20oС 1 ч. Через 24 ч после приготовления материал имеет следующие свойства: Плотность, кг/м3 – 435 Разрушающее напряжение при сжатии, МПа – 9 Удлинение при разрыве, % – 3 Разрушающее напряжение при неравномерном отрыве, МПа – 0,5 Недостатками этой композиции являются ограниченная жизнеспособность, низкие показатели прочности при сжатии и неравномерном отрыве от стеклопластиковой подложки, что делает невозможным применение ее для уплотнения деталей и узлов из полимерных композиционных материалов в зонах установки крепежа. Технической задачей настоящего изобретения является создание полимерной композиции, обладающей увеличенной жизнеспособностью, повышенной прочностью при сжатии и неравномерном отрыве получаемой полимерной композиции при сохранении ее низкой горючести и дымовыделения. Поставленная задача достигается тем, что полимерная композиция, состоящая из фенолоформальдегидной смолы, отвердителя, пластификатора и наполнителя – полых микросфер, содержит в качестве отвердителя продукт взаимодействия сульфофенолмочевины, формальдегида и ортофосфорной кислоты, а в качестве пластификатора – смесь диоксановых спиртов и их высококипящих полиэфиров при следующем соотношении компонентов, мас.ч.: Фенолоформальдегидная смола – 100 Отвердитель – продукт взаимодействия сульфофенолмочевины, формальдегида и ортофосфорной кислоты – 8 – 10 Пластификатор – смесь диоксановых спиртов и их высококипящих полиэфиров – 15 – 25 Наполнитель – полые микросферы – 40 – 50 В качестве полых микросфер могут быть использованы стеклянные, зольные, полимерные микросферы. Применение в качестве отвердителя продукта взаимодействия сульфофенолмочевины, формальдегида и ортофосфорной кислоты позволяет, с одной стороны, повысить жизнеспособность полимерной композиции и, с другой стороны, обеспечивает ее более высокую степень сшивки, что приводит к повышению прочности при сжатии отвержденной полимерной композиции. Применение в качестве пластификатора смеси диоксановых спиртов и их высококипящих эфиров позволяет повысить прочность композиции при неравномерном отрыве от стеклопластиковой подложки. Сочетание компонентов выбрано такое, что несмотря на введение до 20% горючего пластификатора, в целом полимерная композиция является трудносгорающей и слабодымящей. Снижение содержания наполнителя позволяет существенно повысить прочность при сжатии полимерной композиции, сохраняя при этом ее низкую плотность. Пример 1. В фенолоформальдегидную смолу марки СФЖ-306 (ТУ 6-07-287-88) в количестве 100 мас.ч. вводят 15 мас.ч. пластификатора – смесь диоксановых спиртов и их высококипящих эфиров марки ЭДОС (ТУ 2493-003-13004749-93), затем вводят 8 мас.ч. отвердителя – продукта взаимодействия сульфофенолмочевины, формальдегида и ортофосфорной кислоты – продукт ВАГ-3 (ТУ 6-55-1116-88) и все тщательно перемешивают до получения однородной консистенции смеси. В приготовленное связующее вводят 40 мас.ч. наполнителя – стеклянных полых микросфер марки МС-ВП-А9 гр.3 (ТУ 6-48-5786902-35-89) и перемешивают до получения однородной массы. По аналогичной схеме получены композиции во 2-м и 3-м примерах. Испытания и механическая обработка полимерной композиции возможна после 48 – 72 ч при (18  3)oС.
Составы полимерных композиций приведены в табл.1.
Свойства полимерных композиций приведены в табл.2.
Как видно из табл.2, предлагаемая композиция обладает жизнеспособностью в 1,5-2 раза выше прототипа, прочность при сжатии в 3,5-4 раза, а прочность при неравномерном отрыве в 4-5 раз выше, чем у прототипа.
Таким образом, предлагаемая композиция обладает повышенной жизнеспособностью, повышенной прочностью, низкими горючестью и дымовыделением и низкой плотностью, что позволяет применять ее в качестве упрочняющего материала в зонах установки крепежа, заделки торцов и заполнения пустот в конструкциях из полимерных композиционных материалов, в т.ч. в авиации (интерьер самолетов), строительстве и в судостроении.
Формула изобретения
Резольная фенолоформальдегидная смола – 100 Отвердитель – продукт взаимодействия сульфофенолмочевины, формальдегида и ортофосфорной кислоты – 8-10 Пластификатор – смесь диоксановых спиртов и их высококипящих эфиров – 15-25 Наполнитель – полые микросферы – 40-50 2. Полимерная композиция по п.1, отличающаяся тем, что в качестве наполнителя могут быть использованы полые стеклянные микросферы, зольные полые микросферы, полимерные полые микросферы. РИСУНКИ
|
||||||||||||||||||||||||||
