Поиск патентов
ПАТЕНТНЫЙ ПОИСК В РФ

композиция для получения пенопласта

Классы МПК:C08L61/10 продукты феноло-формальдегидной конденсации
C08L9/02 сополимеры с акрилонитрилом
C08K5/16 азотсодержащие соединения
C08K5/5399 фосфор, связанный с азотом
C08J9/06 химическим газообразующим средством
Автор(ы):, , , ,
Патентообладатель(и):Российская Федерация в лице Министерства промышленности и торговли Российской Федерации (Минпромторг России) (RU)
Приоритеты:
подача заявки:
2011-10-17
публикация патента:

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/м2 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 смола80-120
Нитрильный каучук 10-30
Уротропин8-12
Сера 0,2-0,5
Порофор 3-7
Фосфорсодержащий антипирен композиция для получения пенопласта, патент № 2477734
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 1381-733-10
Порофор ТУ 113-03-365-82 15-20
Нитрилотриметил фосфонат композиция для получения пенопласта, патент № 2477734
алюминия 3-10

Антипирен - нитрилотриметилфосфонат алюминия получен в результате взаимодействия водных растворов шестиосновной нитрилотриметилфосфоновой кислоты (H6 L, где L - кислотный остаток) и хлорида алюминия (AlCl3 ·6H2O) в соотношении из расчета равного количество молей H6L количеству молей AlCl3·6H 2O в растворе хлорида алюминия.

Образование антипирена Al3H3L2·9H 2O описывается следующим химическим уравнением:

2H6L+3AlCl3+9H2Oкомпозиция для получения пенопласта, патент № 2477734 Al3H3L2·9H2 Oкомпозиция для получения пенопласта, патент № 2477734 +9H+композиция для получения пенопласта, патент № 2477734 +9C-композиция для получения пенопласта, патент № 2477734

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
композиция для получения пенопласта, патент № 2477734 Составы по примерам Прототип
12 3
Фенольная новолачная смола 2030 40100
Фенольная резольная смола80 7060 -
Нитрильный каучук20 3040 20
Порофор 15 1820 5
Сера - -- 0,3
Уротропин 3 710 10
Антипирен нитрилотриметилфосфонат алюминия (покрытие) 37 10-
Антипирен фосфорсодержащий в оболочке из карбамида композиция для получения пенопласта, патент № 2477734 композиция для получения пенопласта, патент № 2477734 композиция для получения пенопласта, патент № 2477734 20

Таблица 2
композиция для получения пенопласта, патент № 2477734 Примеры по изобретению Прототип
12 3
Плотность, кг/м3 5080 90100
Ударная вязкость, кДж/м2 23 41,5
Пористость замкнуто-ячеистый пористый
Топливопоглощение за 3 мес, мас.% до 3до 2,5 до 1,5 40
Горючесть (время остаточного горения, сек) 00 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 смола60-80
Нитрильный каучук 20-40
Уротропин3-10
Порофор 15-20
Нитрилотриметилфосфонат алюминия3-10


Скачать патент РФ Официальная публикация
патента РФ № 2477734

patent-2477734.pdf
Патентный поиск по классам МПК-8:

Класс C08L61/10 продукты феноло-формальдегидной конденсации

Класс C08L9/02 сополимеры с акрилонитрилом

Класс C08K5/16 азотсодержащие соединения

Патенты РФ в классе C08K5/16:
способ получения вспениваемых винилароматических полимеров с пониженной теплопроводностью посредством полимеризации в суспензии -  патент 2526045 (20.08.2014)
резиновая смесь на основе бутадиен-нитрильного каучука -  патент 2501820 (20.12.2013)
полиамидная огнестойкая композиция -  патент 2471832 (10.01.2013)
битумная композиция с термообратимыми свойствами -  патент 2470049 (20.12.2012)
композиция модификатора асфальта и композиция асфальта, содержащая такой модификатор -  патент 2459839 (27.08.2012)
частица, содержащая матрицу и радикальный инициатор -  патент 2458081 (10.08.2012)
светопрозрачный уф-а-выделяющий материал и его применение в устройствах для солнечного загара -  патент 2447128 (10.04.2012)
стабилизирующая система для галогенированных полимеров -  патент 2447100 (10.04.2012)
стабильные адгезивы из денатурированной мочевиной соевой муки -  патент 2445325 (20.03.2012)
брекер шины, содержащий антиоксидант -  патент 2442805 (20.02.2012)

Класс C08K5/5399 фосфор, связанный с азотом

Класс C08J9/06 химическим газообразующим средством

Патенты РФ в классе C08J9/06:
способ получения гибкого пенополиуретана -  патент 2507215 (20.02.2014)
экструдированные полимерные пены, содержащие сложные эфиры сахара и бромированной жирной кислоты, в качествe добавки, ингибирующей воспламенение -  патент 2506289 (10.02.2014)
композиция для получения пенофенопласта -  патент 2495891 (20.10.2013)
гибридный материал, содержащий вспененный полимер и неорганическое связующее, имеющий регулируемую плотность и морфологию, способ его получения и применение -  патент 2458078 (10.08.2012)
каучуковая композиция и использующая ее пневматическая покрышка -  патент 2439101 (10.01.2012)
сложные полиэфирполиолы, имеющие вторичные спиртовые группы, и их применение при получении полиуретанов, таких как гибкие пенополиуретаны -  патент 2413738 (10.03.2011)
композиция для карбамидного пенопласта -  патент 2411267 (10.02.2011)
сырьевая смесь для изготовления теплоизоляционных изделий на основе пенопласта -  патент 2376329 (20.12.2009)
композиция для получения пенопласта -  патент 2323235 (27.04.2008)
композиция стабилизатора для галогенсодержащих полимеров -  патент 2309165 (27.10.2007)

Наверх