ФРИКЦИОННОЕ ИЗДЕЛИЕ Российский патент 1998 года по МПК B29D31/00 F16D69/00 

Изобретение относится к фрикционным (тормозным) изделиям, предназначенным для эксплуатации в различных фрикционных механизмах транспортной техники, машин и оборудования.

Аналогом предлагаемого изобретения является фрикционное изделие, включающее полимерный композиционный элемент (Смирнова Е.В. и др. Сырье для производства асбестовых технических изделий, М.: ЦНИИТЭНефтехим, 1978, с. 4). Существенные признаки аналога совпадают с существенными признаками предлагаемого изобретения.

Недостатком аналога является снижение эксплуатационных и технологических характеристик фрикционных изделий в случае использования в качестве одного из наполнителей полимерного фрикционного композита отходов производства фрикционных изделий (например, пыли после механической обработки), а также диспергированных отходов других производств (например, прокладочных материалов, уплотнений и др.) из-за неоднородности состава, свойств и фрикционных характеристик отходов.

Прототипом предлагаемого изобретения является фрикционное изделие, включающее полимерный композиционный фрикционный элемент, внутри которого размещены выполненные из того же композита диспергированные отходы производства фрикционных изделий, прошедших частичную подвулканизацию (патент СССР N 1016320, кл. C 08 J 5/14, 1983). Существенные признаки прототипа, внутри которого размещены диспергированные отходы производства, совпадают с существенными признаками предлагаемого изобретения.

Недостатком прототипа также является снижение эксплуатационных и технологических характеристик фрикционных изделий в случае использования в качестве одного из наполнителей полимерного фрикционного композита, имеющих другой состав отходов производства фрикционных изделий, а также диспергированных отходов других производств, из-за неоднородности состава, свойств и фрикционных характеристик отходов.

Задачей, на решение которой направлено предлагаемое изобретение, является улучшение эксплуатационных и технологических характеристик фрикционных изделий, в составе которых использованы отходы производства фрикционных изделий, а также отходы других производств. Другими видами технического результата, получение которого может обеспечить предлагаемое изобретение, являются утилизация отходов производства фрикционных, прокладочных, уплотнительных и др. изделий и расширение сырьевой базы производства фрикционных изделий.

Для достижения указанного технического результата во фрикционном изделии, включающем полимерный композиционный фрикционный элемент, внутри которого размещены диспергированные отходы производства, отходы производства выполнены совмещенными с термически стойким фрикционным веществом, обладающим адгезионной способностью к отходам. Существенные признаки предлагаемого изобретения отходы производства выполнены совмещенными с термически стойким фрикционным веществом, обладающим адгезионной способностью к отходам, являются отличительными от признаков прототипа.

Фрикционное изделие содержит полимерный композиционный фрикционный элемент, изготовленный из полимерного композита, содержащего полимерное связующее на основе смол, каучуков или их смесей, различные волокнистые наполнители (асбест, минеральные, органические и др. волокна), дисперсные наполнители (окислы металлов, органические и минеральные порошки и др.) и диспергированные отходы производства, совмещенные с термически стойким фрикционным веществом, обладающим адгезионной способностью к отходам. В качестве таких отходов можно использовать диспергированную отвержденную смесь отходов (шлифовальной пыли, металлургических шлаков, отработанных катализаторов и носителей, коксоподобных продуктов и др. твердых веществ, а также жидких отходов, например, содержащих асбест сточных вод производства асбестовых изделий) и отдельных веществ, находящихся в пластичном или дисперсном состоянии (например, термоотверждаемая смола, полимер и др.) или смесей веществ (каучук и вулканизующая группа, отвердитель и смола, цемент и вода, гипс и вода и т.п.).

Фрикционное изделие может быть изготовлено следующим образом.

Отходы производства при необходимости диспергируются и смешиваются с материалом, способным образовывать термически стойкое фрикционное вещество. Затем смесь подвергается воздействию (сушке, нагреву и др.), необходимому для образования термически стойкого фрикционного вещества, обладающего адгезионной способностью по отношению к используемым отходам. После отверждения смесь диспергируют и используют в качестве одного из исходных компонентов для изготовления фрикционного композита (одного из дисперсных наполнителей). Далее смешение исходных компонентов (полимерного связующего, волокнистых и дисперсных наполнителей), формование, термическую и механическую обработку изделия. Конкретным примером изготовления заявляемого фрикционного изделия может служить производство изделий из композиционного полимерного фрикционного материала шифра 8-1-66. Отход металлургического производства (шлак) диспергируется (размер частиц не более 1 мм) и смешивается с цементом при соотношении 8:1. Смесь увлажняется до получения пластичной массы и выдерживается при нормальных условиях до затвердевания, после чего диспергируется (размер частиц не более 1,5 - 2 мм). Диспергированная после отверждения смесь используется в качестве одного из дисперсных наполнителей в количестве 3 - 4 мас.%. Другими компонентами полимерного композита являются: связующее каучук СКД; вулканизующий агент сера; ускорители вулканизации 2-меркаптобензтиазол и тиурам D; наполнители баритовый концентрат, технический углерод и асбест. Смешение исходных компонентов осуществляется в резиносмесителе в течение 14 - 15 мин при температуре смеси в камере резиносмесителя 70-90^oC. Формование и термообработка изделий производства в пресс-формах при температуре 200±5^oC и удельном давлении не менее 32 МПа в течение 20 мин с последующим термостатированием не менее 20 мин. Механическая обработка изделий проводится до удаления выпрессовок, наплывов и др. дефектов.

Смешение диспергированных отходов с материалом, способным образовывать термически стойкое фрикционное вещество, отверждение и диспергирование смеси, позволяет благодаря адгезионной способности фрикционного вещества к отходам получить дисперсные частицы, представляющие собой частицы отходов, покрытые фрикционным веществом. В результате образования таких совмещенных (комбинированных) частиц частицы отходов в процессе фрикционного взаимодействия находятся в постоянном контакте с твердым фрикционным веществом. Это позволяет снизить степень неоднородности свойств и фрикционных характеристик отходов как одного из дисперсных наполнителей композиционного полимерного фрикционного элемента.

Использование: изобретение относится к фрикционным (термозным) изделиям, предназначенным для различных механизмов транспортной техники, машин и оборудования. Сущность изобретения: фрикционное изделие на основе полимерного композиционного материала, включающего полимерное связующее, волокнистые наполнители и дисперсные наполнители в виде отходов производства, при этом дисперсные наполнители совмещены с термически стойким веществом, обладающим адгезионной способностью к отходам и фрикционными свойствами.

Фрикционное изделие, включающее полимерный композиционный фрикционный элемент, внутри которого размещены диспергированные отходы производства, отличающееся тем, что отходы производства выполнены совмещенными с термически стойким веществом, обладающим адгезионной способностью к отходам и фрикционными свойствами.