[go: up one dir, main page]

RU2393177C1 - Method of producing friction polymer materials - Google Patents

Method of producing friction polymer materials Download PDF

Info

Publication number
RU2393177C1
RU2393177C1 RU2008150097/04A RU2008150097A RU2393177C1 RU 2393177 C1 RU2393177 C1 RU 2393177C1 RU 2008150097/04 A RU2008150097/04 A RU 2008150097/04A RU 2008150097 A RU2008150097 A RU 2008150097A RU 2393177 C1 RU2393177 C1 RU 2393177C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
resin
polymer materials
rubber
friction polymer
butadiene
Prior art date
Application number
RU2008150097/04A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Владимир Иванович Колесников (RU)
Владимир Иванович Колесников
Валентин Александрович Лапицкий (RU)
Валентин Александрович Лапицкий
Александр Павлович Сычев (RU)
Александр Павлович Сычев
Игорь Владимирович Колесников (RU)
Игорь Владимирович Колесников
Николай Алексеевич Бочкарёв (RU)
Николай Алексеевич Бочкарёв
Семён Михайлович Котляр (RU)
Семён Михайлович Котляр
Валерий Григорьевич Сафонов (RU)
Валерий Григорьевич Сафонов
Михаил Петрович Седов (RU)
Михаил Петрович Седов
Original Assignee
Владимир Иванович Колесников
Валентин Александрович Лапицкий
Александр Павлович Сычев
Игорь Владимирович Колесников
Николай Алексеевич Бочкарёв
Семён Михайлович Котляр
Валерий Григорьевич Сафонов
Михаил Петрович Седов
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Владимир Иванович Колесников, Валентин Александрович Лапицкий, Александр Павлович Сычев, Игорь Владимирович Колесников, Николай Алексеевич Бочкарёв, Семён Михайлович Котляр, Валерий Григорьевич Сафонов, Михаил Петрович Седов filed Critical Владимир Иванович Колесников
Priority to RU2008150097/04A priority Critical patent/RU2393177C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2393177C1 publication Critical patent/RU2393177C1/en

Links

Landscapes

  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)

Abstract

FIELD: chemistry. ^ SUBSTANCE: invention relates to a method of obtaining friction polymer materials and can be used in making brake shoes of railway wagons and locomotives, for motor transport, cranes, structural articles in machine building and other articles. The method of producing friction polymer materials involves processing butadiene or butadiene-nitrile rubber on plastification equipment with their subsequent mixture with a vulcanising agent in form of organic peroxides (A) in form of mixtures with powder (B) and solid phenol-formaldehyde resin (C) in ratio A:B:C ranging from 2:96:2 to 8:70:22. Further, a water-soluble epoxy component is added, which is a product of reacting diane resin with glycol and an aliphatic expoxy resin in form of impregnation of an aqueous solution of the resin on fibre filler with subsequent drying at resin content of 4-30% in terms of the dry product. Fine mineral or metal powder is used. The material contains the following in pts. wt: rubber - 100, vulcanising agent - 30-100, saturated fibre material - 20-120. ^ EFFECT: improved strength characteristics with simultaneous prevention of diffusion penetration of sulphur into the steel surface of touched article, as well as increased labour safety when mixing components on the plastification equipment - rolls, rubber mixers etc. ^ 2 tbl, 1 ex

Description

Изобретение относится к способу получения фрикционных полимерных материалов и может быть использовано при изготовлении тормозных колодок железнодорожных вагонов и локомотивов, для автотранспорта, подъемных кранов, конструкционных изделий в машиностроении и др. изделий.The invention relates to a method for producing friction polymer materials and can be used in the manufacture of brake pads for railway cars and locomotives, for vehicles, cranes, structural products in mechanical engineering, and other products.

Известны фрикционные полимерные материалы и способы их получения на основе бутадиеновых каучуков, содержащих вулканизирующие добавки типа серы, тиурама и других серосодержащих веществ, включающих минеральные порошки, неорганические волокна и металлическую стружку (см. Энциклопедия полимеров, т.3, изд. «Советская энциклопедия», М., 1977, стр.786-788). Аналог 1.Friction polymeric materials are known and methods for their production on the basis of butadiene rubbers containing vulcanizing additives such as sulfur, tiuram and other sulfur-containing substances, including mineral powders, inorganic fibers and metal shavings (see Encyclopedia of Polymers, vol. 3, ed. "Soviet Encyclopedia" , M., 1977, pp. 786-788). Analog 1.

Недостатками такого способа и материала являются низкие прочностные показатели материала в связи с плохой адгезией полимера к волокнам, разрушение волокон в процессе смешения компонентов, образование волокнистой пыли, опасной для здоровья персонала, и недостаточно высокие антифрикционные свойства. Авторами также установлено, что серосодержащие тормозные колодки при эксплуатации вызывают диффузию серы в поверхность стального колеса с последующим взаимодействием ее с легирующими металлами, что приводит к ускоренному разрушению поверхности металла.The disadvantages of this method and material are the low strength characteristics of the material due to poor adhesion of the polymer to the fibers, the destruction of the fibers during the mixing of the components, the formation of fibrous dust hazardous to the health of personnel, and insufficiently high antifriction properties. The authors also found that sulfur-containing brake pads during operation cause sulfur to diffuse into the surface of the steel wheel, followed by its interaction with alloying metals, which leads to accelerated destruction of the metal surface.

Известны также способы получения резинотехнических изделий на основе бутадиеновых каучуков с использованием вулканизирующих добавок, не содержащих серу, - фенолоформальдегидных смол и перекисей (см. Энциклопедия полимеров, т.1, изд. «Советская энциклопедия», М., 1977, стр.543). Аналог 2.There are also known methods for producing rubber products based on butadiene rubbers using sulfur-free vulcanizing additives — phenol-formaldehyde resins and peroxides (see Encyclopedia of Polymers, vol. 1, ed. “Soviet Encyclopedia”, M., 1977, p. 543) . Analog 2.

Однако замена серосодержащих компонентов на фенолоформальдегидные смолы или перекиси устраняет лишь один из перечисленных недостатков Аналога 1, т.е. устранение диффузионного воздействия серы, сохраняя остальные.However, the replacement of sulfur-containing components with phenol-formaldehyde resins or peroxides eliminates only one of the listed disadvantages of Analog 1, i.e. elimination of the diffusion effect of sulfur, keeping the rest.

Ближайшим прототипом заявляемого решения является способ получения фрикционного полимерного материала путем обработки на пластикационном оборудовании (вальцах или резиносмесителе) каучуков с эпоксидным компонентом с последующим смешением с вулканизирующими добавками и наполнителями, волокнистым и порошковым (см. RU 2.175.335 С2, от 24.04.1999 г.).The closest prototype of the proposed solution is a method of producing a friction polymer material by processing rubbers with an epoxy component on plasticizing equipment (rollers or a rubber mixer), followed by mixing with vulcanizing additives and fillers, fibrous and powder (see RU 2.175.335 C2, from 04.24.1999 g .).

Этот способ позволяет повысить прочностные показатели, например прочность при растяжении в 4 раза. Но он не устраняет диффузию серы в соприкасаемую с получаемым материалом стальную поверхность.This method allows to increase strength indicators, for example, tensile strength by 4 times. But it does not eliminate the diffusion of sulfur into the steel surface in contact with the resulting material.

Целью заявляемого изобретения является существенное повышение прочностных показателей фрикционных полимерных материалов с одновременным устранением диффузионного проникновения серы в стальную поверхность соприкасаемого изделия, а также повышение безопасности труда в процессе смешения компонентов на пластификационном оборудовании - вальцах, резиносмесителях и др.The aim of the invention is to significantly increase the strength characteristics of friction polymeric materials while eliminating the diffusion penetration of sulfur into the steel surface of the product in contact, as well as improving labor safety during the mixing of components on plasticizing equipment - rollers, rubber mixers, etc.

Поставленная цель достигается тем, что при осуществлении способа в качестве вулканизирующей добавки применяют органические перекиси (А) в виде смесей с порошком (Б) и твердой фенолоформальдегидной смолой (В) в соотношении А:Б:В от 2:96:2 до 8:70:22 и водорастворимый эпоксидный компонент, представляющий собой продукт взаимодействия диановой смолы с гликолем и алифатической эпоксидной смолой, вводят в виде пропитки, нанесенной из водного раствора смолы на волокнистый наполнитель с последующей сушкой для удаления воды, при содержании смолы в волокнистом наполнителе от 4% до 30% в пересчете на сухой продукт, при этом материал содержит в мас.ч.:This goal is achieved by the fact that when implementing the method, organic peroxides (A) are used as a vulcanizing additive in the form of mixtures with powder (B) and solid phenol-formaldehyde resin (C) in a ratio of A: B: C from 2: 96: 2 to 8: 70:22 and a water-soluble epoxy component, which is the product of the interaction of a diane resin with glycol and an aliphatic epoxy resin, is introduced as an impregnation applied from an aqueous solution of the resin onto a fibrous filler, followed by drying to remove water, when the resin is contained in a fiber leaf filler from 4% to 30% in terms of dry product, while the material contains in parts by weight:

КаучукRubber 100one hundred Вулканизирующая добавкаVulcanizing additive 30÷10030 ÷ 100 Пропитанный волокнистый материалImpregnated fibrous material 20÷12020 ÷ 120

Пример 1Example 1

Приготовление вулканизирующей добавкиPreparation of vulcanizing additives

В лопастной Z-образный смеситель загружают 83 мас.ч. минерального порошка, состоящего из смеси глинозема (ГОСТ 30558), графита кристаллического (ГОСТ 5279), концентрата баритового (ГОСТ 4682) и крошки диатомитовой обожженной (ТУ 5761-003-25310144-99) в соотношении 1:1:1:1, затем по очереди загружают 11 мас.ч. фенилоформальдегидной смолы марки резол-300 (ГОСТ 10759-85) в молотом виде и 6 мас.ч. перекиси бензола (ГОСТ 14888-88). Порошковую смесь перемешивают в течение 30 мин и затаривают.In a paddle Z-shaped mixer load 83 wt.h. mineral powder consisting of a mixture of alumina (GOST 30558), crystalline graphite (GOST 5279), barite concentrate (GOST 4682) and calcined diatomaceous crumb (TU 5761-003-25310144-99) in a ratio of 1: 1: 1: 1, then in turn load 11 parts by weight ground phenyl formaldehyde resin brand resol-300 (GOST 10759-85) in ground form and 6 parts by weight benzene peroxide (GOST 14888-88). The powder mixture is stirred for 30 minutes and packaged.

Приготовление волокнистого наполнителяFibrous preparation

Приготовление предварительно пропитанного волокнистого наполнителяPreparation of Pre-Impregnated Fiber Filler

В лопастной смеситель загружается 60 мас.ч. рубленого стекловолокна с диаметром волокон 13 микрон (К) одновременно с 50% водным раствором воднодисперсионной эпоксидной смолы ЭТАЛ АК-732 (ТУ 2241-824-18826195-06), представляющей собой продукт взаимодействия смеси диановой и алифатической эпоксидных смол с полиэтиленгликолем (Л), при соотношении К:Л=78:22 при пересчете на сухой компонент Л. После перемешивания в течение 15 мин пропитанное волокно поступает в сушилку для удаления воды при 100°С. Сухое пропитанное волокно представляет собой эластичную волокнистую массу без запаха, не пылящую, не токсичную, легко распадающуюся при незначительном разрывном усилии. Поскольку смола не содержит отвердителя, срок хранения пропитанного ею волокна практически не ограничивается (проверено свыше 2-х лет) и поэтому оно сможет быть заготовлено заранее.60 parts by weight are loaded into a paddle mixer. chopped glass fiber with a fiber diameter of 13 microns (K) simultaneously with a 50% aqueous solution of water-dispersed epoxy resin ETAL AK-732 (TU 2241-824-18826195-06), which is the product of the interaction of a mixture of diane and aliphatic epoxy resins with polyethylene glycol (L), when the ratio K: L = 78: 22, calculated on the dry component L. After stirring for 15 minutes, the impregnated fiber enters the dryer to remove water at 100 ° C. The impregnated dry fiber is an odorless elastic pulp, non-dusting, non-toxic, easily disintegrating with little tensile strength. Since the resin does not contain a hardener, the shelf life of the fiber impregnated with it is practically unlimited (tested over 2 years) and therefore it can be prepared in advance.

Получение фрикционного полимерного материалаObtaining friction polymer material

В резиносмеситель типа РСВД 140-20 загружается 100 мас.ч. бутадиенового каучука марки СКД-2 (ГОСТ 14924), 65 мас.ч. вулканизирующей добавки (порошковой смеси) и 60 мас.ч. пропитанного водорастворимой эпоксидной смолой просушенного стекловолокна. Перемешивание осуществляют при 80°С в течение 25 мин. По окончании изготовления смеси открывается нижний затвор резиносмесителя, масса выгружается и далее направляется для изготовления изделий (тормозных колодок) при температуре 160°С в течение 15 мин с последующей термообработкой в термостате в течение 30 мин.In the rubber mixer type RSVD 140-20 loaded 100 wt.h. butadiene rubber grade SKD-2 (GOST 14924), 65 wt.h. vulcanizing additives (powder mixture) and 60 parts by weight dried fiberglass impregnated with water-soluble epoxy resin. Stirring is carried out at 80 ° C for 25 minutes At the end of the production of the mixture, the lower shutter of the rubber mixer opens, the mass is unloaded and then sent for the manufacture of products (brake pads) at a temperature of 160 ° C for 15 minutes, followed by heat treatment in a thermostat for 30 minutes.

Примеры 2÷6 осуществляют аналогично примеру 1, но с применением компонентов и параметров в соответствии с таблицей 1.Examples 2 ÷ 6 are carried out analogously to example 1, but using components and parameters in accordance with table 1.

Свойства материала, получаемого по примерам 1÷6, приведены в таблице 2. Данные указанной таблицы указывают значительные преимущества заявляемого способа, особенного по прочностным показателям.The properties of the material obtained in examples 1 ÷ 6 are shown in table 2. The data of the specified table indicate significant advantages of the proposed method, especially in terms of strength indicators.

Figure 00000001
Figure 00000001

Figure 00000002
Figure 00000002

Claims (1)

Способ получения фрикционных полимерных материалов, включающий процесс обработки бутадиеновых или бутадиен-нитрильных каучуков на пластификационном оборудовании с последующим их смешением с вулканизирующей добавкой, эпоксидным компонентом и волокнистым наполнителем в сочетании с мелкодисперсным минеральным или металлическим порошком, отличающийся тем, что в качестве вулканизирующей добавки применяют органические перекиси (А) в виде смесей с порошком (Б) и твердой фенолоформальдегидной смолой (В) в соотношении А:Б:В от 2:96:2 до 8:70:22 и водорастворимый эпоксидный компонент, представляющий собой продукт взаимодействия диановой смолы с гликолем и алифатической эпоксидной смолой, вводят в виде пропитки, нанесенной из водного раствора смолы на волокнистый наполнитель, с последующей сушкой для удаления воды, при содержании смолы в волокнистом наполнителе от 4 до 30% в пересчете на сухой продукт, при этом материал содержит, мас.ч.:
каучук 100 вулканизирующая добавка 30-100 пропитанный волокнистый материал 20-120
A method for producing friction polymer materials, including the processing of butadiene or nitrile butadiene rubbers on plasticizing equipment, followed by their mixing with a vulcanizing additive, an epoxy component and a fibrous filler in combination with finely divided mineral or metal powder, characterized in that organic additives are used as the vulcanizing additive peroxide (A) in the form of mixtures with powder (B) and solid phenol-formaldehyde resin (C) in the ratio A: B: C from 2: 96: 2 to 8:70:22 and in a soluble epoxy component, which is the product of the interaction of a diane resin with glycol and an aliphatic epoxy resin, is introduced as an impregnation applied from an aqueous solution of the resin onto a fibrous filler, followed by drying to remove water, when the resin content in the fibrous filler is from 4 to 30% in in terms of dry product, while the material contains, by weight:
rubber one hundred vulcanizing agent 30-100 impregnated fibrous material 20-120
RU2008150097/04A 2008-12-17 2008-12-17 Method of producing friction polymer materials RU2393177C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2008150097/04A RU2393177C1 (en) 2008-12-17 2008-12-17 Method of producing friction polymer materials

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2008150097/04A RU2393177C1 (en) 2008-12-17 2008-12-17 Method of producing friction polymer materials

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2393177C1 true RU2393177C1 (en) 2010-06-27

Family

ID=42683590

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2008150097/04A RU2393177C1 (en) 2008-12-17 2008-12-17 Method of producing friction polymer materials

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2393177C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2851237C2 (en) * 2023-07-11 2025-11-21 Общество с ограниченной ответственностью "ТрансИнТех" Locomotives friction activation device with friction activator shoe of combined type

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2836275A1 (en) * 1977-08-18 1979-03-01 Raybestos Manhattan Inc FRICTION MATERIAL BASED ON EPOXY RESIN AND RUBBER
RU2175335C2 (en) * 1999-04-27 2001-10-27 Лапицкий Валентин Александрович Method of preparing friction polymeric materials
RU2291166C1 (en) * 2005-11-24 2007-01-10 Государственное Научное Учреждение "Институт Механики Металлополимерных Систем Им. В.А. Белого Нан Беларуси" Composition for manufacturing friction material
RU2307841C1 (en) * 2006-06-05 2007-10-10 Валентин Александрович Лапицкий Method of preparing frictional polymer materials

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2836275A1 (en) * 1977-08-18 1979-03-01 Raybestos Manhattan Inc FRICTION MATERIAL BASED ON EPOXY RESIN AND RUBBER
RU2175335C2 (en) * 1999-04-27 2001-10-27 Лапицкий Валентин Александрович Method of preparing friction polymeric materials
RU2291166C1 (en) * 2005-11-24 2007-01-10 Государственное Научное Учреждение "Институт Механики Металлополимерных Систем Им. В.А. Белого Нан Беларуси" Composition for manufacturing friction material
RU2307841C1 (en) * 2006-06-05 2007-10-10 Валентин Александрович Лапицкий Method of preparing frictional polymer materials

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2851237C2 (en) * 2023-07-11 2025-11-21 Общество с ограниченной ответственностью "ТрансИнТех" Locomotives friction activation device with friction activator shoe of combined type

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Joseph et al. Dynamic mechanical properties of oil palm microfibril‐reinforced natural rubber composites
Sreenivasan et al. Cure characteristics and mechanical properties of biocomposites of natural rubber reinforced with chicken feather fibre: Effect of fibre loading, alkali treatment, bonding and vulcanizing systems
RU2083606C1 (en) Elastomer composition and method for its production
RU2393177C1 (en) Method of producing friction polymer materials
FR2491934A1 (en) ASBESTOS-FREE FRICTION MATERIAL
RU2419639C2 (en) Method of producing frictional polymer materials
MEHRABZADEH et al. Dynamic properties and swelling behaviour of bamboo filled natural rubber composites: the effect of bonding agent
Mitsaichon et al. Preparation of spent coffee grounds-rubber composites using natural rubber latex as binder
RU2717055C1 (en) Method of producing friction polymer materials
GB2264510A (en) Textile treatment
RU2175335C2 (en) Method of preparing friction polymeric materials
RU2768161C1 (en) Method of producing friction polymer materials
RU2467037C1 (en) Composition for producing moulding material
Raza et al. Maleated high oleic sunflower oil‐treated cellulose fiber‐based styrene butadiene rubber composites
JPH0341494B2 (en)
RU2430936C2 (en) Method of producing frictional polymer materials
RU2177967C2 (en) Composition for preparing friction molding material
RU2307841C1 (en) Method of preparing frictional polymer materials
Przewloka et al. Assessment of commercial low viscosity resins as binders in the wood composite material Vintorg
Turebekova et al. STRENGTH IMPROVEMENT OF ADHESIVE RUBBER COMPOUNDS WITH TEXTILE CORD
RU2047626C1 (en) Polymeric press-composition
SU425918A1 (en) VULCANIZABLE RUBBER MIXTURE BASED ON UNSATURATED RUBBER
RU2400502C2 (en) Frictional polymer material
RU2034869C1 (en) Composition for friction material preparing
RU2229634C2 (en) Friction clutch

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20101218