КОМПОЗИЦИЯ ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ФРИКЦИОННОГО ПРЕСС-МАТЕРИАЛА Российский патент 2002 года по МПК C08L61/10 C08K13/02 C08J5/14 C08K13/02 C08K5/55 C08K7/12 

Изобретение относится к области получения фрикционных пресс-материалов на основе фенолоформальдегидных смол, содержащих в качестве наполнителя асбестовое волокно и минеральный порошок, и может быть использовано при изготовлении тормозных накладок, дисков сцепления и др. изделий, при эксплуатации которых могут развиваться высокие температуры.

Известны фрикционные полимерные материалы на основе водно-эмульсионных и водно-спиртовых фенолоформальдегидных смол, асбестовых волокон, минерального порошка и смазки (см. Коршак В. В. Технология пластических масс М. : Химия, 1985, с. 276-278). Описанные материалы имеют недостаточно высокую температуру разложения, что ограничивает их применение в тяжелых условиях трения.

Ближайшим аналогом заявляемого изобретения является композиция для получения фрикционного пересмотра на основе фенолоформальдегидных смол, содержащих асбестовое волокно, минеральный порошок и дополнительно модифицирующую добавку - синтетический каучук (см. Энциклопедию полимеров, Москва, Советская энциклопедия, 1977, т. 3, стр. 786-788).

Однако применяемые здесь добавки не позволяют повысить температуру разложения отвержденного материала и, следовательно, не устраняют указанный выше недостаток.

Технической задачей данного изобретения является повышение температуры разложения отвержденного фрикционного пресс-материала при одновременном достижении хороших прочностных показателей.

Поставленная задача решается тем, что композиция для получения фрикционного материала, содержащая водно-эмульсионную или водно-спиртовую фенолоформальдегидную смолу, модифицирующую добавку, асбестовое волокно, минеральный порошок и смазку, в качестве модифицирующей добавки содержит продукт взаимодействия борного ангидрида и 4,4' - диоксидифенилпропана при их массовом соотношении от 30: 70 до 10: 90, полученный в среде этилцеллозольва, при следующем соотношении компонентов композиции, мас. ч. :
Фенолоформальдегидная смола, в расчете на сухую массу - 25 - 35
Продукт взаимодействия, в расчете на сухую массу - 5 - 20
Асбестовое волокно - 40 - 60
Минеральный порошок - 5 - 10
Смазка - 1 - 3
Продукт взаимодействия борного ангидрида с 4,4'-диоксидифенилпропаном получен авторами данного изобретения и по нашим данным нигде до этого не описан.

Данное изобретение иллюстрируется следующими примерами.

Пример 1.

Получение продукта взаимодействия
В реактор загружают 200 мас. ч. этилцеллозольва, после чего при постоянном перемешивании добавляют 30 мас. ч. порошкообразного борного ангидрида (А) и поднимают температуру до 70^oС в течение 20 мин. Борный ангидрид растворяется. Далее к полученному раствору присыпают 70 мас. ч. 4,4-диоксидифенилпропана (Б). Соотношение А: Б= 30: 70. Массу выдерживают при постоянном перемешивании в течение 30 мин. При 70^oС, при этом образуется продукт взаимодействия, растворенный в этилцеллозольве, 50% концентрации.

В сухом виде продукт представляет студенистую массу белого цвета с м. м. 360. (Исходные продукты - борный ангидрид и 4,4 - диоксидифенилпропан имеют м. м. 228 и 70 соответственно).

Указанный продукт взаимодействия может использоваться с концентрацией, равной 5-80%, что не влияет на свойства материала.

Получение фрикционного пресс-материала
В лопастной смеситель загружают 30 мас. ч. (на сухую массу) фенолоформальдегидной смолы резольного типа марки Бакелит жидкий - БЖ-1 (ГОСТ 4559-71), представляющую собой водно-эмульсионную систему. Далее при постоянном перемешивании добавляют 15 мас. ч. (на сухую массу) продукта взаимодействия борного ангидрида с 4,4-диоксилифенилпропаном в виде 50% раствора в этилцеллозольве. После этого добавляют 7 мас. ч. минерального порошка - моршалита и 2 мас. ч. олеиновой кислоты.

После перемешивания в течение 5 мин при комнатной температуре в смеситель вводят 50 мас. ч. асбестового волокна и продолжают перемешивание в течение 60 мин. Полученную массу 6 раз прессуют на гидравлическом прессе без обогрева под давлением 100 кг/см², а затем пропускают 8 раз через бесфрикционные вальцы. Сушку предварительно измельченного пресс-материала осуществляют в вакуум-сушильных шкафах в течение 120 мин при 100^oС.

Прессование изделия осуществляют при 160^oС, выдержке 1 мин/мм толщины изделия и удельном давлении 300 кг/см².

Пример 2.

Осуществляют аналогично примеру 1, но фенолоформальдегидную смолу вводят в количестве 35 мас. ч. , а продукт взаимодействия А и Б - в виде 5% раствора, что влечет необходимость вводить волокно в максимальном количестве, т. е. 60 мас. ч.

Пример 3
Осуществляют аналогично примеру 1, но фенолоформальдегидную смолу, продукт взаимодействия А и Б и асбестовое волокно вводят 25,5 и 40 мас. ч. соответственно, причем продукт взаимодействия вводят в 80% концентрации.

Пример 4
Осуществляют аналогично примеру 1, но в качестве фенолоформальдегидной смолы применяют лак бакелитовый марки ЛБС-1 (ГОСТ 901-71), представляющий собой водно-спиртовой раствор продукта конденсации фенола с формальдегидом, и продукт взаимодействия берут при соотношении А: Б= 50: 50.

Пример 5
Осуществляют аналогично примеру 1, продукт взаимодействия берут в соотношении А: Б= 10: 90, а в качестве порошкового наполнителя применяют каолин в количестве 5 мас. ч.

Пример 6
Осуществляют аналогично примеру 1, но в качестве порошкового наполнителя применяют сурик железный в количестве 10 мас. ч. , а в качестве смазки стеариновую кислоту в количестве 3 мас. ч.

Пример 7
Осуществляют аналогично примеру 1, но в качестве фенолоформальдегидной смолы применяют жидкую смолу марки ФРА (ТУ 6-05-231-34-73), представляющую собой продукт конденсации фенола с формальдегидом в присутствии едкого натра в виде водно-спиртового раствора, а в качестве смазки - стеорат кальция в количестве 1 мас. ч.

Свойства фрикционных изделий из заявляемых пресс-материалов приведены в таблице.

Как видно из приведенной таблицы, фрикционный пресс-материал на основе композиции, содержащей элементоорганический продукт, полученный взаимодействием борного ангидрида с 4,4- диоксидифенилпропаном, имеет повышенные показатели эксплуатационных свойств фрикционных изделий. В первую очередь на 60-100% повышены прочностные показатели при 300^oС, что позволяет повысить ресурс работы, надежность и безопасность важнейшего узла в транспортных и крановых двигателях.

Изобретение относится к получению фрикционных пресс-материалов на основе фенолоформальдегидных смол, содержащих в качестве наполнителя асбестовое волокно и минеральный порошок, и может быть использовано при изготовлении тормозных накладок, дисков сцепления и др. изделий, при эксплуатации которых могут развиваться высокие температуры. Композиция для получения фрикционного материала содержит, мас. ч: водно-эмульсионную или водно-спиртовую фенолоформальдегидную смолу 25-35, асбестовое волокно 40-60, минеральный порошок 5-10, смазку 1-3 и модифицирующую добавку - продукт взаимодействия борного ангидрида и 4,4'-диоксидифенилпропана при их массовом соотношении от 30: 70 до 10: 90, полученный в среде целлозольва 5-20. Фрикционный пресс-материал на основе композиции по изобретению имеет повышенные прочностные показатели при 300^oС, что позволяет повысить ресурс работы, надежность и безопасность важнейшего узла в транспортных и крановых двигателях. 1 табл.

Композиция для получения фрикционного пресс-материала, содержащая водно-эмульсионную или водно-спиртовую фенолоформальдегидную смолу, модифицирующую добавку, асбестовое волокно, минеральный порошок и смазку, отличающаяся тем, что в качестве модифицирующей добавки она содержит продукт взаимодействия борного ангидрида и 4,4'-диоксидифенилпропана при их массовом соотношении от 30: 70 до 10: 90, полученный в среде этилцеллозольва, при следующем соотношении компонентов композиции, мас. ч. :
Фенолоформальдегидная смола, в расчете на сухую массу - 25-35
Продукт взаимодействия, в расчете на сухую массу - 5-20
Асбестовое волокно - 40-60
Минеральный порошок - 5-10
Смазка - 1-3