close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

Патент BY5916

код для вставкиСкачать
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К ПАТЕНТУ
РЕСПУБЛИКА БЕЛАРУСЬ
7
(51) C 08L 61/10,
(12)
НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР
ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ
СОБСТВЕННОСТИ
(54)
BY (11) 5916
(13) C1
(19)
C 08K 13/08//
(C 08K 13/08, 3:22,
5:01, 5:34, 5:541, 7:02)
ПОЛИМЕРНАЯ КОМПОЗИЦИЯ ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ
ЭЛАСТИЧНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ САЙЛЕНТБЛОКОВ
(21) Номер заявки: 970574
(22) 1997.10.27
(46) 2004.03.30
(71) Заявитель: Учреждение образования
"Белорусский государственный университет транспорта" (BY)
(72) Авторы: Терешко Юрий Демьянович;
Близнец Михаил Михайлович; Долонговский Виктор Александрович; Золоторенко Владимир Александрович (BY)
(73) Патентообладатель: Учреждение образования "Белорусский государственный
университет транспорта" (BY)
BY 5916 C1
(57)
Полимерная композиция для изготовления эластичных элементов сайлентблоков,
включающая фенолформальдегидную смолу резольного типа, рубленый волокнистый наполнитель, термопластичный полимер и гексаметилентетрамин, отличающаяся тем, что
в качестве термопластичного полимера содержит полимер, выбранный из группы, включающей поливинилхлорид, полипропилен, политетрафторэтилен и полистирол, и дополнительно содержит измельченную кожу хромовую, измельченную юфть, резиновую
крошку, полиметилсилоксан, хлорокись циркония и толуилендиизоционат, блокированный касторовым маслом, при следующем соотношении компонентов, мас.ч.:
фенолформальдегидная смола резольного типа
100
рубленый волокнистый наполнитель
10,0-120,0
гексаметилентетрамин
4,0-10,0
термопластичный полимер
1,0-20,0
измельченная кожа хромовая
0,5-12,0
измельченная юфть
1,0-25,0
резиновая крошка
2,0-18,0
полиметилсилоксан
0,01-5,0
хлорокись циркония
0,1-3,0
толуилендиизоционат, блокированный касторовым маслом
0,2-4,0.
(56)
SU 1564166 A1, 1990.
SU 1171486 A, 1985.
RU 2047626 C1, 1995.
SU 1797614 A3, 1993.
Изобретение относится к области полимерных композиционных материалов на основе
фенолформальдегидных смол и может быть использовано на железнодорожном транспорте для изготовления вибропоглощающих деталей и покрытий, например для изготовления
BY 5916 C1
вибропоглощающих эластичных элементов, которые предназначены для гашения вибраций горизонтальных и вертикальных колебаний корпуса дизельного вагона, а также для
получения изолирующих втулок в скреплениях на железобетонном подрельсовом основании и деталей изолирующего стыка рельсов.
Известна полимерная композиция, включающая фенолформальдегидную смолу резольного типа (100 мас. ч.), волокнистый наполнитель (80-250 мас. ч.), выбранный из
группы, содержащей отходы льняных или хлопчатобумажных тканей, трикотажного
хлопчатобумажного полотна, вискозных, полиамидных, полиэфирных и полиакрилонитрильных волокон длиной 0,5-40 мм, гексаметилентетрамин (4-10 мас. ч.), диаминофенолдигидрохлорид (0,-0,8 мас. ч.), поливинилбутираль (1-10 мас. ч.) и магнийцинковый оксихлорид (2-20 мас. ч.) [1].
Наиболее близкой к заявляемой композиции является полимерная композиция, включающая фенолформальдегидную смолу резольного типа (100 мас. ч.), волокнистый наполнитель (40-250 мас. ч.), гексаметилентетрамин (4-10 мас. ч.), 10 %-ный раствор поливинил бутираля в этиловом спирте (1-10 мас. ч.), ненасыщенную полиэфирную смолу на
основе продукта поликонденсации полиэтиленгликоля с малеиновым или фталевым ангидридом с вязкостью при 20 °С 20-50с (0,5-15 мас. ч.), оксинитрат алюминия (2-20 мас. ч.),
метазин (0,3-12 мас. ч.), сернокислый барий (0,1-3 мас. ч.) и минеральный наполнитель,
выбранный из группы: каолин, графит и двуокись кремния (5-50 мас. ч.) [2].
В качестве модификатора известная полимерная композиция содержит ненасыщенную
полиэфирную смолу, которая обладает плохой совместимостью с фенолформальдегидной
смолой. Это приводит к охрупчиванию полимерной матрицы и к снижению ударной вязкости материала. Низкие вибропоглощающие свойства известной полимерной композиции затрудняют ее использование для изготовления эластичных элементов сайлентблоков.
При этом оксинитрат алюминия, содержащийся в известной полимерной композиции, вызывает повышенную коррозию поверхностей внутренней и внешней стальных обойм сайлентблока. Вследствие высокой скорости старения полиэфирной смолы известная полимерная композиция имеет также низкую атмосферостойкость в условиях воздействия
атмосферных факторов (влажность, загрязнения, суточные и сезонные изменения температуры окружающей среды, солнечная радиация и т.д.). Материал из известной полимерной композиции имеет низкий коэффициент теплопроводности. Что приводит к накоплению в его объеме тепловой энергии. Которая образуется при вибрационном и ударном
воздействиях. Это способствует ускорению протекания в полимерной матрице процессов
химической деструкции макромолекул связующего и к старению и разрушению эластичных элементов сайлентблоков, изготовленных из нее.
Предлагаемая полимерная композиция обеспечивает решение такой задачи, как получение конструкционных вибропоглощающих и ударостойких материалов на основе фенолформальдегидных смол, рубленных отходов волокон и измельченных отходов кожевенного производства.
Технический эффект заявляемого технического решения заключается в улучшении
вибропоглощающих и антикоррозионных свойств эластичных элементов сайлентблоков.
Повышения качества покрытий на деталях дизель-поездов за счет повышения долговечности, ударной вязкости и демпфирующих свойств полимерной композиции, а также за счет
снижения скорости коррозии стальной поверхности, контактирующей с эластичным элементом сайлентблока, и уменьшения износа материала при воздействии вибрационных и
ударных нагрузок. Кроме того, обеспечивается дополнительные технические эффекты,
заключающиеся в снижении шума над узлами, на крышки которых нанесены покрытия из
разработанной полимерной композиции, и в утилизации отходов химических волокон и
отходов кожевенного производства, которые ранее либо сжигались, либо подлежали захоронению в земле. Это приводило к загрязнению воздушного и водного бассейнов, что наносило вред окружающей среде и здоровью человека.
2
BY 5916 C1
Указанный технический эффект достигается тем, что в полимерную композицию для
изготовления эластичных элементов сайлентблоков, включается фенолформальдегидная
смола резольного типа, рубленый волокнистый наполнитель, термопластичный полимер и
гексаметилентетрамин. А также она дополнительно содержит в качестве термопластичного полимера, полимер выбранный из группы, включающей поливинилхлорид, полипропилен, политетрафторэтилен и полистирол, измельченную кожу хромовую, измельченную
юфть, резиновую крошку, полиметилсилоксан, хлорокись циркония и толуилендиизоционат, блокированный кастровым маслом, при следующем соотношении компонентов, мас. ч.:
фенолформальдегидная смола резольного типа
100
рубленый волокнистый наполнитель
10,0-120,0
гексаметилентетрамин
4,0-10,0
термопластичный полимер
1,0-20,0
измельченная кожа хромовая
0,5-12,0
резиновая крошка
2,0-18,0
полиметилсилоксан
0,01-5,0
хлорокись циркония
0,1-3,0
толуилендиизоционат, блокированный кастровым маслом
0,2-4,0.
Для получения полимерной композиции использовали резольную фенолформальдегидную смолу марок ЛБС-1 или ЛБС-3 (ГОСТ 901-78). Повышение степени сшивки связующего достигали путем введения в ее состав аминного отвердителя; например гексаметилентетрамина (ТУ 6-09-36-70). Оптимальное содержание гексаметилентетрамина в
композиции определяли экстрагированием исходя из достижения связующим максимальной степени сшивки.
Повышение ударной вязкости и трещиностойкости эластичных элементов сайлентблоков, подверженных вибрационным и ударным воздействиям, достигали введением в
фенолформальдегидную смолу измельченных отходов юфти (ГОСТ 485-32) и кожи хромовой (ГОСТ 939-75), резиновой крошки (ГОСТ 12632-79) и рубленого волокнистого наполнителя, выбранного из группы, включающей отходы вискозных (ТУ 6-06-462-74), полиамидных (ГОСТ 638-84), полиэфирных (ТУ 6-66-28-2-82), полиакрилонитрильных
(ГОСТ 17-136-79) и ацетатных (ТУ 6-05-1528-72) волокон. Введение указанных волокнистых наполнителей, резиновой крошки, измельченных отходов юфти и кожи хромовой
ниже оптимальной концентрации уменьшает вибропоглощающие свойства и трещиностойкость эластичных элементов сайлентблоков, изготовленных из разработанной полимерной композиции, а выше оптимальной концентрации снижает ударную вязкость материала.
Несмотря на введение указанных наполнителей материал обладает низкими звукопоглощающими свойствами и износостойкостью при воздействии ударных нагрузок, имеет
высокое водопоглощение и не защищает от коррозии поверхности наружной и внутренней
стальных обойм сайлентблоков. Для повышения износостойкости и долговечности эластичных элементов сайлентблоков при воздействии вибрационных и ударных нагрузок
снижения их водопоглощения и уменьшения коррозии стальных поверхностей внутренней
и наружной обойм, контактирующих с материалом, в полимерную композицию вводили
дополнительно полиметилсилоксан (ГОСТ 13032-67), хлорокись циркония (ТУ 6-09-367774), толуилендиизоционат (МРТУ 6-09-4847-67), блокированный касторовым маслом
(ГОСТ 6757-73), и термопластичный полимер, выбранный из группы, включающей поливинилхлорид (ГОСТ 14039-78), полипропилен (МРТУ 6-05-1105-67), полиметрафторэтилен (ГОСТ 10007-72) или полистирол (ГОСТ 9440-60). При этом оптимальным сочетанием свойств обладает полимерная композиция, в которую толуилендиизоционат и касторовое масло введены в соотношении от 1:2 до 2:1. Введение полиметилсилоксана, хлорокиси
циркония, указанных термопластичных полимеров и толуимендиизоционата, блокированного касторовым маслом, ниже оптимальной концентрации приводит к повышению изно3
BY 5916 C1
са эластичных элементов сайлентблоков и к увеличению коррозии их стальных обойм, а
выше оптимальной концентрации - увеличивает водопоглощение материала и снижает его
ударную вязкость.
Измельченные отходы юфти и кожи хромовой и резиновая крошка используются в качестве наполнителей для полиэтилена при изготовлении упругих и изолирующих прокладок на деревянные шпалы (А.с. СССР 1420001, МПК С08К 5/43). Кремнийорганические
соединения, в том числе и полиметилсилоксан, используются преимущественно на фабриках химической чистки для водо- и грязеотталкивающей пропитки одежды (Шейхет Ф.И.
Материаловедение химикатов, красителей и моющих средств. - М.: Легкая индустрия,
1969. - С. 240-250). В отличие от известных технических решений измельченные отходы
юфти и кожи хромовой, резиновая крошка и рубленый волокнистый наполнитель нами
предложено использовать для повышения ударной вязкости и трещиностойкости эластичных элементов, изготовленных из фенолформальдегидной смолы. При введении указанных наполнителей материал обладает низкими звукопоглощающими свойствами и износостойкостью при воздействии ударных нагрузок, имеет высокое водопоглощение и не
защищает от коррозии поверхности наружной и внутренней стальных обойм сайлентблоков. Для повышения износостойкости и долговечности эластичных элементов сайлентблоков при воздействии вибрационных и ударных нагрузок, снижения их водопоглощения
и уменьшения коррозии стальных поверхностей внутренней и наружных обойм, контактирующих с материалом, в полимерную композицию дополнительно вводили полиметилсилоксан, хлорокись циркония, толуилендиизоционат, блокированный касторовым маслом, и указанный термопластичный полимер. При этом антикоррозионные свойства пометилсилоксана и толуилендиизоционата, блокированного касторовым маслом, усиливаются присутствующими в полимерной композиции хлорокисью циркония и измельченными отходами юфти и кожи хромовой. Таким образом, в сравнении с известными техническими решениями заявляемый объект обладает существенными отличиями, а получение
положительного эффекта обусловлено всей совокупностью компонентов и их соотношением.
Технология формирования изделий из разработанной полимерной композиции заключается в следующем. В фенолформальдегидную смолу вводят отвердитель, наполнители и
целевые добавки. После сушки композицию измельчают и перерабатывают методом компрессионного прессования при давлении 40-60 кН/м2, температуре 160-170 °С и времени
выдержки 1-1,5 мин на 1 мм толщины изделия.
Составы и свойства материала, полученных из исследуемых составов полимерных
композиций, приведены в таблице.
4
BY 5916 C1
100
-
XI
13
100
Составы и основные свойства известной [2], разработанной и исследуемых полимерных композиций
Исследуемая
Заявляемая
Исследуемая
Состав и свойство
Известная [2]
I
II
III
IV
V
VI
VII
VIII
IX
X
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
2
100
100
100
-
100
-
100
-
100
100
-
100
100
100
-
-
60
8
15
7
8
7
60
4
15
7
60
8
15
-
60
8
15
7
60
8
15
7
10
10
25
12
60
8
15
7
125
3,5
0,8
0,3
1
2
5
0,1
120
8
1
0,5
9
11
26
13
15
10
3
1,5
-
8
-
15
10
3
1,5
4
15
10
3
1,5
15
10
3
1,5
2
15
3
1,5
20
18
0,01
3
2
10
3
-
0,8
20
6
0,08
2
15
10
1,5
21
1,5
0,008
3,2
0,2
2
4,2
2
0,18
2
1
I. Составы
1. Фенолформальдегидная смола резольного типа (по сухому
остатку):
1.1. Марки ЛВС-1
1.2. Марки ЛБС-3
2. Рубленый волокнистый наполнитель из отходов волокон:
2.1. вискозных
2.2. полиамидных
2.3. полиэфирных
2.4. полиакрилонитрильных
2.5. ацетатных
3. Гексаметилентетрамин
4. Юфть
5. Хромовая кожа
6. Термопластичный полимер
6.1. поливинилхлорид
6.2. полипропилен
6.3. политетрафторэтилен
6.4. полистирол
7. Резиновая крошка
8. Полиметилсилоксан
9. Хлорокись циркония
10. Толуилендиизоционат, блокированный касторовым маслом
5
11. Рубленый волокнистый наполнитель из отходов льняных
тканей
12. Поливинилбутираль
13. Графит
14. Ненасыщенная полиэфирная смола марки ПН-1
15. Метазин
16. Оксинитрат алюминия
17. Сернокислый барий
II. Свойства.
1. Коэффициент торможения
коррозии
2. Ударная вязкость, кДж/м2
3. Коэффициент потерь (виброгасящие свойства композиции),
×103
4. Коэффициент эффективности демпфирования, ×10
кгс/см2
5. Долговечность композиции
при циклическом воздействии
ударной нагрузки 7,0 МПа с
частотой 20 с-1, часы
6. Износ полимерной композиции (Р = 4 Мпа, V = 0,5 м/с,
частота вибраций 25 с-1), мм/км
1,23
108
58
7,3
10
10
15
2
120
7
30
128
2,13
113
87
11,7
-
-
0,061 0,032 0,046 0,037
133
2,4
119
83
12,1
-
-
156
3,85
132
112
16,3
-
-
137
4,9
139
118
15,2
-
-
148
3,5
156
125
14,8
-
-
0,042
162
4,2
151
124
16,8
-
-
0,040 0,052 0,057 0,051 0,064
161
4,35
148
120
13,4
-
-
105
2,53
109
95
6,4
-
-
123
2,09
114
92
8,5
-
-
92
1,98
78
75
7,6
-
-
78
1,56
89
63
8,2
-
-
BY 5916 C1
63
0,059
Продолжение таблицы
0,067
6
BY 5916 C1
Как видно из таблицы, сочетание выбранных компонентов позволило в сравнении с
прототипом увеличить коэффициент торможения коррозии стали покрытиями из разработанной композиции в 1,8-2,3 раза и ее ударную вязкость в 1,9-2,2 раза, повысить виброгасящие свойства композиции в 1,2-1,4 раза и демпфирующие свойства в 3,1-3,9 раза, увеличить долговечность образцов из композиции в 2,2-2,6 раза и снизить их износ в 1,4-2
раза. Отсутствие в полимерной композиции толуиландиизоционата, блокированного касторовым маслом, и полиметилсилоксана (состав VIII), термопластичного полимера и хлорокиси циркония (состав IX) резиновой крошки и хромовой кожи (состав X), юфти и рубленого волокнистого наполнителя (состав XI) приводит к ухудшению эксплуатационных
свойств материала.
Коэффициент торможения коррозии стали вычисляли по формуле:
γ = i/i1;
где i1 - скорость коррозии стали при нанесении покрытия из разработанной полимерной
композиции, содержащей ингибитор коррозии;
i - скорость коррозии стали при нанесении покрытия из разработанной полимерной
композиции, не содержащей ингибитора коррозии. Ударную вязкость образцов из полимерных композиций оценивали на маятниковой копре КМ-0,5. Об эффективности гашения
вибраций полимерной композицией судили по коэффициенту потерь в процессе колебаний стальной пластинки, на одну сторону которой наносили покрытие из разработанного
материала, и по коэффициенту эффективности демпфирования. Долговечность композиции при воздействии ударных нагрузок исследовали на специально сконструированном
стенде при нагрузке 7,0 МПа и частоте ударов 20 с-1 до появления трещин на поверхности
образцов. Износ образцов, изготовленных из разработанной и известной полимерной композиции, определяли на машине трения СМЦ-2 при нагрузке 4,0 Мпа и скорости относительного скольжения 0,5 м/с при смазке. При этом на нормальную нагрузку накладывались вибрации частотой 25 с-1.
Источники информации:
1. SU 1171486 A, 1985.
2. SU 1564166 A1, 1990.
Национальный центр интеллектуальной собственности.
220034, г. Минск, ул. Козлова, 20.
Документ
Категория
Без категории
Просмотров
0
Размер файла
170 Кб
Теги
by5916, патент
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа