CS252379B1 - Brusná polyuretánová hmota a spůsob jej výroby - Google Patents

Description

252379

Vynález sa týká brusnej polyuretánovejhmoty pre povrchové opracovanie tvrdých,najma kovových materiálov a sposobu jejvýroby.

Pri výrobě vyměnitelných britových došti-čiek z kovových materiálov, slinutých kar-bidov, keramiky, připadne dalších je nutnézaoblovat režné hrany.

Vytvořením rádiusu na reznej hrané vrozsahu 0,02 až 0,07 mm sa v značnej mierezlepšia funkčně vlastnosti a súčasne sa zvý-ši pevnost reznej hrany. Zaoblovanie rež-ných hrán možno uskutočniť viacerými spo-sobmi, z ktorvch ako najvýhodnejší z po-hl'adu rovnoměrnosti a kvality zaoblovania,vysokej produktivity a nízkých výrobnýchnákladov je postup zaoblovania na pružnýchkotúčoch plněných pevným brusivom. Vlast-nosti pružného kotúča, ako je pevnost', tvr-dost, pružnost, ale tiež struktura hmoty, ďa-lej násada, typ a velkost častíc použitéhobrusivá rozhodujúcim sposobom ovplyvňujúkvalitu a technologický režim opracovania.Mnohé materiály, prevažne z rady makro-molekulárnych plastov sú na přípravu kotú-čov málo vhodné predovšetkým pre ťaž-kosti pri zabudovávaní pevného brusivá dohmoty v pomere vysokých koncentráciách,tiež nevyhovuji! v niektorých parametrochfyzikálno-mechanických vlastností, napr.: vnízkej odolnosti voči odieraniu, slabej sú-držnosti brusivá s hmotou a pod. Takýmitomateriálmi sú napr.: guma, kaučuk, poly-olefíny alebo polyamidy.

Na přípravu leštiacej hmoty je známe ipoužitie polyuretánovej pěny alebo reakčné-ho produktu polyvinylalkoholu s formalde-hydom (DOS 3114 001). Pěna je makká ajemne pórovitá, silné hydrofilná a stlači-telná, použitelná napr. na leštenie nechtov,leštenie a čistenie zubov, ale je nevhodnána povrchové opracovanie kovových mate-riálov.

Iní autoři (USA patent 4128 972) vyhoto-vili brusný leštiací kotúč z polyuretánovej,připadne epoxidovej živice, nenapenenej oobjemovej hmotnosti elastomérneho pojivámin. 1 g/cm3, tvrdosti Sh (A) od 50 do 60.Leštiaca plocha už vyhotovených výliskovmá tvrdost v rozsahu 85 až 95 Shore A. Tak-to připravený kotúč je antistatický, netrhása, ovšem pre jeho vyššiu tvrdost nie jevhodné ho použit na zaoblovanie řeznýchhrán, z dóvodu nedostatočného opracovania,čo vyžaduje niekolkonásobné opakovanie o-perácie spojené so zvýšenými prevádzkový-mi nákladmi.

Podstatou tohto vynálezu je brusná poly-uretánová hmota pre povrchové opracova-nie tvrdých, najma kovových materiálov,vyznačujúca sa tým, že pozostáva z 80 až 40 °/o hmot., s výhodou 65 až 45 %hmot., polyuretánu pěnového elastomernéhotypu tvrdosti „Shore A“ 20 až 45 a objemo-vej hmotnosti 200 až 500 kg/m3 a 20 až 60 % hmot., s výhodou, 35 až 55 °/ohmot. pevného brusivá zabudovaného a rov-noměrně rozloženého v polyuretáne.

Podlá tohto vynálezu sa spósob výrobybrusnej polyuretánovej hmoty uskutočňujetak, že sa polyui'etánový predpolymér s ob-sahom 2,3 až 15,5 % hmot., s výhodou 4,1až 12,5 % hmot. volných —NCO skupin nabáze lineárneho polyéterpolyolu terminova-ného primárnými hydroxylovými skupinami,pričom podiel primárných hydroxylovýchskupin tvoří max. 85 % hmot. nechá rea-govat v jednom stupni s nízkomolekulár-nym diolom alebo diamínom, s výhodou 1,4--butándiolom za přítomnosti 0,05 až 1,3hmot. dielu aktivátora terciárneho aminu,připadne v zmesi s organocínatými zlúčeni-nami hmotnostnom pomere 10 : 1, 0,01 až 1,2 hmot. diolu silikonového stabilizátora,0,05 až 0,7 hmot. dielu nadúvadla a 5 až 120hmot. dielu pevného brusivá, počítané na100 hmot. dielov predpolyméru, pri teplote20 až 80 °C, s výhodou pri 35 až 55 °C, pri-čom násada jednotlivých komponentov ateplota predpolyméru sa volí tak, aby od-formovací čas bol v rozmedzí 3 až 10 minút. Výhodou povrchového opracovania kovo-vých materiálov na polyuretánových kotú-čoch je, že sa dosiahne rovnoměrné a kva-litně zaoblenie režných hrán, zlepší sa hy-giena pracovného prostredia a pri vysokejproduktivitě práce sa znížia výrobně ná-klady. Brusná polyuretanová hmota má vy-nikajúce fyzikálno-mechanické vlastnosti,predovšetkým optimálně prienikovú tvrdost,pevnost, húževnatosť, vysokú odolnost vočioderu a teda vysokú životnost, ďalej vhod-nú bublinkovitú štruktúru s velkým počtomotvorených buniek s velkostou max. 1 mm.Brusivo je v hmotě rovnoměrně rozloženéa dostatočne silno viazané, pričom jeho za-budovanie do polyuretánovej hmoty nie jez hladiska technologie a prácnosti zvlášťnáročné.

Dalším významným faktorom je možnostvariability vlastností brusnej hmoty, vzhla-dom k druhu opracovávaného kovového ma-teriálu, ktorá sa dosiahne výberom typu avzájomným hmotnostným pomerom výcho-dzích surovin, najma však stupňom nape-nenia a molovým pomerom diozokyanátu kpolyolu a ďalej násadou a druhom brusivá,připadne velkostou a distribúciou zrna.

Buněčná brusná polyuretánová hmota sapřipravuje spravidla dvojstupňovým pred-polymérnym spůsobom. V prvom stupni sapřipraví predpolymér reakciou lineárnehopolyolu s diizokyanátom a obsahu 2,3 až15 % hmot. s výhodou 4,1 až 12,5 % hmot.volných NCO skupin, ktorý v druhom stup-ni reakciou s nízkomolekulárnym diolomalebo diamínom za přítomnosti brusivá a po-mocných látok, najma aktivátora, stabilizá-tora, nadúvadla a připadne dalších vytvá-ra finálny výrobok. 252379 Výhodný postup přípravy je taký, že v po-lyuretánovom predpolyméri sa najprv roz-disperguje pevné brusivo a potom sa přidásieťovací komponent, ktorý sa získá zmieša-ním nízkomolekulárneho diolu alebo diamí-nu s aktivátorom, stabilizátorom a nadú-vadlom, připadne dalšími pomocnými lát-kami. Takto vytvořená sústava sa intenzív-ně homogenizuje spravidla 5 až 35 s a potomsa vylieva do naseparovanej vopred vyhria-tej kovové] formy. Vo formě prebehne vlast-ná polyadičná reakcia za tvorby polyuretá-nu, ktorá je spravidla do 3 min. ukončená apo 5 až 10 min. možno výlisok z formy vy-brat. Tvar výlisku je daný použitou formoua závisí od druhu obrábacieho zariadenia.Hmota sa připravuje spravidla v tvare ko-túčov, napr. s priemerom 300 až 600 mma hrůbky 30 až 60 mm.

Surovinami na přípravu predpolyméru súpolyoly a diizokyanáty. Z lineárnych dvoj-funkčných polyolov o mol. hmotnosti 1 000až 3 000 prichádzajú do úvahy polyesterpo-lyoly na báze kyseliny adipovej a etylén-glykolu, připadne dalších glykolov, ďalejpolyéterpolyoly získané propoxyláciou pro-pylénglykolu glycerínu alebo trimetylolpro-pánu, připadne následnou adíciou etylénoxi-du, ďalej polyetylénglykoly, polykaprolak-tón, polytetrahydrofuran a pod. Zvlášť vý-hodné najma z hťadiska reaktivity je po-užitie polyéterpolyolov terminovaných aspoňsčasti primárnými hydroxylovými skupina-mi. Z diizokyanátov sú vhodné najma 4,4‘-me-tándifenyldiizokyanát (MDI), 1,4-naftyldiizo-kyanát (NDIj, ale aj toluéndiizokyanát ahexametyléndiizokyanát. Příprava predpoly-méru sa uskutočňuje spravidla v nepřítom-nosti katalyzátora v inertnej atmosféře priteplote 70 až 100 °C počas 0,5 až 2 hodin. Nízkomolekulárne dioly a diamíny sa po-užívajú ako predlžovače reťazca a ich ná-sada sa vypočítá z obsahu —NCO skupinpredpolyméru. Možno použiť etylénglykol,dietylénglykol, 1,2-propylénglykol, 1,4-bután-diol, 1,3-butándiol, 1,6-hexándiol, ďalej etyl-diamín, butyléndiamín, hexametyléndiamín,ale aj etanolamín, či dietanolamín.

Vhodné katalyzátory polyadičnej polyure-tánovej reakcie terciárně aminy, ako napr.:trietylamín, trietyléndiamín, N,N-dimetylcyk-lohexylamín, 1,4-dimetylpiperazín a iné, při-padne v kombinácii s organozlúčeninamicínu, napr. oktoátom cínatým, dibutylcín-dilaurátom. Přípravu buněčného polyuretánmožno uskutočniť aj bez stabilizátora, vý-hodnejšie z hťadiska homogenity a porozitybunečnej štruktúry je použiť stabilizátor,predovšetkým stabilizátor na otváranie bu-niek, napr. Tegostab B4113, Tegostab B1605.Ako nadúvadlo sa s výhodou používá voda,menej úspěšné sú freony, freón-11, freón-12.Násada nadúvadla určuje objemová hmot-nost hmoty a tým aj jej fyzikálno-mechanic-ké vlastnosti, spravidla pre daný účel sa po-hybuje v rozmedzí 600 až 1 200 kg/m3.

Ako pevné brusivá možno použiť mnohé,predovšetkým anorganické látky, napr. kar-bid kremíka, bórkarbid, oxid železitý, oxidceričitý, pezmu a pod. o roznej velkosti adistribúcii častíc. Násada, typ a velkost zrnabrusivá sa volí podlá požiadaviek kladenýchna hmotu a jeho obsah v hmotě bývá 5 až140 % hmot. počítané na polyuretán.Příklad 1

Na přípravu brusnej polyuretánovej hmo-ty sa použije predpolymér o obsahu 7,0 %hmot. volných —NCO skupin připravenýreakciou 5 000 g polyesterpolyolu SlovapropTMP-48 (hydroxylové číslo 48 mg KOH/g,obsah primárných OH skupin 60 % hmot.,č. kyslosti 0,1 mg KOH/g, obsah vody 0,01pere. hmot., viskozita pri 25 °C 1,7 Pasja 2 000 g 4,4‘-metándifenyldiizokyanátu(Desmodur 44 j za miešania pri teplote 90 °Cpočas 45 min. V 2 400 g predpolyméru o tep-lote 45 CC sa rozdisperguje 2 500 g karbidukremíka (velkost zrna 100 až 125 ,umj apřidá sa sieťovací komponent pozostávajúcizo 157 g 1,4-butandiolu, 4 g Ν,Ν-dimetylcyk-lohexylamínu, 2 g Tegostabu B4113 a 4,5 gvody. Sústava sa krátko a vysokointenzívnezamieša a zmes vyleje do naseparovanej ko-vověj formy. Startovací čas reakcie je 40 s,doba reakcie 2 min a odformovací čas 7 min.Připravená brusná hmota bunečnej štruktú-ry má objemová hmotnost 1 050 kgm-3, tvr-dost 40 °Sh (A) a obsah brusivá 50 % hmot.

Brusná hmota v tvare kotúča s vonkajšímpriemerom 400 mm, vnútorným priemerom210 min a hrůbky 40 mm sa použije na za-oblovanie režných hrán britových doštičiekSNMM 120 408 zo slinutých karbidov. Do-siahne sa zaoblenia reznej hrany 0,03 mmpri době zaoblovania 3 min., životnost ko-túča je 60 000 ks. Příklad 2

Predpolymér sa připraví reakciou 2 000 gpolyesterpolyolu na báze kyseliny adipoveja etylénglykolu (Desmophen 2 000, hydro-xylové číslo 56 mg KOH/g, č. kyslosti 1,0 mgKOH/g, mol. hmotnost 2 000 g mol”1, obsahvody 0,01 % hmot., t. topenia 55 °C) s 800 gnaftyldiizokyanátu pri teplote 100 °C počas1 h. V 2 300 g predpolyméru o obsahu 8,4 %hmot. volných —NCO skupin sa pri teplote50 °C rozdisperguje 2 000 g bórkarbidu (vel-kost zrna 20 až 30 <um) a po přidaní sieťo-vacieho komponentu pozostávajúceho z 230 g1,6-hexandiolu, 1,5 g zmesi trietylamínu aoktoátu cínatého (v hmot. pomere 10 : 1)a 5,1 g vody sa táto zmes dokladné a inten-zívně homogenizuje 20 s a vylieva do na-separovanej formy. Startovací čas reakcieje 30 s, doba reakcie 60 s a odformovacíčas 4 min. Brusná hmota má objemováhmotnost 950 kg/m3, tvrdost 35 °Sh (Aj aobsah brusivá 44 % hmot. Na lapovacom

Claims (2)

252379 stroji sa dosiahne u britových doštičiek zoslinutých karbidov SNMM 120 408 zaobleniareznej hrany 0,02 mm, doba zaoblenia 4 min.a životnost kotúča 45 000 ks doštičiek. Příklad 3 Postupom podl'a příkladu 1 sa připravípredpolymér reakciou 4 000 g polyéterpo-lyolu (hydroxylové číslo 52 mg KOH/g, po-dřel primárných OH skupin 80 % hmot., č.kyslosti 0,05 mg KOH/s, viskozita při 25 °C 1,4 Pas) a 1 300 g 4,4‘-metándifenyldiizokya-nátu. V 2 500 g predpolyméru o obsahu 5,3 % hmot. volných —NCO skupin, sa pri teplote 40 °C rozdisperguje 2 600 g oxiduželezitého (velkost zrna 70 až 80 μπι) a po-tom sa naraz přidá sieťovací komponentzložený zo 83,2 g etanolamínu, 2,3 DabcaLV 33, 4 g Tegostabu B 1 603 o 4,2 g vody.Zmes sa okamžité důkladné homogenizuje,pričom časy reakcie sú: startovací čas 25 s,čas reakcie 50 s a odformovací čas 2 min.Brusná hmota rovnomernej bunečnej struk-tury má objemová hmotnost 1020 kgm-3,tvrdost 40 °Sh (A) a obsah brusivá 50 %hmot. Na tejto hmotě sa u britových došti-čiek SNMM 120 408 dosiahlo zaoblenie hra-ny 0,035 mm, doba zaoblenia je 3 min a ži-votnost 65 000 doštičiek. PREDMET

1. Brusná polyuretánová hmota pre po-vrchové opracovanie tvrdých, najma kovo-vých materiálov, vyznačujúca sa tým, že po-zostáva z 80 až 40 % hmot., s výhodou 65 až 45 %hmot., polyuretánu pěnového elastomernéhotypu tvrdosti „Shore A“ 20 až 45 a objemo-vej hmotnosti 200 až 500 kg/m3 a 20 až 60 % hmot., s výhodou, 35 až 55 %hmot. pevného brusivá zabudovaného a rov-noměrně rozloženého v polyuretáne.

2. Spósob výroby brusnej polyuretánovejhmoty podlá bodu 1, vyznačujúci sa tým,že sa polyuretánový predpolymér s obsahom 2,3 až 15,5 % hmot., s výhodou 4,1 až12,5 % hmot. volných —NCO skupin na bá- ynAlezu ze lineárneho polyéterpolyolu terminované-ho primárnými hydroxylovými skupinami,pričom podřel primárných hydroxylovýchskupin tvoří max. 85 % hmot., nechá rea-govat v jednom stupni z nízkomolekulárnymdiolom alebo diamínom, s výhodou 1,4-bu-tándiolom za přítomnosti 0,05 až 1,3 hmotdielu aktivátora terciárneho aminu, připad-ne v zmesi s organocínatými zlúčeninamihmotnostnom pomere 10 : 1, 0,01 až 1,2hmot. dielu silikonového stabilizátore, 0,05až 0,7 hmot. dielu nadúvadla a 5 až 120hmot. dielu pevného brusivá, počítané na100 hmot. dielov predpolyméru, pri teplo-tě 20 až 80 °C, s výhodou pri 35 až 55 °C,pričom násada jednotlivých komponentov ateplota predpolyméru sa volí tak, aby od-formovací čas bol v rozmedzí 3 až 5 minút. Ssvsrografla, n. p., závod 7, Most Cina 3,40 Xls