RU2430936C2 - Способ получения фрикционных полимерных материалов - Google Patents

Способ получения фрикционных полимерных материалов Download PDF

Info

Publication number
RU2430936C2
RU2430936C2 RU2009132725/05A RU2009132725A RU2430936C2 RU 2430936 C2 RU2430936 C2 RU 2430936C2 RU 2009132725/05 A RU2009132725/05 A RU 2009132725/05A RU 2009132725 A RU2009132725 A RU 2009132725A RU 2430936 C2 RU2430936 C2 RU 2430936C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
emulsion
filler
resin
rubber
butadiene
Prior art date
Application number
RU2009132725/05A
Other languages
English (en)
Other versions
RU2009132725A (ru
Inventor
Владимир Иванович Колесников (RU)
Владимир Иванович Колесников
Александр Валентинович Лапицкий (RU)
Александр Валентинович Лапицкий
Александр Павлович Сычев (RU)
Александр Павлович Сычев
Игорь Владимирович Колесников (RU)
Игорь Владимирович Колесников
Николай Алексеевич Бочкарёв (RU)
Николай Алексеевич Бочкарёв
Семён Менашевич Котляр (RU)
Семён Менашевич Котляр
Валерий Григорьевич Сафонов (RU)
Валерий Григорьевич Сафонов
Михаил Петрович Седов (RU)
Михаил Петрович Седов
Original Assignee
Владимир Иванович Колесников
Александр Валентинович Лапицкий
Александр Павлович Сычев
Игорь Владимирович Колесников
Николай Алексеевич Бочкарёв
Семён Менашевич Котляр
Валерий Григорьевич Сафонов
Михаил Петрович Седов
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Владимир Иванович Колесников, Александр Валентинович Лапицкий, Александр Павлович Сычев, Игорь Владимирович Колесников, Николай Алексеевич Бочкарёв, Семён Менашевич Котляр, Валерий Григорьевич Сафонов, Михаил Петрович Седов filed Critical Владимир Иванович Колесников
Priority to RU2009132725/05A priority Critical patent/RU2430936C2/ru
Publication of RU2009132725A publication Critical patent/RU2009132725A/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2430936C2 publication Critical patent/RU2430936C2/ru

Links

Landscapes

  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
  • Reinforced Plastic Materials (AREA)

Abstract

Изобретение относится к способу получения фрикционных полимерных материалов и может быть использовано при изготовлении тормозных колодок в железнодорожном и автомобильном транспорте, в подъемных кранах, муфтах сцепления, а также в качестве демпфирующих и вибропоглощающих материалов. Способ заключается в предварительной обработке бутадиеновых или бутадиеннитрильных каучуков на пластификационном оборудовании 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 этом соотношение волокно-смола составляет от 95-5 до 60-40. Затем вводят специальную добавку 1-5% эмульсии жидкого карбонила переходного металла в триэтаноламине. При этом материал содержит, мас.ч.: каучук 100, сера 1-15, тиурам 0,04-2,0, 2-меркаптобензтиазол 0,3-4,0, порошковый наполнитель 10-100, пропитанный волокнистый наполнитель 15-100, эмульсия карбонила металла - 0,5-10,0. Изобретение позволяет повысить прочностные показатели и износостойкость фрикционных полимерных материалов, улучшить условия труда в процессе смешения компонентов. 2 табл.

Description

Изобретение относится к способу получения фрикционных полимерных материалов и может быть использовано при изготовлении тормозных колодок в железнодорожном и автомобильном транспорте, в подъемных кранах, муфтах сцепления, а также в качестве демпфирующих и вибропоглощающих материалов и др. целей.
Известны фрикционные полимерные материалы и способ их получения на основе бутадиеновых каучуков, содержащих вулканизирующие добавки - серу, тиурам и другие серосодержащие соединения и включающие минеральные порошки, неорганические волокна и металлическую стружку (см. Энциклопедия полимеров. Т.3. Издание Советская энциклопедия, М.: 1977, стр.786-788. Аналог 1).
Недостатками такого способа являются низкие прочностные показатели материала в связи с плохой адгезией каучука к волокнам, образование пыли из волокон, особенно асбестовых, опасных для здоровья персонала, и недостаточно высокие фрикционные свойства.
Описан также способ повышения фрикционно-износных свойств фрикционного изделия за счет предварительного деструктивного воздействия на армирующие (преимущественно полимерные) волокна (см. патент RU 2.114.332 (13) С1 Аналог 2).
Деструктивное воздействие на волокна хотя и несколько повышает адгезию каучуков к их поверхности, но несомненно приводит к уменьшению разрывной прочности полимерных волокон и к разрушению хрупких неорганических волокон, в первую очередь стеклянных. Поэтому указанный способ не позволяет существенно повысить прочностные показатели фрикционных изделий.
Более эффективный способ получения фрикционного полимерного материала описан в ближайшем прототипе (см. патент RU 2.175.335 С2 от 27.04.1999 г.). Он заключается в введении в процессе пластикации каучука эпоксидного компонента - твердого сплава эпоксидных смол с 4,4′ диоксидифенилсульфоном и фенолоформальдегидной смолой. Приведенный способ позволяет повысить прочностные показатели и износостойкость тормозного сопряжения.
Недостатком материала, получаемого в соответствии с ближайшим прототипом, является недостаточно равномерное распределение эпоксидного компонента на границе волокно-каучук и, как следствие, неполная реализация адгезионного эффекта.
В процессе эксплуатации фрикционных материалов, содержащих серу, последняя диффундирует в поверхность сопряжения, в результате чего возникают негативные сегрегационные явления, вызывающие деструкцию поверхности железнодорожного колеса.
Целью заявляемого способа является существенное повышение прочностных показателей и износостойкости фрикционных полимерных материалов, исключение образования волокнистой пыли и улучшение условий труда в процессе смешения компонентов, а также нейтрализация образующейся в процессе эксплуатации серы.
Поставленная цель достигается тем, что способ получения фрикционных полимерных материалов осуществляется путем предварительной обработки на пластификационном оборудовании бутадиеновых или бутадиеннитрильных каучуков 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 и специальной добавки 1-5% эмульсии жидкого карбонила переходного металла в триэтаноламине, при этом материал содержит в мас.ч.:
Каучук 100
Сера 1÷15
Тиурам 0,04÷2
2-Меркаптобензтиазол 0,3÷4
Порошковый наполнитель 10÷100
Пропитанный волокнистый наполнитель 15÷100
Эмульсия карбонила металла в триэтаноламине 0,5÷10
Пример 1
Приготовление водорастворимой эпоксидной смолы марки Этал АК-732.
В раствор, снабженный обогревом и мешалкой, загружают 50 мас.ч. эпоксидной диановой смолы марки ЭД-20, 30 мас.ч. эпоксидной алифатической смолы марки ТЭГ-1 (диглицидиловый эфир триэтиленгликоля) и 20 мас.ч. диэтиленгликоля. Взаимодействие компонентов происходит в результате их перемешивания при 30°С в течение 60 мин. После этого к продукту добавляют 100 мас.ч. дистиллированной воды и при 80°С перемешивают в течение 40 мин. Полученный продукт сливают в емкости и перед использованием доводят до нужной концентрации.
Пропитка волокна
В лопастной смеситель загружают 200 мас.ч. растворенной в воде эпоксидной смолы, представляющей собой тройной продукт взаимодействия смеси диановой и алифатической смол с гликолями и их производными, марки АК-732 (ТУ 2241-824-18826195-06) 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 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), крошка диатомитовая обожженная (ТУ 5761-003-25310144-99), концентрат баритовый (ГОСТ 4682) в равном соотношении. Далее в резиносмеситель загружают 60 мас.ч. стекловолокна, пропитанного водорастворимой эпоксидной смолой, в соотношении стекловолокно + смола 75÷25. Перемешивание осуществляют при 80°С в течение 25 минут, после чего загружается 5 мас.ч. жидкого пентакарбонила железа в виде 2% эмульсии в триэтаноламине (ТУ 6-02-982-75).
Примеры 2÷7 осуществляют аналогично примеру 1, но с изменением состава в соответствии с таблицей 1.
Свойства получаемого фрикционного материала приведены в таблице 2.
Заявляемый способ позволяет значительно повысить прочностные показатели получаемых фрикционных материалов (см. таблицу 2) и нейтрализовать в основном выделяющуюся в процессе эксплуатации серу. Волокна, пропитанные водным раствором эпоксидной смолы, в отличие от непропитанных несравненно лучше сохраняются в процессе смешения с каучуком. Например, стеклянное волокно на вальцах или в резиносмесителе разрушается до размеров длиной менее 0,5 мм, а пропитанное практически сохраняет свой исходный размер, что является важнейшим фактором повышения армирующего эффекта.
Не менее важным является устранение пылеобразования при использовании водного раствора эпоксидной смолы.
Введение в состав материала эпоксидной смолы весьма существенно повышает адгезию каучука к волокну и металлическому каркасу тормозной колодки.
Figure 00000001
Таблица 2
Свойства изделий, получаемых из фрикционных полимерных материалов по примерам 1÷7 в сравнении с аналогом и прототипом
Наименование показателя Величина показателя
1 2 3 4 5 6 7 Аналог 1 Энциклопедия полимеров Прототип RU 2.175.335
1 Прочность при изгибе, МПа 100 90 105 98 98 100 108 15 65
2 Прочность при растяжении, МПа 76 80 85 88 86 90 92 35 37
3 Коэффициент трения по ГОСТ 10791 0,54 0,52 0,53 0,52 0,52 0,52 0,49 0,38 0,56
4 Износ по ГОСТ 10791 0,07 0,06 0,06 0,07 0,06 0,07 0,06 0,11 0,05
5 Содержание свободной серы через 6 месяцев эксплуатации, % от веса материала <0,001 <0,001 <0,001 <0,001 <0,001 <0,001 <0,001 - 0,2

Claims (1)

  1. Способ получения фрикционных полимерных материалов, заключающийся в предварительной обработке на пластификационном оборудовании бутадиеновых или бутадиеннитрильных каучуков 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 и специальной добавки 1-5% эмульсии жидкого карбонила переходного металла в триэтаноламине, при этом материал содержит, мас.ч.:
    каучук 100 сера 1-15 тиурам 0,04-2,0 2-меркаптобензтиазол 0,3-4,0 порошковый наполнитель 10-100 пропитанный волокнистый наполнитель 15-100 эмульсия карбонила металла в триэтаноламине 0,5-10,0
RU2009132725/05A 2009-08-31 2009-08-31 Способ получения фрикционных полимерных материалов RU2430936C2 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2009132725/05A RU2430936C2 (ru) 2009-08-31 2009-08-31 Способ получения фрикционных полимерных материалов

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2009132725/05A RU2430936C2 (ru) 2009-08-31 2009-08-31 Способ получения фрикционных полимерных материалов

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2009132725A RU2009132725A (ru) 2011-03-10
RU2430936C2 true RU2430936C2 (ru) 2011-10-10

Family

ID=44805207

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2009132725/05A RU2430936C2 (ru) 2009-08-31 2009-08-31 Способ получения фрикционных полимерных материалов

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2430936C2 (ru)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2717055C1 (ru) * 2019-10-17 2020-03-17 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки "Федеральный исследовательский центр Южный научный центр Российской академии наук" Способ получения фрикционных полимерных материалов

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2717055C1 (ru) * 2019-10-17 2020-03-17 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки "Федеральный исследовательский центр Южный научный центр Российской академии наук" Способ получения фрикционных полимерных материалов

Also Published As

Publication number Publication date
RU2009132725A (ru) 2011-03-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Muniandy et al. EFFECTS OF PARTIAL REPLACEMENT OF RATTAN POWDER BY COMMERCIAL FILLERS ON THE PROPERTIES OF NATURAL RUBBER COMPOSITES.
Mohapatra et al. Cardanol grafted natural rubber: a green substitute to natural rubber for enhancing silica filler dispersion
CN104053741B (zh) 摩擦材料及其制造方法
CN106634835A (zh) 一种基于酚醛树脂和金属橡胶的摩擦材料及摩擦制品
CN106337884A (zh) 一种高耐磨离合器面片及其制备方法
AU640893B2 (en) Improved method for producing friction compositions and products
Kapgate et al. Effect of silane integrated sol–gel derived in situ silica on the properties of nitrile rubber
RU2430936C2 (ru) Способ получения фрикционных полимерных материалов
GB2085019A (en) Friction material
EP0090387B1 (de) Kautschukvulkanisate mit relativ niedriger Härte, Verfahren zur Herstellung von Vulkanisaten mit Shore A Härten unter 65 Grad, in denen bei dynamischer Verformung nur ein verminderter Energieanteil in Wärme umgewandelt wird, sowie technische Gummimischungen und Reifen
RU2717055C1 (ru) Способ получения фрикционных полимерных материалов
RU2419639C2 (ru) Способ получения фрикционных полимерных материалов
JPH0770373A (ja) ゴム混合物およびこれから製造された、補強支持体への改善された接着性を示す加硫したコンパウンド
CN103819945A (zh) 一种改性炭黑及其制备方法
CN103194039A (zh) 一种低摩擦系数合成材料及制备方法
Mitsaichon et al. Preparation of spent coffee grounds-rubber composites using natural rubber latex as binder
CN102359522B (zh) 制动器摩擦片及其制备方法
Li et al. Hybrid of bamboo charcoal and silica by tetraethoxysilane hydrolysis over acid catalyst reinforced styrene‐butadiene rubber
RU2761551C1 (ru) Полимерная клеевая композиция праймера для крепления низкомодульных резин к металлу
RU2768161C1 (ru) Способ получения фрикционных полимерных материалов
CN115181348B (zh) 一种耐老化耐磨橡胶及其制备工艺
KR20210078823A (ko) 재생탄소섬유를 적용한 신발 겉창용 고무 조성물
Kaewsikoun et al. The effect of non-rubber components on mechanical properties of TESPD silane coupling agent in silica-filled rubber compounds
Mamauod et al. Synergistic effect of nano calcium carbonate (NCC)/carbon black (CB) on the cure characteristics and physico-mechanical properties of NR/SBR blends
Moryadee et al. Effect of modified molasses carbon filler on mechanical properties of natural rubber vulcanizates

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20110901