Полимерное связующее для стеклопластиков

 

0»,73О753

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 28.10.77 (21) 2537655/23-05 с присоединением заявки г е (23) Приоритет (43) Опубликовано 30.04.80. Бюллетень М 16 (45) Дата опубликования описания 30.04.80 (51) Ч. Кл.-"

С 081 63/02

Государственный комитет (53) УДК 678.686 (088,8) ло делам изобретений и открытий (72) Авторы изобретения А. М. Белинков, М. И. Доронина, E. Ф. Зинин, Х.-Б. И.-М. Левин, О. В. Бобылев и А. В. Кудрявцев (71) Заявитель (54) ПОЛИМЕРНОЕ СВЯЗУЮЩЕЕ ДЛЯ СТЕКЛОПЛАСТИКОВ

43 — 57

0,05 — 0,2

Изобретение относится к области получения полимерных связующих для огнестойких стеклопластиков, применяемых в качестве изоляции высоковольтного оборудования, например турбогенераторов. 5

Известно полимерное связующее для огнестойких стеклопластиков, включающее эпоксидную диановую смолу, бромсодержащую эпоксидную смолу и отвердитель— диаминодифенилметан (1). 10

Недостатком известного связующего являются низкие теплостойкость и термостабильность. Кроме этого, при горении связующего выделяется большое количество токсичного дыма. 15

Известно также, что для отверждения эпоксидных диановых и хлорсодержащпх эпоксидных смол используют фенолформальдегидные смолы (2), однако дымовыделение при горении этих композиций весь- 20 ма значительное.

Цель изобретения состоит в повышении теплостойкости и термостабильности и снижении дымовыделения при сохранении уровня огнестойкости. 25

Поставленная цель достигается тем, что полимерное связующее, включающее эпоксидную диановую смолу, бромсодержащую эпоксидную смолу и отвердитель, в качестве отвердителя содержит фенолформальде- 30 видную смолу и дополнительно аминофенол при следующем соотношении компонентов, вес. ч.:

Эпокспдная диаповая смола 45 — 55

Бромсодержащая эпоксидная смола 45 — 55

Фенолформальдегидная смола

Аминофенол

Обычно в бромсодержащих связующих, используемых для изготовления стеклопластиков, содержание брома определяется требованием огнестойкостн. Так, например, для тетрабромбпсфенольных смол время горения после отведения пламени должно быть не более 5 с, а кислородный индекс—

35 — 38%. В зарубежной практике в подобных связующих содержание брома составляет минимум 2 — 22%. Однако стеклопластики на основе связующего с таким содержанием брома имеют низкие показатели по теплостойкостп и термостабпльностп.

Снижение содержания брома в связующем приводит K повышению термостабпльности и теплостойкостп стеклопластика на его основе, но при этом уменьшается его огнестойкость.

Применение фенолформальдегидной смолы позволяет снизить содержание брома до

730753

16% и повысить термостабильность и теплостойкость (см. таблицу). Вместе с тем огнестойкость сохраняется на том же уровне и даже улучшается, что, по-видимому, связано с влиянием фенолформальдсгндной смолы, усиливающей огнегасягцне характеристики брома прн горегнш за счет выделения угля.

Термостабильность (потери веса при старении) Теплостойкость по Мартепсу, С

Скорость распространения пламенея, с

Газоотделение при 220 C

Композиция по примеру

Дымовые деления

КИ

180 С 200 "-С

220 С

1,0

1,1

1,2

1,2

1,1

8,0

7,9

8,2

8„2

8,3

38

37

37

34

0,5

0,8

0,8

0,7

0,5

0,8

l,0

2,0

1,1

1,1

200 почти не дымит

5,0

4,6

3,5

3 (сокращен срок жизни препрега) 6

2,0

180

4,5

Значительное выделение дыма

9,3

1,3

2,0

2,0

Значительное выделение дыма

170

4,5

9,8

1,2

2,9

200 контрольная (2) (ЭХД+

Ce — 010) 3,6

10

10,8

1,9

П р и м"е ч а н ие. Термостабильность оценивают по потерям в весе при старении при постоянных температурах (20 С и выше) и по газоотделению в вакууме при температурах свыше 200 С.

Пример 1. В реактор емкостью 15 л с обогревом и мешалкой заливают 1 кг ацетона, подогревают до 30 — 40 С, включают мешалку и порциями вводят 2,0 кг (47,6 вес. ч.) новолачной феполформальдегидной смолы СФ-010. Перемешивают до полного растворения при температуре 40—

50 С. Раствор сливают в емкость. Расплавляют в камере при 100 — 120 С 2,1 кг (50 вес. ч.) тетрабромдиановой смолы

УП-631. Заливают в реактор 2,1 кг толуола, поднимают температуру до 90 С, включают мешалку и заливают смолу УП-631. Перемешивание ведут при 100 С до полного растворения смолы, охлаждают реактор до

50 — 60 С, заливают 0,2 кг ацетоном и заливают в реактор предварительно расплавленную эпоксидную смолу ЭД-16 2,1 кг (50 вес. ч.) при включенной мешалке. Перемешивание ведут до полного растворения смолы, Далее в реактор заливают весь полученный раствор фенолформальдегидной новолачной смолы СФ-010 и перемешивают до полного совмещения. Ускоритель УП602/2 трис (диметиламинометил) фенол в количестве 0,0062 кг (0,1 вес. ч.) вводят за 30

1 — 2 ч до пропитки с перемешиванием в течение 0,5 ч.

Полученным раствором на лабораторной пропиточной машине пропитывают стеклоткань полотняного переплетения марки

Э-0,1. Температура по зонам в сушильной камере 90 — 100 — 110 С. Содержание летучих продуктов 0,5 — 1%, содержание смолы

40 — 42% .

Из пропитанных листов набирают пакеты и прессуют на лабораторном прессе доски толщиной 2 и 4 мм. Из изготовленных досок вырезают образцы для испытаний размером

10Х25Х2 мм на потери веса, 125Х13Х2 мм на скорость распространения пламени, 70Х 15Х10 на кислородный индекс и 120Х

Х 15Х 10 на теплостойкость.

При мер 2. Как в примере 1, но смола взята СФ-010 в количестве 1,5 кг (43 вес. ч. на 100 вес. ч. эпоксидной смолы), а ускоритель — в количестве 0,15 вес. ч. (0,027 кг).

Пример 3. Как в примере 1, но смола

СФ-010 взята в количестве 2,5 кг (57 вес. ч. на 100 вес. ч. эл. смолы).

Пример 4. Как в примере 1, но ускоритель взят в количестве 0,05 вес. ч. (0,0031 кг) .

Пример 5. Как в примере 1, но ускоритель взят в количестве 0,2 вес. ч. (0,0124 кг).

Пример 6. Взяты образцы стеклопластика, изготовленного в соответствии с прототипом.

Пример 7, Образцы стеклопластика марки ГР-4 фирмы «Сполдинг». Результаты испытаний образцов стеклопластиков, полученных в примерах 1 — 7.

Испытания на скорость распространения пламени для стеклопластиков проводят в соответствии с методикой, рекомендованной

МЭК.

730753

45 — 55

Составитель А. Акимов

Редактор И. Грузова

Техред В. Серякова

Корректор В. Дод

Заказ 767/11 Р!зд. М 292 Тираж 569 Подписное

НПО «Поиск» Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, )К-35, Раушская нао., д. 4 5

Типография, пр. Сапунова, 2

Предельньш кислородный индекс (КИ) определяют в соответствии с принятой методикой (по типу Д-28б4-70). Дымовыделение оценивают визуально.

Применение данного связующего ооеспечит экономический эффект за счет повышения надежности и безопасности изделий пз стеклопластиков. Повышение надежности обусловлено повышенной огнестой костью, теплостойкостью и термостабильностью системы, а безопасность обусловлена снижением уровня выделения дыма. Стеклопластики на этом связующем могут применяться для изоляции турбо- и гидрогенераторов, электрических машин и аппаратов, где требуется повышенная надежность и пожаробезопасность.

Формула изобретения

Полимерное связующее для стеклопластиков, включающее эпоксидную диановую смолу, бромсодержащую эпоксидную смолу и отвердитель, отличающееся тем, что, с целью повышения теплостойкостп, термостабильности и снижения дымовыделения

5 при сохранении уровня огнестойкости, в качестве отвердителя она содержит фенолформальдегпдную смолу и дополнительно аминофенол при следующем соотношении компонентов, вес, ч.:

10 Эпоксидная дпановая смола 45 — 55

Бромсодержащая эпоксидная смола

Фенолформальдегидная смола 43 — 57

15 Аминофенол 0,005 — 0,2

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Проспект фирмы «Doxv Chemical», 1975.

2. Х. Лп, к. Невплл, «Справочное руко20 водство по эпоксидным смолам», М., «Энергия», 1973, с. 30б.