Способ получения фрикционных полимерных материалов



Способ получения фрикционных полимерных материалов
Способ получения фрикционных полимерных материалов

Владельцы патента RU 2717055:

Федеральное государственное бюджетное учреждение науки "Федеральный исследовательский центр Южный научный центр Российской академии наук" (RU)

Изобретение относится к способу получения фрикционных полимерных материалов с повышенной термостойкостью и может быть использовано при изготовлении тормозных колодок, подвергаемых повышенным интенсивным нагрузкам, в железнодорожном и автомобильном транспорте, подъемных кранах, муфтах сцепления, а также в качестве демпфирующих и вибропоглощающих материалов, эксплуатируемых при повышенных температурах, и других целей. Способ включает предварительную обработку на пластифицированном оборудовании бутадиеновых или бутадиеннитрильных каучуков совместно с твердой эпоксициануратной смолой 4,4-дифенилметандиизоцианатом, блокированным метилпиразолом. Далее вводят вулканизирующие добавки порошковый наполнитель, волокнистый наполнитель, пропитанный водорастворимой эпоксидной смолой. Изобретение обеспечивает повышение прочностных показателей и износостойкости фрикционных полимерных материалов и при повышенных температурах с одновременным исключением образования волокнистой пыли и улучшением условий труда в процессе смешения компонентов, а также нейтрализации образующейся в процессе эксплуатации серы, позволяет заметно повысить прочностные показатели получаемых фрикционных материалов при +20°С и обеспечивает рост указанных показателей при +60°С и +120°С в 2-2,5 раза. 2 табл., 6 пр.

 

Изобретение относится к способу получения фрикционных полимерных материалов с повышенной термостойкостью и может быть использовано при изготовлении тормозных колодок, подвергаемых повышенным интенсивным нагрузкам, в железнодорожном и автомобильном транспорте, подъемных кранах, муфтах сцепления, а также в качестве демпфирующих и вибропоглощающих материалов, эксплуатируемых при повышенных температурах, и других целей.

В аналоге (см. патент RU 2175335 С2 от 27.04.1999 г.) описан способ получения фрикционного полимерного материала, предусматривающий введение в процессе пластификации каучука эпоксидного компонента - твердого сплава эпоксидной диановой смолы с 4,4' диоксидифенилсульфоном и фенолформальдегидной смолой.

Недостатком получаемого при этом материала является его сравнительно невысокая исходная прочность и значительное снижение прочностных показателей, начиная с температуры +60°С, возникающей в процессе фрикционных нагрузок.

Ближайшим прототипом заявляемого технического решения является способ получения фрикционных полимерных материалов, включающий операцию пропитки волокнистого наполнителя эпоксидной водорастворимой смолой промышленной марки Этал АК-732, представляющей собой тройной продукт взаимодействия смеси диановой и алифатической смол с гликолями и их производными (ТУ 2241-824-18826195-06), содержащей отвердитель-жидкий карбонил переходного металла в триэтаноламине (см. патент RU 2430936 С2 от 31.08.2009 г.).

Недостатком описанного в прототипе материала является сравнительно низкие прочностные показатели при повышенных температурах эксплуатации.

Введение же термостойких эпоксидных смол в состав каучуков не позволяет достигнуть необходимой прочности, т.к. эпоксидные смолы химически не взаимодействуют с бутадиеновыми и бутадиеннитрильными каучуками.

Авторами найден способ, позволяющий обеспечить химическое взаимодействие термостойкой эпоксидной смолы с каучуками, используя блокированные изоцианаты, изоцианатные группы которых при разблокировке взаимодействуют с двойными связями каучуков, а блокираторы отверждают эпоксидные смолы. (Блокированные изоцианаты описаны на стр. 36 в книге: Лапицкий В.А., Крицук А.А. Физико-механические свойства эпоксидных полимеров и стеклопластиков. Киев: Наукова думка, 1986. - 92 с.)

Целью заявляемого способа является существенное повышение прочностных показателей и износостойкости фрикционных полимерных материалов при повышенных температурах с одновременным исключением образования волокнистой пыли и улучшением условий труда в процессе смешения компонентов, а также нейтрализации образующейся в процессе эксплуатации серы.

Поставленная цель достигается тем, что способ получения фрикционных полимерных материалов осуществляется путем совместной обработки на пластификационном оборудовании бутадиеновых или бутадиеннитрильных каучуков с твердой эпоксициануратной смолой, получаемой эпоксидированием циануровой кислоты эпихлоргидрином, и блокированными изоцианатами (4,4' дифенилметандиизоцианат, блокированный метилпиразолом), с последующим введением вулканизирующих добавок-серы, тиурама, 2-меркаптобензтиазола, затем порошкового наполнителя, волокнистого наполнителя, пропитанного водорастворимой эпоксидной смолой, представляющей собой продукт взаимодействия смеси диановой и алифатической смол с гликолями или их производными, при соотношении волокно:-смола от 95:5 до 60:40, при этом материал содержит мас.ч.:

каучук 100
эпоксициануратная смола 5÷40
4,4' дифенилметандиизоцианат,
блокированный метилпиразолом 5÷30
сера 1÷15
тиурам 0,04÷2,0
2-меркаптобепзтиазол 0,3÷4,0
порошковый наполнитель 10÷100
пропитанный волокнистый наполнитель 10÷150.

Пример 1

Пропитка волокна

В лопастной смеситель загружают 200 мас.ч. растворенной в воде эпоксидной смолы, представляющей собой продукт взаимодействия смеси диановой и алифатической смол с гликолями и их производными, марки Этал АК-732 (ТУ 2241-824-18826195-06), серийно выпускаемой ЗАО «ЭНПЦ Эпитал» (г. Москва) с содержанием сухого остатка 30%. Далее в смеситель загружают 200 мас.ч. рубленого стекловолокна (ТУ 5952-061-05763895-2003) и перемешивают в течение 10 минут. Смесь выгружают на противень и сушат до остаточного содержания воды не более 0,5%.

Получение фрикционного материала

В резиносмеситель типа РСВД 140-20 загружают 100 мас.ч. бутадиенового каучука марки СКД-2 (ГОСТ 14924), 22 мас.ч. твердой эпоксициануратной смолы марки ЭЦ-К (ТУ 6-05-1190-76) и 18 мас.ч. 4,4' дифенилметаидиизоцианата, блокированного метилпиразолом (опытный продукт). Смесь перемешивают при +60°С в течение 20 минут, после чего добавляют 8 мас.ч. серы технической молотой природной сорта 9995, 1 мас.ч. тиурама (ГОСТ 740-76), 2 мас.ч. 2-меркаптобензтиазола (ГОСТ 739-74), 45 мас.ч. порошкового наполнителя, состоящего из смеси глинозема (ГОСТ 30558-98), графита кристаллического (ГОСТ 5279-74), крошки диатомитовой обожженной (ТУ 5761-003-25310144-99), концентрата баритового (ГОСТ 4682-84) в равном соотношении. Далее в резиносмеситель загружают 60 мас.ч. стекловолокна, пропитанного смолой в соотношении стекловолокно: смола 75:25 и осуществляют перемешивание при 90°С в течение 20 минут. Полученный материал перерабатывается в изделия методом компрессионного горячего прессования при температуре 165°С±5°С и выдержке в прессформе 20 минут +/- 2 мин/мм толщины изделия.

Примеры 2÷6 осуществляют аналогично примеру 1, но с изменением параметров в соответствии с таблицей 1.

Свойства получаемого фрикционного полимерного материала приведены в таблице 2.

Заявляемый способ позволяет заметно повысить прочностные показатели получаемых фрикционных материалов при +20°С и обеспечивает повышение указанных показателей при +60°С и +120°С в 2÷2,5 раза, сохраняя фрикционные свойства при +20°С на уровне прототипа. Можно также прогнозировать их преимущества при +60°С и +120°С.

Способ получения фрикционных полимерных материалов, заключающийся в предварительной обработке на пластификационном оборудовании бутадиеновых или бутадиеннитрильных каучуков совместно с твердой эпоксициануратной смолой и 4,4'-дифенилметандиизоцианатом, блокированным метилпиразолом, с дальнейшим введением вулканизирующих добавок - серы, тиурама, 2-меркаптобензтиазола, затем порошкового наполнителя, волокнистого наполнителя, пропитанного водорастворимой эпоксидной смолой, представляющей собой продукт взаимодействия смеси диановой и алифатической смол с гликолями или их производными при соотношении волокно:смола от 95:5 до 60:40, при этом материал содержит, мас.ч.:

Каучук 100
Эпоксициануратная смола 5÷40
4,4'-дифенилметандиизоцианат,
Блокированный метилпиразолом 5÷30
Сера 1÷15
Тиурам 0,04÷2,0
2-меркаптобензтиазол 0,3÷4,0
Порошковый наполнитель 10÷100
Пропитанный волокнистый наполнитель 10÷150



 

Похожие патенты:
Изобретение относится к водонабухающим эластомерным материалам и может быть использовано при изготовлении резиновых набухающих уплотнительных элементов пакерного оборудования, применяемого в нефтегазодобывающей отрасли.

Изобретение относится к созданию эластомерной композиции на основе гидрированного бутадиен-нитрильного каучука с повышенным содержанием акрилонитрила и малой непредельностью и может быть использовано в резиновой и резинотехнической промышленности для изготовления резиновых изделий, длительно эксплуатирующихся в условиях воздействия топлив и масел при высоких температурах (до 150°С и выше).

Изобретение относится к резиновой промышленности и может быть использовано в машиностроении, нефтедобывающей и нефтеперерабатывающей промышленности. Резиновая смесь содержит следующие компоненты, мас.ч.: гидрированный бутадиен-нитрильный каучук 100, вулканизующий агент N,N'-бис-n-нитрозофенилпроизводное алкандиамина 3-7, технический углерод 40-50, пластификатор 6-10, стеариновую кислоту 1-2, антиоксидант 0-1.

Изобретение относится к твердым композициям, содержащим сополимеры с маленькими первичными частицами в сыпучей форме. Композиция в форме частиц, твердая при 20°С в качестве модификатора ударной вязкости, содержащая по меньшей мере один сополимер на основе по меньшей мере следующих сомономеров от а) до d): a) от 30 до 85% масс., в пересчете на общее количество всех сомономерных единиц, сопряженного диена, b) от 5 до 55% масс., в пересчете на общее количество всех сомономерных единиц, α,β-ненасыщенного нитрила, c) от 0,5 до 5% масс., в пересчете на общее количество всех сомономерных единиц по меньшей мере одного полифункционального (мет)акрилата из многоатомных спиртов с 2-10 атомами углерода, и d) от 1 до 10% масс., в пересчете на общее количество всех сомономерных единиц, по меньшей мере одного функционализированного сомономера, выбранного из группы, состоящей из (мет)акрилатов с гидроксильными функциональными группами, (мет)акриламидов, (мет)акриловой кислоты и их смесей, которые после распылительной сушки имеют средний диаметр первичных частиц от 5 до 500 нм, отличается тем, что композиции имеют сыпучесть согласно стандарту ENDIN 6186:1998 (диаметр воронки 15 мм) не более чем 33 с.

Изобретение относится к порошкообразной смеси для строительных деталей, предназначенных для использования во внутренних помещениях, к способу получения порошкообразной смеси, к композиционному материалу, а также к способу получения композиционного материала.

Изобретение относится к нефтяной промышленности и может найти применение при производстве водонабухающих пакеров. Резиновая смесь для манжеты пакерного устройства содержит бутадиен-нитрильный каучук, целевые ингредиенты, в том числе водонабухающие полимеры.

Изобретение относится к резиновой промышленности и может быть использовано для внутреннего слоя уплотнительных элементов в составе водонабухающих пакеров, применяемых в нефтегазодобывающей промышленности.

Изобретение относится к резиновой промышленности и может быть использовано для внешнего слоя уплотнительных элементов в составе водонабухающих пакеров, применяемых в нефтегазодобывающей промышленности.

Изобретение относится к огнестойкой резиновой смеси с улучшенными антифрикционными свойствами и может быть использовано в уплотнительных деталях, подвижных узлах механизмов в нефтяной и машиностроительной промышленности.

Изобретение относится к производству эластомерных материалов, используемых в нефтегазовой отрасли для изготовления резинотехнических деталей, подвергающихся воздействию высоких температур, агрессивных сред, многократным деформациям растяжения, абразивному износу, и может быть использовано в машиностроении, строительстве и других отраслях.
Изобретение относится к композиции порошкового покрытия на основе эпоксидной смолы. Композиция включает, мас.%: от 50 до 80 эпоксидной смолы на основе бисфенола А, модифицированной диизоцианатом, от 1 до 5 отверждающего агента, от 1 до 5 вспомогательного отверждающего агента, от 4 до 18 усиливающего агента и от 10 до 25 пигмента-наполнителя.

Изобретение относится к области химии, физики и касается способа получения новых металлорганических полимеров, конкретно эпоксидных полимеров, и может быть использовано в оптике и квантовой электронике, преимущественно для изготовления волноводов, оптических усилителей, лазеров.
Изобретение относится к изготовлению строительных материалов и конкретно касается изготовления строительной ячеистой панели из сотового листа поликарбоната. При изготовлении строительной ячеистой панели пустоты листа сотового поликарбоната заполняют при помощи маслозаливного шприца смесью из эпоксидной смолы ЭД-20 и отвердителя ПЭПА в соотношении 10:1 с шагом через одну ячейку.

Изобретение относится к композиции эпоксидной смолы, препрегу и композитному материалу, который может быть применен в аэрокосмической промышленности или для производства спортивных товаров.

Настоящее изобретение относится к композиции для получения системы термоотверждаемой двухкомпонентной эпоксидной смолы. Композиция включает первый компонент, содержащий 30-40 мас.% эпоксидной смолы из расчета на общую массу первого компонента, принятую за 100%, и второй компонент, находящийся отдельно от первого компонента, при этом второй компонент содержит 10-30 мас.% катализатора гомополимеризации и 70-90 мас.% реактивного разбавителя из расчета на общую массу второго компонента, принятую за 100%.

Изобретение относится к области контроля биологического обрастания защищаемых поверхностей в природных водных средах. Способ формирования защитного покрытия, обладающего в водной среде противообрастательным эффектом, заключается в том, что покрытие выполняют на основе полимерного или композиционного материала, обладающего адгезионными свойствами, в который вводят биоцидную композицию.

Изобретение относится к полимерным композиционным материалам, используемым в элементах конструкций авиационной и космической техники. Описан способ сокращения длительности отверждения эпоксидного связующего, состоящего из основы: эпоксидной смолы L, наномодификатора: одностенных углеродных нанотрубок с сурфактантом, отвердителя - ЕРН 161, отличающийся тем, что в качестве основы используют низковязкую эпоксидную смолу холодного отверждения, позволяющую проводить ультразвуковое диспергирование непосредственно в основе, в качестве сурфактанта используется этоксилированный спирт, что обеспечивает седиментационную устойчивость наполнителя при хранении концентрата «смола-нанотрубки», при этом углеродные нанотрубки вводят в основу в количестве до 0,15 масс.%, а процесс ультразвукового диспергирования ведут при температуре 60°С.

Изобретение относится к области создания расплавных эпоксидных связующих для получения конструкционных полимерных композиционных материалов (ПКМ), в том числе для декоративного применения, на основе волокнистых армирующих наполнителей, перерабатываемых по препреговой технологии, которые могут быть использованы в автомобильной, судостроительной, ветроэнергетической, спортивной, электронной и строительной индустриях, а также для дизайнерских применений при создании экстерьеров, интерьеров, мебели, скульптур и новых технологичных решений.
Изобретение относится к разработке эпоксидного компаунда с наноструктурированными продуктами переработки растений кремнефилов для получения высокопрочных теплостойких композиционных материалов с возможностью применения в различных отраслях промышленности: аэрокосмической, автомобиле- и судостроении, строительстве, лакокрасочной промышленности, а также для изготовления различных изделий из композиционных материалов.

Изобретение относится к смоляным композициям для производства композита. Предложена смоляная композиция для производства композита, где композиция содержит (а) смоляной компонент, содержащий эпоксидную смолу на основе глицидилбисфенола Z, и (b) отверждающий агент, выбранный из 4,4’-диаминодифенилсульфона, 3,3’-диаминодифенилсульфона, 4,4’-метиленбис(2,6-диэтиланилина), 9,9’-бис(3-хлор-4-аминофенил)флуорена или их комбинации.
Изобретение относится к водонабухающим эластомерным материалам и может быть использовано при изготовлении резиновых набухающих уплотнительных элементов пакерного оборудования, применяемого в нефтегазодобывающей отрасли.

Изобретение относится к способу получения фрикционных полимерных материалов с повышенной термостойкостью и может быть использовано при изготовлении тормозных колодок, подвергаемых повышенным интенсивным нагрузкам, в железнодорожном и автомобильном транспорте, подъемных кранах, муфтах сцепления, а также в качестве демпфирующих и вибропоглощающих материалов, эксплуатируемых при повышенных температурах, и других целей. Способ включает предварительную обработку на пластифицированном оборудовании бутадиеновых или бутадиеннитрильных каучуков совместно с твердой эпоксициануратной смолой 4,4’-дифенилметандиизоцианатом, блокированным метилпиразолом. Далее вводят вулканизирующие добавки порошковый наполнитель, волокнистый наполнитель, пропитанный водорастворимой эпоксидной смолой. Изобретение обеспечивает повышение прочностных показателей и износостойкости фрикционных полимерных материалов и при повышенных температурах с одновременным исключением образования волокнистой пыли и улучшением условий труда в процессе смешения компонентов, а также нейтрализации образующейся в процессе эксплуатации серы, позволяет заметно повысить прочностные показатели получаемых фрикционных материалов при +20°С и обеспечивает рост указанных показателей при +60°С и +120°С в 2-2,5 раза. 2 табл., 6 пр.

Наверх