Способ получения эпоксидного пресс-материала

Изобретение относится к способу получения эпоксидного пресс-материала путем вальцевания смеси эпоксидных смол и различных добавок, перерабатываемого в изделия преимущественно антифрикционного назначения методом компрессионного или литьевого прессования. Способ заключается в том, что получают состав, состоящий из 100,0 мас.ч. эпоксидной составляющей, представляющей собой смесь твердой эпоксидной диановой смолы с м.м. от 900 до 1600 и твердого предполимера, 15,0-40,0 отвердителя - ароматического амина, 0,3-6,0 ускорителя - ароматического гидроксилсодержащего соединения, 100-700,0 мас.ч. наполнителя и 1,0-5,0 антиадгезива. Затем осуществляют вальцевание состава при температуре 45-90°С в течение 3-18 мин. Далее вальцованную массу охлаждают до температуры не выше 25°С, и проводят дробление. В качестве твердого предполимера используют продукт взаимодействия диглицидилового производного анилина (А), тетраглицидилового производного 3,3′-дихлор-4,4′-диаминодифенилметана (Б) и 4,4′-диоксидифенилсульфона (В) в массовом соотношении А:Б:В от 80:17:3 до 10:75:15. Твердый предполимер получают при 70-120°С в течение 15-45 мин. Твердую эпоксидную диановую смолу и твердый предполимер берут в соотношении от 80:20 до 20:80. В качестве наполнителя используют смесь стекловолокна и порошкообразного графита в соотношении от 90:10 до 20:80. Изобретение позволяет получить материал, обеспечивающего возможность изготовления изделий с улучшенными антифрикционными свойствами. 2 табл.

 

Изобретение относится к способу получения эпоксидных пресс-материалов путем вальцевания смеси эпоксидных смол и различных добавок, перерабатываемых в изделия преимущественно антифрикционного назначения методом компрессионного или литьевого прессования.

Известен способ получения антифрикционных изделий, включающий операцию получения препрега на основе антифрикционного наполнителя и эпоксидного предконденсата, содержащего тетраглицидиловое производное 3,3′-дихлор-4,4′-диаминодифенилметана и отверждаемого ароматическим амином (аналог. См. Российский патент №2224147, C08J 5/16, C08L 63/00. Бюлл. Изобр №5 20.02.04 г). Недостатком такого способа является ограниченная возможность получения антифрикционных изделий сложных конфигураций методами компрессионного и невозможность - методом литьевого прессования.

Наиболее близким аналогом заявленного изобретения является способ получения эпоксидных пресс-материалов путем вальцевания 100 мас.ч. смеси эпоксидных смол, включающей твердую эпоксидную диановую смолу с м.м. от 900 до 1600 с твердым предполимером, 10-35 мас.ч. ароматического амина в качестве отвердителя, 0,5-5 мас.ч. ароматического гидроксилсодержащего соединения в качестве ускорителя, 100-600 мас.ч. наполнителя и 1-5 мас.ч. антиадгезива. Твердый предполимер представляет собой продукт взаимодействия эпоксидной диановой смолы с м.м. от 340 до 600 (А) с 4,4′-диаминодифенилсульфоном (Б) и 4,4′-диоксидифенилсульфоном (В) в соотношении А:Б:В от 88:11:1 до 65:25:10, полученный при 75-130°С в течение 20-140 мин, причем эпоксидную диановую смолу и предполимер берут в соотношении от 90:10 до 10:90. В качестве наполнителя используют стекловолокно, графит. Вальцевание полученного состава осуществляют при температуре 50-80°С в течение 4-16 мин с последующим охлаждением вальцованной массы до температуры не выше 25°С и дроблением (патент RU 2222556, С2, 27.01.2004).

Недостатком такого способа являются низкие антифрикционные свойства получаемых изделий.

Целью заявляемого способа является получение эпоксидного пресс-материала, обеспечивающего возможность изготовления изделий с улучшенными антифрикционными свойствами методом компрессионного и литьевого прессования.

Поставленная цель достигается тем, что получают состав, состоящий из эпоксидной составляющей, представляющей собой смесь твердой эпоксидной диановой смолы с м.м. от 900 до 1600 и твердого предполимера, отвердителя - ароматического амина, ускорителя - ароматического гидроксилсодержащего соединения, наполнителя и антиадгезива, затем осуществляют вальцевание всего состава при температуре 50-80°С, охлаждают вальцованную массу до температуры не выше 25°С и проводят дробление, при этом в качестве твердого предполимера используют продукт взаимодействия диглицидилового производного анилина (А), тетраглицилового производного 3,3′-дихлор-4,4′-диаминодифенилметана (Б) и 4,4′-диаминодифенилсульфона (В) в массовом соотношении А:Б:В от 80:17:3 до 10:75:15, полученный при 70-120°С в течение 10-45 мин, твердую эпоксидную диановую смолу и твердый предполимер берут в соотношении от 80:20 до 20:80, в качестве наполнителя используют смесь стекловолокна и порошкообразного графита в соотношении от 90:10 до 20:80, вальцевание всего состава осуществляют при 45-90°С в течение 3-18 мин, при следующем соотношении компонентов, мас.ч.

Вышеуказанная эпоксидная составляющая	100,0
отвердитель	15,0-40,0
вышеуказанный наполнитель	100,0-700,0
вышеуказанный ускоритель	0,3-6,0
антиадгезив	1,0-5,0

Пример 1

Получение предполимера

В реактор, снабженный мешалкой, обогревом и охлаждением, загружают 45 мас.ч. диглицидилового производного анилина, смола марки ЭА ТУ 2225-546-00203521-98 с эпоксидным числом 34%, 46 мас.ч. тетраглицидилового производного 3,3′-дихлор-4,4′-диаминодифенилметана (смола марки ЭХД ТУ 2225-512-00203521-94) с эпоксидным числом 27% и 9 мас.ч. 4,4′-диаминодифенилсульфона ТУ 6-02-1188-79 и перемешивают 10 мин при 80°С, после чего постепенно поднимают температуру до 95°С и выдерживают до полного растворения 4,4′-диаминодифенилсульфона в течение 30 мин, затем горячую массу выгружают в противни слоем не более 6 см. Полученный предполимер в охлажденном до температуры не выше 25°С состоянии представляет твердый, плавкий, прозрачный продукт.

Получение пресс-материала

На вальцы с температурой валков 68°С загружают 100 мас.ч. смеси твердой эпоксидной диановой смолы с м.м.=1200 (смола марки ЭД-8 ГОСТ 10587-84) и полученного предполимера в соотношении 50:50, 22,5 мас.ч. отвердителя - толуилендиамина ТУ 113-03-3410-84, 2,5 мас.ч. антиадгезива - стеарата цинка, 3,1 мас.ч. ускорителя - 4,4′-диоксидифенилсульфона ТУ 6-14-14-79 и 400 мас.ч. наполнителя - смеси рубленого стекловолокна диаметром элементарных волокон 9 мкм, ТУ 5962-061-0563855 и порошкообразного графита в соотношении 55:45. Массу вальцуют в течение 9 мин, применяя подрезы. Отвальцованную массу охлаждают, дробят и упаковывают в полиэтиленовые мешки.

Примеры 2-6 осуществляют аналогично примеру 1 с изменением параметров и ингредиентов в соответствии с таблицей 1.

Свойства пресс-материалов, полученных по заявленному способу по примерам 1-6 в сравнении с прототипом приведены в таблице 2.

Данные в таблице 2 показывают существенные преимущества заявляемого способа с точки зрения достижения поставленной цели в сравнении с прототипом.

Таблица 1 Условия выполнения способа по примерам 2-6
№	Наименование показателей	Величина показателя
2	3	4	5	6
1	Соотношение А:Б:В (в мас.ч.)	80:17:3	10:75:15	45:46:9	45:46:9	45:46:9
2	Температура, °С/время, мин. при получении предполимера	70/45	120/45	90/30	90/30	90/30
3	м.м./марка эпоксидной смолы, вальцуемой с предполимером	1200/ЭД-8	900/ЭД-10	1600/Э-45
4	Соотношение эпоксидной смолы и предполимера	80:20	20:80	50:50
5	Температура, °С/время, мин вальцевания пресс-материала	68/9	45/18	90/3	68/9
6	Количество и вид компонента на 100 мас.ч. смеси смол, мас.ч. - отвердителя	22,5 толуилендиамина	22,5 4,4′ диаминодифенилметана	15 метафенилендиамин	40 3,3′ дихлор 4,4′ диаминодифенилметан
	- ускорителя	3,1 резорцина	0,3 4,4′ диоксиди-фенилсульфона	6 фенолоформальдегидного новолака	1 пирокатехина
	- наполнителя (стекловолокно: графит, мас.ч./соотнош.)	400/55:45	400/90:10	100/20:80	400/90:10
- антиадгезива	3 стеарата кальция	5 церезина	3 стеарата кальция	2,5 стеарата цинка

Таблица 2 Свойства пресс-материалов, полученных по заявленному способу по примерам 1-6, в сравнении с прототипом
№	Наименование показателя	Величина показателя
1	2	3	4	5	6	прототип
1	Стабильность пресс-материала при хранении, мес	Не менее 12 месяцев	Не менее 12 месяцев
2	Удельная ударная вязкость, кДж/Н	20	22	21	22	22	23	18÷22
3	Предел прочности при статическом изгибе, МПа	210	215	210	220	215	210	190÷210
4	Коэффициент трения	0,20	0,18	0,20	0,17	0,12	0,15	0,25÷0,30
5	Интенсивность изнашивания I·10-8	8	7	8	6	4	5	15
6	Теплостойкость по Мартенсу, °С	160	150	155	160	155	160	120÷140

Способ получения эпоксидного пресс-материала, заключающийся в том, что получают состав, состоящий из эпоксидной составляющей, представляющей собой смесь твердой эпоксидной диановой смолы с м.м. от 900 до 1600 и твердого предполимера, отвердителя - ароматического амина, ускорителя - ароматического гидроксилсодержащего соединения, наполнителя и антиадгезива, затем осуществляют вальцевание всего состава при температуре, охлаждают вальцованную массу до температуры не выше 25°С и проводят дробление, отличающийся тем, что в качестве твердого предполимера используют продукт взаимодействия диглицидилового производного анилина (А), тетраглицилового производного 3,3′-дихлор-4,4′-диаминодифенилметана (Б) и 4,4′-диоксидифенилсульфона (В) в массовом соотношении А:Б:В от 80:17:3 до 10:75:15, полученный при 70-120°С в течение 10-45 мин, твердую эпоксидную диановую смолу и твердый предполимер берут в соотношении от 80:20 до 20:80, в качестве наполнителя используют смесь стекловолокна и порошкообразного графита в соотношении от 90:10 до 20:80, вальцевание всего состава осуществляют при 45-90°С в течение 3-18 мин, при следующем соотношении компонентов, в мас.ч.:

вышеуказанная эпоксидная составляющая	100,0
отвердитель	15,0-40,0
вышеуказанный наполнитель	100,0-700,0
вышеуказанный ускоритель	0,3-6,0
антиадгезив	1,0-5,0