MXPA99001555A - Compuestos de resina de silicona para aplicaciones pirorresistentes y metodo de fabricacion de los mismos - Google Patents

Abstract

Se describe una matriz polimérica que comprende una matriz de una resina de metilsilsesquioxano curada y un material reforzarte. El compuesto reivindicado tiene una baja velocidad de liberación de calor, bajo rendimiento de humo y baja generación de monóxido de carbono cuando es quemado. Después de quemado, el compuesto tiene alto rendimiento de calcinación y retiene mucho de su resistencia a la tracción inicial. El método para fabricar el compuesto comprende aplicar una resina de metilsilsesquioxano silanol-funcional que comprende 70 a 90%en mol de unidades de (CH3)SiO3/2) y 10 a 25%en mol de unidades (CH3Si(0H)O2/2) a un material reforzante y después de esto curar la resina.

Description

COMPUESTOS DE RESINA DE SILICONA PARA APLICACIONES PIRORRESISTENTES Y MÉTODO DE FABRICACIÓN DE LOS MISMOS Descripción de la Invención Esta invención es concerniente con compuestos para uso en aplicaciones de pirorresistencia. Más particularmente, presenta compuestos de matriz polimérica con resinas de etilsilisesquioxano como su matriz. Estos compuestos tiene bajas velocidades de liberación de calor, bajo humo reducido y mínima generación de CO cuando son incinerados . Los compuestos de matriz polimérica que contienen resinas orgánicas y materiales de refuerzo son conocidos en la técnica para aplicaciones de pirorresistencia. Por ejemplo, Kim y colaboradores Ther al y Flammability Properties of Poly (p-phenilenebenzobisoxazole) , Journal of Fire Sciences, vol. 11, páginas 296-307 describe un compuesto de poli (p-fenilenbenzobisoxazol ) (PBO) y fibras de carbono. El compuesto tiene velocidades de liberación de calor máximas de 0 bajo un flujo térmico de 50 k /m2; 100 bajo un flujo térmico de 75 kW/m2; y 153 bajo un flujo térmico de 100 kW/m2. Sin_ embargo, el PBO comienza a descomponerse térmicamente a una temperatura de 660°C.

REF.: 29501 La referencia de Sastri y colaboradores Flammability characteristics of Phthalonitrile Co posites, 42nd International SAMPE Symposium páginas 1032-1038, 1997 describe un compuesto que comprende polímero de ftalonitrilo reforzado con tela de vidrio. El compuesto tiene una velocidad de liberación de calor máxima de 106 kW/m2 cuando se expone a un flujo térmico de 100 kW/m2. Sin embargo, el rendimiento de calcinación de las resinas de ftalonitrilo fue de 65 a 70% en la pirólisis a 1000°C. Cuando los compuestos con resinas de silicona se queman, tiene normalmente una velocidad de liberación de calor más baja y menores rendimientos de monóxido de carbono y humo que los compuestos elaborados con los polímeros orgánicos. Por ejemplo, en Development of Silicone Resins for use in Fabricating Lo Flammability Co posite Materials, Proc. 42nd Int. SAMPE, vol. 42, página 1355, 1997; Chao y colaboradores describe resinas de silicona que consisten de las unidades PhSi03/2 y ViMe2SiO?/2 o Me2SiO?/2 y ViMe2SiO?/2 (en donde Ph representa y de aquí en adelante en la presente denota un grupo fenilo, Vi representa y de aquí en adelante la presente denota un grupo vinilo y Me representa y de aquí en adelante la presente denota un grupo metilo) . Los compuestos elaborados a partir de estas resinas y varios rellenos tienen más baja producción de humo y rendimientos de monóxido de carbono en comparación con los compuesto elaborados con resinas orgánicas. Sin embargo, esos compuesto todavía tienen velocidades de liberación de calor inaceptablemente altas (de hasta 150 kW/m2) cuando se exponen a un flujo térmico incidente de 50 kW/m2. El documento SU-A 0 532 616 describe un moldeo de prensa reforzado con fibra de vidrio obtenido a partir de un polimetilsilsesquioxano, polidimetilmetilfenilsiloxano y un catalizador híbrido.

El moldeo resiste a la oxidación térmica y tiene buenas propiedades fisicomecánicas . La Patente Norteamericana No. 5,552,466 reivindica un compuesto de silicona con alta resistencia a la temperatura. El compuesto es elaborado a partir de una mezcla de por lo menos un polímero de silsesquioxano con una viscosidad de por lo menos 500,00 mPa-s a 25°C y por lo menos un componente de plidiorganosiloxano con una viscosidad de 10 a 1000 mPa-s a 25°C. Sin embargo, no se conocen compuestos en la técnica que utilicen la resina de metilsilsesquioxano sin mezclar como la matriz. Por consiguiente, es un objeto de esta invención proveer un compuesto de matriz polimérica con resina de metilsilsesquioxano que tienen alto rendimiento de calcinación y retiene mucho de sus resistencia mecánica después del quemado. Otro objeto de esta invención es proveer un método para fabricar el compuesto. Se describe un compuesto de matriz polimérica con resina de metilsilsesquioxano como la matriz. Se provee además un método para fabricar el compuesto. El compuesto producido es utilizado en aplicaciones estructurales en donde el fuego es una preocupación, tales como en interiores de aeroplanos, plataformas petroleras lejos de la costa, automóviles, trenes y varias infraestructuras. El compuesto tiene una baja velocidad de liberación de calor máxima con baja producción de humo y bajos rendimientos de monóxido de carbono cuando es quemado. Sin embargo, el compuesto retiene mucho de su resistencia a la tracción después de exposiciones a altas temperaturas. La composición de matriz polimérica de la presente invención comprende: (a) una matriz que comprende una resina de metilsilsesquioxano; y (b) un material reforzante. La cantidad de matriz en el compuesto es normalmente de 30 a 80, de preferencia de 40 a 50% en volumen. La resina de metilsilsesquioxano es obtenida mediante el curado de una resina de metilsilsesquioxano silanol-funcional . Las resinas de metilsilsesquioxano silanol-funcionales son conocidas en al técnica, por ejemplo, WO 97/07156 y 097/07164. Estas publicaciones describen una resina de metilsilsesquioxano silanol-funcional y un método para su preparación y curado. El compuesto comprende la hidrólisis de un metiltrihalosilano de la fórmula MeSiX3, en donde X representa un átomo de halógeno seleccionado de Cl, F, Br e I; y someter al producto de hidrólisis a una reacción de condensación de dos fases con agua y un compuesto seleccionado del grupo que consiste de un disolvente orgánico que contiene oxígeno y un disolvente orgánico que contiene oxígeno mezclado con menos del 50% en volumen de un disolvente de hidrocarburo . Las resinas de metilsilsesquioxano silanol-funcionales están disponibles comercialmente. Por ejemplo, Gelest** 3M02, WackerMR MK y Shin EtsuMR KR220L son apropiadas para la resiente invención. La resina de metilsilsesquioxano silanol-funcional utilizada en esta_ invención comprende unidades de la fórmula (CH3) SÍO3/2 y CH3Si (OH) O2/2 - Normalmente, la resina contiene 70 a 90% en mol de unidades de (CH3)Sí03/2, de preferencia 75 a 85% en mol. La resina contiene 10 a 30, de preferencia de 15 a 25% en mol de unidades CH3Si (OH) 02/2, en donde la cantidad de (CH3)Si?3/2 y unidades CH3Si (OH) O2/2 en la resina es igual al 100% en mol. Esta resina tiene un peso molecular promedio en número de 200 a 200,000, de preferencia 380 a 2,000. La resina es soluble en disolventes orgánicos polares. Además, no contiene unidades que tiene grupos organofuncionales enlazados al silicio con más de un átomos de carbón, tales como grupo fenilo o vinilo. Las resinas de metilsilsesquioxano silanol-funcional curan mediante la reacción de condensación. Al reacción puede ser sin catalizar o catalizada por ácido, base o catalizador neutro. Por ejemplo, el octolato de zinc, octoato de estaño y butóxido de titanio son adecuados en la presente como catalizadores. La temperatura de la reacción de condensación es normalmente de 100 a 250°C. La resina de metilsilsesquioxano curada comprende unidades de (CH3) SÍO3/2 y hasta uno % en mol de unidades CH3Si (OH) 02/2 y residuales. La matriz de este compuesto puede contener de 0.1 a 50% en volumen de ingredientes opcionales. Por ejemplo, 0.1 a 50% en volumen de un aditivo seleccionado del grupo que consiste de pirorretardantes, protectores a la luz ultravioleta, estabilizadores de la viscosidad y combinaciones de los mismos pueden ser agregados a la matriz. Los pirorretardantes apropiados incluyen sílices, tales como sílice pulverizada o azufrada; silicatos en capas; compuestos de hidróxido de aluminio y compuestos brumados como un pirorretardante. Otro ingrediente opcional es un agente de endurecimiento presente en una cantidad de 0.1 a 20% en volumen de la matriz. Los agentes de endurecimiento impiden que el compuesto se vuelva quebradizo cuando la resina de metilsilsesquioxano silanol-funcional cura. Los agentes de endurecimiento son de preferencia compuestos de hule. La cantidad de material reforzante (b) en el compuesto variara dependiendo del tipo y forma de material reforzante. Sin embargo, la cantidad del material reforzante es normalmente de 20 a 70, de preferencia 50 a 65% en volumen del compuesto. El material reforzante puede ser un relleno, tal como en material en partículas ejemplificado por un polvo de sílice. Sin embargo, el material reforzante es de preferencia una fibra. Las fibras apropiadas incluyen carbono/grafito; boro; cuarzo; óxido de aluminio; compuestos orgánicos; ® vidrio tales como vidrio E, vidrio S, S-2 glass o vidrio C; y fibras de carburo de silicio o carburo de silicio que contienen titanio. Las fibras disponibles comercialmente que son apropiadas para la presente invención incluyen; fibras orgánicas, tales como KEVLAR MR, fibras que contienen óxido de aluminio, tales como fibras NEXTEL M?l de 3M; fibras de carburo de silicio, tales como NICALON de Nippon Carbón; y fibras de carburo de silicio que contienen titanio, tales como TYRRANO® de Ube Industries. Las fibras de carbono y de vidrio son preferidas en la presente debido a su bajo costo. Cuando el material reforzante es una fibra, esta normalmente presente a 20 a 70, de preferencia 50 a 65% en volumen del compuesto. Las fibras pueden ser aprestadas o sin aprestar. Cuando las fibras son aprestadas, el apresto sobre las fibras consiste normalmente de una capa de 100 a 200 nm de espesor. Cuando se utilizan fibras de vidrio, el apresto es por ejemplo un agente de acoplamiento, agente lubricante o antiestático. El refuerzo de fibra puede tener varias formas. Hay continuas o discontinuas o combinaciones de las mismas. La mecha de hebra continua se utiliza para fabricas compuestos unidireccionales o de plegado angular. La mecha de hebra continua es también tejida en tela o tela utilizando diferentes tejidos tales como liso, satín, gasa de vuelta, granúculo y tridimensional. Otras formas de repuestos de fibras continuas son ejemplificadas por trenzados, telas tejidas y cintas o telas unidireccionales. Las cintas discontinuas apropiadas para esta invención incluyen fibras molidas, fibras de óxido metálico, fibras cortadas y esteras de fibra cortada. Cuando el material reforzante es discontinuo, es agregado normalmente en una cantidad de 20 a 60, de preferencia 20 a 30% en volumen del compuesto. Ejemplos de materiales reforzantes discontinuos apropiados incluyen fibras molidas o cortadas, tales como fibras de vidrio y de silicato de calcio. El material reforzante discontinuo preferido es una fibras molida de silicato ® de calcio (wolastonita; Nyad G Special ) . Una combinación de fibras continuas y discontinuas también se pueden utilizar en el mismo compuesto. Por ejemplo, una estera de mecha tejida es una combinación de una mecha tejida y una estera de hebras cortadas y es apropiada en la presente. También se puede utilizar un híbrido que comprende diferentes tipos de fibras en esta invención. Por ejemplo, se pueden usar_ capas de diferentes tipos de refuerzo. En interiores de aeronaves, el material de refuerzo comprende de referencia una fibras y un núcleo, tal como un núcleo de panal NomexMR o un núclo de espuma elaborado de poliuretano o polivinilcloruro. El compuesto puede tener un recubrimiento sobre su superficie tal como un material de acrilato utilizado para impedir la degradación por la luz ultravioleta (por ejemplo, debido a la luz del sol) del compuesto. Este recubrimiento también puede ser resistente a la abrasión o resistente los compuestos químicos. Esta invención es concerniente además con un método para, fabricar un compuesto que comprende las etapas de: aplicar una composición de matriz que comprende una resina de metilsilsesquioxano silanol-funcional a un material reforzante; y después de esto curar la resina. El método para aplicar la composición de matriz al material de refuerzo no es crítico. La composición de matriz es aplicada mediante procesamiento sin disolventes o mediante procesamiento auxiliado por disolventes. El procesamiento sin disolventes es preferido. El procesamiento sin disolventes se lleva a cabo de manera continua o no continua. El procesamiento sin disolventes continuo se lleva a cabo mediante estirado de una fibra continua a través de un baño que contiene resina fundida. Una fibra discontinua es moldeada en lámina al colocar la fibra discontinua sobre una capa delgada de resina fundida sobre una película de liberación y luego otra capa de película de liberación colocada encima. Luego las capas se hacen mover a través de rodillos de comprensión para mezclar la resina sin las fibras. El procesamiento sin disolventes no continuo es ejemplificado al poner un material de refuerzo a un molde y agregar la resina al molde. La resina puede ser agregada a un molde abierto o la resina puede ser inyectada a un molde cerrado. Alternativamente, el método para aplicar la composición de matriz al material reforzante puede ser auxiliado por disolventes. La resina de metilsilsesquioxano silanol-funcional puede ser disuelta en un disolvente para formar una solución y la solución ser disuelta en los métodos descritos anteriormente. Los disolventes apropiados son ejemplificados por acetona, metiletilcetona, metilisobutilcetona, tolueno y alcohol isopropílico . Cuando se utiliza un disolvente, al solución contiene 40 a 70, preferiblemente 50 a 60% por peso de resina. Cuando se utiliza el procesamiento auxiliado por disolventes, el disolvente es separado antes del curado. El disolvente es separado mediante el calentamiento de la composición de matriz a una temperatura menor de la temperatura requerida para curar la resina o al permitir que la composición permanezca o repose a temperatura ambiente de hasta 24 horas. La cantidad del disolvente dejado después de la etapa de remoción es normalmente 2 a 3% en peso de la composición de matriz. Preferiblemente, el contenido de disolvente es reducido a un nivel tan bajo como sea posible. Si el contenido de disolvente residual es mayor del 3% se pueden formar huecos o vacíos indeseables cuando la resina cura. La resina de etilsilsesquioxano silanol-funcional cura mediante una reacción de condensación. Normalmente, el compuesto es curado mediante calentamiento a una temperatura de 200 a 250, de preferencia 220 a 232°C, a una presión de 0.7 a 1 Mpa. La resina puede ser opcionalmente postcurada mediante calentamiento a una temperatura de 250 a 275, de preferencia 250 a 260°C. Usualmente, el postcurado se lleva a cabo mediante calentamiento durante 5 a 20 horas, de preferencia 12 a 16 horas. La resina de metilsilsesquioxano silanol-funcional de la presente invención es apropiada para uso en métodos conocidos en _ la técnica para fabricar compuestos, tales como pre-preg de la fibra con la resina y subsecuentemente someter a autoclave el pre-preg; devanado de filamento; pultrusión; moldeo en molde correspondiente; moldeo de transferencia de resina y moldeo de transferencia de resina auxiliado por vacío. Los compuestos preparados de acuerdo con esta invención tienen normalmente las siguientes propiedades cuando se exponen a un flujo de calor incidente de 50 kW/m2: rendimiento de humo (coeficiente de extinción) de menos de uno 1/m; rendimiento de CO menores de 0.02%, de preferencia menos de 0.01% en volumen en base al volumen del gas de escape; y velocidades máximas de liberación de calor de menos de 20, de preferencia menos de 10 kW/pr. Después del quemado, los compuestos retienen por lo menos 46, de preferencia por lo menos 78%, de sus resistencia a al tracción ..original y tienen rendimiento de calcinación de 98% por peso o más, de preferencia 99% en peso o más . El estándar ASTM E 1354 fue utilizado para probar las velocidades de liberación de calor, monóxido de carbono (CO) y de humo en estos ejemplos. En general, el método ASTM E 1354 consiste de colocar una muestra en un portador de muestras a temperatura ambiente. Luego la muestra es quemada en flujo de aire ambiente en tanto que es sometida a u flijo de calor externo de 50 kW/m2 de un calentador eléctrico radiantre cónico. Las muestras son sometidas a la flujo de calor durante 600 a 1,200 segundos, luego se miden las propiedades del gas de escape del calentador. La cantidad de oxígeno consumido se calcula en base a la composición de oxígeno medida mediante un analizador paramagnético y la velocidad de flujo del gas de salida medido mediante un medidor de orificio. La velocidad de liberación de calor es calculada (kW/m2) en base al consumo de oxígeno con el paso del tiempo. La velocidad máxima de liberación de calor es la más alta velocidad de liberación de calor obtenida en el tiempo en que la muestra se expone al flujo de calor. El rendimiento de CO se obtiene al medir el contenido de CO del gas de escape al utilizar un detector de monóxido de carbono. El rendimiento máximo de CO es el e rendimiento más alto de CO medido en que la muestra es expuesta la flujo de calor . El rendimiento de humo es expresado como el coeficiente de extinción (1/m) . El rendimiento de humo se obtiene al utilizar un sistema de medición de oscurecimiento de humo que comprende un láser de helio-neon, fotodiodos de silicio como haz principal y detectores de referencia y componentes electrónicos asociados para determinar el coeficiente de extinción. El rendimiento máximo de humo es el rendimiento de humo más alto medido con el paso del tiempo en que la muestra es expuesta al flujo de calor. El sistema es unido al conducto de escape del calentador.

Ejemplo Comparativo 1 Tres resinas de silsesquioxano fueron quemadas en un calorímetro de cono de acuerdo al método ASTM E 1354. La muestra Cl-1 fue una resina de fenilsilsesquioxano, GelestMR 3P01. La muestra Cl-1 fue curada mediante calentamiento a 200°C durante 16 horas. La muestra Cl-2 fue una resina de fenilsilsesquioxano sin curar (Gelest MR 3P01). Esta resina tiene un peso molecular promedio de número de 1161. La muestra Cl-3 fue una resina de metilsilsesquioxano sin curar con 81% por mol de unidades ( (CH3) Si03/2) y 16% en mol de unidades (CH3Si (OH) O2/2) • La resina tiene un peso molecular promedio en número (Mn) de 3.900. Cada muestra fue triturada a un polvo y colocada en un calorímetro de cono bajo condiciones de aire ambiente. Las muestras fueron quemadas mediante exposición a un flujo de _ calor externo de 50 kW/m2 durante 800 a 1,100 segundos. Se midieron la concentración de oxígeno y la velocidad del flujo de gas del escape. Luego se calcula la velocidad de liberación de calor máxima. Las velocidades máximas de liberación de calor para cada muestra se muestran en la tabla 1.

Ej emplo 1 Las velocidades máximas de liberación de calor de cuatro muestras, de resina de metilsilsesquioxano curadas fueron medidas de acuerdo al método de ASTM E 1354 como en el Ejemplo Comparativo 1 excepto que las muestras fueron quemadas durante 1,000 segundos. Todas las muestras fueron curadas mediante calentamiento a 200°C durante 16 a 18 horas. La muestra 1-4 fue un metilsilsesquioxans curado con unidades de ( (CH3) SÍO3/2) y (CH3Si (OH) O2/2) • Antes del curado, la resina tenía 81% en mol de" unidades de (CH3)Si03 y 16% en mol de unidades de (CH3Si (OH) O2/2) y un peso molecular promedio en número (Mn) era de 3,900. El contenido de silanol después del curado fue menor que 1% en mol. La muestra 1-5 consistió de GelestMR 3M02. Antes del curado, la resina tenía 75% en mol de unidades ( (CH3) Si03/:) y 20% en mol de_ (CH3Si (OH) 02 2) y Mn de 2859. La muestra 1-6 consistió de Wacker MR MK y tenía un MN de 3457 antes del curado.

La muestra 1-7 consistió de Shin EtsuM"R" KR220L y tenía un MN de 2418 antes del curado. Las velocidades máximas de liberación de calor para cada muestra se muestran en la tabla 1.

Tabla 1: velocidades máximas de liberación de calor (kW/m2) para diferentes resinas Las diferentes resinas de etilsilsesquioxano curadas tenían velocidades de liberación de calor comparables. Sin embargo, las resinas de metilsilsesquioxano sin curar y las resinas de fenilsilsesquioxano curadas y sin curar tenían velocidades de liberación de calor máximas inaceptablemente altas.

Ejemplo 2 Una muestra del compuesto se prepara al utilizar como matriz una resina curada con unidades de ( (CHj) SiOj 2) y menos de 1.% en moles de unidades de (CH3Si (0H)0;/2.

El material reforzante utilizado consistió de fibra de silicato de calcio molida ( o lastonita, Nyad G ® Special ) . El compuesto fue preparado mediante el siguiente método: 5.6 g de la resina sin curar y 16 g de la fibra molida fueron mezclados bien por un agitador. La resina sin curar tenía 85% en mol de unidades de ( (CH3) Si03 2) y 15% en mol de unidades de (CH3Si (OH) 02/2) • Luego la mezcla fue curada mediante prensado en caliente en una ranura por marco de 5 x 5 x 0.63 cm a una temperatura de 200°C durante 30 minutos, seguida por un postcurado a una temperatura de 200°C durante 15 horas. La muestra fue incinerada en un calorímetro de cono de acuerdo al método de la ASTM E 1354, bajo un flujo de calor incidente de 50 /m*" . La velocidad máxima de liberación de calor fue de 16.8 k /?rr. Después de la incineración, el compuesto no mostró fisuración.

Ejemplo 3 Dos muestras de compuesto fueron fabricadas al utilizar una resina de metilsilsesquioxano silanol-funcional con 81 - 82%^ en mol de unidades de ((CH3)Si03/ y 16 17% en mol de unidades de (CH3Si (OH) 02/2) y un peso molecular promedio en número (Mn) de 3,900 antes del curado. La primera muestra, 3-1, fue reforzada con tela de vidrio E estilo 7781, tejida de satín dureza 8 tratada térmicamente. (El vidrio E es una fibra de grado eléctrico disponible comercialmente) . La tela fue obtenida de Clark Schwebel Company y tenía las siguientes propiedades: peso 303 g/m2; espesor de 0.23 m. La tela de vidrio no fue aprestada. La segunda muestra, 3-2, fue reforzada con tela de carburo de silicio de tejido de satín dureza 8 de grado cerámica tratada térmicamente. La tela de carburo de silicio tenía un peso de 380 g/m2. La tela de carburo de silicio fue aprestada inicialmente con polivinilacetato y fue tratada térmicamente para eliminar el apresto antes de fabricar el compuesto. Las nuestras fuero fabricadas cada una mediante el siguiente método: un pre-preg fue preparado mediante inmersión de la tela en una solución que contiene 60% en peso de resina en acetona y secado durante toda la noche en hojas de aluminio corrugadas en una campana de humos a condiciones ambientales. La muestra 3-1 contenía 40.5% en peso de resina. La muestra 3-2 contenía 47.9 en peso de resina.

Ejemplo 4 La muestra 3-1 fue cortada en 24 piezas (22.9 cm x 11.5 cm) . La muestra 3-2 fue cortada en 20 piezas (22.9 cm x 12.7 cm) . Las piezas de cada muestra fueron apiladas manualmente para formar dos pliegues. Cada pieza en el pliegue fue arreglada de tal manera que la dirección de envoltura fue paralela a aquella de las otras piezas. Después de esto, dos pliegues, todas las envolturas paralelas, fueron colocados en al misma bolsa de vacío lado a lado y curadas en un autoclave a 232°C y 1 Mpa durante 6 horas al utilizar un ciclo combinado de desabul amiento y curado. Se utilizaron telas de purga en la bolsa de vacío para separar la resina en exceso. El ciclo de desabul amiento y curado fue como sigue: (a) calentamiento a 132°C a l°C/min. y mantenido durante 30 minutos. Incremento de presión a 207 kPa . (b) calentamiento a 121°C a l°C/min. y mantenido durante 2 horas. (c) Incremento de presión a 1 kPa y luego calentamiento a 232°C a l°C/min. (d) retención a 1 Mpa y 232°C durante 6 horas. (e) enfriamiento y reducción de la presión. Luego las muestras fueron postcuradas a una temperatura de 260°C durante 16 horas. La muestra 4-1 2i consistió del compuesto de vidrio/resina 24 pliegues y fue de 0.5 cm de espesor y contenía 56% de fibra en volumen. La muestra 4-2 fue el compuesto de carburo de silicio/resina de 20 pliegues y era de 0.71 cm y contenía 42% de fibra en volumen.

Ej e plo 5 Cada muestra del ejemplo 4 fue cortada en dos piezas de 10 cm x 10 cm. Las piezas reforzadas con tela de vidrio fueron designadas muestras 5-1A y 5-1B. Las piezas reforzadas con fibras de carburo de silicio fueron designadas 5-2A y 5-2B. Las muestras 5-1A y 5-2A fueron pesadas y luego incineradas o quemadas en le calorímetro de cono de acuerdo al método de ASTM E 1354. Los compuestos fueron quemados mediante exposición a un flujo térmico externo de 50 kW/m2 durante 600 a 1,200 segundos. Se midieron la concentración de oxígeno y la velocidad de flujo del gas de escape. La velocidad máxima de liberación de calor fue calculada a partir de la concentración de oxígeno y la velocidad de flujo del gas de escape. El rendimiento máximo de CO y el rendimiento máximo de humo también se midieron. Las muestras fueron pesadas después del quemado. Se calculo el rendimiento de calcinación en base al peso de las muestras antes y después del quemado . Los rendimientos de calcinación y las velocidades máximas de liberación de calor, rendimientos máximos de CO y rendimientos máximos de humo se reportan en la Tabla 2. Las muestras 5-1B y 5-2B no fueron quemadas.

Tabla 2: Propiedades de los Compuestos Quemados Ejemplo 6 Las propiedades mecánicas de las muestras del compuesto quemadas y sin quemar del ejemplo 5 fueron sometidas a prueba. Cada nuestra fue nominalmente de 10 cm de largo y 1.27 cm de ancho. Lengüetas de la extrema usadas, de 2.54 cm de largo, fueron unidas a las muestras con adhesivo epóxi para dar como resultado una longitud de medición de 5.1 cm. Estas muestras fueron sometidas a pruebas de tensión en una dirección de alabeo o urdimbre utilizando un marco de pruebas Instron con velocidad transversal de 0.04 cm/min. Mordazas de acción de cuñas mecánicas con caras de sujeción cerradas fueron utilizadas. Los estados de pruebas se presentan en la Tabla 3 Tabla 3: Resistencia a la Tracción de los Compuestos Quemados y sin Quemar Se hace constar que con relación a esta fecha, el mejor método conocido por la solicitante para llevar a la práctica la citada invención, es el que resulta claro de la presente descripción de la invención.

Claims (11)

REIVINDICACIONES Habiéndose descrito la invención como antecede, se reclama como propiedad lo contenido en las siguientes:

1. Un compuesto de matriz polimérica caracterizada porque comprende (a) 30 a 80% en volumen de una matriz que comprende una resina de metilsilsesquioxano que consiste esencialmente de unidades de (CH3)Si03/2 y hasta 1% en mol de unidades de (CH3Si (OH) 02 2) , y (b) 20 a 70% en volumen de un material reforzante .

2. El compuesto de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque la matriz comprende además 0.1 a 50% en volumen de un aditivo seleccionado del grupo que consiste de pirorretardantes protectores a la luz ultravioleta, estabilizadores de la viscosidad y combinaciones de los mismos.

3. El compuesto de conformidad con la reivindicación 2, caracterizado porque el aditivo es un pirsrretardante seleccionado del grupo que consiste de sílice en partículas, sílice azufrada, silicatos en capas, hidróxido de aluminio y pirorretardantes bromados.

4. El compuesto de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque la matriz comprende además 0.1 a 20% en volumen de un agente de endurecimiento .

5. Un método para fabricar un compuesto de matriz polimérica caracterizado porque comprende: i) aplicar a un material reforzante, una composición de matriz que comprende una resina de metilsilsesquioxano silanol-funcional que comprende 70 a 90% en mol de unidades de (CH3)Si03 2 y 10 a 30% en mol de unidades CHjSi (OH) 0 ~, z i en donde la resina de metilsilsesquioxano silanol-funcional tiene un peso molecular promedio en número de 200 a 200,000; en donde la cantidad de unidades de (CH3) Si0 2 y de CH3Si (OH) 02/2 en la resina es igual al 100% en mol; en donde el material reforzante comprende 20 a 70% en volumen del compuesto; y ii) curar la resina de metilsilsesquioxano silanol-funcional.

6. El método de conformidad con la reivindicación 5, caracterizado porque el compuesto retiene por lo menos 46% de su resistencia a la tracción inicial después de quemado -o incineración por exposición a un flujo de calor incidente de 50 kW/m2 durante 600 a 1,200 segundos .

7. El método de conformidad con la reivindicación 5, caracterizado porque el compuesto tiene por lo menos 98% de rendimiento de calcinación después del quemado por exposición a un flujo de calor externo de 50 kW/m2 durante 600 a 1,200 segundos.

8. El método de conformidad con la reivindicación 5, caracterizado porque la resina de metilsilsesquioxano silanol-funcional cura durante calentamiento a una temperatura de 200 a 250°C.

9. El método de conformidad con la reivindicación 8, caracterizado porque comprende además curar el etilsilsesquioxano silanol-funcional a una presión de 0.7 a 1 mPa.

10. El método de conformidad con la reivindicación 5, caracterizado porque comprende además postcurar el compuesto mediante el calentamiento a una temperatura de 250 a 275°C.

11. El método de conformidad con la reivindicación 10, caracterizado porque el postcurado del compuesto se lleva a cabo durante 5 a 20 horas.