Способ модификации поверхности стеклонаполнителя для полиэфирных стеклопластиков

.е:г; СПИ ЕИЗОБРЕТЕН ИЯ т 1 и 556160 Сова Советских Социалистических РеспуолинК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ тмл(51) М. Кл. С 08 К 9/02С ОЗС 25/04С 081 5/08С 081. 67/00 рисоединением заявк 23) Приоритет Государственный нами Совета Министров СС тень М 16 я 30,05.77 убликовано 30.04.77. Бюл та опубликования описат 3) УДК 678.067.5.674(088,8) делам изооретени и открытий 72) Авторы изобретени Л. А, Ирген, Г, К, Кузнецов и А, Г, Сальцевич Институт механики полимеров АН Латвийской ССРИФИКАЦИИ ПОВЕРХНОСТИ ТЕЛЯ ДЛЯ ПОЛИЭФИРНЫХЛОПЛАСТИКОВ сутствия ускорителя, взрывоопа зиции. К тому же этот способ о шой сложностью выполнения. Целью изобретения является 5 акции отверждения полиэфира,сичности и взрывоопасности, а т ние технологии. Для этого по обрабатывают н 10 расплавом СцС 1 в растворе при ве - 5 - 10 мин,В результате такой обработк смачивание стеклонаполнителя 15 смолой и ускоряется распад пер циатора отверждения.у а оде снасть компобладает больускорение реснижение токакже упрощеулучшается полиэфирной кисного иниПри обработке в расплаве стеклонаполиитель перемешивают с солью металлов пере менной валентности в весовом соотношении2: 1 и нагревают до плавления соли 5 - 10 мин. Затем стеклонаполнитель охлаждают до комнатной температуры, промывают и просушивают при 150 С в течение 20 мин. Обра ботанный стеклонаполнитель вводят в полиэфирную смолу (полиэфирная смола 100 вес. ч., стеклонаполнитель 20 - 100 вес. ч., инициатор полимеризации 1 - 6 вес. ч.) и производят отверждение при температуре 60 - 0 135 С. Изобретение относится к производств рмированных полиэфирных материалов, с ржащих стеклонаполнитель.Известны способы модификации поверхности стеклонаполнителя для полиэфирных стеклопластиков, в которых для лучшей пропитки стеклонаполнителя полиэфирной смолой поверхность стеклонаполнителя обрабатывают аппретами, представляющими собой органосилоксаны, комплексные соединения металлов или органические вещества 1,Недостатками этих способов являются высокая токсичность и вредность как самих аппретов, так и применяемых для их нанесения органических растворителей, а также их большая стоимость. Кроме того, композиции, содержащие обработанный таким образом стеклонаполнитель, требуют присутствия ускорителей отверждения, так как не способствуют ускорению распада гидроперекисей (инициаторов полимеризации), что повышает также взрывоопасность.Известен также способ обработки поверхности стеклонаполнителя для полиэфирных стеклопластиков солями поливалентных металлов с органическими соединениями (2. Такая обработка увеличивает химическое сродство стекловолокна и синтетической смолы. Однако и в этом случае имеют место высокая токсичность и, вызванная необходимостью приверхность стеклонаполнителя асыщенным раствором или е или СоС 12, Время обработки кипении 20 - 120 с, в распла10,0 0,3 4,0 10,0 0,3 4,010,0 0,3 4,0 0,8 50,0 1,5 5,050,0 1,5 5,0 При обработке в растворе стеклонаполнитель пропускают через ванну с кипящим насыщенным раствором солейменной валентности в течение 20 в 1 с, промывают и высушивают при температуре 150 С в течение 20 мин. Обработанный стеклонаполнитель вводят в полиэфирную смолу в указанном выше весовом соотношении и производят отверждение.Если время обработки в кипящем растворе меньше 20 с, то имеет место заметное снижение ускоряющего действия наполнителя и смачивания его полиэфирной смолой. Содержание металла при этом на поверхности стеклонаполнителя составляет менее 0,08 О/о от веса наполнителя. При обработке в течение 20 - 40 с наблюдается максимальное ускорение реакции отверждения, максимальное смачивание стеклонаполнителя полиэфирной смолой, а содержание металла на поверхности стеклонаполнителя достигает 0,11 - 0,12 О/ц от веса наполнителя.Увеличение времени обработки больше 120 с нецелесообразно, так как это не улучшает ускоряющего действия, не увеличивает стеклонаполнителя, но приводит к снижению производительности процесса. П р и м е р 1, Стеклошарики Я 20 - 40 мкм перемешивают с солью СцС 1 в весовом соотношении 2: 1, помещают в муфельную печь, которую нагревают до 450 С (температура плавления соли) и выдерживают в ней в течение 5 мин. За это время происходит плавление соли. Затем стеклошарики извлекают из печи, охлаждают и промывают в воде, концентрированном аммиаке и в соляной кислоте, что помогает удалить непрореагиров авшие остатки соли и сокращает время промывки. После просушивания стеклонаполнитель вводят в полиэфирную смолу (20% наполнителя, 80% смолы) и производят отверждение при 80"С. Параллельно при тех же условиях производят отверждение смолы, наполненной необработанными стеклошариками и без ускорителя и с ускорителем - нафтен атом кобальта. Время отверждения полиэфирной смолы с обработанными стеклошариками составляет 68 мин, с необработанными стеклошариками без ускорителя - 110 мин, с ускорителем - 60 мин. Таким образом, время отверждения полиэфирной смолы, наполненной обработанными стеклошариками, на 40 мин меньше времени отверждения смолы, наполненной необработанными стеклошариками, и на 8 мин больше, чем время отверждения смолы, наполненной необработанными стекло- шариками, но в присутствии ускорителя,П р и м е р 2. Стекловолокно обрабатывают протягиванием через ванну с кипящим насыщенным раствором СцС 1 г в течение 20 с (за это время количество меди на поверхности стеклонаполнителя достигает 0,11% от веса наполнителя), промывают проточной водой и высушивают. Затем обработанное стеклово 5 10 15 20 25 Зо 35 40 45 50 55 б 0 б 5 локно помещают в полиэфирную смолу (20% во;юкна, 80/, смолы) и производят отверждение при температуре 100 С.Время отверждения полиэфирной смолы, содержащей обработанное стекловолокно, сравнивают со временем отверждения при тех же условиях полиэфирной смолы, содержащей необработанное стекловолокно, без присутствия и с присутствием ускорителя отверждения, Время отверждения полиэфирной смолы, содержащей обработанное стекловолокно, составляет 65 мин, содержащей необработанное стекловолокно в отсутствии ускорителя - 85 мин и в присутствии ускорителя - 62 мин. Смачивание стеклонаполнителя полиэфирной смолой в случае обработки поверхности увеличивается в 2,8 раза,П р и м е р 3. Волокно обрабатывают пропусканием через ванну с насыщенным кипящим раствором СоС 1 в течение 20 с (за это время количество кобальта на поверхности стеклонаполнителя достигает 0,12% от веса наполнителя), промывают и высушивают. Затем композицию, содержащую 10/о обработанного стекловолокна, отверждают при температуре 90 С. Время отверждения 66 мин. Время отверждения при тех же условиях полиэфирной смолы, содержащей необработанное стекловолокно, 80 мин в случае отсутствия ускорителя и 60 мин - в случае присутствия ускорителя. Смачивание увеличивается в 3,3 раза.Таким образом, предложенный способ, обладая значительной простотой выполнения, позволяет отверждать полиэфирный стеклопластик без дополнительного введения в композицию ускорителя отверждения. Для испытания подготавливают образцыследующих составов (вес. ч.): 1. Полиэфирное связующееГидроперекись изопропилбензолаСтеклошарики необработанные 11. Полиэфирное связующееГидроперекись изопропилбензолаСтеклошарики, обработанныев расплаве СцС 1111, Полиэфирное связующееГидроперекись изопропилбензолаСтеклошарики необработанныеНафтенат кобальта 1 Ч, Полиэфирное связующееГидроперекись изопропилбензолаСтекловолокно необработанноеЧ. Полиэфирное связующееГидроперекись изопропилбензолаСтекловолокно, обработанноев растворе СоС 1556160 50,0 Формула изобретения Составитель В. Чистякова Корректор Н. Аук Техред И. Карандашова Редактор Н. Хубларова Заказ 1120/1 Изд. Мз 411 Тирак 630 Подписное ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж.35, Раушская наб., д. 4/5Типография, и;. Сапунова, 2 Ч 1, Полиэфирное связующееГидроперекись изопропилбензола 1,5Волокно необработанное 5,0Нафтенат кобальта 4,0Ч 11, Полиэфирное связующее 50,0Гидроперекись изопропилбензола 1,5Стекловолокно, обработанноев растворе СцС 1, 5,0Обработку стеклошариков производят следующим образом, Стеклошарики размером20 - 50 мкм перемешивают в тигле с СцС 12 всоотношении 2:1 и помещают в муфельнуюпечь, нагретую до температуры плавления соли. Выдерживают в печи 5 мин извлекают,охлаждают, тщательно промывают, сушат.Для составов Ч и Ч 11 стекловолокно обрабатывают погружением на 20 с в кипящий насыщенный раствор: для Ч-го - СоС 12, дляЧ 11-го - СцС 12, после чего волокно промывают, сушат,Время отверждения указанных составов притемпературе отверждения 80 С: 1 состав110 мин, 11-ой - 68, П 1-ий - 60, 1 Ч-ый - 80,Ч-ый - 70, Ч 1-ой - 68, Ч 11-ой состав - 58 мин. По результатам термометрии видно, чтопредлагаемая обработка стеклонаполнителя ускоряет процесс отверждения полиэфирной композиции и позволяет изготавливать стекло пластики без ускорителя. Способ модификации поверхности стеклона полнителя для полиэфирных стеклопластиковобработкой стеклонаполнителя солями металлов, отличающийся тем, что, с целью ускорения реакции отверждения полиэфирного стеклопластика, снижения токсичности и 15 взрывоопасности, а также упрощения технологии, поверхность стеклонаполнителя обрабатывают насыщенным раствором или расплавом СцС 12 или СоС 1 в с временем выдержки в растворе при кипении 20 - 120 с, в распла ве - 5 - 10 мин.Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:1, Специальная обработка стекловолокна.Труды ЦНИИПИ, сер. 2. М 1966, с. 14 - 19.25 2. Патент Японии2333 кл. 11-844, 1961