RU2419639C2 - Method of producing frictional polymer materials - Google Patents
Method of producing frictional polymer materials Download PDFInfo
- Publication number
- RU2419639C2 RU2419639C2 RU2008143895/05A RU2008143895A RU2419639C2 RU 2419639 C2 RU2419639 C2 RU 2419639C2 RU 2008143895/05 A RU2008143895/05 A RU 2008143895/05A RU 2008143895 A RU2008143895 A RU 2008143895A RU 2419639 C2 RU2419639 C2 RU 2419639C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- rubber
- aromatic polyamine
- filler
- polymer materials
- butadiene
- Prior art date
Links
Landscapes
- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
- Processes Of Treating Macromolecular Substances (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к способу получения фрикционных полимерных материалов и может быть использовано при изготовлении тормозных колодок железнодорожных вагонов и локомотивов, для автотранспорта, подъемных кранов, дисков сцепления и др. изделий.The invention relates to a method for producing friction polymer materials and can be used in the manufacture of brake pads for railway cars and locomotives, for vehicles, cranes, clutch discs and other products.
Известны фрикционные полимерные материалы и способы их получения на основе бутадиеновых каучуков, содержащих вулканизирующие добавки типа серы, тиурама и других серосодержащих веществ, включающих минеральные порошки, неорганические волокна и металлическую стружку (см. Энциклопедия полимеров. Т.3 M.: изд. «Советская энциклопедия», 1977, стр.786-788).Friction polymeric materials and methods for their production on the basis of butadiene rubbers containing vulcanizing additives such as sulfur, tiuram and other sulfur-containing substances, including mineral powders, inorganic fibers and metal shavings are known (see Encyclopedia of Polymers. T.3 M .: ed. “Soviet Encyclopedia ”, 1977, pp. 786-788).
Недостатками такого способа и материала являются низкие прочностные показатели материала в связи с плохой адгезией полимера к волокнам, разрушение волокон в процессе смешения компонентов, образование волокнистой пыли, опасной для здоровья персонала, и недостаточно высокие антифрикционные свойства.The disadvantages of this method and material are the low strength characteristics of the material due to poor adhesion of the polymer to the fibers, the destruction of the fibers during the mixing of the components, the formation of fibrous dust hazardous to human health, and insufficiently high antifriction properties.
Один из способов устранения приведенных недостатков описан в патенте RU 2.114.338 C1, заключающийся в том, что применяются полимерные волокна, подвергнутые местному деструктивному воздействию (аналог 2).One of the ways to eliminate the above disadvantages is described in patent RU 2.114.338 C1, which consists in the use of polymer fibers subjected to local destructive effects (analogue 2).
Применение органических волокон при смешении с каучуком и вулканизирующими добавками после деструктивной обработки волокон позволяет повысить адгезию на границе каучук-волокно, но не позволяет повысить прочностные показатели фрикционных материалов и, тем более, их теплостойкость.The use of organic fibers when mixed with rubber and vulcanizing additives after the destructive treatment of fibers allows to increase adhesion at the rubber-fiber interface, but does not allow to increase the strength characteristics of friction materials and, especially, their heat resistance.
Ближайшим прототипом заявляемого решения является способ получения фрикционного полимерного материала путем обработки на пластификационном оборудовании (вальцах) бутадиеновых или бутадиен-нитрильных каучуков со сплавом эпоксидных смол с 4,4-диоксидифенилсульфоном и фенолоформальдегидной смолой с последующим смешением с вулканизирующими добавками и наполнителями - волокнистым и порошковым (см. RU 2.175.335, С2 от 27.04.1999 г.)The closest prototype of the proposed solution is a method for producing friction polymer material by processing on plasticizing equipment (rollers) of butadiene or butadiene-nitrile rubbers with an alloy of epoxy resins with 4,4-dioxiphenylsulfone and phenol-formaldehyde resin, followed by mixing with vulcanizing additives and fillers - fibrous see RU 2.175.335, C2 of 04/27/1999)
Приведенный способ позволяет повысить прочностные показатели и износостойкость тормозного сопряжения. Однако современный железнодорожный транспорт требует более высоких прочностных показателей фрикционных материалов и совершенствования технологии их получения, исключающих, в частности, выделение волокнистой пыли, особенно асбестовой и стекловолокнистой, что имеет место при применении волокон во всех известных способах, в т.ч. в прототипе.The above method allows to increase the strength characteristics and wear resistance of the brake mating. However, modern railway transport requires higher strength characteristics of friction materials and improvement of the technology for their production, excluding, in particular, the release of fibrous dust, especially asbestos and fiberglass, which occurs when fibers are used in all known methods, including in the prototype.
Целью заявляемого изобретения является существенное повышение прочностных показателей фрикционных полимерных материалов, а также повышение безопасности труда в процессе смешения компонентов на пластификационном оборудовании - вальцах, резиносмесителях и др.The aim of the invention is to significantly increase the strength characteristics of friction polymeric materials, as well as improving labor safety in the process of mixing components on plasticizing equipment - rollers, rubber mixers, etc.
Поставленная цель достигается тем, что одновременно с вулканизирующими добавками вводят ароматический полиамин, представляющий собой анилино-формальдегидный конденсат, состоящий из 75% изомеров диаминодифенилметана и 3-4 бензольноядерных первичных аминов, связанных метиленовыми мостиками, а волокнистый наполнитель (А) предварительно пропитывается в течение 15 мин водным раствором эпоксидной смолы (Б), представляющий собой продукт взаимодействия смеси диановой и алифатической эпоксидных смол с гликолями или их производными в соотношении А:Б от 95:5 до 60:40, а затем сушится до влажности не более 1%, при этом материал содержит, мас.ч.:This goal is achieved by the fact that simultaneously with vulcanizing additives, an aromatic polyamine is introduced, which is an aniline-formaldehyde condensate, consisting of 75% isomers of diaminodiphenylmethane and 3-4 benzene primary amines connected by methylene bridges, and the fibrous filler (A) is pre-impregnated for 15 min with an aqueous solution of epoxy resin (B), which is the product of the interaction of a mixture of diane and aliphatic epoxy resins with glycols or their derivatives in the ratio and A: B = 95: 5 to 60:40, and then dried to a moisture content of not more than 1%, wherein the material comprises in parts by weight .:
Пример 1Example 1
Приготовление предварительно пропитанного волокнистого наполнителя.Preparation of pre-impregnated fibrous filler.
В лопастной смеситель загружается 60 мас.ч. рубленого стекловолокна с диаметром волокон 13 микрон (А) одновременно с 50% водным раствором воднодисперсионной эпоксидной смолы ЭТАЛ АК-732 (ТУ 2241-824-18826195-06), представляющей собой продукт взаимодействия смеси диановой и алифатической эпоксидных смол с полиэтиленгликолем (Б), при соотношении А:Б=78:22 при пересчете на сухой компонент Б. После перемешивания в течение 15 мин пропитанное волокно поступает в сушилку для удаления воды при 100°С. Сухое пропитанное волокно представляет эластичную волокнистую массу без запаха, не пылящую, не токсичную, легко распадающуюся при незначительном разрывном усилии. Поскольку смола не содержит отвердителя, срок хранения пропитанного ею волокна практически не ограничивается (проверено свыше 2-х лет) и поэтому оно сможет быть заготовлено заранее.60 parts by weight are loaded into a paddle mixer. chopped glass fiber with a fiber diameter of 13 microns (A) simultaneously with a 50% aqueous solution of water-dispersed epoxy resin ETAL AK-732 (TU 2241-824-18826195-06), which is the product of the interaction of a mixture of diane and aliphatic epoxy resins with polyethylene glycol (B), with a ratio of A: B = 78: 22, calculated on the dry component B. After stirring for 15 minutes, the impregnated fiber enters the dryer to remove water at 100 ° C. The impregnated dry fiber is odorless, elastic pulp, non-dusting, non-toxic, easily disintegrating with little tensile strength. Since the resin does not contain a hardener, the shelf life of the fiber impregnated with it is practically unlimited (tested over 2 years) and therefore it can be prepared in advance.
Получение фрикционного материалаObtaining friction material
В резиносмеситель типа РСВД 140-20 загружается 100 мас.ч. бутадиенового каучука марки СКД-2 (ГОСТ 14924), 8 мас.ч. серы, технической молотой природной сорта 9995, 1 мас.ч. тиурама (ГОСТ 740), 2 мас.ч. 2-меркаптобензтиазола (ГОСТ 739), 45 мас.ч. порошкового наполнителя, состоящего из смеси - глинозем (ГОСТ 30558), графит кристаллический (ГОСТ 5279), концентрат баритовый (ГОСТ 4682) в равном соотношении. Одновременно загружаются 10 мас.ч. ароматического полиамина (ТУ 2473-342-05763441-2001), представляющего собой анелино-формальдегидный конденсат, состоящий из изомеров диаминодифенилметана (75%) и 3÷4 ядерных (бензольных ядер) первичных аминов, связанных метиленовыми мостиками. Ароматический полиамин известен как классический отвердитель эпоксидных смол (горячего отверждения), а его аминогруппы способны присоединяться по двойным связям к каучукам. Далее в резиносмеситель загружается 60 мас.ч. стекловолокна, пропитанного эпоксидной смолой. Перемешивание осуществляется при 80°С в течение 25 минут. По окончании изготовления смеси открывается нижний затвор резиносмесителя, масса выгружается и далее направляется для изготовления изделий методом горячего прессования при температуре 180°С в течение 25 мин под давлением 31 МПа с последующей термообработкой в термостате при этой же температуре в течение 25 мин.In the rubber mixer type RSVD 140-20 loaded 100 wt.h. butadiene rubber grade SKD-2 (GOST 14924), 8 parts by weight sulfur, technical ground natural grade 9995, 1 wt.h. Tiurama (GOST 740), 2 parts by weight 2-mercaptobenzthiazole (GOST 739), 45 parts by weight powder filler, consisting of a mixture - alumina (GOST 30558), crystalline graphite (GOST 5279), barite concentrate (GOST 4682) in equal proportions. At the same time loaded 10 parts by weight aromatic polyamine (TU 2473-342-05763441-2001), which is an aneline-formaldehyde condensate, consisting of isomers of diaminodiphenylmethane (75%) and 3-4 nuclear (benzene nuclei) primary amines connected by methylene bridges. Aromatic polyamine is known as the classic hardener of epoxy resins (hot curing), and its amino groups are capable of double bonding to rubbers. Next, 60 parts by weight are loaded into the rubber mixer. fiberglass impregnated with epoxy resin. Stirring is carried out at 80 ° C for 25 minutes. At the end of the production of the mixture, the bottom shutter of the rubber mixer opens, the mass is unloaded and then sent for the manufacture of products by hot pressing at 180 ° C for 25 minutes under a pressure of 31 MPa, followed by heat treatment in a thermostat at the same temperature for 25 minutes.
Примеры 2÷7 осуществляются аналогично примеру 1, но с изменением состава в соответствии с таблицей 1.Examples 2 ÷ 7 are carried out analogously to example 1, but with a change in composition in accordance with table 1.
Свойства получаемого фрикционного материала приведены в таблице 2.The properties of the resulting friction material are shown in table 2.
Заявляемый способ позволяет значительно повысить прочностные показатели получаемых фрикционных материалов (см. таблицу 2) и, возможно, при углубленных исследованиях абсолютных преимуществ. Волокна, пропитанные водным раствором эпоксидной смолы, в отличие от непропитанных несравненно лучше сохраняется в процессе смешения с каучуком. Например, стеклянное волокно на вальцах или в резиносмесителе разрушается до размеров длиной до 0,5 мм, а пропитанное практически сохраняет свой исходный размер, что является важнейшим фактором повышения армирующего эффекта.The inventive method can significantly increase the strength characteristics of the resulting friction materials (see table 2) and, possibly, with in-depth studies of the absolute advantages. Fibers impregnated with an aqueous solution of epoxy, unlike non-impregnated fibers, are incomparably better preserved during mixing with rubber. For example, glass fiber on rollers or in a rubber mixer breaks down to sizes up to 0.5 mm long, and impregnated practically retains its original size, which is the most important factor in increasing the reinforcing effect.
Не менее важным является устранение пылеобразования при использовании водного раствора эпоксидной смолы.Equally important is the elimination of dust when using an aqueous solution of epoxy.
Введение в состав материала эпоксидной смолы весьма существенно повышает адгезию каучука к волокну, т.к. отвердитель - ароматический амин - взаимодействует со смолой и каучуком, а весь материал повышает адгезию к металлическому каркасу тормозной колодки.The introduction of an epoxy resin in a material significantly increases the adhesion of rubber to the fiber, because hardener - aromatic amine - interacts with resin and rubber, and all material increases adhesion to the metal frame of the brake pads.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2008143895/05A RU2419639C2 (en) | 2008-11-05 | 2008-11-05 | Method of producing frictional polymer materials |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2008143895/05A RU2419639C2 (en) | 2008-11-05 | 2008-11-05 | Method of producing frictional polymer materials |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2008143895A RU2008143895A (en) | 2010-05-10 |
RU2419639C2 true RU2419639C2 (en) | 2011-05-27 |
Family
ID=42673560
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2008143895/05A RU2419639C2 (en) | 2008-11-05 | 2008-11-05 | Method of producing frictional polymer materials |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2419639C2 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2717055C1 (en) * | 2019-10-17 | 2020-03-17 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки "Федеральный исследовательский центр Южный научный центр Российской академии наук" | Method of producing friction polymer materials |
RU2768161C1 (en) * | 2020-12-10 | 2022-03-23 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки "Федеральный исследовательский центр Южный научный центр Российской академии наук" | Method of producing friction polymer materials |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2463185C2 (en) * | 2010-12-20 | 2012-10-10 | Владимир Иванович Колесников | Method of rolling stock brake pads production |
-
2008
- 2008-11-05 RU RU2008143895/05A patent/RU2419639C2/en not_active IP Right Cessation
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2717055C1 (en) * | 2019-10-17 | 2020-03-17 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки "Федеральный исследовательский центр Южный научный центр Российской академии наук" | Method of producing friction polymer materials |
RU2768161C1 (en) * | 2020-12-10 | 2022-03-23 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки "Федеральный исследовательский центр Южный научный центр Российской академии наук" | Method of producing friction polymer materials |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2008143895A (en) | 2010-05-10 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN104558770A (en) | Ultrahigh-molecular weight polyethylene composite material and preparation method thereof | |
RU2419639C2 (en) | Method of producing frictional polymer materials | |
CN104053741B (en) | Friction material and manufacture method thereof | |
CN106907414B (en) | Automotive disc brake non-metallic friction materials and its application | |
CN105038101B (en) | A kind of cellulose strengthens the anti-wear-resisting brake material and preparation method thereof of uttering long and high-pitched sounds of non-stick disk | |
CN101880435B (en) | Friction braking plate for pneumatic clutch and preparation method thereof | |
AU640893B2 (en) | Improved method for producing friction compositions and products | |
RU2285018C1 (en) | Friction material | |
GB2085019A (en) | Friction material | |
RU2717055C1 (en) | Method of producing friction polymer materials | |
US11209063B2 (en) | Friction material composition and friction material | |
US5122550A (en) | Cellulose ester fibrils: a molding aid for friction materials | |
MEHRABZADEH et al. | Dynamic properties and swelling behaviour of bamboo filled natural rubber composites: the effect of bonding agent | |
Nandiyanto et al. | Resin-based brake pad with fleece fiber and its mechanical properties | |
CN107312247A (en) | A kind of uvioresistant high strength composite | |
RU2467037C1 (en) | Composition for producing moulding material | |
RU2430936C2 (en) | Method of producing frictional polymer materials | |
RU2393177C1 (en) | Method of producing friction polymer materials | |
JPH0341494B2 (en) | ||
CN104110455B (en) | Brake pad | |
Mitsaichon et al. | Preparation of spent coffee grounds-rubber composites using natural rubber latex as binder | |
RU2768161C1 (en) | Method of producing friction polymer materials | |
RU2463185C2 (en) | Method of rolling stock brake pads production | |
Bubphachart et al. | Robust asbestos-free brake pad from eucalyptus fiber reinforced polybenzoxazine composites | |
Kakou et al. | The Effect of Physical Aging on the Mechanical Properties of Raw, Treated and Compatibilized Coir Fibers-Based Polyisoprene Bio-Composites |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20111106 |