RU2558605C1 - Гибридная смола - Google Patents
Гибридная смола Download PDFInfo
- Publication number
- RU2558605C1 RU2558605C1 RU2014105845/05A RU2014105845A RU2558605C1 RU 2558605 C1 RU2558605 C1 RU 2558605C1 RU 2014105845/05 A RU2014105845/05 A RU 2014105845/05A RU 2014105845 A RU2014105845 A RU 2014105845A RU 2558605 C1 RU2558605 C1 RU 2558605C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- boric acid
- oligomer
- siloxane
- boron
- composition
- Prior art date
Links
Landscapes
- Silicon Polymers (AREA)
- Fireproofing Substances (AREA)
- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
Abstract
Изобретение относится к термоотверждаемой огнестойкой гибридной смоле на основе реакционноспособных соединений, которая может применяться в качестве огнестойкого связующего в полимерных композиционных материалах. Изобретение может быть использовано в химической, строительной, авиационной, автомобильной и других отраслях промышленности. Композиция на основе жидкого низкомолекулярного силоксанового полимера - олигомера силоксана [CH3SiO0.75(ОСН3)1.5], включающая борсодержащее соединение. В качестве борсодержащего соединения она содержит олигомер борной кислоты, полученный термообработкой борной кислоты при 220-230°C в течение 3-4 ч, при этом содержание олигомера борной кислоты в композиции составляет 10-20 мас.% от количества олигомера силоксана. Указанный олигомер борной кислоты растворим в олигомере силоксана [CH3SiO0.75(ОСН3)1.5]. При температуре 110-150°C композиция переходит в твердое состояние. Термоотверждаемая огнестойкая гибридная смола отличается низким содержанием органического компонента, что повышает ее термостойкость и снижает горючесть, позволяет уменьшить количество летучих продуктов термодеструкции. Кроме того, отвержденная смола отличается высокой влагостойкостью. 2 з.п. ф-лы, 2 пр.
Description
Изобретение относится к термоотверждаемой гибридной смоле на основе реакционноспособных соединений, которая может применяться в качестве огнестойкого связующего в полимерных композиционных материалах. Изобретение может быть использовано в химической, строительной, авиационной, автомобильной и других отраслях промышленности.
Недостатком известных органических смол (эпоксидных, фенольных, акрилатных, силоксановых) является высокая горючесть и образование большого количества экологически опасных газообразных продуктов при термической деструкции.
Проблема снижения горючести полимеров весьма актуальна. Заметное промышленное применение в качестве добавок, снижающих горючесть полимеров, нашли соединения бора, такие как борная кислота, бура, различные бораты. С их помощью получены композиционные материалы с повышенной огнестойкостью на основе фенолформальдегидных и эпоксидных смол. Известно применение в полимерных композициях различных других антипиренных добавок: например, используют трихлорэтилфосфат, трехокись сурьмы (RU 2260022, C08L 63/00, C08L 61/00, C08J 5/24, В32В 17/10, 10.09.2005); золу-унос (отход производства ТЭС) (RU 2411267, C08L 61/24, C08J 9/06, 10.02.2011) и др.
Предложен огнестойкий и биостойкий материал на основе древесины, обработанной пропиточными составами, включающими бишофит (6-водный хлорид магния MgCl2·6H2O) и борсодержащие соединения (борная кислота и тетраборат натрия), которые в определенных условиях способны образовывать нерастворимые кристаллогидраты. При последовательной вакуумной пропитке древесины бишофитом и раствором тетрабората натрия был получен материал, которому по результатам испытания на огнестойкость по ГОСТ 30028.3-93 может быть присвоен первый класс огнезащищающей способности (Тезисы 5-й Международной конференции «Полимерные материалы пониженной горючести», Волгоград, 2003, с.70).
Наиболее близкой к предлагаемому изобретению является композиция на основе жидкого низкомолекулярного силоксанового каучука для получения огнестойкого материала, включающая этилсиликат-40 или тетраэтоксисилан в качестве отвердителя и для повышения огнестойкости алкоксититанборат (в качестве алкокси-групп заявлены этокси-, пропокси- и бутокси-группы), при следующем соотношении компонентов, мас.ч.: силоксановый каучук - 100, отвердитель - 10-30, алкоксититанборат - 10-30 (RU 2460751, C09D 183/04, D06M 15/693, D06M 15/643, C09K 21/14, D06M 101/34, 10.09.2012 - прототип).
Композиция-прототип характеризуется высокой стабильностью и хорошей адгезией вулканизованного покрытия из нее к синтетическим тканям. Защитные покрытия из этой композиции достаточно огнестойки - выдерживают до 2.5 мин в открытом пламени. Однако композиция-прототип из-за большого содержания углеродсодержащих групп в компонентах имеет относительно высокую горючесть и образует значительное количество газообразных продуктов деструкции.
Задачей предлагаемого изобретения является создание гибридной смолы с низким содержанием органического компонента, отличающейся после отверждения высокой термостойкостью, пониженной горючестью, небольшим количеством летучих продуктов термодеструкции и высокой влагостойкостью.
Решение поставленной задачи достигается предлагаемой композицией на основе жидкого низкомолекулярного силоксанового полимера, включающей борсодержащее соединение, которая в качестве жидкого низкомолекулярного силоксанового полимера содержит олигомер силоксана [CH3SiO0.75(ОСН3)1.5], в качестве борсодержащего соединения - олигомер борной кислоты, полученный термообработкой борной кислоты при 220-230°C в течение 3-4 ч, при этом содержание олигомера борной кислоты в композиции составляет 10-20 мас.% от количества олигомера силоксана.
Олигомер борной кислоты, полученный термообработкой борной кислоты при 220-230°C в течение 3-4 ч, растворим в олигомере силоксана [CH3SiO0.75(ОСН3)1.5].
Предлагаемая композиция при температуре 110-150°C переходит в твердое состояние.
Олигомер силоксана [CH3SiO0.75(ОСН3)1.5], предоставленный фирмой «Пента», имеет вязкость при комнатной температуре 140-200 сП.
Олигомер борной кислоты, полученный термообработкой борной кислоты при 220-230°C в течение 3-4 ч, представляет собой прозрачный, гидролитически устойчивый на воздухе стеклообразный продукт с температурой размягчения 127-142°C и температурой текучести 160-180°C. Полимерный характер синтезированного продукта подтверждается тем, что его термомеханическая кривая имеет вид, типичный для высокомолекулярных соединений. В то же время ясно, что полученный продукт является олигомером, так как его температура размягчения (127-142°C) существенно отличается от соответствующей температуры для полимера борной кислоты - борного ангидрида, получаемого прокаливанием борной кислоты при 580°C. Борный ангидрид размягчается при 300°C, плавится при 577°C и легко поглощает влагу на воздухе.
Предлагаемую гибридную смолу получали путем тщательного перемешивания смеси олигомера борной кислоты, синтезированного термообработкой борной кислоты при 220-230°C в течение 3-4 ч, и жидкого силоксанового олигомера [CH3SiO0.75(ОСН3)1.5] при комнатной температуре до полного растворения твердого компонента. При этом вязкость гибридной смолы, содержащей 10-20 мас.% олигомера борной кислоты от количества олигомера силоксана, при 20°C возрастает за 80-90 мин от 140-200 сП до 400-1200 сП. Жизнеспособность жидкофазной гибридной смолы без доступа воздуха составляет 3-5 дней, на воздухе - 1,5-3 ч, после чего она загустевает.
Предлагаемая гибридная смола предназначается для использования в качестве огнестойкого связующего в полимерных армированных композиционных материалах.
При термообработке жидкофазная смола переходит в твердое состояние. Измерение горючести отвержденной при 110-150°C в течение 30-60 мин жидкой смолы методом кислородного индекса показало, что материал не поддерживает самостоятельного горения в чистом кислороде.
Приводим примеры получения предлагаемой гибридной смолы.
Пример 1.
0.5 г олигомера борной кислоты, синтезированного термообработкой борной кислоты при 220°C в течение 4 ч, имеющего температуру размягчения 130-142°C, и 5.0 г жидкого силоксанового олигомера [CH3SiO0.75(ОСН3)1.5] перемешивали в течение 2 ч при комнатной температуре до полного растворения твердого компонента. Вязкость полученной жидкой гибридной смолы составила 1000 сП. После термообработки при 110°C в течение 60 мин получили твердый прозрачный влагостойкий материал (при выдерживании на воздухе в течение 120 ч при 25°C вес образца увеличивается на 0,6%). Измерение горючести твердой смолы методом кислородного индекса показало, что материал не поддерживает самостоятельного горения в чистом кислороде.
Пример 2.
1,0 г олигомера борной кислоты, синтезированного термообработкой борной кислоты при 230°C в течение 3 ч, имеющего температуру размягчения 127-140°C, и 5.0 г жидкого силоксанового олигомера [CH3SiO0.75(ОСН3)1.5] перемешивали в течение 3 ч при комнатной температуре до полного растворения твердого компонента. Вязкость полученной жидкой органо-неорганической гибридной смолы составила 1200 сП. После термообработки при 150°C в течение 30 мин получили твердый прозрачный влагостойкий материал (при выдерживании на воздухе в течение 120 ч при 25°C вес образца увеличивается на 0,6%). Измерение горючести твердой смолы методом кислородного индекса показало, что материал не поддерживает самостоятельного горения в чистом кислороде.
Уменьшение в предлагаемой гибридной смоле содержания олигомера борной кислоты ниже 10 мас.% от количества олигомера силоксана приводит к снижению термостойкости и повышению горючести отвержденного материала. Если количество борсодержащего олигомера превышает 20 мас.%, растет вязкость жидкой гибридной смолы и снижается ее жизнеспособность.
Таким образом, как видно из приведенных примеров, предлагаемая термоотверждаемая гибридная смола отличается низким содержанием органического компонента, что повышает ее термостойкость и снижает горючесть, позволяет уменьшить количество летучих продуктов термодеструкции. Кроме того, отвержденная смола отличается высокой влагостойкостью.
Claims (3)
1. Композиция огнестойкой гибридной смолы на основе жидкого низкомолекулярного силоксанового полимера, включающая борсодержащее соединение, отличающаяся тем, что в качестве жидкого низкомолекулярного силоксанового полимера она содержит олигомер силоксана [CH3SiO0.75(ОСН3)1.5], в качестве борсодержащего соединения - олигомер борной кислоты, полученный термообработкой борной кислоты при 220-230°C в течение 3-4 ч, при этом содержание олигомера борной кислоты в композиции составляет 10-20 мас.% от количества олигомера силоксана.
2. Композиция по п.1, отличающаяся тем, что олигомер борной кислоты, полученный термообработкой борной кислоты при 220-230°C в течение 3-4 часов, растворим в олигомере силоксана [CH3SiO0.75(ОСН3)1.5].
3. Композиция по п.1 или п.2, отличающаяся тем, что при температуре 110-150°C она переходит в твердое состояние.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2014105845/05A RU2558605C1 (ru) | 2014-02-18 | 2014-02-18 | Гибридная смола |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2014105845/05A RU2558605C1 (ru) | 2014-02-18 | 2014-02-18 | Гибридная смола |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2558605C1 true RU2558605C1 (ru) | 2015-08-10 |
Family
ID=53795949
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2014105845/05A RU2558605C1 (ru) | 2014-02-18 | 2014-02-18 | Гибридная смола |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2558605C1 (ru) |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU423816A1 (ru) * | 1972-08-07 | 1974-04-15 | Б. М. Андреев, М. П. Гринблат, В. В. Корольке , В. Н. Пронс | Способ отверждения диорганополисилоксанов € концевыми гидроксильными группами |
| RU2451704C1 (ru) * | 2010-10-07 | 2012-05-27 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Ордена Ленина и ордена Трудового Красного Знамени научно-исследовательский институт синтетического каучука имени академика С.В. Лебедева" | Композиция для нейтронной защиты на основе полидиметилсилоксана |
| RU2460751C1 (ru) * | 2011-04-15 | 2012-09-10 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ивановский государственный химико-технологический университет" | Композиция на основе жидкого низкомолекулярного силоксанового каучука для огнестойкого материала |
| RU2483085C1 (ru) * | 2012-02-03 | 2013-05-27 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Дальневосточный федеральный университет" | Полиборфенилсилоксаны и способ их получения |
-
2014
- 2014-02-18 RU RU2014105845/05A patent/RU2558605C1/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU423816A1 (ru) * | 1972-08-07 | 1974-04-15 | Б. М. Андреев, М. П. Гринблат, В. В. Корольке , В. Н. Пронс | Способ отверждения диорганополисилоксанов € концевыми гидроксильными группами |
| RU2451704C1 (ru) * | 2010-10-07 | 2012-05-27 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Ордена Ленина и ордена Трудового Красного Знамени научно-исследовательский институт синтетического каучука имени академика С.В. Лебедева" | Композиция для нейтронной защиты на основе полидиметилсилоксана |
| RU2460751C1 (ru) * | 2011-04-15 | 2012-09-10 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ивановский государственный химико-технологический университет" | Композиция на основе жидкого низкомолекулярного силоксанового каучука для огнестойкого материала |
| RU2483085C1 (ru) * | 2012-02-03 | 2013-05-27 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Дальневосточный федеральный университет" | Полиборфенилсилоксаны и способ их получения |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR101573230B1 (ko) | 화재시 가스유해성이 개선된 무용제형 에폭시 내화 도료 조성물 | |
| CA1090038A (en) | Resole resin binder composition | |
| US20130288031A1 (en) | Fire resistant paint, articles of manufacture, an apparatus for manufacture and a process for manufacture thereof | |
| CN110191928B (zh) | 用于膨胀型泡沫稳定化的表面活性剂 | |
| CN101928409B (zh) | 一种聚乙烯用无卤膨胀型阻燃剂及其制备方法 | |
| CN105358632A (zh) | 膨胀型涂料组合物 | |
| JP5779663B2 (ja) | 高熱耐性組成物 | |
| JP2016540872A (ja) | 耐火性材料及び耐火性材料を得るための方法 | |
| Zhuo et al. | The synergistic effect of hollow glass microsphere in intumescent flame-retardant epoxy resin | |
| Zhao et al. | Flame retardation behavior of polybenzoxazine/α-ZrP nanocomposites | |
| Tang et al. | Preparation of microcapsulated ammonium polyphosphate, pentaerythritol with glycidyl methacrylate, butyl methacrylate and their synergistic flame‐retardancy for ethylene vinyl acetate copolymer | |
| Dou et al. | An intumescent flame-retardant layer with β-cyclodextrin as charring agent and its flame retardancy in jute/polypropylene composites | |
| KR20150039750A (ko) | 고내열성 조성물 | |
| US3468839A (en) | Polymer compositions containing basic magnesium carbonate | |
| RU2558605C1 (ru) | Гибридная смола | |
| EP3331966A1 (en) | A fire retardant agent and use thereof | |
| CN102218883B (zh) | 一种涂敷硅阻燃涂层的木塑板材 | |
| JPH09104804A (ja) | 耐炎性エポキシ樹脂成形材料 | |
| Pani et al. | Studies on the effects of various flame retardants on polypropylene | |
| EP3555230A1 (en) | Antimony free flame-retarded epoxy compositions | |
| CN108485191B (zh) | 一种具有优良阻燃性和阻燃耐久性的环氧树脂组合物及其制备方法 | |
| CN108485193B (zh) | 一种可用于电子封装材料的阻燃型环氧树脂组合物及其制备方法 | |
| CN108359178B (zh) | 阻燃中空板用组合物及制备方法、阻燃中空板及其应用 | |
| US3053714A (en) | Intumescent coating | |
| CN1626618A (zh) | 磷、氮体系复合阻燃剂 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20210219 |