RU2323235C9 - Composition for preparing foam plastic - Google Patents

Abstract

FIELD: chemistry of polymers, chemical technology.

SUBSTANCE: composition for preparing foam plastic comprises the following components, mas. p. p.: soluble phenol-formaldehyde resin (novolacs), 20-40; phenol (resol) resin, 60-80; nitrile rubber, 20-40; blowing agent, 3-7; foam regulating agent, 1-20. As a foam regulator, products of processing alkylphenols with ethylene oxide can be used. Composition can comprise sulfur in the amount 0.2-0.5 mas. p. Invention provides preparing heat-stable, impact-strength foam materials not causing corrosion of nonferrous metals (copper, silver and their alloys) in direct contact and showing working capacity up to temperature 150°C. These materials can be used as heat-stable, vibration-proof materials in radiotechnical articles and articles having electric contacts made of nonferrous metals and alloys.

EFFECT: improved and valuable properties of composition.

3 cl, 2 tbl, 3 ex

Description

Изобретение относится к области авиационной техники, машиностроению, а именно к упругоэластичным, теплостойким пеноматериалам на основе продуктов совмещения фенольных смол с эластомерами, не вызывающим коррозии цветных металлов (меди, серебра и их сплавов) при непосредственном контакте с ними и работоспособных до 150°С, что делает возможным их применение в качестве теплостойких, вибростойких материалов в радиотехнических деталях и изделиях, имеющих электрические контакты из цветных металлов и сплавов.The invention relates to the field of aviation technology, mechanical engineering, namely to elastic, heat-resistant foams based on products of combining phenolic resins with elastomers that do not cause corrosion of non-ferrous metals (copper, silver and their alloys) in direct contact with them and are operable up to 150 ° C, which makes it possible to use them as heat-resistant, vibration-resistant materials in radio engineering parts and products having electrical contacts made of non-ferrous metals and alloys.

Известен некоррозионно-активный пенопласт, включающий фенольную резольную смолу, порофор и наполнитель - кубовый остаток регенерации лактамных вод (авторское свидетельство СССР №1781253).Known non-corrosive active foam, including phenolic resole resin, porophore and filler - still residue of lactam water regeneration (USSR copyright certificate No. 1781253).

Известен пенопласт, включающий фенольную резольную смолу, ПАВ, газообразователь и катализатор (патент Великобритании №2343181).Known foam, including phenolic resole resin, surfactant, blowing agent and catalyst (UK patent No. 2343181).

Недостатками известных пенопластов являются низкие значения величины удельной ударной вязкости и прочности.The disadvantages of the known foams are low values of specific impact strength and strength.

Известен ударопрочный некоррозионно-активный полимерный материал, включающий резольную фенольную смолу, новолачную фенольную смолу, нитрильный каучук и наполнитель - стекловолокно (патент США №5336723).Known impact-resistant non-corrosive active polymer material, including rezol phenolic resin, novolac phenolic resin, nitrile rubber and filler fiberglass (US patent No. 5336723).

Известен ударопрочный некоррозионно-активный композиционный полимерный материал, включающий фенольную резольную смолу, нитрильный или бутадиенстирольный эластомер, ускоритель вулканизации, антиоксиданты (стеараты кальция и цинка), серу и наполнитель (неорганические и полимерные порошки) (патент США №4659758).Known impact-resistant non-corrosive-active composite polymer material, including phenolic resole resin, nitrile or butadiene styrene elastomer, vulcanization accelerator, antioxidants (calcium and zinc stearates), sulfur and filler (inorganic and polymer powders) (US patent No. 4659758).

Недостатком известных материалов является высокая плотность (удельный вес), что обусловлено содержанием большого количества наполнителя.A disadvantage of the known materials is the high density (specific gravity), which is due to the content of a large amount of filler.

Наиболее близким аналогом, взятым за прототип, является композиция для получения пенопласта, включающая, мас.ч.:The closest analogue, taken as a prototype, is a composition for producing foam, including, by weight:

Фенольная смолаPhenolic resin 80-12080-120 Нитрильный каучукNitrile rubber 10-3010-30 УротропинUrotropin 8-128-12 СераSulfur 0,2-0,50.2-0.5 ПорофорPorophore 3-73-7 Фосфорсодержащий антипиренPhosphorus flame retardant   в оболочке из карбамидаurea shell 12-35,512-35.5

(патент РФ №2213752).(RF patent No. 2213752).

Пенопласт-прототип имеет высокую ударостойкость и пониженную горючесть, но его недостатком является повышенная коррозионная активность к цветным металлам из-за присутствия в его составе аммиака - продукта распада отвердителя уротропина, что не позволяет использовать его в авиационном приборостроении.The prototype foam has high impact resistance and reduced combustibility, but its disadvantage is increased corrosion activity to non-ferrous metals due to the presence of ammonia in its composition - the decomposition product of the urotropine hardener, which does not allow its use in aircraft instrumentation.

Технической задачей изобретения является создание некоррозионно-активного к цветным металлам пенопласта, имеющего повышенную ударопрочность (ударную вязкость).An object of the invention is the creation of non-corrosion-active non-ferrous foam, having increased impact resistance (impact strength).

Поставленная техническая задача достигается тем, что предложена композиция для получения пенопласта, включающая фенольную смолу, нитрильный каучук и порофор, которая в качестве фенольной смолы содержит новолачную фенольную смолу и резольную фенольную смолу и дополнительно содержит пенорегулятор при следующем соотношении компонентов, мас.ч:The technical task is achieved by the fact that the proposed composition for the production of foam, including phenolic resin, nitrile rubber and porophore, which as a phenolic resin contains novolac phenolic resin and a resol phenolic resin and additionally contains a foam regulator in the following ratio of components, parts by weight:

Фенольная смола (новолачная)Phenolic resin (novolac) 20-4020-40 Фенольная смола (резольная)Phenolic resin (rezol) 60-8060-80 Нитрильный каучукNitrile rubber 20-4020-40 ПорофорPorophore 3-73-7 ПенорегуляторFoam regulator 1-201-20

В качестве пенорегулятора композиция преимущественно содержит продукты обработки алкилфенолов окисью этилена.As a foam regulator, the composition advantageously contains the products of processing alkyl phenols with ethylene oxide.

С целью снижения температуры отверждения композиция может дополнительно содержать серу в количестве 0,2-0,5 мас.ч.In order to reduce the curing temperature, the composition may additionally contain sulfur in an amount of 0.2-0.5 wt.h.

Авторами установлено, что введение в композицию, состоящую из предварительно совмещенных новолачной фенольной смолы и нитрильного каучука, дополнительно резольной фенольной смолы и пенорегулятора позволяет проводить механохимическое совмещение резольной смолы с каучуком, получить блок-сополимер и исключить из состава композиции отвердитель новолачных смол - уротропин.The authors found that the introduction into the composition consisting of pre-combined novolac phenolic resin and nitrile rubber, an additional resol phenolic resin and a foam regulator allows mechanochemical combination of the resol resin with rubber, to obtain a block copolymer and to exclude from the composition of the composition hardener novolac resins - urotropin.

Исходную вальцованную резольно-новолачную композицию получают в результате совмещения на фрикционных охлаждаемых вальцах при температуре 30-50°С резольной фенольной смолы с предварительно полученной вальцованной смесью каучука и смеси новолачной фенольной смолы, пенорегулятора, порофора и, при необходимости, серы.The initial rolled rezol-novolac composition is obtained by combining on the friction cooled rollers at a temperature of 30-50 ° C a rezol phenolic resin with a previously obtained rolled mixture of rubber and a mixture of novolac phenolic resin, foam regulator, porophore and, if necessary, sulfur.

В качестве фенольных смол используют смолы по ГОСТ 18694-80, например, новолачные марок СФ-010, СФ-014, резольные - марок СФ-342, СФ-340, СФ-381 и др.Resin according to GOST 18694-80 is used as phenolic resins, for example, novolac grades SF-010, SF-014, resol resins, grades SF-342, SF-340, SF-381, etc.

В качестве нитрильного каучука используют бутадиеннитрильные каучуки с массовым содержанием нитрила акриловой кислоты от 18 до 40% с показателем жесткости по Дефо не менее 800 Гс по ТУ 38.3013-94.As nitrile rubber, nitrile butadiene rubbers with a mass content of acrylic acid nitrile from 18 to 40% with a Defoe stiffness index of at least 800 Gs according to TU 38.3013-94 are used.

В качестве пенорегулятора наиболее предпочтительно использовать продукты обработки алкилфенолов окисью этилена, например пенорегулятор Пента-483 по ТУ 2257-008-40245042.It is most preferable to use products of the treatment of alkyl phenols with ethylene oxide as a foam regulator, for example, Penta-483 foam regulator according to TU 2257-008-40245042.

Примеры осуществленияExamples of implementation

Пример 1Example 1

40 мас.ч. новолачной фенольной смолы СФ-010, 7 мас.ч. порофора ЧХ3-57 (ТУ 113-03-365-82) и 20 мас.ч. пенорегулятора Пента-483 (ТУ 2257-008-40245042) смешивали в шаровой мельнице в течение 2-3 ч, после чего полученную смесь совмещали с нитрильным каучуком БНКС-40 по «суховальцованной» технологии на охлаждаемых фрикционных вальцах. В процессе совмещения в вальцуемую композицию вводили 60 мас.ч. резольной смолы СФ-342. После вальцевания получали пленку, которую измельчали, загружали в пресс-формы и термообрабатывали при температуре до 170°С. Затем извлекали из пресс-формы готовый пенопласт.40 parts by weight novolac phenolic resin SF-010, 7 parts by weight porphore CHX3-57 (TU 113-03-365-82) and 20 parts by weight Penta-483 foam regulator (TU 2257-008-40245042) was mixed in a ball mill for 2-3 hours, after which the resulting mixture was combined with BNKS-40 nitrile rubber using the “dry-rolled” technology on cooled friction rollers. In the process of combining into the rolling composition was introduced 60 wt.h. resole resin SF-342. After rolling, a film was obtained, which was crushed, loaded into molds and heat treated at temperatures up to 170 ° C. Then the finished foam was removed from the mold.

Технология приготовления композиции по примерам 2 и 3 аналогична примеру 1, но с использованием 0,2 и 0,5 мас.ч. серы соответственно.The technology for preparing the composition of examples 2 and 3 is similar to example 1, but using 0.2 and 0.5 parts by weight sulfur, respectively.

Составы композиций по примерам 1-3 приведены в таблице 1, свойства предлагаемого пенопласта и пенопласта-прототипа - в таблице 2. Испытания на коррозионную активность проводили по ГОСТ 9.902-81 при непосредственном контакте заявляемого материала с металлами (пример 1 - медь, пример 2 - латунь) или в газовой фазе (пример 3 - серебро).The compositions of the compositions of examples 1-3 are shown in table 1, the properties of the proposed foam and foam prototype are shown in table 2. Corrosion tests were carried out according to GOST 9.902-81 with direct contact of the claimed material with metals (example 1 - copper, example 2 - brass) or in the gas phase (example 3 - silver).

Предлагаемый пенопласт является некоррозионно-активным к цветным металлам. Значение ударной вязкости у предлагаемого пенопласта в среднем в 1,5-2 раза выше, чем у пенопласта - прототипа.The proposed foam is non-corrosive to non-ferrous metals. The impact strength of the proposed foam is on average 1.5-2 times higher than that of the foam - the prototype.

Применение предлагаемого пенопласта и изделий из него позволит повысить надежность и ресурс работы изделий авиационной техники.The use of the proposed foam and products from it will improve the reliability and service life of aircraft products.

Таблица 1Table 1 Наименование компонентовName of components Состав по примерам, мас.ч.The composition according to examples, parts by weight ПрототипPrototype 1one 22 33 Фенольная смола:Phenolic resin:       80-12080-120 новолачнаяnovolac 4040 30thirty 20twenty   резольнаяresol 6060 7070 8080   Нитрильный каучукNitrile rubber 30thirty 4040 20twenty 10-3010-30 ПорофорPorophore 77 55 33 3-73-7 СераSulfur -- 0,20.2 0,50.5 0,2-0,50.2-0.5 ПенорегуляторFoam regulator 20twenty 1010 1one -- УротропинUrotropin -- -- -- 8-128-12 Фосфорсодержащий антипирен в оболочке из карбамидаUrea-coated phosphorus flame retardant -- -- -- 12-35,512-35.5

Таблица 2table 2 Наименование свойствName of properties Примеры по изобретениюExamples of the invention ПрототипPrototype 1one 22 33 Ударная вязкость, кДж/м² Impact strength, kJ / m ² 1,5-1,71.5-1.7 3,0-4,03.0-4.0 1,3-1,51.3-1.5 1,1-1,21.1-1.2 Рабочая температура, °С (линейная усадка менее 1%)Operating temperature, ° С (linear shrinkage less than 1%) 120120 150150 120120 120120 Коррозионная активность к меди, латуни и серебруCorrosion activity to copper, brass and silver Не вызывает коррозииNon-corrosive Не вызывает коррозииNon-corrosive Не вызывает коррозииNon-corrosive КоррозияCorrosion

Claims (3)

1. Композиция для получения пенопласта, включающая фенольную смолу, нитрильный каучук и порофор, отличающаяся тем, что в качестве фенольной смолы она содержит новолачную фенольную смолу и резольную фенольную смолу и дополнительно содержит пенорегулятор при следующем соотношении компонентов, мас.ч.:1. The composition for producing foam, including phenolic resin, nitrile rubber and porophore, characterized in that as a phenolic resin it contains novolac phenolic resin and resol phenolic resin and additionally contains a foam regulator in the following ratio, wt.h .: Фенольная смола (новолачная)Phenolic resin (novolac) 20-4020-40 Фенольная смола (резольная)Phenolic resin (rezol) 60-8060-80 Нитрильный каучукNitrile rubber 20-4020-40 ПорофорPorophore 3-73-7 ПенорегуляторFoam regulator 1-201-20 2. Композиция для получения пенопласта по п.1, отличающаяся тем, что в качестве пенорегулятора она содержит продукты обработки алкилфенолов окисью этилена.2. The composition for producing a foam according to claim 1, characterized in that as a foam regulator it contains the products of the treatment of alkyl phenols with ethylene oxide. 3. Композиция для получения пенопласта по п.1, отличающаяся тем, что она содержит серу в количестве 0,2-0,5 мас.ч.3. The composition for producing a foam according to claim 1, characterized in that it contains sulfur in an amount of 0.2-0.5 wt.h.