Эпоксидная композиция для изготовления электротехнических и конструкционных изделий

 

Оп ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик и 896033 (6I ) Дополнительное к авт. саид-ау (22)Заявлено 07,02.79 (21) 2725780/23-05 (51)М. Кл.

С 08 L 63/02 с прнсоенииеиие1н заявки М

3Ьеударстее пый квинтет

СССР по делам изабретенкк н открыткй (23) Приоритет

Опубликовано 07.01.82. бюллетень J6 1 (53) УДК 678. .686 (088. 8) Дата опубликования описания 10 .0 1. 82

Т.И. Прилепская, Л.А. Должикова, Б.Г. За11онцев, В.Г. Харахаш, И.М. Шологон и Ю.Е. Ермилова, "..:, ..;:.- . -!.: Д

1 "!

1 ! ....,".1 (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (S4) ЭПОКСИДНАЯ КОМПОЗИЦИЯ ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ

ЭЛЕКТРОТЕХНИЧЕСКИХ И КОНСТРУКЦИОННЫХ

ИЗДЕЛИЙ

Изобретение относится к области эпоксидных реактопластов, перерабатываемых литьем под давлением на литьевых машинах. Композиция предназначена для изготовления изделий электротехнического и конструкционного назначений.

Фирмой "Синрез. Алмоко" разработаны эпоксидные нагревостойкие компози" ции, перерабатываемые литьем под дав«1О лением на реактопластавтоматах. Мате" риалы содержат в своем составе эпоксидную смолу, полученную на основе бисфенола А и эпихлоргидрина, амминный либо .кислотный отвердитель, ми15 нерал ьный наполнител ь либо короткое стекловолокно. Материалы обладают высокой деформационной теплостойкостью при 180 С и длительной нагревостойкостью при 200-220оС (1).

Однако они имеют сравнительно невысокие показатели. физико-механических свойств: предел прочности на изгиб 900- 1100 кгс/см, ударная вяз2

2 кость 4-6 кг. см/см . К недостаткам х материалов также следует отнести их высокую реакционную способность, в силу чего они быстро стареют при хра нении в нормальных условиях. Для сохранения технологических свойств по времени материалы "Синрез Алмоко" требуют при хранении режима пониженных температур, что связано с допол" нительными расходами капиталовложений, Кроме того, технологическим недо" статком данных материалов является их низкая формоустойчивость, .наблюдаемая при переработке эпоксидных

-композиций в режиме скоростных циклов литья в случае отверждения их кислотными отвердителями. Отливки, получаемые из таких композиций, имеют повышенную пластичность в горячем состоянии, что вызывает искажение их геометрии в момент извлечения из формы и автоматического сбрасывания изделий. Изделия зачастую требуют ручного съема.

896033 го

Цель достигается тем, что композиция, содержащая диглицидиловый эфир 4,4 -диоксидифенилсульфона, t эпоксидиановую смолу, отвердитель, наполнитель и смазывающие вещества, в качестве отвердителя содержит фенолформальдегидную анилиновую смолу, в качестве наполнителя — стекловолокно с длиной волокон 3-7 мм и допол1 нительно 4,4 -диоксидифенилсульфон при следующем соотношении компонентов, вес.В:

Диглицидиловый эфир 4,4 -диоксидифенилсульфона

Эпоксидиановая смола

Фенолформальдегидная анилиновая смола l 0, 03-11, 40

4,4 -диоксидифенилсульфон 0,27-0,47

Смазывающие вещества 2,40-3,60

Стекловолокно . Остальное

Введение в состав композиции в ка- 45 честве отвердителя фенолформальдегидной смолы в отличие от ангидридных отвердителей, традиционно используемых для получения термо- и теплостойких материалов, позволяет получить 5о жесткие сетчатые структуры за временйой цикл литья 80-110 с, значительно увеличить формоустойчивость отливок, исключить их деформацию и искажение геометрическо" формы при извлечении из формы.

Для улучшения условий пластикации материала в цилиндре и снижения адге17,64- 18,00

4,42-4,S8

Наиболее близкой по технической сущности к изобретению является композиция для получения отливок с повышенной стойкостью к тепловым нагрузкам, содержащая диглицидиловый эфир

4,4 -диоксидифенилсульфона, отвердитель — ангидрид метилэндиковой кисло" ты, ускоритель и наполнитель. Отливки обладают длительной нагревостойкостью (2 ). . 10

Недостатком известной композиции является наличие технологических трудностей при совмещении компонентов, так как температура размягчения смолы на основе бисфенола S 160 С.

Цель изобретения — сокращение времени отверждения при сохранении механической прочности и термостабильнос.ти. зии его к стенкам цилиндра и оформляющим поверхностям формы в состав композиции введены смазки внешнего и внутреннего действия — стс.арат кальция и горный воск. Как показали реологические исследования предложенный компонентный состав литьевого реактопласта не чувствителен к повышению скоростей и напряжений сдвига по сравнению с известными литьевыми фенолопластами. Это свойство предложенного материала — .отсутствие чувствительности к повышению напряжений и скоростей сдвига — позволяет перерабатывать его на термпластавтоматах с геометрией шнеков, степень сжатия которых 2:1 .или 3:l.

Эксперименты, проведенные по испытанию предложенного реактопласта на машине Д-3328, подтверждают возможность его переработки на машинах данного типа при условии уменьшения в 2-3 раза традиционного объема копильника цилиндра.

Высокая чувствительность литьевых фенопластов к увеличению скоростей и напряжений сдвига делают невозможным их переработку на термпластавтоматах, что подвергается опытом переработки этих материалов.

Пример l. В шаровую мельницу загружают, весЛ, порошкообразный диглицидиловый эфир 4,4 -диоксидифенилсульфона с эпоксидным числом 22,0, 17,64, эпоксидиановая смола ЭД-8 с эпоксидным числом 8,1 4,42, фенолформальдегидная анилиновая смола

СФ"340А с фракцией частиц до 1 мм

10,03, 4,4 -диоксидифенилсульфон

0,27, стеарат кальция 2,0, перекристаллизованный горный воск 0,4 смешивают и дополнительно измельчают компоненты в течение 2-3 ч. Полученную сухую смесь подают на горячие валки вальцев и вальцуют до образования равномерно распределенного на поверхности коржа. Температура холостого валка составляет 105- 110 С, рабочего 80-90 С. Величина зазора между о валками составляет 1,0-1,2 мм. Затем валки раскрывают до 1,5-1,8 мм, и загружают 65,24 вес.й измельченного стекловолокна. Время смешения связующего со стекловолокном составляет

8-10 мин. Ilo истечении времени вальцеваиия корж снимают, охлаждают, дробят,и материал рассеивают до частиц размером 1-3 мм.

5 8960

Пример 2. Компоненты связующего в составе, вес. диглицидилоv 1 выи эфир 4,4 -диоксидифенилсульфона с эпоксидным числс м 22,0 17,8, эпоксидиановая смола ЭД-8 с эпоксидным числом 8,0, 4,5, фенолформальдегидная анилиновая смола Сф-340А с фракцией частиц до 1 мм 10,7, порошкообразный 4,4 -диоксидифенилсульфон

0,57, стеарат кальция 2,5, переlO кристаллизованный горный воск 0,5, смешенные и измельченные в шаровой мельнице по примеру 1, вальцуют на горячих валках со стекловолокном в количестве до 100 вес.4. Режим вальцевания аналогичен примеру 1.

Пример 3. Смесь компонентов в составе, вес. порошкообразный

33 Ф диглицидиловый эфир 4,4 -диоксидиФенилсульфона с эпоксидным числом

22,0, 18,0, эпоксидиановая смола ЭД-8 с эпоксидным числом 8,1,4,58, фенолформальдегидная анилиновая смола

ОФ-340 с фракцией частиц до 1 мм

Ф

11,40, порошкообразный 4,4 -диоксидифенилсульфон 0,47, стеарат кальция 3,0 перекристаллизованный горный воск 0,60, смешанную в шаровой мельнице по примеру 1, вальцуют на горячих валках с измельченным стекловолокном до 100 вес.4.Режим вальцевания аналогичен примеру 1

Физико-механические и технологические свойства материала приведены в табл. 1-3.

896033! !

0О и бо, 1 б и

I-» 3! Ф х

I б! б

I! ! t.

1

I 1

1 о и х

Al бб

1 C

f Ô2

Ф З

a z

;I 4O IlA

Cl О о

Cl

4О

Cl

lA о

lA

Ъ1

lA, о

С!

0О о

С!

1 со

Cl

СЭ .У б

ЮЪ ь, Ф

1 ф и! л

44 4 о

Ф о

1 о

Ф Ъ о

Ф о бб\ о а о

СЧ

С!

»

С! ббб

С!

Cl

1 . СЧ

С! о

О д

Фах

Х Фбб»д а оо

1- C х

4l X z

С х? а

444

Cl .

Ю

Cl

4Ч Cl

u z

I Z Cf

1 Ф ! 4 Ф

z c

1 Ф L

I 1»

Z Ia v

1 ) а

40 ?

1, Я ! 1! u

I.R

I 4l

1 Ф Ф Y

az z

1 X?44

8z3. о л

44! О лл

1 I оо ! сааб л

1 а б

f0

? о

Ф

lA

Cl

В

44Ъ со са

В В

Ca an

1 1 ло а с

О Ih

Cl

A бА

С!

В

444

1 а

1 Ф 40

1- О4Ч о Ф

l0 д

I4 I и оо

Cl О оо оо о -Ф бЧ 4Ч.! оо о 4Ч

4Ч 4Ч ! о

° бв

4Ч

Cl со

lA л

4О о

I л

444

CI

lA л

С! со

1 о л

1 а, ° ду л.

z и д и

1- V

"8

443

lA о о 1 о бЧ о

Cl о !

Cl о бб\ о о

Cl

lA о

Ф»

1 zLu ь

С3 б!

СИ!

Z l

? ° ви

CO

1- О

Z I О . о аб

1 о

lA д дч о б о бб Ио И

C OIl 11

m r

1 Ф O 10 о о? ! z z a Ф б в д к б- ООФ О Ф ? с Ф х х а? и

Фр Еиc* сСбо С Ф О Ф ? ! лo41zucо! 0. ! о

1r СбЪ !

О 4Ч д ОЛЧб

>?I- *aI+ а

? ?Х бЕ0 Ф ? бф хчоФ

33й

1 С д а

a?5 1о I- б э

I с 44

1 °

1 l0 Ф

I Ф ЛС! з ààбэ

1 1- С 1 а

43 8

И

1.

I, f

1

I, !

1 ! ! !

It !

1<

1( б! !

li

1, 1

I

1 !

1 ! 8

2

Р . z

Ф

?

l0

Т

4I

z

l1

896033

Таблица 2

Термостабильные свойства

Времяотверждения в

Композиция

Потеря веса при 200 С, Состав ингредиентов, вес.

100 ч 200 ч 300 ч

500 ч 700 ч 1000 ч

Известная

Предлагаемая прессформе, с

Ди глицидиловый эфир диоксидифенилсульфона

17,64-18,00

Иетиловый диангидрид надиковой кислоты 80 74

Эпоксидная смола ЭД-8

4,42-4,58

Диметиламино" метилфенол 0,5

Стеарат цинка O,t

Стеарат кальция 2,00-3,00

Окись кремния (вес равен

8-стадийной смоляной части) 60

Горный воск

0,40-0,60

Стекловолокно

65,24-61,95

0,50 - 1,20

300

Таблица

Связующее известной композиции плес кремнезем

Связующее предложенной компози" ции плюс кремнезем

Показатели

Термостарение при

200 С

Термостарение при 200 С

Исходные свойства

Исходные свойства

Г:

200 ч 500 ч

200 ч 500 ч

Предел прочности при изгибе, а кгс/см

685,0 643,0 692,0

860,0 880,0

905

Модуль упругости при изгибе, кг /см

9, 2 . 10 1 3 10 2 5 10 5 7 ° 10 7,5 ° 10 8, 0 10

Фенолформальдегидная анилиновая

r смола !

0,03-11,40

Ю

4,4-диоксидифенилсульфон

0,27-0,47

Эпоксидная смола 185-100 диглицидиловый эфир диоксидифенилсульфона 2

0,12 0,20 0,29 0,37 0,60 0,8

0,08 0,12 0,16 0,20 0,40 0,60

0,10 0,18 0,25 0,33 0,55 Ою70

896033

Продолжение табл. 3

Связующее предложенной компози-,, ции плюс кремнезем

Показатели

Термостарение при

200 С

--Исходные свойства

Исходные свойства

Термостарение при 200 С

200 ч 500 ч

200 ч 500 ч!

Твердость

260 (по

Бринеллю) 338

322

53 62 (по

Барколлю) 66, Усадка при формовании, Ф

0,06

О., 05

2о ционных изделий, содержащая диглицидиловый эфир 4,4 "диоксидифенилсульфона, эпоксидиановую смолу, отвердитель, наполнитель и смазывающие вещества, о т л и ч а ю щ а я

25 с я тем, что, с целью сокращения времени отверждения при сохранении высокой механической прочности и термостабильности, в качестве отвердителя композиция содержит фенолформальде3Q гидную анилиновую смолу, s качестве наполнителя — стекловолокно с длиной волокон 3-7 мм и дополнительно !. I

4,4 -диоксидифенилсульфон при следующем соотношении компонентов, 35 вес.3:

Диглицидиловый

t эфир 4,4 -диоксидифенилсульфона 17,64-18,00

Эпоксидиановая смола 4,42-4,58 фенолформальдегидная анилиновая смола 10,03-11,40

4,4 -диоксидифенилсульфон

Смазывающие вещества 2,40-3,60 . Стекловолокно Остальное

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Технология формования. Проспект "Синрез Алмоко", 1977.

2 ° "26 th Annu. Conf. Reinforc

Plast Compos 0iv Proc".. Wastingfon D.Ñ. 1971, 19с/1-19с/18 (прототип).

Тираж 511 Подписное

0,27-0,47

Формула изобретения

ВНИИПИ Заказ 11622/8 филиал ППП "Патент, r. Ужгород, ул. Проектная.

Исследование продолжительности срока хранения композиции предлагае" мого состава показали, что при хранении в нормальных условиях технологические свойства остаются неизменными в течение 1 года.

Технико-экономические преимущества композиции предложенного состава в сравнении с известным материалом фирмы "Синрез Алмоко" выражаются в повышении стойкости к тепловым ударам в интервале от -60 до +250 С (известный материал стойкостью к тепловым ударам в этом интервале не обладает), расширении интервала эксплуатационных температур от -60 до

+240 С (интервал рабочих температур известного материала составляет 200220oC), повышение температуры длительной нагревостойкости на 20 С с ресурсом работы материала 1000 ч, возможности хранения при нормальных условиях сроком до 1 г (хранение известного материала осуществляют при пониженных температурах), универсальности технологических свойств материала — возможность переработки его на термо- и реактопластавтоматах (переработка известного материала .возможна только на реактопластавтоматах).

Эпоксидная композиция для изготовления электротехнических и конструкСвязующее известной композиции плюс кремнезем