КОМПОЗИЦИЯ ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ФРИКЦИОННОГО ПРЕСС-МАТЕРИАЛА Российский патент 2006 года по МПК C08J5/14 C08L61/10 C08L63/00 C08K13/02 

Изобретение относится к области получения фрикционных пресс-материалов на основе водно-эмульсионных и водно-спиртовых фенолоформальдегидных смол, содержащих в качестве наполнителя неорганическое волокно и минеральный порошок, и может быть использовано при изготовлении тормозных накладок, дисков сцепления и др. изделий, которые при эксплуатации подвергаются высоким механическим нагрузкам и развивающимся высоким температурам.

Известны фрикционные полимерные материалы на основе фенолоформальдегидных смол, неорганических (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 и сравнительно низкие прочностные показатели.

Ближайшим аналогом заявляемого изобретения является композиция, содержащая, мас.ч.: фенолоформальдегидную смолу 5÷35; модифицирующую добавку на основе борного ангидрида и 4,4' диоксидифенилпропана ÷20; асбестовое волокно 40÷60; минеральный порошок 5÷10; смазку 1÷3 (см. Патент РФ №2177967 от 15.07.1999 г., Бюлл. №1, 2002 г.).

Недостатками указанного технического решения являются сравнительно невысокие прочностные показатели.

Технической задачей данного изобретения является повышение прочностных свойств фрикционных изделий и устранение из состава асбеста, признанного во многих публикациях канцерогенным веществом.

Поставленная задача решается тем, что композиция для получения фрикционного пресс-материала, содержащая водно-эмульсионную или водно-спиртовую смолу, модифицирующую добавку, включающую борный ангидрид, неорганическое волокно, минеральный порошок и смазку, в качестве модифицирующей добавки содержит продукт взаимодействия борного ангидрида и эпоксидированного фенолоформальдегидного конденсата при их массовом соотношении от 20:80 до 5:95, полученный в среде этилцеллозольва, а в качестве неорганического волокна - базальтовое или стеклянное волокно при следующем соотношении компонентов композиции, мас.ч.:

Фенолоформальдегидная смола в расчете на сухую массу20÷40Продукт взаимодействия, в расчете на сухую массу10÷30Неорганическое волокно30÷70Минеральный порошок5÷25Смазка1÷5

Продукт взаимодействия борного ангидрида с эпоксидированным фенолоформальдегидным конденсатом получен авторами изобретения и по нашим данным нигде не описан.

Данное изобретение иллюстрируется следующими примерами.

Пример 1

Получение продукта взаимодействия

В реактор загружают 200 мас.ч. этилцеллозальва и при постоянном перемешивании добавляют 13 мас.ч. борного ангидрида, после чего поднимают температуру до 70°С и в течение 20 мин. Растворяют борный ангидрид. Затем температуру снижают до 40°С и добавляют эпоксидированный фенолоформальдегидный конденсат - эпоксиноволачную смолу марки УП-643 в количестве 87 мас.ч. и массу выдерживают при 40°С в течение 30 мин.

Соотношение компонентов: 13:87.

При этом образуется белый студенистый продукт с м.м. 640, растворенный в этилцеллозальве.

Получение композиции

В лопастной смеситель загружают 30 мас.ч. (на сухую массу) фенолоформальдегидной смолы - бакелитового лака марки ЛБС-1 (ГОСТ 901-71), затем добавляют 20 мас.ч. (на сухую массу) продукта взаимодействия в виде 50% раствора в этилцеллозальве.

Далее в смеситель добавляют поочередно 15 мас.ч. минерального порошка - барита и 50 мас.ч. рубленого базальтового волокна диаметром 12 мкм, 2 мас.ч. стеарата кальция и продолжают перемешивание в течение 60 мин.

Полученную массу 4 раза прессуют на гидравлическом прессе без обогрева под давлением 80 кг/см², а затем 6 раз пропускают через бесфрикционные вальцы. Сушку измельченного пресс-материала осуществляют в вакуум-сушильных шкафах в течение 90 мин при 90°С.

Прессование изделия осуществляют при 160°С, выдержке 1 мин/мм толщины изделия и удельном давлении 250 кг/см².

Пример 2

Осуществляют аналогично примеру 1, но продукт взаимодействия борного ангидрида получают с использованием эпоксидированного фенолоформальдегидного новолака - эпокситрифенольной смолы марки ЭТФ в соотношении 20:80, а в качестве волокна используют рубленый ровинг из бесщелочного стекловолокна в количестве 70 мас.ч, а в качестве минерального порошка - маршалит в количестве 5 мас.ч., в качестве смазки - олеиновую кислоту - 5 мас.ч.

Пример 3

Осуществляют аналогично примеру 1, но в качестве фенолоформальдегидной смолы применяют бакелит жидкий - БЖ-1. (ГОСТ 4559-71), представляющий водно-эмульсионную систему в количестве 40 мас.ч., а продукт взаимодействия борного ангидрида получают с использованием эпоксидированного новолака марки DEN-4038 фирмы Дау Кемикл (США) в соотношении 6:94 и количестве 30 мас.ч. Минеральный порошок - корунд молотый, вводят 25 мас.ч., штапельное базальтовое волокно - 30 мас.ч., смазка - стеарат цинка - 1 мас.ч.

Пример 4

Осуществляют аналогично примеру 1, но в качестве фенолоформальдегидной смолы применяют технический продукт - фенолоспирты в количестве 20 мас.ч., продукт взаимодействия борного ангидрида с эпоксидированным фенолоформальдегидным конденсатом марки УП-643 вводят в количестве 10 мас.ч.

Пример 5

Осуществляют аналогично примеру 1, но в качестве неорганического волокна применяют штапельное супертонкое стекловолокно диаметром 1 мкм, в качестве минерального порошкового наполнителя - каолин.

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

Как видно из таблицы, заявляемая композиция для фрикционных пресс-материалов по сравнению с известным решением обеспечивает повышение прочностных свойств фрикционных изделий в 2÷3 раза, не снижая при этом их теплостойкости.

Изобретение относится к области получения фрикционных пресс-материалов и может быть использовано при изготовлении тормозных накладок, дисков сцепления и др. изделий, которые при эксплуатации подвергаются высоким механическим нагрузкам и развивающимся высоким температурам. Композиция содержит, мас.ч.: водно-эмульсионную или водно-спиртовую смолу 20-40, продукт взаимодействия борного ангидрида и эпоксидированного фенолоформальдегидного конденсата при их массовом соотношении от 20:80 до 5:95, полученный в среде этилцеллозольва, в расчете на сухую массу 10-30, базальтовое или стеклянное волокно 30-70, минеральный порошок 5-25, смазка 1-5. Технический результат - повышение прочностных свойств фрикционных изделий и устранение из состава асбеста, признанного во многих публикациях канцерогенным веществом. 1 табл.

Композиция для получения фрикционного пресс-материала, содержащая водно-эмульсионную или водно-спиртовую фенолоформальдегидную смолу, модифицирующую добавку, включающую борный ангидрид, неорганическое волокно, минеральный порошок и смазку, отличающаяся тем, что в качестве модифицирующей добавки содержит продукт взаимодействия борного ангидрида и эпоксидированного фенолоформальдегидного конденсата при их массовом соотношении от 20:80 до 5:95, полученный в среде этилцеллозольва, а в качестве неорганического волокна - базальтовое или стеклянное волокно при следующем соотношении компонентов композиции, мас.ч.:

Фенолоформальдегидная смола в расчете на сухую массу20÷40Продукт взаимодействия в расчете на сухую массу10÷30Неорганическое волокно30÷70Минеральный порошок5÷25Смазка1÷5