ИЗОБРЕТЕНИЕ
Патент Российской Федерации RU2270215

ПОЛИМЕРНАЯ КОМПОЗИЦИЯ ДЛЯ ПЕНОПЛАСТА И СПОСОБ ЕЕ ПОЛУЧЕНИЯ

ПОЛИМЕРНАЯ КОМПОЗИЦИЯ ДЛЯ ПЕНОПЛАСТА И СПОСОБ ЕЕ ПОЛУЧЕНИЯ

Имя изобретателя: Синани Анатолий Исакович (RU); Ломовская Татьяна Алексеевна (RU); Демин Виталий Никитьевич (RU); Коноплев Сергей Евгеньевич 
Имя патентообладателя: Открытое акционерное общество "Научно-исследовательский институт Приборостроения им. В.В. Тихомирова"
Адрес для переписки: 140181, Московская обл., г. Жуковский, Гагарина, 3, ОАО "Научно-исследовательский институт Приборостроения им. В.В. Тихомирова"
Дата начала действия патента: 2004.11.29 

Изобретение относится к способу получения полимерной композиции для пенопласта и к способу получения из нее пенопласта, применяемого в качестве герметизирующего, электроизоляционного и конструкционного материалов в радиотехнической, авиационной, электронной и других отраслях промышленности. Полимерная композиция для пенопласта содержит следующее соотношение компонентов в мас.ч.: 100 эпоксидной новолачной смолы с функциональностью выше 2, 0,1-0,5 поверхностно-активного вещества, 3-15 фреона и 15-28 отвердителя. В качестве отвердителя используют продукт ЭС-К-1, представляющий собой эвтектическую смесь м-фенилендиамина и 4,4-диаминодифенилметана, или 4,4-диаминодифенилметан, или м-фенилендиамин. Способ получения пенопласта из вышеуказанной композиции заключается в том, что нагретую до температуры 35-45°С эпоксидную новолачную смолу с функциональностью выше 2 смешивают с поверхностно-активным веществом, фреоном и отвердителем. При этом отвердитель вводят одновременно с поверхностно-активным веществом и фреоном. Полученную массу перемешивают в течение 10-20 минут, заливают в форму и вспенивают. Далее проводят ступенчатое отверждение вначале при температуре 20-30°С в течение 1-3 часов до достижения степени превращения эпоксидных групп 0,15-0,25, а затем проводят полное отверждение при температуре 130-170°С. Изобретение позволяет уменьшить диэлектрическую проницаемость полимерной композиции при повышении теплостойкости и расширить диапазон рабочих температур.

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Изобретение относится к области получения полимерных композиций для эпоксидных пенопластов, применяемых в качестве герметизирующего, электроизоляционного и конструкционного материалов в радиотехнической, авиационной, электронной и других отраслях промышленности.

Известны эпоксидные пенопласты ПЭ-5, ПЭ-8, ПЭ-9 [Пластические массы, 1974 г., №10, с. 55-57], содержащие эпоксидную диановую смолу ЭД-16 или ЭД-14, ароматические для ПЭ-5, ПЭ-8, или алифатические для ПЭ-9 амины. В качестве вспенивающих агентов используются фторхлоруглеводороды, такие как фреон-113 и фреон-12. Получение их производится с применением автоклавов по методу физического вспенивания. Отверждение пены происходит в термошкафу при температуре 60-100°С.

Эти пенопласты имеют недостаточную теплостойкость и невысокие диэлектрические характеристики. Режим отверждения этих пенопластов определяется типом отвердителя, содержанием катализатора, массой заливаемой композиции.

Наиболее близкой по технической сущности к предлагаемой полимерной композиции и способу ее получения является полимерная композиция для пенопласта [Авторское свидетельство 355198, опубл. 16.10.1972 г.], содержащая эпоксидную диановую смолу, поверхностно-активное вещество, фреон и отвердитель, в которую дополнительно введены изо- или диизоцианат, например 2,4-толуилендиизоцианат, и компоненты взяты в следующем соотношении (в мас.ч.):

Эпоксидная диановая смола 100
Поверхностно-активное вещество 0,1-5
Фреон 3-15
Изо- или диизоцианат 2-17
Отвердитель 12-20

Способ получения полимерной композиции для пенопласта основан на нагревании эпоксидной смолы до 60-70°С, введении в нее поверхностно-активного вещества и под давлением фреона. Компоненты перемешивают 10-20 минут в и полученную смесь вводят отвердитель. Время смешивания полученной смеси и отвердителя составляет доли секунды. Далее производят ее заливку в форму, а отверждение осуществляют ступенчато при 80-150°С в течение 3-4 час.

Однако эти эпоксидные пенопласты обладают высокой диэлектрической проницаемостью и низкой теплостойкостью, что не позволяет их использовать при значительных температурах.

Техническим результатом предлагаемой полимерной композиции является уменьшение диэлектрической проницаемости при повышении теплостойкости.

Технический результат достигается за счет того, что полимерная композиция для пенопласта содержит эпоксидную смолу, поверхностно-активное вещество, фреон и отвердитель, отличается тем, что в качестве эпоксидной смолы используют эпоксидную новолачную смолу с функциональностью выше 2, в качестве отвердителя - продукт ЭС-К-1, представляющий собой эвтектическую смесь м-фенилендиамина и 4,4-диаминодифенилметана, или 4,4-диаминодифенилметана, или м-фенилендиамина при следующем соотношении компонентов в массовых частях:

Вышеуказанная эпоксидная новолачная смола 100
Поверхностно-активное вещество 0,1-0,5

Фреон 3-15 

Вышеуказанный отвердитель 15-28

Способ получения пенопласта, заключающийся в приготовлении композиции по п.1, при котором нагретую эпоксидную смолу смешивают с поверхностно-активным веществом, фреоном и отвердителем, полученную массу заливают в форму, вспенивают и ступенчато отверждают при нагревании, отличается тем, что в качестве эпоксидной смолы используют эпоксидную новолачную смолу с функциональностью выше 2, которую нагревают до температуры 35-45°С, отвердитель вводят одновременно с поверхностно-активным веществом и фреоном, после чего полученную массу перемешивают в течение 10-20 минут, затем отверждают вначале при температуре 20-30°С в течение 1-3 часа до достижения степени превращения эпоксидных групп 0,15-0,25, а затем проводят полное отверждение при температуре 130-170°С.

В таблице 1 приведены составы пенопласта.

Таблица 1
№№ п.п. Компоненты Пример 1 Пример2 Пример3 Пример4
1. Новолачная эпоксидная смола DEN 438 100 100 100 100
  эпоксидная новолачная смола ЭН-6 100 100 100 100
  эпоксидная новолачная        
  смола УП-643 100 100 100 100
2. Поверхностно-активное вещество        
  лапрол 5003-2Б10 0,3 0,3 0,5 0,5
  ТУ 6-05-1513-75        
  эмульгатор ВНИИЖ        
  ТУ 10-04.40.25-89 0,3 0,3 0,5 0,5
  Выравниватель «А»        
  ГОСТ 9600-78 0,3 0,3 0,5 0,5
3. Фреон-11 8 12    
4. Фреон-1416б     5 10
5. Отвердители Продукт ЭС-К-1 (эвтектическая смесь м-фенилендиамина и 4,4 диаминодифенилметана продукт ЭС-К-1) ТУ 6-05-221-326-74     22,7 22,7
  4,4 диаминодифенилметан 27.8      
  м-фенилендиамин   15    

В таблице 2 приведены свойства полимерной композиции для пенопласта.

Результаты сравнительных испытаний аналога и заявленной полимерной композиции

Таблица 2
№№ п.п. Показатели Прототип Пример 1 Пример 2 Пример 3 Пример 4
1 Кажущаяся плотность, кг/м3 50-150 80 40 90 60
2 Диапазон рабочих температур, °С от -60°С до +100°С от -60°С до +220°С от -60°С до +220°С от -60°С до +200°С от -60°С до +200°С
3 Диэлектрическая проницаемость 1,5-2,2 1,15 1,10 1,3 1,2
4 Тангенс диэлектрических потерь от 6·10-3 до 2·10 -2 1,7·10-3 1,5·10-3 2,1·10-3 1,8·10-3

Способ получения пенопласта состоит в следующем: в емкость помещают нагретую до температуры 40°С эпоксидную новолачную смолу DEN 438 с функциональностью 2,3, вводят в нее поверхностно-активное вещество, например, эмульгатор ВНИИЖ, фреон 141б и отвердитель, например ЭС-К-1.Затем компоненты смешивают в течение 15 минут. Полученную массу заливают в форму любой конструкции. Вспенивание и отверждение ее производят вначале при температуре, например 25°С, в течение 1,5 часов, до достижения степени превращения эпоксидных групп, равной 0,15-0,25, и далее до полного отверждения при температуре 170°С.

Как видно из данных, приведенных в таблице 2, предлагаемая полимерная композиция для пенопласта имеет ряд преимуществ:

расширенный диапазон рабочих температур от -60°С до +220°С при уменьшенной диэлектрической проницаемости до 1,15.

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

1. Полимерная композиция для пенопласта, содержащая эпоксидную смолу, поверхностно-активное вещество, фреон и отвердитель, отличающаяся тем, что в качестве эпоксидной смолы используют эпоксидную новолачную смолу с функциональностью выше 2, в качестве отвердителя - продукт ЭС-К-1, представляющий собой эвтектическую смесь м-фенилендиамина и 4,4-диаминодифенилметана, или 4,4-диаминодифенилметана, или м-фенилендиамина при следующем соотношении компонентов, мас. ч.:

Вышеуказанная эпоксидная новолачная смола 100
Поверхностно-активное вещество 0,1-0,5
Фреон 3-15
Вышеуказанный отвердитель 15-28

2. Способ получения пенопласта, заключающийся в приготовлении композиции по п.1, при котором нагретую эпоксидную смолу смешивают с поверхностно-активным веществом, фреоном и отвердителем, полученную массу заливают в форму, вспенивают и ступенчато отверждают при нагревании, отличающийся тем, что в качестве эпоксидной смолы используют эпоксидную новолачную смолу с функциональностью выше 2, которую нагревают до температуры 35-45°С, отвердитель вводят одновременно с поверхностно-активным веществом и фреоном, после чего полученную массу перемешивают в течение 10-20 мин, затем отверждают вначале при температуре 20-30°С в течение 1-3 ч до достижения степени превращения эпоксидных групп 0,15-0,25, а затем проводят полное отверждение при температуре 130-170°С.

Версия для печати
Дата публикации 05.05.2007гг


вверх