RU2768161C1 - Способ получения фрикционных полимерных материалов - Google Patents
Способ получения фрикционных полимерных материалов Download PDFInfo
- Publication number
- RU2768161C1 RU2768161C1 RU2020140852A RU2020140852A RU2768161C1 RU 2768161 C1 RU2768161 C1 RU 2768161C1 RU 2020140852 A RU2020140852 A RU 2020140852A RU 2020140852 A RU2020140852 A RU 2020140852A RU 2768161 C1 RU2768161 C1 RU 2768161C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- minutes
- thiuram
- friction polymer
- block copolymer
- filler
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
- C08J5/00—Manufacture of articles or shaped materials containing macromolecular substances
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
- C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
- C08K3/02—Elements
- C08K3/06—Sulfur
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
- C08K5/00—Use of organic ingredients
- C08K5/36—Sulfur-, selenium-, or tellurium-containing compounds
- C08K5/39—Thiocarbamic acids; Derivatives thereof, e.g. dithiocarbamates
- C08K5/40—Thiurams, i.e. compounds containing groups
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
- C08K5/00—Use of organic ingredients
- C08K5/36—Sulfur-, selenium-, or tellurium-containing compounds
- C08K5/45—Heterocyclic compounds having sulfur in the ring
- C08K5/46—Heterocyclic compounds having sulfur in the ring with oxygen or nitrogen in the ring
- C08K5/47—Thiazoles
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
- C08L63/00—Compositions of epoxy resins; Compositions of derivatives of epoxy resins
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
- C08L9/00—Compositions of homopolymers or copolymers of conjugated diene hydrocarbons
- C08L9/02—Copolymers with acrylonitrile
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Polymers & Plastics (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
- Epoxy Resins (AREA)
Abstract
Настоящее изобретение относится к способу получения фрикционных полимерных материалов. Данный способ заключается в обработке на пластификационном оборудовании каучуков, содержащих в основной цепи двойные связи, с блок-сополимером, являющимся тройным продуктом взаимодействия диокиси дициклопентадиена (А), моноокиси винилциклогексена (Б) и новолачной фенолоформальдегидной смолы с примесью свободного фенола не более 2% (В), также содержащим двойные связи и получаемым путем совместной обработки на пластификационном оборудовании компонентов А:Б:В в соотношении от 10:30:20 до 50:50:40 при температуре от +70°С до +110°С в течение от 20 минут до 40 минут; введение вулканизирующих добавок - серы, тиурама, 2-меркаптобензтиазола, порошкового наполнителя и волокнистого наполнителя, пропитанного водорастворимым эпоксидным составом. Фрикционный полимерный материал содержит (мас.ч.): каучук – 100; блок-сополимер – 5÷50; сера – 1÷15; тиурам – 0,04÷2,0; 2-меркаптобензтиазол – 0,3÷4,0, порошковый наполнитель – 10÷100, пропитанный волокнистый наполнитель – 15÷150. Технический результат – существенное повышение прочностных показателей и износостойкости фрикционных полимерных материалов при температурах 150÷180°С с одновременным исключением образования волокнистой пыли и улучшением условий труда в процессе смешения компонентов, а также нейтрализации образующейся в процессе эксплуатации серы. 1 ил., 2 табл., 4 пр.
Description
Изобретение относится к способу получения фрикционных полимерных материалов с повышенной термостойкостью и прочностью и может быть использовано при изготовлении тормозных колодок, подвергаемых высоким нагрузкам, в железнодорожном и автомобильном транспорте, подъемных кранах, а также в качестве демпфирующих и вибропоглощающих материалов, эксплуатируемых при повышенных температурах, и других целей.
Одним из аналогов заявляемого технического решения является способ получения фрикционного полимерного материала, предусматривающий введение в процессе пластификации каучука эпоксидного компонента - твердого сплава эпоксидной диановой смолы с 4,4' диоксидифенилсульфоном и фенолоформальдегидной смолой (патент RU 2175335 C2 от 27.04.1999 г.). Недостатком получаемого при этом материала является его сравнительно невысокая исходная прочность и значительное снижение прочностных показателей, при нагреве до температуры свыше +60°С, возникающем в процессе фрикционных нагрузок.
Еще одним аналогом является способ получения фрикционных полимерных материалов, включающий операцию пропитки волокнистого наполнителя эпоксидной водорастворимой смолой промышленной марки Этал АК-732, представляющей собой тройной продукт взаимодействия смеси диановой и алифатической смол с гликолями и их производными (ТУ 2241-824-18826195-06), содержащей отвердитель - жидкий карбонил переходного металла в триэтаноламине (патент RU 2430936 C2 от 31.08.2009 г.). Недостатком описанного в аналоге материала являются сравнительно низкие прочностные показатели при повышенных температурах эксплуатации.
Введение же термостойких эпоксидных смол в состав каучуков не позволяет достигнуть необходимой прочности, т.к. эпоксидные смолы химически не взаимодействуют с бутадиеновыми и бутадиен-нитрильными каучуками.
Ближайшим прототипом заявляемого технического решения является способ получения фрикционных полимерных материалов (патент RU 2717055 C1 от 17.10.2019 г.), включающий совместную обработку на пластификационном оборудовании бутадиеновых или бутадиен-нитрильных каучуков с твердой эпоксициануратной смолой, получаемой эпоксидированием циануровой кислоты эпихлоргидрином, и блокированными изоцианатами (4,4' дифенилметандиизоцианат, блокированный метилпиразолом), с последующим введением вулканизирующих добавок - серы, тиурама, 2-меркаптобензтиазола, порошкового наполнителя, волокнистого наполнителя, пропитанного водорастворимой эпоксидной смолой, представляющей собой продукт взаимодействия смеси диановой и алифатической смол с гликолями или их производными. Однако в получаемом при этом материале не обеспечивается достаточное химическое взаимодействие эпоксидных соединений с каучуками, что не позволяет достичь необходимых прочностных и трибологических показателей при температурах выше +150°С.
Целью заявляемого способа является существенное повышение прочностных показателей и износостойкости фрикционных полимерных материалов при температурах 150÷180°С с одновременным исключением образования волокнистой пыли и улучшением условий труда в процессе смешения компонентов, а также нейтрализации образующейся в процессе эксплуатации серы.
Авторами найден способ, позволяющий обеспечить химическое взаимодействие эпоксидных соединений с максимальной удельной функциональностью, какими являются диокись дициклопентадиена (ТУ П-462-66), содержащая более 50% эпоксидных групп (т.е. в 2,5 раза выше, чем у смолы ЭД-20) и моноокись винилциклогексена (CAS 100-40-3), с каучуками, за счет получения блок-сополимера, содержащего одновременно эпоксидные и гидроксильные группы, а также двойные связи (см. фиг. 1). Наличие двойных связей в модификаторе позволяет увеличить химическое взаимодействие с каучуками в большей степени, чем с системой, предложенной в прототипе. При этом фрикционный полимерный материал содержит в мас.ч.:
каучук | 100 |
блок-сополимер | 5÷50 |
сера | 1÷45 |
тиурам | 0,04÷2,0 |
2-меркаптобензтиазол | 0,3÷4,0 |
порошковый наполнитель | 10÷100 |
пропитанный волокнистый наполнитель | 10÷150 |
Пример 1
Пропитка волокна
В лопастной смеситель загружают 200 мас.ч. растворенной в воде эпоксидной смолы, представляющей собой продукт взаимодействия смеси диановой и алифатической смол с гликолями и их производными, марки Этал АК-732 (ТУ 2241-824-18826195-06), серийно выпускаемой ЗАО «ЭНПЦ Эпитал» (г.Москва) 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 блок-сополимера
В реактор с обогревом и мешалкой загружают моноокись винилциклогексена (Б) в количестве 40 мас.ч. и при температуре +50°С добавляют порциями диокись дициклопентадиена (А) в количестве 30 мас.ч. с одновременным повышением температуры до +100°С. Полученная смесь с температурой плавления, равной 90°С, выливается в противень, а затем измельчается до гранул размером ~5÷10 мм.
Далее на вальцы, подогретые до +90°С, одновременно загружают дробленую смесь эпоксидов и новолачной фенолоформальдегидной смолы марки СФ-014 (ГОСТ 18694-80) с температурой каплепадения по Уббелоде +120°С, содержащую менее 2% свободного фенола, (В) в соотношении мас.ч. А:Б:В=30:40:30.
Смесь перемешивается при +90°С в течение 20 минут с тремя подрезами, затем снимается с вальцев и охлаждается. Полученный при этом полупрозрачный продукт взаимодействия после дробления поступает на склад или сразу применяется для модификации каучука и получения фрикционного материала.
Модификации каучука и получение фрикционного материала
Модификация бутадиенового каучука марки СКД-2 (ГОСТ 14924-75) осуществляется в резиносмесителе типа РСВД 140-20 при применении блок-сополимера в количестве 25 мас.ч. на 100 мас.ч. каучука путем обработки при +90°С в течение 30 минут. Затем к полученной смеси добавляют 8 мас.ч. серы технической молотой природной сорта 9995,1 мас.ч. тиурама (ГОСТ 740-76), 2 мас.ч. 2-меркаптобензтиазола (ГОСТ 739-74), 45 мас.ч. порошкового наполнителя, состоящего из смеси глинозема (ГОСТ 30558-98), графита кристаллического (ГОСТ 5279-74), крошки диатомитовой обожженной (ТУ 5761-003-25310144-99), концентрата баритового (ГОСТ 4682-84) в равном соотношении. Далее в резиносмеситель загружают 60 мас.ч. стекловолокна, пропитанного смолой в соотношении стекловолокно : смола (мас.ч.) 75:25 и осуществляют перемешивание (при +90°С) в течение 20 минут. Полученный материал перерабатывается в изделия методом компрессионного горячего прессования при температуре 165°С±5°С и выдержке в пресс-форме 20 минут ± 2 мин/мм толщины изделия.
Примеры 2-S-4 осуществлялись аналогично примеру 1 с изменением параметров в соответствии с таблицей 1.
Свойства получаемых фрикционных полимерных материалов приведены в таблице 2.
Заявляемый способ позволяет заметно повысить прочностные показатели получаемых фрикционных материалов при +20°С, обеспечивает повышение указанных показателей при +60°С и +120°С, сохраняя фрикционные свойства при +20°С на уровне прототипа. Можно также прогнозировать их преимущества при +60°С и +120°С. Кроме того, получаемые фрикционные полимерные материалы сохраняют работоспособность при температурах 150÷180°С.
Краткое описание чертежей.
Фиг. 1 - Получение эпоксидного модификатора.
Claims (2)
- Способ получения фрикционных полимерных материалов, заключающийся в обработке на пластификационном оборудовании каучуков, содержащих в основной цепи двойные связи, с блок-сополимером, являющимся тройным продуктом взаимодействия диокиси дициклопентадиена (А), моноокиси винилциклогексена (Б) и новолачной фенолоформальдегидной смолы с примесью свободного фенола не более 2% (В), также содержащим двойные связи и получаемым путем совместной обработки на пластификационном оборудовании компонентов А:Б:В в соотношении от 10:30:20 до 50:50:40 при температуре от +70°С до +110°С в течение от 20 минут до 40 минут, с последующим введением вулканизирующих добавок - серы, тиурама, 2-меркаптобензтиазола, а также порошкового наполнителя и волокнистого наполнителя, пропитанного водорастворимым эпоксидным составом, при этом материал содержит, мас.ч.:
-
каучук 100 блок-сополимер 5÷50 сера 1÷15 тиурам 0,04÷2,0 2-меркаптобензтиазол 0,3÷4,0 порошковый наполнитель 10÷100 пропитанный волокнистый наполнитель 15÷150
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2020140852A RU2768161C1 (ru) | 2020-12-10 | 2020-12-10 | Способ получения фрикционных полимерных материалов |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2020140852A RU2768161C1 (ru) | 2020-12-10 | 2020-12-10 | Способ получения фрикционных полимерных материалов |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2768161C1 true RU2768161C1 (ru) | 2022-03-23 |
Family
ID=80819323
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2020140852A RU2768161C1 (ru) | 2020-12-10 | 2020-12-10 | Способ получения фрикционных полимерных материалов |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2768161C1 (ru) |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2175335C2 (ru) * | 1999-04-27 | 2001-10-27 | Лапицкий Валентин Александрович | Способ получения фрикционных полимерных материалов |
RU2419639C2 (ru) * | 2008-11-05 | 2011-05-27 | Владимир Иванович Колесников | Способ получения фрикционных полимерных материалов |
CN108884232A (zh) * | 2016-03-23 | 2018-11-23 | 日本瑞翁株式会社 | 胶乳组合物的制造方法 |
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 |
-
2020
- 2020-12-10 RU RU2020140852A patent/RU2768161C1/ru active
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2175335C2 (ru) * | 1999-04-27 | 2001-10-27 | Лапицкий Валентин Александрович | Способ получения фрикционных полимерных материалов |
RU2419639C2 (ru) * | 2008-11-05 | 2011-05-27 | Владимир Иванович Колесников | Способ получения фрикционных полимерных материалов |
CN108884232A (zh) * | 2016-03-23 | 2018-11-23 | 日本瑞翁株式会社 | 胶乳组合物的制造方法 |
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 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US10138377B2 (en) | Lignin derivative, lignin resin composition, rubber composition, and molding material | |
EP3279268B1 (en) | Thermosetting resin composition, friction material and method for producing thermosetting resin composition | |
US20170363166A1 (en) | Friction material and method for manufacturing the same | |
RU2717055C1 (ru) | Способ получения фрикционных полимерных материалов | |
RU2768161C1 (ru) | Способ получения фрикционных полимерных материалов | |
GB2085019A (en) | Friction material | |
CN111286094A (zh) | 一种运动鞋底用橡胶材料及其制备方法 | |
RU2419639C2 (ru) | Способ получения фрикционных полимерных материалов | |
JPH0341494B2 (ru) | ||
RU2114880C1 (ru) | Композиция для изготовления теплозащитного материала | |
JPH0343442A (ja) | リグノセルロース−フェノールノボラック樹脂及びリグノセルロース−フェノールノボラック樹脂形成物の製造法 | |
CN108530771B (zh) | 一种烷基酚甲醛硫化树脂及其制备方法和应用 | |
RU2393177C1 (ru) | Способ получения фрикционных полимерных материалов | |
RU2175335C2 (ru) | Способ получения фрикционных полимерных материалов | |
US2078617A (en) | Friction element and bond therefor | |
US942699A (en) | Method of making insoluble products of phenol and formaldehyde. | |
RU2430936C2 (ru) | Способ получения фрикционных полимерных материалов | |
Akinlabi | Influence of carbonized rubber seed shell as filler on vulcanisates from blends of natural rubber and epoxidized low molecular weight natural rubber | |
JP6993252B2 (ja) | 熱硬化性樹脂組成物、摩擦材及び熱硬化性樹脂組成物の製造方法 | |
RU2653157C1 (ru) | Состав для изготовления полуфабриката прессовочного материала и способ изготовления полуфабриката | |
JPS58500568A (ja) | 熱に安定なフエノ−ル樹脂成形物 | |
RU2400502C2 (ru) | Фрикционный полимерный материал | |
US2291433A (en) | Molding composition and plastic materials made therefrom | |
SU840071A1 (ru) | Полимерна пресс-композици | |
RU2493000C2 (ru) | Модификатор лигноцеллюлозных материалов и способ изготовления композитных изделий из лигноцеллюлозных материалов |