RU2430936C2 - Способ получения фрикционных полимерных материалов - Google Patents
Способ получения фрикционных полимерных материалов Download PDFInfo
- 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
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.
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)
- 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
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)
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 |
-
2009
- 2009-08-31 RU RU2009132725/05A patent/RU2430936C2/ru not_active IP Right Cessation
Cited By (1)
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 |