Forbidden

You don't have permission to access /zzz_siteguard.php on this server.

КОМПОЗИЦИЯ ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ПЕНОПЛАСТА
Главная страница  |  Описание сайта  |  Контакты
Патент на изобретение №2477734

(19)

RU

(11)

2477734

(13)

C1

(51) МПК C08L61/10 (2006.01)

C08L9/02 (2006.01)

C08K5/16 (2006.01)

C08K5/5399 (2006.01)

C08J9/06 (2006.01)

(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ Статус: по данным на 18.03.2013 - нет данных Пошлина:

(21), (22) Заявка: 2011141873/05, 17.10.2011

(24) Дата начала отсчета срока действия патента:

17.10.2011

Приоритет(ы):

(22) Дата подачи заявки: 17.10.2011

(45) Опубликовано: 20.03.2013

(56) Список документов, цитированных в отчете о

поиске: RU 2213752 C2, 10.10.2003. RU 2022978 C1, 15.11.1994. RU 2323235 C1, 27.04.2008. EP 0984032 A1, 08.03.2000.

Адрес для переписки:

105005, Москва, ул. Радио, 17, ФГУП "ВИАМ"

(72) Автор(ы):

Крупина Сергей Сергеевич (RU),

Парахин Игорь Викторович (RU),

Поросова Нина Федоровна (RU),

Трошкин Илья Викторович (RU),

Туманов Анатолий Семёнович (RU)

(73) Патентообладатель(и):

Российская Федерация в лице Министерства промышленности и торговли Российской Федерации (Минпромторг России) (RU)

(54) КОМПОЗИЦИЯ ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ПЕНОПЛАСТА

(57) Реферат:

Изобретение относится к области авиационной техники, машиностроению, а именно к легким, ударопрочным, трудносгорающим пеноматериалам, которые могут быть использованы в качестве конструкционных и теплоизоляционных заполнителей, а также для изготовления элементов «непотопляемых» конструкций с малым коэффициентом водо- и топливопоглощения, например поплавков уровнемеров топливных баков двигательных установок. Предложена композиция для получения пенопласта, имеющая следующий химический состав, мас.ч.: новолачная фенольная смола 20-40, резольная фенольная смола 60-80, нитрильный каучук 20-40, уротропин 3-10, порофор 15-20, антипирен нитрилотриметилфосфонат алюминия 3-10. Технический результат - повышенная ударная вязкость и низкая величина топливопоглощения пенопласта. Применение предлагаемого пенопласта позволит повысить надежность работы изделий авиационной техники и расширить области его использования. 2 табл., 3 пр.

Изобретение относится к области авиационной техники, машиностроению, а именно к легким, ударопрочным, трудносгорающим пеноматериалам, которые могут быть использованы в качестве конструкционных и теплоизоляционных заполнителей, а также для изготовления элементов «непотопляемых» конструкций с малым коэффициентом водо- и топливопоглощения, например поплавков уровнемеров топливных баков двигательных установок.

Известна серия легких, упругоэластичных пеноматериалов, получаемых на основе продуктов совмещения фенольных смол с эластомерами - пенопласта ФК-20 и ФК-40 (Попов В.А. Пласт. массы. - 1960, 10. - С.20-25).

Указанные пенопласты имеет величину ударной прочности 0,5-2,0 кДж/м 2 и выше, рабочую температуру до 120-150°C, однако не являются («замкнуто-ячеистыми», содержат значительное количество открытых пор, что ограничивает возможность их использования в качестве водо- и особенно топливостойких пеноматериалов, и так как при большом содержании эластомера не содержат антипиренов, относятся к категории «сгораемых» пенопластатов.

Известны закрыто-ячеистые пенопласты «жесткие» (без эластомеров) с низкой величиной водо- и топливопоглощения, полученные на основе модифицированных эпоксиноволачных олигомеров (Мат-лы краткоср. науч.-техн. семинара 16-17 сент. 1988 - Л., ЛДНТП, 1988 - С.48-52, ТУ 2254-149-02068474-2005).

Известен пенопласт на основе фенольных смол, содержащий специально подготовленный наполнитель мергель, прошедший дополнительную обработку, который является одновременно и вспенивающим агентом (Патент РФ 2156781).

Известные пенопласты являются «трудносгораемыми» и характеризуются низкой плотностью и высокой теплостойкостью, однако существенным недостатком пенопластов является повышенная жесткость (величина ударной вязкости не превышает 0,4 кДж/м 2 ).

Наиболее близким аналогом, взятым за прототип, является композиция для получения пенопласта, имеющая следующий химический состав, 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

(Патент РФ 2213752)

Пенопласт-прототип относится к «трудносгорающим» пенопластам, имеет недостаточно высокую ударную вязкость, повышенную величину топливопоглощения, не является замкнуто-ячеистым, и в связи с этим не может быть использован для изготовления «непотопляемых» конструкций.

Технической задачей изобретения является создание легкого теплостойкого, «трудносгорающего» пенопласта, характеризующегося повышенной ударной вязкостью и низкой величиной топливопоглощения.

Поставленная задача достигается тем, что предложена композиция для получении пенопласта, включающая фенольную смолу, нитрильный каучук, уротропин, порофор и антипирен, которая в качестве фенольной смолы содержит новолачную и резольную фенольную смолу, а в качестве антипирена - нитрилотриметилфосфонат алюминия, при следующем соотношении компонентов, мас.ч.:

Новолачная фенольная смола ГОСТ 18694-80

20-40

Резольная фенольная смола ГОСТ 18694-80

60-80

Нитрильный каучук ТУ 38.3013-94

20-40

Уротропин ГОСТ 1381-73

3-10

Порофор ТУ 113-03-365-82

15-20

Нитрилотриметил фосфонат

алюминия

3-10

Антипирен - нитрилотриметилфосфонат алюминия получен в результате взаимодействия водных растворов шестиосновной нитрилотриметилфосфоновой кислоты (H 6 L, где L - кислотный остаток) и хлорида алюминия (AlCl 3 ·6H 2 O) в соотношении из расчета равного количество молей H 6 L количеству молей AlCl 3 ·6H 2 O в растворе хлорида алюминия.

Образование антипирена Al 3 H 3 L 2 ·9H 2 O описывается следующим химическим уравнением:

2H 6 L+3AlCl 3 +9H 2 O Al 3 H 3 L 2 ·9H 2 O +9H + +9C -

Резольную фенольную смолу вводят для повышения теплостойкости, т.к. в сочетании с новолачной фенольной смолой она повышает ударную вязкость и способствует повышению теплостойкости.

Установлено, что в результате присутствия в композиции для пенопласта аминного модификатора-уротропина, химически активного к фенолу, и повышенного количества газообразователя - порофора создается определенный синергетический эффект, действие которого приводит к повышению ударной вязкости и созданию замкнуто-ячеистого пенопласта.

В процессе термообработки аминный модификатор (уротропин) повышает вязкость расплава вспениваемой композиции и упрочняет поверхностные слои образующегося блок-сополимера, а увеличенное количество газообразователя (порофора) способствует равномерному вспениванию всей массы и снижению объемной плотности пенопласта.

В результате многократно улучшается «вспениваемость» смесей, что приводит к получению легких, ударопрочных пенопластов, характеризующихся замкнуто-ячеистой структурой.

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°C и с динамической вязкостью 90-180 МПа·с.

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%.

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.

Примеры осуществления

Пример 1

Композицию, содержащую, мас.ч.: новолачной фенольной смолы СФ-010 - 30, резольной фенольной смолы СФ-340 - 70, порофора - 15, уротропина - 3, смешивают в шаровой мельнице в течение 2-3 час, после чего полученную смесь совмещают на охлаждаемых фрикционных вальцах с 20 мас.ч. нитрильного каучука СКН-18.

После вальцевания полученную вальцованную пленку каландрируют. Из полученного листа вырезают «заготовку», на которую наносят антипирен - нитрилотриметилфосфонат алюминия, полученный указанным в описании способом.

Полученную «заготовку» помещают в пресс-форму и проводят термический режим вспенивания при температуре 155-160°C.

Аналогичным способом получают композиции по примерам 2 и 3.

Составы композиций предлагаемого пенопласта и пенопласта - прототипа приведены в таблице 1, сравнительные свойства - в таблице 2.

Предлагаемый пенопласт по сравнению с прототипом является более легким - плотность ниже в 1,2-2 раза, теплостойким - рабочая температура 150°C, ударопрочным - ударная вязкость выше в 1,2-2,7 раз, «трудносгорающим» пеноматериалом с замкнуто-ячеистой структурой, с величиной топливопоглощения более чем в 10 раз ниже прототипа.

Применение предлагаемого пенопласта позволит повысить надежность работы изделий авиационной техники и расширить области его использования.

Таблица 1

Составы по примерам

Прототип

1

2

3

Фенольная новолачная смола

20

30

40

100

Фенольная резольная смола

80

70

60

-

Нитрильный каучук

20

30

40

20

Порофор

15

18

20

5

Сера

-

-

-

0,3

Уротропин

3

7

10

10

Антипирен нитрилотриметилфосфонат алюминия (покрытие)

3

7

10

-

Антипирен фосфорсодержащий в оболочке из карбамида

20

Таблица 2

Примеры по изобретению

Прототип

1

2

3

Плотность, кг/м 3

50

80

90

100

Ударная вязкость, кДж/м 2

2

3

4

1,5

Пористость

замкнуто-ячеистый

пористый

Топливопоглощение за 3 мес, мас.%

до 3

до 2,5

до 1,5

40

Горючесть (время остаточного горения, сек)

0

0

0

<1

Формула изобретения

Композиция для получения пенопласта, включающая фенольную смолу, нитрильный каучук, уротропин, порофор и антипирен, отличающаяся тем, что в качестве фенольной смолы содержит новолачную и резольную фенольную смолу, а в качестве антипирена - нитрилотриметилфосфонат алюминия при следующем соотношении компонентов, мас.ч.:

Новолачная фенольная смола

20-40

Резольная фенольная смола

60-80

Нитрильный каучук

20-40

Уротропин

3-10

Порофор

15-20

Нитрилотриметилфосфонат алюминия

3-10