СМОЛЫ
В производстве слоистых пластиков с основой из бумаги или хлопчатобумажной ткани в качестве связующего применяют в основном крезольные смолы, так как они обладают лучшими электрическими свойствами по сравнению с фенольными. Почти все применяемые смолы относятся к смолам резольного типа [1, 2]. Бумагу или ткани пропитывают раствором смолы или жидкой смолой. Растворы готовят, растворяя смолы в спиртах, в частности в метаноле, этаноле или изопропаноле. Можно приготавливать спиртовые растворы смол самой различной концентрации. Одйако содержание смол в растворах не должно быть слишком высоким, поскольку повышенная вязкость раствора ухудшает пропитку.
Жидкие смолы представляют собой водные эмульсии смол. Они получаются в том случае, когда в процессе смолообразования конденсационную воду из реактора не отгоняют. Такие эмульсии содержат повышенное количество свободного фенола, что препятствует коагуляции частиц смолы. Стабильность эмульсии можно повысить, используя смесь катализаторов (в частности гидроокиси бария и аммиака).
Наряду с индивидуальными изомерами крезола и фенолом в производстве смол, идущих на изготовление слоистых пластиков, применяют также смеси крезолов. Свойства крезольных смол в значительной степени зависят от состава смеси крезолов. Если количество ле-крезола в смеси слишком мало или если количество
О - и /г-крезолов слишком велико, то при отверждении помимо
Марки и свойства |
Показатели |
||||||
Твердые смолы Растворы смол |
Н8Р1 |
Н8Р2 |
Н8РЗ |
Н8Р4 |
— |
— |
— |
В этаноле |
НвЫ-в |
Н8Ь2-8 |
ШЬЗ-8 |
ШЬ4-8 |
— |
— |
— |
В метаноле |
ШЫ-М |
Н8Ь2-М |
ШЬЗ-М |
НЭЫ-М |
— |
— |
— |
В бутаноле |
— |
— |
— |
— |
ШЬ5-В |
— |
— |
Э воде |
— |
— |
— |
— |
— |
ШЬ6-¥ |
ШЬ7-¥ |
Температура плавления, °С Продолжительность желатини - зации, с |
37—49 |
50 |
|||||
Твердой смолы |
195 ± 45 |
420 ± 60 |
300 ± 60 |
120 ± 30 |
— |
— |
— |
Раствора смолы |
— |
— |
— |
_ |
23 ± 5 мин |
150 ±‘30 с |
120 ± 20 с |
Количество образовавшегося в результате отверждения резита, % |
78 |
70 |
78 |
78 |
55 |
♦ |
|
Содержание сухого остатка, % |
— |
— |
— |
— |
50 ± 2 |
— |
75 |
Растворимость в 96% - ном этаноле |
1 : 3-1 : 10 |
1 : 5—1 : 10 |
1 : 3—1 : 10 |
1 : 2—1 : 10 |
— |
Не менее 1 : 10 |
— |
Вязкость 50% - ного раствора смолы в’этаноле, сПз |
40-200 |
30—150 |
40—100 |
100—300 |
— |
— |
— |
Вязкость поставляемого~раство - ра смолы, сПзЗ |
— |
— |
— |
— |
180 ± 40 |
300 ± 100* |
1700 ± ± 300* |
Разбавляемость раствором этанол : толуол (1^: 1) |
1 : 10 |
* В день изготовления. |
Продуктов, имеющих трехмерную структуру, образуются также линейные продукты, которые еще частично растворяются или набухают и могут размягчаться при высоких температурах. В смолах для слоистых пластиков содержание ле-крезола должно быть не менее 40%, а содержание о-крезола не должно превышать 10%. Более высокое содержание о-крезола замедляет отверждение смолы, но зато способствует лучшему склеиванию отдельных полотен материала основы. Кроме того, о-крезол играет роль пластификатора. Содержание и-крезола меньше влияет на текучесть смолы и качество склеивания.
Для того чтобы смолу можно было быстро и легко растворить в спирте, ее необходимо предварительно измельчить. Содержание воды в смоле, подлежащей растворению в спирте, должно быть менее 2%, так как вода ухудшает электрические свойства Слоистых пластиков. По этой же причине спирт должен содержать минимальное количество воды (спирт следует использовать по крайней мере 95%-ный). Растворимость крезольной смолы в спирте составляет от 1 : 3 до 1 : 10. Технические требования к смолам, применяемым в слоистых пластиках (в соответствии с Государствен1- ным Стандартом ГДР ТОЬ 4259, лист 2), приведецы в табл. 6,1.
Смолы НЭЫ, НЭЬ2, НЭЬЗ, НБЬ4 по заказам переработчика поставляются с содержанием сухого остатка — 35,,50, 55 и 60% соответственно [3]. Смолы транспортируют в железнодорожных цистернах, металлических бочках или автоцистернах.
Резольные смолы, пригодные для изготовления гетинакса и текстолита, применяются также в качестве связующих для стеклопластиков [4].
Смолы должны иметь высокую степень поликонденсации, чтобы отверждение при прессовании сопровождалось минимальным выделением летучих компонентов. С целью успешной переработки смол при относительно низких давлениях к ним можно добавлять реакционноспособные многоатомные фенолы, в частности резорцин.
В производстве слоистых пластиков с улучшенными электроизоляционными свойствами* и высокой электрической прочностью применяют совместимые с маслами или растворимые в углеводородах резолы, которые получают этерификацией части метилоль - ных групп резола спиртами. Растворимые в углеводородах резолы гораздо лучше совмещаются с пластификаторами, чем спирторастворимые резолы. Наличие двойных связей или функциональных групп в пластификаторах способствует возникновению химических связей между фенольной смолой и пластификатором. В качестве пластификатора может применяться тунговое масло и родственные ему продукты.
В работе [5] сообщается о результатах исследований, связанных с модификацией резольных смол (феноло-, крезоло - и крезо - лоанилиноформальдегидных) различными соединениями, перечисленными ниже:
Смола, модифицированная тунговым маслом (БФТ) . *....................................... |
Содержание модификатора в расчете на сухой остаток, % 2—15 2—10 1—3 8—15 |
Диоктилфталат или диоктиладипинат (ДОФ, ДОА) ............................................... |
Бутадиен-нитрильный каучук (БАНК) . . Бутилированная фенолоформальдегидная |
Поливинилбутираль (ПВБ) |
При изготовлении плит из гетинакса в качестве связующего применяют модифицированные смолы. Способность к штампованию таких плит при комнатной температуре улучшается на 20— 44 %. Сопоставление диэлектрических свойств гетинакса на оснрво модифицированных смол и слоистых пластиков на немодифици - рованных смолах приведено в табл. 6.2 и 6.3.
Модификаторы в большинстве случаев ухудшают диэлектрик ческие свойства и не повышают водопоглощение материалов, Диоктилфталат и диоктиладипицат улучшают способность слоистых пластиков к штампованию, однако ухудшают их диэлектрические свойства.
Поливинилбутираль, действуя как структурный пластифика7 тор, улучшает эластичность слоистых пластиков* Оц может взаимодействовать с резольными смолами с образованием соединений, имеющих следующую структуру:
------ СН2—СН-СН2—СН-СН2-СН---------------
С3Н7 |
С3Н7 |
О—СН О
Где И — остаток резольной смолы.
Высокая эластичность гетинакса на основе модифицированной бутадиен-нитрильным каучуком фенольной смолы, по-видимому, также объясняется структурной пластификацией.