PL212504B1 - Sposób wytwarzania jednofazowych spoiw do produkcji materiałów ciernych i narzędzi tnących - Google Patents

Abstract

Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarzania jednofazowych spoiw do produkcji materiałów ciernych i narzędzi tnących w postaci homogenicznych kompozytów żywic fenolowych i kauczuków syntetycznych. Sposób polega na tym, że w temperaturze od 70°C do 150°C kauczuki syntetyczne, korzystnie kauczuk nitrylowy lub karboksylowany kauczuk nitrylowy albo kauczuk akrylowy lub kauczuk chloroprenowy poddaje się działaniu wysokich sił ścinających i w tych samych warunkach do aktywowanego trybochemicznie kauczuku wprowadza się żywicę fenolową, korzystnie żywicę nowolakową, korzystnie w proporcji 5-50 części wagowych kauczuku na 100 części wagowych żywicy fenolowej, która po rozpuszczeniu się reaguje z aktywowaną powierzchnią kauczuku, a otrzymane w wyniku reakcji kauczuku z żywicą produkty schładza się. Po schłodzeniu przyjmują one postać twardego, nadającego się do rozdrobnienia homogenicznego kompozytu.

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarzania jednofazowych spoiw do produkcji materiałów ciernych i narzędzi tnących w postaci homogenicznych kompozytów żywic fenolowych i kauczuków syntetycznych.

Znany jest sposób modyfikacji żywic fenolowych kauczukiem naturalnym lub kauczukami syntetycznymi. Sposób ten polega na roztwarzaniu (rozpuszczaniu) w wysokich temperaturach stosunkowo niewielkich ilości kauczuku w żywicy. Jest to sposób uciążliwy. Wymaga ogrzewania odpowiednio rozdrobnionego kauczuku z żywicą fenolową w temperaturze powyżej 160°C i na ogół przez długi czas.

Innym opisanym w literaturze sposobem komponowania żywic fenolowych i kauczuków, w celu uzyskania spoiw przeznaczonych do wytwarzania materiałów ciernych lub narzędzi tnących jest sposób polegający na dodawaniu w procesie produkcji żywic nowolakowych emulsji lub lateksów kauczukowych. W sposobie tym po oddestylowaniu wody i nadmiaru nieprzereagowanego fenolu otrzymuje się dyspersję kauczuku w fazie żywicy (A. Gardziella, L. A Pilato, A Knop; „Phenolic Reisins, Springer-Verlag Berlin Heidelberg 2000, str. 76).

Heterofazowe spoiwa z żywic fenolowych i kauczuków syntetycznych można także otrzymać sposobem znanym z opisu patentowego US -52160077 poprzez odpowiednie wymieszanie zmielonych żywic ze sproszkowanymi kauczukami.

W odróż nieniu od spoiw jednofazowych, w spoiwach heterogenicznych faza kauczuku zachowuje się odmiennie od fazy żywicy, co między innymi wpływa na gorszą zdolność tych spoiw do uplastyczniania się w procesie formowania materiału ciernego.

Sposób według wynalazku polega na tym, że w temperaturze od 70°C do 150°C kauczuki syntetyczne, korzystnie kauczuk nitrylowy lub karboksylowany kauczuk nitrylowy albo kauczuk akrylowy lub kauczuk chloroprenowy poddaje się działaniu wysokich sił ścinających i w tych samych warunkach do aktywowanego trybochemicznie kauczuku wprowadza się żywicę fenolową, korzystnie żywicę nowolakową, korzystnie w proporcji 5 - 50 części wagowych kauczuku na 100 części wagowych żywicy fenolowej, która po rozpuszczeniu się reaguje z aktywowaną powierzchnią kauczuku, a otrzymane w wyniku reakcji kauczuku z ż ywicą produkty schł adza się , które po schł odzeniu przyjmują postać twardego, nadającego się do rozdrobnienia homogenicznego kompozytu.

Nieoczekiwanie okazało się, że z żywic fenolowych i kauczuków syntetycznych można w prosty sposób wytworzyć jednofazowe spoiwa do produkcji materiałów ciernych i narzędzi tnących, jeśli w procesie otrzymywania spoiw zastosuje się połączone efekty trybochemiczne i termiczne.

Stwierdzono, że w wyniku reakcji kauczuku z żywicą otrzymuje się homogeniczne kompozyty, które w zależności od stosunków wagowych składników przybierają po schłodzeniu postać twardego nadającego się do rozdrobnienia tworzywa lub termoplastycznego elastomeru, który może być usieciowany znanymi w przemyśle gumowym metodami. Spoiwa takie usieciowane heksametylenotetraaminą nadają materiałom ciernym i narzędziom tnącym lepsze właściwości eksploatacyjne niż tradycyjne spoiwa fenolowe, a w szczególności korzystnie łagodną wrażliwość materiałów na uderzenie, szok termiczny i utajone naprężenia wewnętrzne, a także wydłużają czas eksploatacji tych materiałów zmniejszając ich zużycie cierne i związane z tym zjawiskiem pylenie.

Przedmiot według wynalazku jest bliżej objaśniony w przykładach wykonania.

P r z y k ł a d I. 250 części wagowych kauczuku nitrylowego poddano trybochemicznej aktywacji w temperaturze 90°C w czasie 5 minut i następnie przy ciągłym działaniu wysokich sił ścinających w temperaturze 110°C wprowadzono do kauczuku w czasie 20 minut 750 części wagowych żywicy nowolakowej o temperaturze topnienia 68°C i dalej w tych samych warunkach przez 10 minut stabilizowano produkty reakcji kauczuku z żywicą.

Utworzony i schłodzony do temperatury otoczenia kompozyt rozdrabniano aż do uzyskania frakcji, w której co najmniej 90% wagowych ziaren przechodziło przez sita o wielkości oczek 75 mikronów.

Otrzymane spoiwo po dokładnym wymieszaniu z 90 częściami wagowymi heksametylenotetraaminy posiada następujące właściwości oznaczone według obowiązujących norm:

Zawartość ziaren o średnicy poniżej 75, % 94,37

Zawartość heksametylenotetraaminy, % 8,33 Droga płynięcia w 125°C, mm 42,00

Zawartość kauczuku dobrze nitrylowego, % 23,04

P r z y k ł a d II. Według procedury opisanej w przykładzie I do 200 g kauczuku akrylowego wprowadzono 800 g żywicy nowolakowej o temperaturze topnienia 65°C. Po zmieleniu otrzymane

PL 212 504 B1 spoiwo wymieszane z 90 częściami wagowymi heksametylenotetraaminy posiadało następujące właściwości:

Zawartość ziaren o średnicy poniżej 75 mikronów, % 93,21

Zawartość heksametylenotetraaminy, % 8,16

Droga płynięcia w 125°C, mm 31,00

Zawartość kauczuku akrylowego, % 18,1

P r z y k ł a d III. Według procedury opisanej w przykładzie I do 120 części wagowych kauczuku chloroprenowego wpowadzono 880 części wagowe żywicy nowolakowej o temperaturze topnienia 71°C. Po zmieleniu otrzymane spoiwo wymieszane z 85 częściami wagowymi heksametylenotetraaminy posiadało następujące właściwości:

Zawartość ziaren o średnicy poniżej 75 mikronów, % 91,8

Zawartość heksametylenotetraaminy, % 7,14

Droga płynięcia w 125°C, mm 24,00

Zawartość kauczuku chloroprenowego,% 10,2

Chociaż wynalazek został objaśniony za pomocą wybranych przykładów jego realizacji, to jest zrozumiałe, że możliwe są wielorakie modyfikacje, objęte zakresem ochrony.

Claims (1)

1. Sposób wytwarzania jednofazowych spoiw do produkcji materiałów ciernych i narzędzi tnących w postaci homogenicznych kompozytów ż ywic fenolowych i kauczuków syntetycznych, znamienny tym, że w temperaturze od 70°C do 150°C kauczuki syntetyczne, korzystnie kauczuk nitrylowy lub karboksylowany kauczuk nitrylowy albo kauczuk akrylowy lub kauczuk chloroprenowy poddaje się działaniu wysokich sił ścinających i w tych samych warunkach do aktywowanego trybochemicznie kauczuku wprowadza się żywicę fenolową, korzystnie żywicę nowolakową, korzystnie w proporcji 5 - 50 części wagowych kauczuku na 100 części wagowych żywicy fenolowej, która po rozpuszczeniu się reaguje z aktywowaną powierzchnią kauczuku, a otrzymane w wyniku reakcji kauczuku z żywicą produkty schładza się, przyjmując po schłodzeniu postać twardego, nadającego się do rozdrobnienia homogenicznego kompozytu.