RU2213752C2

RU2213752C2 - Composition for preparing foam plastic

Info

Publication number: RU2213752C2
Application number: RU2001131861A
Authority: RU
Inventors: Т.П. Мизинова; А.И. Мокшин; А.С. Туманов
Priority date: 2001-11-27
Filing date: 2001-11-27
Publication date: 2003-10-10

Abstract

FIELD: technical compositions. SUBSTANCE: invention relates to compositions used for preparing foam plastic and exploited at temperatures below 150 C under enhanced requirements to vibroresistance and they can be used in machine engineering and aviation technique. The composition comprises the following components, mas. p. p. : phenol resin, 80-120; nitrile rubber, 10-30; urotropin, 8-12; sulfur, 0.2-0.5; blowing agent, 3-7 and phosphorus-containing antipyrene in carbamide envelope, 12-35.5. Invention allows preparing foam plastic and articles based on thereof with reduced inflammability and enhanced impact viscosity that results to the enhanced safety and exploitation working life of article in aviation technique. EFFECT: enhanced and improved properties of composition. 2 cl, 2 tbl, 4 ex

Description

Изобретение относится к области авиационной техники, машиностроению, а именно к пенопластам на основе фенольных смол, используемым при температурах до 150^oС в условиях повышенных требований к вибростойкости.The invention relates to the field of aviation technology, mechanical engineering, and in particular to foams based on phenolic resins used at temperatures up to 150 ^o C in conditions of increased requirements for vibration resistance.

Известен пенопласт на основе фенольной смолы, имеющий следующий состав, мас.ч.:
Фенольная смола - 15-75
Фурфуриловый спирт - 0,1-45
Сернокислый отвердитель - 4-7
Неорганический наполнитель - 50-120
Антипирен-полифосфат аммония - 1,0-30,0
Стабилизатор пены - 0,01-5
(патент Германии 4227536)
Известен пенопласт на основе фенольной смолы, состава, мас.ч.:
Фенольная смола - 100
Сернокислый отвердитель - 4-7
Антипирен-оксид бора - 3-7
Порофор - 5-15
(патент Японии 4-74376)
Известен способ изготовления материала, следующего состава, мас.ч.:
Фенольная смола - 50
Порофор - 5
Уротропин - 6
Хлорированные углеводороды - 5-35
(авт.св. СССР 812796)
Недостатком известных пенопластов является низкая ударная вязкость. Наиболее близким аналогом, взятым за прототип, является пенопласт на основе фенольной смолы, состава, мас.ч.:
Фенольная смола - 100
Нитрильный каучук - 20
Уротропин - 10
Сера - 0,6
Порофор - 2-5
(А. Ф. Николаев "Синтетические полимеры и пластические массы на их основе", М., "Химия", стр.529).Known foam based on phenolic resin, having the following composition, parts by weight:
Phenolic Resin - 15-75
Furfuryl alcohol - 0.1-45
Sulfur Hardener - 4-7
Inorganic filler - 50-120
Ammonium flame retardant polyphosphate - 1.0-30.0
Foam Stabilizer - 0.01-5
(German patent 4227536)
Known foam based on phenolic resin, composition, parts by weight:
Phenolic resin - 100
Sulfur Hardener - 4-7
Fire retardant boron oxide - 3-7
Porophore - 5-15
(Japan patent 4-74376)
A known method of manufacturing a material of the following composition, parts by weight:
Phenolic resin - 50
Porophore - 5
Urotropin - 6
Chlorinated Hydrocarbons - 5-35
(ed. St. USSR 812796)
A disadvantage of the known foams is low toughness. The closest analogue, taken as a prototype, is a foam based on phenolic resin, composition, parts by weight:
Phenolic resin - 100
Nitrile rubber - 20
Urotropin - 10
Sulfur - 0.6
Porophore - 2-5
(A.F. Nikolaev "Synthetic polymers and plastics based on them", M., "Chemistry", p. 529).

Недостатком пенопласта - прототипа является его повышенная горючесть и недостаточно высокая ударная вязкость. The disadvantage of the foam prototype is its increased flammability and not enough high toughness.

Технической задачей изобретения является снижение горючести, повышение ударной вязкости пенопласта. An object of the invention is to reduce flammability, increase the impact strength of the foam.

Поставленная техническая задача достигается тем, что предложена композиция для получения пенопласта, включающая фенольную смолу, нитрильный каучук, уротропин, серу, порофор, которая дополнительно содержит фосфорсодержащий антипирен в оболочке из карбамида при следующем соотношении компонентов, мас.ч.:
Фенольная смола ГОСТ 18694-80 - 80-120
Нитрильный каучук ТУ 38.3013-94 - 10-30
Уротропин ГОСТ 1381-73 - 8-12
Сера ТУ 6-09-2546-77 - 0,2-0,5
Порофор ТУ 113-03-365-82 - 3-7
Фосфорсодержащий антипирен в оболочке из карбамида - 12-35,5
В качестве фенольной смолы в заявляемом изобретении используют фенолформальдегидные смолы по ГОСТ 18694-40, получаемые в результате поликонденсации фенолов с формальдегидом. При поликонденсации в кислой среде при молярном избытке фенола получают новолачные смолы таких марок, как СФ-010, СФ-0122, СФ-121 с температурой каплепадения 95-105^oС и с динамической вязкостью 90-180 МПа•с.The technical task is achieved by the fact that the proposed composition for producing foam, including phenolic resin, nitrile rubber, urotropin, sulfur, porophore, which additionally contains a phosphorus-containing flame retardant in the urea shell in the following ratio, wt.h .:
Phenolic resin GOST 18694-80 - 80-120
Nitrile rubber TU 38.3013-94 - 10-30
Urotropin GOST 1381-73 - 8-12
Sulfur TU 6-09-2546-77 - 0.2-0.5
Porophor TU 113-03-365-82 - 3-7
Phosphorus-containing flame retardant in a urea shell - 12-35.5
As the phenolic resin in the claimed invention use phenol-formaldehyde resins according to GOST 18694-40, obtained by polycondensation of phenols with formaldehyde. Polycondensation in an acidic environment with a molar excess of phenol gives novolac resins of such grades as SF-010, SF-0122, SF-121 with a dropping point of 95-105 ^o С and with a dynamic viscosity of 90-180 MPa • s.

При поликонденсации в щелочной среде при молярном избытке фенола получают резольные смолы таких марок, как СФ-340, СФ-342, СФ-381, с временем желатинизации в пределах 75-125 с и с содержанием массовой доли воды не более 2%. Polycondensation in an alkaline medium with a molar excess of phenol produces resol resins of grades such as SF-340, SF-342, SF-381, with a gel time of 75-125 s and a water mass fraction of not more than 2%.

Другим основным компонентом композиции для получения пенопласта является нитрильный каучук. В качестве этого каучука используют бутадиеннитрильные каучуки с массовым содержанием нитрила акриловой кислоты от 18 до 40% с показателем жесткости по Дефо не менее 800 Гс. Another major component of the foam composition is nitrile rubber. As the rubber used nitrile butadiene rubbers with a mass content of nitrile of acrylic acid from 18 to 40% with a Defo stiffness index of at least 800 G.

В качестве антипирена можно использовать различные фосфорсодержащие соединения, такие как полифосфат аммония, дигидрофосфат гидроксиламмония, дигидрофосфат гидразиния, гексахлордициклотрифосфазен, нитрилотриметилфосфат алюминия, нитрилотриметилфосфат магния, однако наилучший технический результат был получен при использовании диамидотетрахлорциклотрифосфазена, нитрилотриметилфосфоновой кислоты и фосфата гуанидиния. As the flame retardant can be used various phosphorus compounds such as ammonium polyphosphate, dihydrogenphosphate hydroxylammonium, hydrazinium dihydrogenphosphate, geksahlorditsiklotrifosfazen, nitrilotrimetilfosfat aluminum, magnesium nitrilotrimetilfosfat, but the best technical result was obtained using diamidotetrahlortsiklotrifosfazena, atmp and guanidinium phosphate.

Фосфорсодержащий антипирен в оболочке из карбамида получают следующим способом: порошкообразный антипирен помещают в предварительно подготовленный 50%-ный водный раствор карбамида и перемешивают в течение 10 мин, затем полученную смесь выливают на лист фильтровальной бумаги и сушат в течение 24 ч на воздухе и 3 ч в термостате при температуре 80-90^oС до постоянной массы.A phosphorus-containing flame retardant in a urea shell is prepared in the following way: a powdery flame retardant is placed in a previously prepared 50% aqueous urea solution and stirred for 10 minutes, then the resulting mixture is poured onto a sheet of filter paper and dried for 24 hours in air and 3 hours in thermostat at a temperature of 80-90 ^o C to constant weight.

Примеры осуществления
Пример 1
Порошкообразные компоненты - фенольная новолачная смола марки СФ-010, сера, уротропин, порофор и антипирен - диамидотетрахлорциклотрифосфазен в оболочке из карбамида смешивают в шаровой мельнице в течение 2-3 ч, после чего полученную смесь совмещают с нитрильным каучуком марки СКН-18 по общеизвестной "суховальцованной" технологии на охлаждаемых фрикционных вальцах. Соотношение компонентов указано в таблице 1.Examples of implementation
Example 1
Powdered components — phenolic novolac resin of the SF-010 brand, sulfur, urotropine, porophore and a flame retardant — diamidotetrachlorocyclotrifosphazene in a urea shell are mixed in a ball mill for 2-3 hours, after which the resulting mixture is combined with SKN-18 nitrile rubber, as is well known dry-rolled "technology on cooled friction rollers. The ratio of components is shown in table 1.

Таким образом получают пленку. Аналогичным способом изготавливают пленку при соотношении компонентов, приведенных в примерах 2-4 таблицы 1 и прототипа. Thus, a film is obtained. In a similar manner, a film is made at a ratio of the components shown in examples 2-4 of table 1 and the prototype.

После вальцевания полученную пленку измельчают и загружают в пресс-формы, затем осуществляют двухступенчатый нагрев: 100-120^oС в течение 2 ч, 150-170^oС в течение 1,5 ч.After rolling, the resulting film is crushed and loaded into molds, then two-stage heating is carried out: 100-120 ^o C for 2 hours, 150-170 ^o C for 1.5 hours

Затем извлекают из пресс-формы готовый пенопласт на основе фенольной смолы. Then the finished phenolic resin foam is removed from the mold.

Пример 2
В качестве фенольной смолы используют новолачную смолу марки СФ-0122, в качестве антипирена в оболочке из карбамида - нитрилотриметилфосфоновую кислоту, а в качестве нитрильного каучука - каучук СКН-40.Example 2
SF-0122 brand novolac resin is used as the phenolic resin, nitrilotrimethylphosphonic acid is used as a flame retardant in the urea shell, and SKN-40 rubber is used as nitrile rubber.

Пример 3
В качестве фенольной смолы используют резольную смолу марки СФ-340, в качестве антипирена в оболочке из карбамида - фосфат гуанидиния, а в качестве нитрильного каучука - каучук СКН-26.Example 3
As a phenolic resin, SF-340 brand resole resin is used, guanidinium phosphate is used as a flame retardant in a urea shell, and SKN-26 rubber is used as nitrile rubber.

Пример 4
В качестве фенольной смолы используют резольную смолу марки СФ-342, в качестве антипирена в оболочке из карбамида - фосфат гуанидиния, а в качестве нитрильного каучука - каучук СКН-40.Example 4
As a phenolic resin, rezol resin of the SF-342 brand is used, guanidinium phosphate is used as a flame retardant in a urea shell, and SKN-40 rubber is used as nitrile rubber.

Свойства предлагаемого пенопласта на основе фенольной смолы и пенопласта - прототипа даны в таблице 2. The properties of the proposed foam based on phenolic resin and foam - the prototype are given in table 2.

Предлагаемый пенопласт на основе фенольной смолы является трудносгораемым. Значение ударной вязкости у предлагаемого пенопласта в 2 раза выше, чем у пенопласта - прототипа. The proposed phenolic resin foam is flame retardant. The impact strength of the proposed foam is 2 times higher than that of the foam - the prototype.

Применение предлагаемого пенопласта на основе фенольной смолы позволит повысить надежность и ресурс работы изделий авиационной техники. The use of the proposed foam based on phenolic resin will improve the reliability and service life of aircraft products.

Claims

1. Композиция для получения пенопласта, включающая фенольную смолу, нитрильный каучук, уротропин, серу, порофор, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит фосфорсодержащий антипирен в оболочке из карбамида при следующем соотношении компонентов, мас.ч.:
Фенольная смола - 80 - 120
Нитрильный каучук - 10 - 30
Уротропин - 8 - 12
Сера - 0,2 - 0,5
Порофор - 3 - 7
Фосфорсодержащий антипирен в оболочке из карбамида - 12 - 35,5
2. Композиция по п.1, отличающаяся тем, что в качестве фосфорсодержащего антипирена в оболочке из карбамида она содержит нитрилотриметилфосфоновую кислоту, диамидотетрахлорциклотрифосфазен или фосфат гуанидиния.1. The composition for producing foam, including phenolic resin, nitrile rubber, urotropin, sulfur, porophore, characterized in that it further comprises a phosphorus-containing flame retardant in the urea shell in the following ratio, wt.h .:
Phenolic resin - 80 - 120
Nitrile rubber - 10 - 30
Urotropin - 8 - 12
Sulfur - 0.2 - 0.5
Porophore - 3 - 7
Phosphorus-containing flame retardant in a urea shell - 12 - 35.5
2. The composition according to claim 1, characterized in that, as a phosphorus-containing flame retardant in the urea shell, it contains nitrilotrimethylphosphonic acid, diamidotetrachlorocyclotriphosphazene or guanidinium phosphate.