КОМПОЗИЦИЯ ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ФРИКЦИОННОГО МАТЕРИАЛА Российский патент 1995 года по МПК C08J5/14 C08L61/10 C08K13/06 C08L61/10 C08L9/02 C08K13/06 C08K3/04 C08K3/08 C08K3/30 C08K3/36 C08K9/04 

Изобретение относится к наполненным полимерным материалам и может быть использовано при изготовлении фрикционного материала в тормозных системах транспортных средств, в муфтах и других изделиях аналогичного назначения.

Известна полимерная композиция фрикционного назначения, содержащая анилинфенолформальдегидную смолу, нитрильный каучук, асбест, барит, окись алюминия, медный порошок, бронзовую стружку, графит и фторид кальция /1/.

Недостатком композиции является хрупкость изделий и, как следствие, относительно низкая износоустойчивость. Кроме того, наличие в составе композиции асбеста загрязняет производство.

Известен фрикционный материал на органической основе, включающий фенольную смолу, волоконный наполнитель, например асбест или смесь стеклянных и минеральных волокон, металлосодержащие соединения, органический модификатор, неорганический модификатор и фрикционный модификатор /2/.

Наличие асбеста и/или стеклянных волокон является неблагоприятным фактором с точки зрения техники безопасности производства. Кроме того, увеличивается износ материала за счет образования поверхностных микротрещин в условиях тепловых нагрузок.

Техническим результатом, на достижение которого направлено изобретение, является повышение износостойкости материала из данной композиции при повышенных температурах, уменьшение загрязнения производства.

Результат достигается тем, что композиция для изготовления фрикционного материала, содержащая фенолформальдегидную смолу, бутадиен-нитрильный каучук, баритовый концентрат, глинозем, бронзовую стружку, медный порошок, графит и минеральное волокно, дополнительно включает адгезионную добавку блокированный капролактамом 2,4-толуилендиизоцианат, а в качестве минерального волокна содержит базальтовое волокно, при следующем соотношении компонентов, мас. Фенолформальде- гидная смола 12-14 Бутадиен-нитриль- ный каучук 2-4 Баритовый концентрат 16-20 Глинозем 9-11 Бронзовая стружка 4-6 Медный порошок 9-10 Графит 1-2 Блокированный капролактамом 2,4-толуиленди- изоцианат 0,5-3 Базальтовое волокно Остальное
Использованный в данной композиции блокированный капролактамом 2,4-толуилендиизоцианат получают взаимодействием одного моля диизоцианата с двумя молями капролактама по реакции
+ 2(CH₂)
или
OCN C₆H₄CH₃-NCO+2NH(CH₂)₅CO ____→ CH₃-C₆H₄-[NH(CO)O]₂
Взаимодействие может быть осуществлено либо в среде инертного органического растворителя при температуре его кипения, либо в расплаве капролактама.

Продукт, полученный по растворной технологии-мелкодисперсный порошок белого цвета.

Продукт, полученный в расплаве капролактама слегка желтоватые чешуйки стекловидного типа, нуждается в предварительном измельчении любыми известными способами до размера частиц 40 мкм.

Материал изготавливают смешиванием указанных компонентов в резиносмесителе под давлением 0,5-0,6 МПа в течение 10 мин. Диаметр нити базальтового волокна берут при этом равным 1-2 мкм. Изготовленную шихту прессуют при температуре 175^оС и давлении 100 МПа. Введенный в состав материала изоцианат в процессе изготовления диссоциирует с выделением свободного капролактама и диизоцианата. Последний вступает во взаимодействие с активными группами компонентов смеси, образуя прочные уретановые связи. Выделяющийся и частично полимеризующийся капролактам повышает эластичность материала.

Примеры известной и предлагаемой композиций приведены в табл. 1.

Триботехнические свойства материала оценивали на машине трения СМТ-1 при нагрузке 50 кгс, скорости скольжения 4 м/с с повышением температуры до 500^оС к концу испытания. Испытания проводились по методике согласно ГОСТ 23210-80; Материал контртела СЧ-15-32.

Результаты испытаний приведены в табл. 2.

Как видно из табл. 2, введение блокированного изоцианата в количестве 0,5-3 мас. повышает износостойкость материала ввиду снижения адгезионного взаимодействия базальтового волокна с полимерной матрицей. Введение изоцианата в количестве более 3 мас. приводит к снижению износостойкости за счет разрыхления материала выделяющимся и незаполимеризованным капролактамом.

Использование: в качестве фрикционного материала в тормозных системах транспортных средств, в муфтах и других изделиях аналогичного назначения. Сущность изобретения: композиция для изготовления фрикционного материала включает, мас. % : фенолформальдегидная смола 12 - 14; бутадиен-нитрильный каучук 2 - 4; баритовый концентрат 16 - 20; глинозем 9 - 11; бронзовая стружка 4 - 6; медный порошок 9 - 10; блокированный капролактамом 2,4-толуилендиизоцианат 0,5 - 3; графит 1 - 2 и базальтовое волокно остальное. Коэффициент трения материала в паре трения с контртелом из серого чугуна составляет 0,36 - 0,41. Показатель энергетического износа (1,3-1,9)·10^-6 см³/кг·м. 2 табл.

КОМПОЗИЦИЯ ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ФРИКЦИОННОГО МАТЕРИАЛА, включающая фенолформальдегидную смолу, бутадиен-нитрильный каучук, баритовый концентрат, глинозем, бронзовую стружку, медный порошок, графит и минеральное волокно, отличающаяся тем, что композиция в качестве минерального волокна содержит базальтовое волокно и дополнительно содержит блокированный капролактамом 2,4-толуилендиизоцианат при следующем соотношении компонентов, мас.

Фенолформальдегидная смола 12 14
Бутадиен-нитрильный каучук 2 4
Баритовый концентрат 16 20
Глинозем 9 11
Бронзовая стружка 4 6
Медный порошок 9 10
Блокированный капролактамом 2,4-толуилендиизоцианат 0,5 3
Графит 1 2
Базальтовое волокно До 100