Полимерная композиция фрикционного назначения Советский патент 1988 года по МПК C08L75/04 C09D3/72 

5

U32075

ИчоГ рптение относится к полученимл полимерных композиционных материалов Фрикционного назначения,предназначенных для работы в узлах трения без смазки в паре с нитью из натуральных и/или синтетических волокон, например для изготовления эластичных покрытий пне.вмопрядильных машин типа БД-100. и может быть использовано в текстиль- Q .ной промышленности.

Целью изобретения является повы- шение срока службы получаемых .на ее основе изделий за счет уменьшения остаточной деформации и снижения г истираемости,

В Ka sccTBe термопласти тного - уретана 1 сполъзу1от продукт взаимодействия полиэтиленбутилеигликольадипи- ната и 4,А -дифенилметандиизодианата 20 мол.м. 15000-25000 марки Витур Т-0213-90 с твердостью по Шору А 90-94 и марки Витур Т-1А13-85 с твердостью .по Шору А 83-87 усл.ед.

В качестве наполнителя при полу- 25 чении модификатора используют диоксид титана, двуокись кремния с твердостью по шкале Моса 7 усл.ед., окись цинка с твердостью по шкале Моса4 ,5 уел.ед. .

При получении предлагаемого модификатора используют продукт взаимодействия избытка толуилендиизоцканат; с полиольным комионентом с содержанием NCO-групп, равным (РМ-53), или 20%-ный раствор 4,4 -3 фенилме-:. тан-3-изодианата в дихлорэтане с содержанием NCO-групп, равным 1611% (Лейконат), а также эпоксидиановую смолу с содержанием гидроксильных групп 2-5% и 8-16% эпоксидных групп (ЭД-16, , ЭД-8).

Пример 1. Получение модификатора .

В емкость с мешалкой загружают 0,5 мае,ч. ЭД-16 с мол.м. 360-470 (количество эпоксидных групп 18-23%, а гидроксильных групп - 2%) и 0,5 мае.ч. продукта взаимодействия избытка толуилендиизоцианата с поли- ольЯым компонентом с содержанием NCO-групп, равным , и перемешивают при 60i 5 C в присутствии 0,005 мае.ч. триэтиламина в .течение 30 мин.

Полученный аддукт механически совмещают с 1 мае,ч. диоксида титана с твердостью по шкале Моса 6 уся.ед. н течение 5-10 мин при массовом соот- Т101иении 1:1 соответственно.

30

35

40

45

55

50

ре 83 Ю ле че жа из

ко ко

зи но jV (1 (1 (0 с .т (5 15% ана

поз ру исп кон (0 дос (7 эпо гру

Т

чаю пол ЭДгруных ана три ка

в п 13% ных

зи НО зу ки (0 (5 16 ньк

5

Q

г

- 0

5 .

0

5

0

5

5

Полученис- 100 ма с.ч,

композиции. термопластичного

1ю:1иу0

ретана (ТПУ) с твердостью по Шору 83-87 усл.ел., высушенного при 90- в течение 8-10 ч до содержания летучих 0,05%, перемешивают механическим путем с модификатором, содержащим 15% эпоксидных групп и 5-6% изоцианатных в течение 3-5 мин.

В табл. 1 представлено содержание компонентов известной и предлагаемой композиций.

Пример 2, Полимерную композицию получают аналогично примеру 1, но при получении модификатора исполь- jVioT эпоксидную смолу (ЭЛ-16) (1,5 ..ч.), изоцианат РМ-53 (1,5 мае.ч.), триэтиламин (0,015 мае.ч.), двуокись кремния с .твердостью по шкале Моса 7 усл.ед. (5 мае.4.). Модификатор одержит 15% эпоксидных групп и 5-6% изоци- анатиых групп.

Пример 3, Полимерную композицию получают аналогично примеру 1, но при получении модификатора используют ЭД-16 (2,5 мае.ч,), л ей- конат (2,5 мае,ч.)., триэтиламин (0,025 мае.ч.), окись цинка с твердостью по шкале Моса 4,5 усл.ед, (7 мае.ч.). Модификатор содержит 14% эпоксидных групп, 4-5% изоцианатных групп.

Режим получения модификатора; Т 20-30 С, С 3-7 мин.

Пример 4. Композицию получают аналогично примеру 1, но при получени модификатора используют ЭД14 с мол.м, 540-620 (с числом ОН- групп - 13,9-15,9%, с числом эпоксидных групп - 2,5%) (1 мае.ч,), изоцианат марки Лейконат (2 мае,ч.), триэтиламин (0,02 мае,ч,), окись цинка (5 мае.ч.).

Режим получения модификатора как в примере 3, Модификатор содержит 13% эпоксидных групп, 4-5% изоцианатных групп,

Пример 5. Полимерную композицию получают аналогично примеру 1, НО при получении модификатора используют ЭД-14 (2 мае.ч,), изоцианат марки РМ-53 (1 мае.ч.), триэтиламин (0,010 мае.ч.), двуокись титана (5 мае,ч.). Модификатор содержит 16% эпоксидных rpyim, 3-4% изоцианат- ньк групп.

1А

Пример 6. Полимерную композицию готовят аналогично примеру 1, Но при получении модификатора используют эпоксидную.диановую смолу (ЭД-8) с мол.м. 860-1100 (количество эпоксидных и гидрокснпьных групп соответственно 8-10 и 4,6-5%%) (1,5 мае.ч.), изоцианат (РМ-53) (1,5 мае.ч.), три- этиламин (0,015 мае,ч.), диоксид титана (5 мае.ч,). Получение модификатора проводят при в течение 40 мин. Модификатор содержит 8% эпоксидных групп, 3-4% изоцианатных групп

Пример 7 (контрольный, с количеством гидрокеильных групп в эпоксидной смоле менее 2%).

Полимерную композицию готовят аналогично примеру 1. Отличие состоит в количестве гидрокеильных групп в смоле (меньше 2%), получении модификатора используют эпоксидку лиановую смолу марки ЭД-22 с мол.м. 390 (количество эпоксидных и гидрокеильных групп соответетвенно 22,1-7.3,5 и 1%%) (0,5 мае.ч.). Модификатор содержит 20% эпоксидных групп, 10% изоцианатных групп.

Пример 8 (контрольный, с ко- личее твом гидрокеильных групп в смоле более 5%). Рехсим получения модификг - тора: Т 80-90 0, Т 30 мин.

Полимерную композицию готовят аналогично примеру 1, но при получении модификатора используют эпоксидную диановую смолу марки 3-44 с мол.м. 1600 (количество эпоксидных и гндро- кеильных групп еоответственно 6-8,5 и 6%) (0,5 мае.ч.). Модификатор содержит 6% эпоксидных групп, 1-2% изоцианатных групп.

Пример 9 (контрольный, твердость наполнителя меньше минимального значения).

Полимерную композицию готовят аналогично примеру 1, но при получении модификатора используют каолин прокаленный обезвоженный е твердостью- по шкале Моса 2-3 ед (1 мае.ч.). Модификатор содержит 15% эпокеидных групп, 5-6% изоцианатных групп.

Пример 10 (контрольный, тввр доеть наполнителя больше макеимально- го значения) .

А

Полимерную композицию готовят ана- .логично примеру 1, но при получении модификатора используют окиеь алюми- ния с твердостью по шкале Моса 9 ед

75

(1 мяс.ч.). Модификатор содерж 1т 15% эпоксидных I pyrni.

Приме р 11 (контрольный, соотношение аддукта и наполнителя меньше минимального значения, количество модификатора меньше минимального значения) .

Полимерную композицию готовят аналогично примеру 1, но соотношение аддукта и наполнителя 0,5:0,5, а количество модификатора (1,003-).

Модификатор содержит 15% эпоксидных групп и 5-6% изоцианатных групп.

Пример 12 (контрольный, с количеством модификатора больше, максимального значения).

Полимерную композицию готовят аналогично примеру 1, но при получении

модификатора используют эпоксидную диановую смолу ЭД-16 (3 мае.ч.), изоцианат РМ-53 .(3 мае.ч.) диокснп титана (8 мае.ч.), триэтиламин (0,03 мае.ч.). Модификатор содержит

13% эпоксидных групп, 4-5% изоцианатных групп.

П р и м е р 14 (контрольный, в качестве модификатора используют смесь эпоксидной смолы, изоцианата

и наполнителя).

Полимерную ком1:.озкцию готовят аналогично примеру 1, Отличие состоит в порядке совмещения KOMnoHeH - OB: термопластичный полиуретан, эпоксидную

диановую смолу, изоцканат, диоксид титана и триэтиламия перемешивают механически (10-15 мин).(свободные эпоксидные и изоцианатные группы отсутствуют).

Образцы для испытания получают методом литья пол давлением по режиму: Т - 160-180 С, г под давлением 15-20 е, С без давления 20-25 с-, давление вс прыска () 40-60 кге/см , температура формы (Тер) 30-40 С.

Свойства полученного на основе

50

композиции материала приведены в табл. 2.

Формула изобретения

Полимерная композиция фрикционного . назначения, включающая термоплаатич- gg ; ный полиуретан и модификатор, о т- личающаяся тем, что, с . целью повышения срока службы получа- , емых на ее основе изделий за счет ; уменьшения остаточной деформации и

снижения истирнемости, в качестве термопластичного полиуретана она содержит продукт взаимодействия поли- этиленбутиленгликольадипината с 4,4- -дифенилметандиизсцианатом мол.м. 15000-25000 с твердостью по Шору А 83-9А, а в качеств в модификатора смесь аддукта на основе эпоксидной диановой смолы, триэтиламина и иэо- цианатного компонента с содержанием 8-16% эпоксидных групп и свободных изоцианатных групп с неорга

320756

ническим наполнителем, выбранным из группы, включающей диоксид титана, двуокись кремния, окись цинка, с твердостью по шкале Моса 4,5- усл.ед. при массовом соотношении аддукта и наполнителя в смеси, равном от 1:1 до 5:7 соответственно, при следующем соотношении компонен- 10 тов композиции, мае.ч.: Термопластичный полиуретан100

Модификатор2,005-12,025

t 6 Я я и ц И 1

Изобретение касается получения полимерных композиционных материалов (КМ) фрикционного назначения и может быть использовано в текстильной промь;шленности. Изобтчетение позволяет повысить срок службы изделий нз i(M за счет уменьшения остаточной деформации, (до 10%) и истираемости (до 40 см /кВт-ч) и за счет того, что КМ содержит продукт взаимодействия (ПВ) полиэтиленбутилснглкколь- адипината с 4,4 -дткфенилметандин- зодианатом мол.м,, 15000-25000 с твердостью по Шору А 83-94, и моди- фикатср (М) в количестве 2,005- 12,025 мае.ч. на 00 мае.ч. ПВ. Для получения М проводят взаимодействие эпоксидной диановой смолы с лзо- цианатным компонентом н триметилол- пропаном в присутствии неорганического наполнителя, выбранного из группы, включающей: диоксид TvtTa- на, двуокр1Сь кремния окись цинка, при массовом соотношении аддукта и наполнителя, равном 1:1-5:7. Твердость наполнителя ,по шкале Моса 4,5-7,0 усл.ед, 2 табл. OS

ермопластичный пояиуре- тан с твердостью по ору А 90-9А усл.ед. ол.м. 15000-25000

ермопластичный полиретан с твердостью по ору А 83-87 усл.ед.., мол.м. 15000-25000

Термопластичный поли- уретаи (ТПУ)

Модификатор:

мелкоизмепьченные отходы сшитого полиуретана из группы зяастомерных, полужестких и жестких пенополиуретанов или иевспенеиных полиуретана новых эластомеров

Аддукт на основе эпоксидной диановой смолы с содержанием гидрок- сильных групп 2-5%, тркэтиламина и иэо- цианатного компонента . с содержанием 8-16% snoKCHjjHM групп и 3-6% изоцианатиых групп в смеси с иеорга ничес- ким наполнителем, выбранным из группы, вклю- чамшей; диоксид титана, диоксид кремния, окись цинка, с твердостью по ДкалеЧ1оса 4,5-7,0 ед.

Соотношение Аддукта и наполнителя

ЗД-16

И 1оциаяат РК-53 Хриэтнламнн Диоксид титава

100

100

too 100

100 fOO

100

20-40

- 2,005 8,015 1i,025 8,02 8,01 8,015

til SsS $i7 3«5 3i5 3:5

100

100

too 100

100 fOO

til SsS $i7 3«5 3i5 3:5

Термопластичный полнуре так с твердостью по Шору А 90-94 усп.ед. ноя.м. 13000-25000

Термопластичный полиуретан с твердостью по Шору А 83-87 усп.ед.., мол.н. 15000-25000

Термопластичный полиуретан (ТПУ)

Модификатор

нелкоизмельченные отходы свитого полиуретана из группы эластомерных, полужестких и жестких пенополиуретанов или невспененных полмуре- тана яовых эластомеров

Аддукт на основе эпоксидной циановой смолы с содержанием гндрок- снльных групп 2-5Z, тркэтила о(на и иэо- циаиатного компонента с содержанием 8-16% эпоксидных групп и З-6/t изойианатных групп в смеси с неоргаТГичес- ким наполнителем, выбранным из группы, включающей: диоксид, титана диоксид кремния, OKHCI цинка, с твердость по (калеЧ{оса 4,5-7,0 ед.

Соотношение аддукта и яаполннтеля

ЭД-16

Изоциамат П4-53 иэтяламин Диохсид титана

100100 100 10в ЮТ 100

100

2,005 2,005 2,005 2,005 1,007 14,030 JJ1

HI

1:1

1t1 0,,5 6(8

0,5 0,5

) ПО

Свойства

Текучесть рвсплавв при Т-190 и и р о 2,16 кгс, г/to мия

Твердость во topy А усл.ед

Напряжение «ря удлт яеник, кгс/см

100%

зоох

Разруша|г)щее напряжение при растяжении, кгс/см

Истираемоеть

см /кВт-ч .

«

Удельное истирание, мм /ИИ, см

Число упр.угости

,Остаточное удлинение, X (остаточная .деформация)

Скоройть восстанавливаемости образца, мм/мин

Время прорезания образца (покрытия) нитыо на глубину 1 мм (условия испытания; Р-0,5 кгс, п-300 об/мин, нить Кордная х/б, ч

Абсолютная температура в зоне шнека (разница между рвэ- виваемой температурой переработки и TeMnepaTyjioft нагрева цилиндра),

Лредлйгаемая хомпоэикия по примерам

5 I 6

j.

.-L..I L LJLL.L

13,1 2,5 2,212,6 2,6 2,3 13

ё

90-Vi 83-87 83-8590-9483-87 63-87 93-95

liOtaOi 125f30 120: 30«22:30121130119 3095i20

220ГО 220J30220 25220i30220 .30190 20

280-300 240-250 230-235290-315250-2702(50-280260-265

50-55

0,51 83-85

ДО-50ДО-4240-5245-50

45-50 50-55

0,50 87-90

0,49 85т87

0,50 87-90

0,50 87-90

0,50 87-90

0,51 78-80

10-12 12-13 11-12 10-11 13

13 15-17

0,35 0,35-0,38 0,37-0,38 0,35-0,35 0,35 0,35-0,38 0,23-0,24

45-50 40-60 42-63 40-60 40-60 40

40

5-10 5-10 5-10 -10 5-10 5-10 5-10

Таблица 2

Лредлйгаемая хомпоэикия по примерам

5 I 6

L.I L LJLL

45-50 50-55

0,50 87-90

0,50 87-90

0,50 87-90

0,51 78-80

13 15-17

40

при и аю с

и р ., 16 к ГС

г/10 мин

Твердость по Шору А, уел.ед.

Напряжение при удлинении, кгс/см

100% 300%

Разрушающее напряжение при растяжении, кгс/см

Ис1ираемость,

СМ /КВТ Ч

Удельное истирание, мм /км см

Число упругости

Остаточное удлинение, % (остаточная деформация)

Скорость восстанавливаемости образца, мм/мин

Время прорезании образца (покрытия) нитью на глубину 1 мм (условия испытания: , 5 кгс, об/мин, нить кордная х/б, ч

АС.олютная температуре в зоне шнека (разница между развиваемой температурой переработки и температурой нагрева цилиндра), С

1013,18-913,1

9389-9194-98 . 90-94

220i15 210il9260it5 280-290

50-55 80-10080-90 80-90

0,51 0,8-1,00,8 0,8-0,9

79-81 80- 8178-80 75-76

15-16 14-JI314-16 14-15

0,21 0,240,240,15-0,20

6-7

100i2090 20 11012080 5

180MO 18020 180t20 210-20

200 5 80-90

0,8-0,9 70-75

14-15

8-9

100-10590

0,15

50-55

60-70

20-25 30-3220-2520-2520-2510-20

5-10 5-105-108-1015-2015-20

Иэяестная композиция

6-7

00 5 80-90

,8-0,9 70-75

14-15

8-9

00-10590

0,3:0,05 90-94

100 ho 180110

155-160

0,65JO,05

60-70 .

35-55

50-55

60-70

0,150,10-0,20