Полимерная композиция фрикционного назначения

Патент 1432075

Авторы

Иллюстрации

Показать все

Реферат

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) полиэтиленбутилснглккольадипината с 4,4 -дткфенилметандинзодианатом мол.м,, 15000-25000 с твердостью по Шору А 83-94, и модификатср (М) в количестве 2,005- 12,025 мае.ч. на 00 мае.ч. ПВ. Для получения М проводят взаимодействие эпоксидной диановой смолы с лзоцианатным компонентом н триметилолпропаном 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

„„BU„„1432075

СОЮЗ СОНЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

4;ь

©Ф

ГОСУДАРСТ8ЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 4002485/23-05 (22) 27.12.85 (46) 23.10.88. Бюл. 1Ф 39 (71) Центральный научно-исследовательский институт технологической оснастки текстильного оборудования (72) В.Г.Лабок, О.И.Серовская и А.А,Енговатов (53) 678.664(088.8) ! (56) Малинин Л.Н. и др. Применение термопластичного полиуретана в шланговых приемных устройствах.

Пластические массы, 1985, Р 9, с. 56-57.

Авторское свидетельство СССР

Р 812807,кл. С 08 L 75/04, 1979, Патент США Р . 4279799, кл. 260-37, опублик. 1979.

Патент США N - 3935132, кл. 260-2.5, опублик, 1976. (54) ПОЛИМЕРНАЯ КОМПОЗИЦИЯ ФРИКЦИОННОГО НАЗНАЧЕНИЯ (57) Изобретение касается получения полимерных композиционных материалов (51)4 С 08 Т 75/04 // С 09 D 3/72 (КМ) фрикционного назначения и может быть использовано в текстильной промышленности. 1 зоб бретение позволяет повысить срок службы вздел -:й из le за счет уменьшения ост:.точной деформации (до 107) и и.=т раемости (до 40 см /кВт ) и эа счет того, что КИ содержит продукт взаимодействия (ПВ) полиэтнленб тил"нгликоль)I адипината - 4,4 -дифенилметанди.".вЂ” зоцианатом мол.м., 15000-25000 с твердос":.ью по Uopy А 83-94, и модификатср {N) в количестве 2,00512 025 мас.ч. на,ÑÎ мас.ч. ПВ. Для получения М проводят взаимодействие эпоксидной диановой "молы с пзоцианатным компонентом р. триметилолпропаном г, присутствии неорганического наполнителя, выбранного из группы, вкл очаюшей диоксид титана, двуокись кремния, окись цинка, при массовом соотношении аддукта и наполнителя, равном 1:1-5:7, Твердость нанолннтеля по шкале Иоса

4 5-7 0 уел,ед, 2 табл.

1432075!

1 «««< Пете««ие oi »ос««тся к получен» «« полимерных комиозицион»ых материалов фрикционного назначения, предназначен»ых для работы в узлах трения без смазки н и, ре с нитью из натуральных и/или я

5 синтетических волокон, например для и «готонления эластич»ых покрытий п»енмоирядильных машин типа ВД-100, и может быть использовано в текстиль- ip ной промышленности.

Целью изобретения является повышение срока службы получаемых на ее основе изделий за счет уменьшения о< таточной деформации и снижения

15 истираемости, Б качестве термопласти ".ного,олиуретя»я используют продукт взаимодействия полиэтиленбутиле»гликольядипи »ята и 4,4< -дифенилметяндиизоцианята мол.м. 15000 25000 марки Витур

Т-0213-90 с твердостью по Шору .А

90 вЂ” 94 и марки Витур Т-14 13 вЂ с твердостью по Шору А 83-87 усл.ед.

В качестве наполнителя при получении модификатора используют диоксид титана, двуокись кремния с твердостью по шкале Мося 7 усл.ед., окись цинка с твердостью по шкале Моса 4,5 усл.ед.

При получении преллагяемого модификатора используют продукт взаимодействия избытка толуилендиизоциянят.:. с полиольным компонентом с содержани- . ем NCO-групп, равным 19 1% (РМ-53), или 207-ный раствор 4,,4 -3 Фенилме-:.35 тан-3-изоцианата в дихлорэтане с содержанием !«!СО вЂ гру> равным 16» 1% (Лейконат), а также эпоксидиановую смолу с содержанием гидроксильных групп 2-5% и 8-16% эпоксидных групп 4 (3P- 16, ЭД-14, ЭД-8), Пример 1. Получение модификатора.

В емкость с мешалкой загружают

0 5 мас,ч. ЭД-16 с мол.м. 360-470 (количество эпоксидных групп 18-237., я гидроксильных групп вЂ” 2%) и 0 5 мас,ч, продукта взаимодействия избытка толуилендиизоцианата с полиоль«дым компонентом с содержанием

НСО-групп, равным 19+1%„ и перемешивают при 60+5 С в присутствии

0,005 мас.ч. триэтиламина в те .ение

30 мин, Полученный яддукт механически сов-. мещают с 1 мас.ч. диоксича титана с твердостью по шкале Моса 6 усл.ед, «« течение 5-10 мин при массовом соотношении 1:1 соответственно, Получение композиции.

100 ма с ч. т<.!«моилястичн<и < ретаня (ТПУ) с твердостью по !!!ору

83-87 усл.ел., высушенного ири 90о

10(! С в течение 8-10 ч до содержания летучих 0,057, перемешивают механическим путем с модификатором, содержащим 15% эпоксидных групп и 5-67 изоцианатных в течение 3-5 мин, В табл. 1 представлено содержа»ие компонентов известной и предлагаемой композиций.

Пример 2, Полимерную композицию получают аналогично примеру 1, но при получении модиФикатора исполь

«iют эпоксидную смолу (-3«l-16) (l,5 ляс.ч.), изоцианат T N-53 (1,5 мас.ч,), триэтцлямин (0,015 мас.ч,), двуок«1сь кремния с. твердостью »о шкале Моса 7 усл,ед, (5 мас.ч,). Модификатор одержит

157 эпоксидных групп и 5-67 изоцианаг»ых групп, Пример 3. Полимерную композицию получают аналогично примеру 1,но при получении модификатора используют ЭД-16 (2,5 мас.ч,), лейконат (2,5 мас.ч,), триэтиламин (0,025 мяс.ч.), окись цинка с твердостью ло шкале Моса 4,5 усл.ед. (7 мас.ч,). Модификатор содержит 147. эпоксидных групп, 4-5% изоцианатных групп.

Режим получения модификатора;

Т = 20-30ОС, <, = «-7 мин

Il р и и е р 4. Композицию получают аналогично примеру 1, но при получени модификатора используют

ЭД-14 с мол.м, 540-620 (с числом ОНгрупп вЂ” 13,9-15,9%, с числом эпоксидных групп вЂ” 2,5%) (1 мас.ч.), изоцианат марки "Лейконат" (2 мяс.ч.), триэтиламин (0,02 мас,ч.), окись цинка (5 мяс.ч.).

Режим получения модификатора как в примере 3 ° МодиФикятор содержит

137 эпоксидных групп, 4-57. изоциянятных групп.

П р и и е р 5. Полимерную композицию получают аналогично примеру 1, но при получении модификатора используют ЭД-14 (2 мас,ч.), изоцианат марки PM-53 (i мас.ч.), триэтиламин (0,010 мас.ч,), двуокись титана (5 мас,ч.). Модификатор содержит

16% эпоксидных груп», 3-47 изоцианатных групп, 3 14320

Пример 6, Полимерную композицию готовят аналогично примеру 1, но лри получении модификатора используют эпоксидную диановую смолу (ЭД-8)

5 с мол.м. 860-1100 (количество эпоксидных и гидроксильных групп соответственно 8-10 и 4,6-5XX) (1,5 мас.ч,), изоцианат (PM-53) (1,5 мас.ч.), триэтиламин (0,01S мас.ч.), диоксид ти- 10 тана (5 мас.ч.). Получение модификатора проводят при 7035 С в течение

40 мин. Модификатор содержит 8% эпоксидных групп, 3-4 изоцианатных групп.

Пример 7 (контрольный, с 15 количеством гидроксильных групп в эпоксидной смоле менее 2X).

Полимерную композицию готовят аналогично примеру 1. Отличие состоит в количестве гидроксильных групп в смо- 20 ле (меньше 2%), при получеш.и модификатора используют эпоксидну| гиановую смолу марки ЭД-22 с мол,м. < 390 (количество эпоксидных и гидроксильных групп соответственно 22, 1-?3,5 и 25

1 ) (0,5 мас,ч.).. Модификатор содержит 20 эпоксидных групп, 107. изоцианатных групп.

Пример 8 (контрольный, с количеством гидроксильных групп в смоле З0 более 5 ). Режим получения модификатора: Т = 80-90 С, Г = 30 мин.

Полимерную композицию готовят аналогично примеру 1, но при получении модификатора используют эпоксидную диановую смолу марки Э-44 с мол.м.

1600 (количество эпоксидных и гидроксильных групп еоответственно о-8,5 и 6X) (0,5 мас.ч.). Модификатор содержит 6% эпоксидных групп, 1-2Х изо- 40 цианатных групп.

Пример 9 (контрольный, твердость наполнителя меньше минимального значения), Полимерную композицию готовят ана- 45 логично примеру 1, но лри получении модификатора используют каолин прокаленный обезвоженный с твердостью" ло шкале Моса 2-3 ед (1 мас.ч.). Модификатор содержит 15 эпоксидньтх групп, 50

5-б изоцианатных групп.

Пример 10 (контрольный, твердость наполнителя больше максимально1

ro значения). анатных групп °

;i p H м е р 14 (контрольный, в качестве модификатора используют

cMpсь эпоксидной смоль., изоцнаната л наполнителя) .

Полимер ую ком;;озицию готовят аналогично пример=- 1, Отличие состоит в порядке совмещения компонен"ов: термопластичный полиуретан, эпоксидную диак оную смолу, изоцианат, диоксид титана и триэтиламин перемешивают механ, чески (10-15 мин) .(свободные эпоксидные и изоцианатные группы отсутствуют).

Образцы для испытания получают методом литья ло давлением ло режиму:

160 вЂ 1 С, ь под давлением 15-20 с, с без давления 20-25 с; давление нспрыска (Р) 40 вЂ” 60 кгс/см, температура формы (т ) 30-40 С.

Полимерная композиция фрикционного назначения, включающая термоплаатич55, ный полиуретан и модификатор, о тл и ч а ю щ а я с я тем, что, с

1, целью повышения срока службы получаемых на ее основе изделий за счет уменьшения остаточной деформации и

Полимерную композицию готовят ана.логично примеру 1, но при получении модификатора используют окись алюми« .иия с твердостью по шкале Моса 9 ед, I г

/.) (1 мыс.ч.). Модификатор содержит 15Х эпоксидных групп, П р и и е р 11 (контрольный, соотношение ацдуктаи налолнителя меньше минимального значения, количество модификатора меньше минимального зна чения) .

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

Модификатор содержит 1l5X элоксидных групп и 5-6% изоцианатных групп.

П р и и е р 12 (контрольный, с количеством модификатора больше макcHMBJIbHoI o значения) .

Полимерную композицию готовят аналогично примеру 1, но при получении модификатора используют эпоксидную диановую смолу ЭД- 16 (3 мас.ч.), изоци,.нат РМ-53 (3 мас„ч.) диоксид тпTBHB (8 мас.ч.), триэтиламин (О 03 мас.ч.). Модификатор содержит

137. =.локсндных групп, 4-5, изоциСвойства полученного на основе ! композиции материала приведены в табл. 2. формула изобретения дерйаиие, мас.Х, по примерам

ИзвестЕомноненты позиция 1 2 3 4 5 Ь

Термопластичный полиуретан с твердостью по

Шору А 90-94 усл.ед. мол.м. 15000-25000

100 - - 100

Термопластичный полиуретан с твердостью по

Шору А 83-87 усл.ед мол.м. 15000-25000

100 l00 " 100 100

Термопластичный полиуретан (ТПУ) Иодификатор: мелкоизмельченные отходЬ! сшитого полиуретана из группы эластомерных, полукесткнх н иестких пенополиуретанов илм невспененных полнуре тана новых эластомеров

20-40

Аддукт на основе эпоксидной двановой смолы с содернаннем гидрок сильных групп 2-М, трнэтиламина и изоцианатного компонента с содернанием 8-16Х эпоксидных групп и

3-6Х изоцианатных групп в смеси с неорганическим иаполнителем, выбранньсч нз группы, включающей: диоксид титана, ДИОКСИД КРЕМНИЯ р OKMCll цинка, с твердостью по бокале "Иоса 4,5-7,0 ед.

2,005 8,015 12,025 &,02 8,01 8,015

131 3 5 5 7 3<5 3<5 3 5

Соотноиение аддукта и наполнителя

ЗД-16

Кзоцианат PY-53 сии тиламин

Диоксид титана

5 1432075 6 снижения истирнемости, в качестве ническим наполнителем, выбранным из термопластичного полиуретана она группы, включающей диоксид титана, содержит продукт взаимодействия поли- двуокись кремния, окись цинка, с

l этиленбутиленгликольадипината с 4,4 вЂ” твердостью по шкале Моса 4,5-дифенилметандииэоцианатом мол,м.. 7 0 усл.ад. при массовом соотношении

15000-25000 с твердостью по Шору А аддукта и наполнителя в смеси, рав83-94, а в качестве модификатора ном от 1:1 до 5:7 соответственно, смесь аддукта на основе эпоксидной при следующем соотношении компонендиановой смолы, триэтиламина и иэо- 10 тов композиции, мас.ч.: цианатного компонента с содержанием Термопластичный

8-167. эпоксидных групп и 3-6Х сво- полиуретан 100 бодных иэоцианатных групп с неорга- Модификатор 2,005-12,025 f Аблища 1

1432075

Компоненты

B Ф

100

Ю в

Термовластнчный полиуретан (TllY) Модификатор:

Соотноаение аддукта и иапалннтелн

0,5

ЭД»16

Изоцианат PY-53 физтиламин

Диоксид титана

0,5

Термопластичный полиуре тан с твердостью по

Вору А 90-94 усл.ед. мол.м. 19000-25000

Термопластичный полиуретан с твердостью по

Вору А 83-87 усл.ед., мол.м. 15000-25000 иелкоизмельченнме отходы свитого полиуретана из группы эластомерных, полухестких и иестких пенололнуретанов нли невспененныя полиуре" тана новых эластомеров

Аддукт на основе эпоксидной диановой смолы с содерванием гндрок- силъных групп 2-5Х триэтиламина н изоцианатного компонента с содерканием 8-!62 эпоксщ ных групп и

3-6Х изоцйанатных групп в смеси с неорганическим наполнителем, выбПанным из группы, включакщей: диоксид титана, диоксид кремния, окись цинка с твердостъю Ilo .йкале Иоса 4,5-7,0 ед.

Продолцение табл.11

Содерхание, мас.Х, по примерам

100 100 100 166 160 100 .

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

111 1!1 li1 0,5>0,5 би8

1432075 Таблица 2

Свойства

5 6 7

1Э

12,6 2,6

2,3

2 5

2,2 б

13,1

Твердость по 1вору А, f сл+ ед i

Яалряиение ари удлинении, кгс/смз

100%

95- 20

119-" 30

121 2 30

220 30

220. - ЭО 190 20

300%

Paspyma ee нацряпе»

we при растяиенни, кгсlсм

0,51

78-80

0,51

0 50

0,50

0.,49 .0,50

85-.87 87-90

0,50

87-90 87-90

83-85

87-90

Число уяругости

;Остаточное удлинение, % (остаточная деформация) 15-17

СкороСть восстанавливаемости образца, мм/мин

0,35 О ° 35-0,38 0,23-0,24

42-63

40-60

45-50

5-10

5-10 5-10

5-10

5-!О

Текучесть расплава при Т 190 и 210 С и р 2,16 кгс, r/t0 нии

Истираемость| сиз /кВт ч удельное истирание, ммз /„м,cM3

Время прорезания образце (покрытия) ннтьв на глубину

1 мм (условия испытания: Р 0,5 кгс, и 300 об/мин, нить кордная х/б, ч

Абсолютная температура s зоне инека (разница меиду развиваемой температурой переработки .н температурой нагрева цилиндра), С

« еФ

Предлагаемая конн по примерам * L 1 I 1 1

90-94 83-87 83-85 90-94 83-87 83-87 9Э-95

110 ДО 125 30 120 30 122 30

210 30 220 0 . 220l30 22025

280-300 240-250 230-235 290-315 250-270 260-280 260-265

50-55 40-50 40"42 . 40-5? 45-50 45-50 50"55

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

Оэ35 Ов35 Ов38 Ою37 О ° 38 Оэ35 Оэ35! 2

143207

Про/1олжение табл.2

Нэвестная компоэнция

Свойства

Тек

13,1

10 13,1

6-7

8-9

03005

Твердость по Шору А, усл.ед. 93

94-98

90-94

89-91

100- 105 90

90-94

Напряжение при удлинении, кгс/см

10ОХ

100+10 100 20 90 20 110420

80. 5

100 10

180-10

180 20,210 -20

3007

Раэрушающее напряжение при растяжении, кгс/см 200„15

280-290

200 5

220 20Нстираемость см /кВт ° ч

50-55 80-100 80-90 80-90

80-90 50-55 155-160

Удельное истирание, ммъ/км см>

0,8-0,9

75-76

0,8

0 51. 0,8-1,0

79-81 80 81

0,8-0,9

0>65 0>05

60-20 .

70-75 . 60"70

78-80

Число упругости

Остаточное удлинение, Х (остаточная деформация) 35-55

14-15! 4-16 14-15

15-16 14-15

СкороСть восстанавливаемости обраэца, мм/мин

0,15 0,10-0 20

0,24 0,15-0,20

0,21 0,24.20-25 30-32

20-25 !0-20

20-25

8-10

1 5-20 15-20

S-1О

5-10 5-10

Составитель С. Пурина

Редактор.Г. Волкова Техред И.Дидык, Корректор М. Васильева

Заказ 6099

Тираж 434 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

1!3035, Москва, Ж-35, Раушская наб. д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 учесть расплава при Т 190 н 210 С и р = 2>16 кгс

ri10 мин

Время прореэания обраэца (покрытия) нитью иа глубину

1 мм (условия испытания: P0,5 кгс> и ЭОО об/мин, нить кордная x/á> ч

Аб олютная температура в эоне анена (раэница между раэвиваемой температурой переработки и температурой нагрева цилиндра)> С

Предлагаемая комп,>эипия по примерам

I 1 "I 180 1О 180 . 20

220 15 210 19