Способ получения металлаполимеров

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ т 111 528306 Свюа Советских Социалистических Ресвублнк(51) М. Кл.". С 08 Г 8/42 Государственный комитет Совета Министров СССР 53) УДК 678,07.046.(72) Авторыизобретения71) Заявители А. И. Савицкий, В. ИРижский Кра женеров гражданской аи Рижский филиал Л института инженеровим. академ Просвир и Ш Я Коровскиитй институтЛенинского Комсомолого ордена Ленинаожного транспортабразцова нознамен иации им нинградс железнод каН.В,ОЛУЧ ЕН ИЯ МЕТАЛЛОПОЛ ИМЕРО(54) СПО Изобретение относится к способам получения металлополимеров с улучшенными механическими и эксплуатационными свойствами, которые используются для антифрикционных электропроводящих, теплостойких изделий и изделий с магнитными свойствами.Известны способы получения элсктропроводящих и теплостойких металлополимеров, у которых в качестве исходных компонентов применяют формиаты 1 и карбопцлы металлов, способные при нагревании разлагаться с выделением высокодисперсных частиц этих металлов. Однако сравнительно невысокие температуры разложения формиатов и карбоцилов ограничивают ооласть их применения. Разложение формиатов н карбонилов при температурах более низких по сравнению с температурой плавления наполняемых полимеров, а также необходимая длительная выдержка для осуществления разложения формиатов способствует окислению образующихся металлических частиц, что часто приводит к охрупчиванию и термодеструкции образующегося металлополимера.С целью повышения производительности труда и улучшения качества металлополимеров предлагают способ, отличающийся от известного тем, что нагреванию подвергают смесь оксалата и плавкой полимерной основы с температурой деструкции выше 300 С и температурои плавления не выше температурыразложения выбранного оксалата,Условием получения качественных материалов является совпадение температурных ин 5 тервалов разложеня соли (периода ооразования коллоидцых частиц металлов) с областьюнахождения полимера в жидко-вязком состоянии. Наиболее оптимальным режимом образования металлополимера является разложеО цие оксалата вслед за плавлением полимерной основы.Оксалаты могут быть использованы для получения металлополимеров на основе полиампдов, фенплона, фторопласта и других,5 температура плавления которых порядка200 С, а температура деструкции це ниже300 С.Процесс получения металлополцмерныхкомпозиций с использованием в качестве наО полнителя высокодесперсионных металлических частиц Сп, Ад, Ге, %, Со, РЬ и др образующихся при разложении солей щавелевойкислоты в среде полимера или его мономерасостоит из следующих операций:25 1) Смешение полимера (или моцомера сприсадками отвердптелей) с оксалатом металла в треоуемом соотношении, Смсшецпе производится в смесителе, например, барабанного типа, содержащем фарфорные шары в те 30 ченце 30 мцц. Такой способ смешения обеспе 528306чивает достаточную равномерность распределения компоментов,2) Полученная смесь помещается в реактор,соединенный с вакуумной системой. Сам реактор устанавливается в нагревательное устройство.3) Производится откачка системы до давления порядка 2 10 -тор и включается нагревательное устройство. Скорость нагреьа композиции составляет 2 С/мин. 104) Образование металлополимера происходит в зависимости от применяемой соли завремя выдержки т=20 мин и при температуреплавления не выше температуры разложениявыбранного оксалата, 155) Охлаждение образовавшегося продуктадо 20 С и извлечение его из реактора, Полученный металлополимер имеет губчатую форму, что обуславливает его дальнейшую переработку в изделия методами горячего прессования или литья под давлением. Металлополимер на основе смолы П 68,содержащий 40% высокодиспсрсной меди,получают смешением полимера с оксалатом меди из расчета 63 г смолы П 68 и100 г СцСО. Смесь нагревают до температуры разложения 290 С и выдерживают в теченис 20 мин. Полученную пористую массупрессуют по обычной технологии. З 0Полученная композиция характеризуетсяследующими свойствами:у 1,76 г/см НВ 19 кгс/мм, р; 2,8 10" ом см.Пример 1. Взято 148 г фенилона и 50 гдегидратированного оксалата железа для по- З 5л чения металлополимера, содержащего 10%чистого металла. Смешение компонентов производят в барабанном смесителе по описаннойв заявке технологии,Смесь в реакторе нагревают в вакууме 40(2 10 -тор) до 330 С, выдерживают приэтой температуре в течение 20 мин до полногоразложения оксалата. После охлаждения материал подвергают прессованию при 320 С иР 800 кг/см, 45Полученный металлополимер имеет твердость НВ 40,7 кг/мм.Ненаполпенный фенилон имеет НВ 30 кг/см-.Фенилон, наполненный железом в виде порошка методом обычного механического смешения в количестве 10 вес. % имеет твердостьНВ 34,5 кг/мм-.П р и м е р 2. Порошок полиамида П 68(П 610) в количестве 102 г смешивают с 27 гизмельченных оксалатов железа и кобальта в соотношении 1: 1 для получения наполненного полимера, содержащего 10 вес. % металлического наполнителя. Смешенис производят по описанной в заявке технологии.Смесь прессуют при 240 С давлением 001000 кг/см.Пресс-форма с прессовкой охлаждается поддавлением до 100 С со скоростью 10 С/мип, азатем быстро водой до 20 С. Полученный материал обладает твердостью НВ 27,8 кг/мм. 65 Ненаполпенный полиамид имеет твердость НВ 13 кг,мм, а наполненный металлическими порошками Ге и Со в аналогичной пропорции и процентном содержании НВ 17,2 кг/мм.П р и м е р 3. Берут 60 г эпоксидной смолы ЭД 5 и 100 г оксалата никеля, Порошок окса- лата никеля с величиной частиц 0,5 - 3 мкм вводят в эпоксидную смолу ЭДЗ, нагретую до 80"С при непрерывном перемешивании, Смешение продолжается в течение 20 мин, что достаточно для равномерного распределения частиц оксалата в объеме смолы, Подготовленную смесь помещаюг в реактор и систему откачивают до давления 1 - 2 10 -тор, а реактор нагревают до 320 С без присадки отвердителя.При данной температуре смесь выдерживают в течение 30 мин. За это время происходит полное разложение оксалата на металл и углекислый газ, который удаляется из зоны реакции, не загрязняя образующийся металло- полимер, После охлаждения системы полученный продукт извлекается из реактора и перерабатывается в изделия методом прессования при 240 С и давлении 350 кг/см-.Металлополимер, содержащий 40% коллоидных частиц никеля обладает следующими свойствами.Удельное электросопротивление, ом см 1 2.10Температура стеклования, С 290При мер 4, Для получения металлополимера на основе фторопласта 4 Д и 10 вес. % коллоидного свинца берут 350 г полимера и 100 г оксалата металла. Смешение компонентов проводят по описанной технологии при температуре не выше 15 С для избежания фазового перехода фторопласта, затрудняющего равномерное перемешивание.Смесь помещают в пресс-форму, а прессформу - в реактор.Систему вакуумируют до давления 1 10 -тор и нагревают до 360 С с выдержкой при этой температуре в течение 20 мпн до полного распада оксалата,Полученный материал в реакторе подвергается прессованию давлением 200 кг/съР и под давлением производится охлаждение его до 100 С. После этого образец вынимается из реактора и пресс-формы,Металлополимер, изготовленный по описанной методике, имеет твердость НВ 6 - 8 кг/мм в зависимости от режима охлаждения,Твердость енаполненнего фторопласта НВ 4,2 кгсм,Наполнение увеличивает теплопроводность в 1,8 раза и более, чем вдвое уменьшает износ при трении.Формула изобретенияСпособ получения металлополимеров нагреванием смеси плавкой полимерной основы иЗаказ 183713 Изд.1561 Тираж 630 Подписно ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, 7 К, Раушская наб., д. 4:5Типогоафия, пр. Сапунова, 2 соли органической кислоты до температуры, обеспечивающей разложение соли и плавление полимерной основы, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения производительности труда и улучшения качества металло- полимеров, нагреванию подвергают смесь оксалата и голимерной основы с температурой деструкции более 300 С и температурой плавления не выше температуры разложения вь 1 бранного оксалата. 5 Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:1, Авторское свидетельство СССР Лго 209731кл. С 081 45/04, 1969 г. (прототип).