КОМПОЗИЦИЯ ДЛЯ АБРАЗИВНОГО ИНСТРУМЕНТА Российский патент 1997 года по МПК C08L75/04 C08K5/18 B24D3/28 C08L75/04 C08L83/04 

Изобретение относится к изготовлению эластичного абразивного инструмента, применяемого в стоматологии, который также может быть использован в приборостроении, радиотехнике, машиностроении для шлифования поверхностей различных материалов.

Известна композиция для изготовления абразивного инструмента на бакелитовой связке с различными наполнителями криолит, пирит, тальк, волокнистый асбест /1/. Известна также композиция для изготовления абразивного инструмента, содержащая в качестве связки вулканит /2/. Эти композиции не обеспечивают достаточной эластичности и износостойкости. Формирование абразивных изделий из этих композиций требует температур 150 -200^oC и длительной термообработки (20-24 часа), что значительно увеличивает трудоемкость и энергоемкость процесса.

Известны также композиции на полиуретановой основе /3,4/. Данные композиции сложны по составу, абразивный инструмент, изготовленный из этой композиции, не обладает высокой теплостойкостью, размягчается в процессе шлифования, теряя рабочие характеристики.

Наиболее близкой к заявленной является композиция для получения абразивного инструмента /5/, содержащая масс.

Полиуретановый форполимер 37,0 50,0
Наполнитель 0,2 2,5
Соль Мора 0,15 0,35
Термореактивная смола 1,2 2,8
Сшивающий агент 0,6 1,4
Диглицидиловый эфир тетрабромдифенилолпропана 1,0 6,0
Абразив Остальное
Указанная композиция более сложна по составу, чем заявляемая, не позволяет изготавливать микрошлифовальный инструмент с высокой теплостойкостью и стойкостью в условиях стерилизации (180^oC, выдержка 40 минут).

Предлагаемая композиция, содержащая уретановый форполимер с концевыми изоцианатными группами, отвердитель, абразив, наполнитель и соединение с эпоксидными группами, в качестве отвердителя содержит смесь шиффового основания с ароматическим амином при их массовом соотношении 20: 1 1:20, а в качестве соединения с эпоксидными группами полисилоксан формулы:

при n 80-100, m 15-40.

Микрошлифовальный инструмент, созданный из предложенной композиции, будет обладать высокой теплостойкостью, стойкостью к условиям стерилизации (в воде при 100^oC, сухой стерилизации при 180^oC), стойкостью при скоростях вращения 25000 40000 об/мин с сохранением работоспособности инструмента, увеличением жизнеспособности композиции.

Использование в органическом связующем полисилоксана указанной структурной формулы позволяет повысить теплостойкость и жизнеспособность массы. Снижение молекулярного веса полисилоксана ниже 10000 (n <80, m <15) приводит к уменьшению теплостойкости, повышение молекулярного веса полисилоксана (n > 100, m > 40) приводит к снижению жизнеспособности композиции за счет увеличения ее исходной вязкости.

Использование в качестве отвердителя смеси шифрового основания с ароматическим амином при их массовом соотношении 20:1 1:20 позволяет регулировать оптимальную эластичность микрошлифовального инструмента.

В качестве органического связующего использовали: полисилоксан молекулярной массы 10000 15000 с содержанием эпоксидных групп 5 15%
Структурная формула олигомера:

где n 80-100, m 15-40; уретановый форполимер с концевыми изоцинаптными группами молекулярной массы 950 1900, с содержанием изоцианатных групп 2,8 6,0%
Структурная формула уретанового форполимера:

где n 14-28.

В качестве шиффовых оснований использовали дибензальтэтилендиомин, дибензальбензидин. В качестве полиамина бензидин, 4,4'-метилен-бис(3-хлоранилин), n, m фенилендиамины. В качестве абразивного материала карбид кремния, электрокорунд. В качестве наполнителя мел, гидроксид алюминия, тальк.

Пример 1. Исходные компоненты берут в соотношении, масс. ч.

Уретановый форполимер (молекулярная масса 950, содержание изоцианатных групп 6%) 100
Полисилоксан (молекулярная масса 10000, содержание эпоксидных групп - 5% ) 1
Отвердитель (дибензальэтилен/4,4'-метилен-бис(3-хлоранилин при соотношении масс.ч. 1/20) 18
Абразивный материал (электрокорунд 24А М3) 50
Наполнитель (мел) 1
В реакторе, снабженном мешалкой и обогреваемой рубашкой, смешивают уретановый форполимер с отвердителем при 40 60^oC в течение 5 10 мин, затем добавляют при перемешивании полисилоксан, электрокорунд, мел и перемешивают 5 10 мин. Массу разливают в форму, предварительно смазанную антиадгезионной смазкой, затем проводят обработку лазерным излучением с длиной волны 1,06 мкм, плотностью светового потока 100 ватт/см² и термообработку при 100 110^oC в течение 2 часов. Свойства композиций приведены в таблице.

Пример 2. Исходные компоненты берут в соотношении, масс.ч.

Уретановый форполимер (молекулярная масса 1900, содержание изоцианатных групп 2,8%) 1000
Полисилоксан (молекулярная масса 12500, содержание эпоксидных групп - 12%) 20
Отвердитель (дибензальбензидин/п-фенилендиамин при соотношении, масс. ч. 20/1) 27
Абразивный материал (карбид кремния 64 СМ7) 30
Наполнитель (тальк) 10
Приготовление абразивной массы и термообработку проводят аналогично примеру 1.

Пример 3. Исходные компоненты берут в соотношении, масс.ч.

Уретановый форполимер (молекулярная масса 1400, содержание изоцианатных групп 4%) 100
Полисилоксан (молекулярная масса 15000, содержание эпоксидных групп - 15%) 10
Отвердитель (дибензальэтилендиамин (бензидин при соотношении, масс. ч. 1/1) 23
Абразивный материал (карбид кремния 64СМ5) 60
Наполнитель (гидроксид алюминия 5
Приготовление абразивной массы и термообработку проводят аналогично примеру 1.

Пример 4. Исходные компоненты берут в соотношении, масс.ч.

Уретановый форполимер (молекулярная масса 950, содержание изоцианатных групп 6%) 100
Полисилоксан (молекулярная масса 12500, содержание эпоксидных групп - 12%) 30
Отвердитель (дибензальбензидин/м-фенилендиалиен при соотношении масс. ч. 10/1) 32
Абразивный материал (электрокорунд 24АМ5) 10
Наполнитель (мел) 5
Приготовление абразивной массы проводят аналогично примеру 1. Отверждение композиции осуществляется с предварительной обработкой лазерным излучением с длиной волны 0,337 мкм, плотностью светового потока 60,0 ватт/см² и последующей термообработкой при 100^oC в течение 30 минут.

Указанные в примерах длины волн лазерного излучения и плотность светового потока являются экспериментальными величинами и выбраны из условия оптимального проведения процесса и получения устойчивых результатов по заявленным характеристикам композиции.

Предлагаемая композиция менее сложна по составу, технологии изготовления, чем известная, и позволяет получать микрошлифовальный инструмент с повышенной износостойкостью, теплостойкостью в условиях стерилизации.

Предлагаемая композиция может быть изготовлена на стандартном оборудовании, отличается повышенной жизнеспособностью, предварительное облучение композиции лазерным излучением с длиной волны 1,06 мкм и плотностью светового потока 100 ватт/см² повышает стойкость инструмента при скоростях вращения 25000 40000 об/мин и позволяет его стерилизовать за счет удаления низкомолекулярных примесей в процессе облучения и воздействия УФ-облучения.

Использование: приборостроение, радиотехника и машиностроение. Композиция содержит, мас. ч.: уретановый форполимер с концевыми изоцианатными группами, абразив, наполнитель, смесь шифрового основания и с ароматическим амином при их массовом соотношении 20:1 - 1:20 и полисилоксан с эпоксидными группами формулы

при
n = 60 - 100, m = 15 - 40. Композиция технологична, инструмент обладает теплостойкостью и износостойкостью. 1 табл.

Композиция для абразивного инструмента, содержащая уретановый форполимер с концевыми изоцианатными группами, отвердитель, абразив, наполнитель и соединение с эпоксидными группами, отличающаяся тем, что в качестве отвердителя она содержит смесь шиффового основания с ароматическим амином при их массовом соотношении 20:1 1:20, а в качестве соединения с эпоксидными группами полисилоксан формулы

при n 80 100, m 15 40 при следующем соотношении компонентов, мас.ч:
Полиуретановый форполимер с концевыми изоцианатными группами 100
Полисилоксан 1 30
Смесь шиффового основания с ароматическим амином 18 32
Абразив 10 60
Наполнитель 1 10щ