close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

Патент BY16217

код для вставкиСкачать
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К ПАТЕНТУ
РЕСПУБЛИКА БЕЛАРУСЬ
(46) 2012.08.30
(12)
(51) МПК
НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР
ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ
СОБСТВЕННОСТИ
(54)
C 08J 5/14
C 08L 61/10
C 08K 13/04
(2006.01)
(2006.01)
(2006.01)
КОМПОЗИЦИЯ ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ФРИКЦИОННОГО
МАТЕРИАЛА
(21) Номер заявки: a 20100914
(22) 2010.06.14
(43) 2012.02.28
(71) Заявители: Учреждение образования
"Гомельский государственный университет имени Франциска Скорины"; Республиканское унитарное
предприятие "Гомельский завод
сельскохозяйственного
машиностроения "Гомсельмаш" (BY)
(72) Авторы: Лин Дмитрий Григорьевич;
Воробьева Елена Валерьевна; Воробьев Вячеслав Валерьевич (BY)
BY 16217 C1 2012.08.30
BY (11) 16217
(13) C1
(19)
(73) Патентообладатели: Учреждение образования "Гомельский государственный
университет имени Франциска Скорины";
Республиканское
унитарное
предприятие "Гомельский завод сельскохозяйственного машиностроения
"Гомсельмаш" (BY)
(56) BY 1179 C1, 1996.
SU 837328, 1981.
SU 1674546 A1, 1992.
BY 3814 C1, 2001.
JP 56-69244 A, 1981.
US 3967037, 1976.
CN 1927918 A, 2007.
(57)
Композиция для изготовления фрикционного материала, содержащая фенолформальдегидную смолу, минеральное волокно, металлсодержащее соединение и органический
модификатор, отличающаяся тем, что в качестве минерального волокна содержит стекловолокно, в качестве металлсодержащего соединения - оксид цинка или оксид алюминия,
а в качестве органического модификатора - аминопропилтриэтоксисилан при следующем
соотношении компонентов, мас. %:
фенолформальдегидная смола
36-40
стекловолокно
56-62
оксид цинка или оксид алюминия
1,5-3,0
аминопропилтриэтоксисилан
0,5-1,0.
Изобретение относится к производству фрикционных материалов, предназначенных
для изготовления деталей тормозов различных транспортных средств, механизмов и оборудования, в частности к материалам фрикционных накладок, тормозных колодок и дисков сцепления муфт, и может быть использовано в различных отраслях машиностроения.
Предлагаемый фрикционный материал включает термореактивное связующее, волокнистый наполнитель, металлсодержащее соединение и органический модификатор.
Известен фрикционный материал содержащий фенольную смолу, волокнистый наполнитель, органический и неорганический модификаторы, а также металлсодержащее соединение [1].
BY 16217 C1 2012.08.30
При этом известный материал в качестве волокнистого наполнителя содержит асбест
или смесь стеклянных и минеральных волокон, в качестве металлсодержащего соединения - вещество из группы: цинк, бронза, медь, железо, оксиды этих металлов или оксид
алюминия или их смесь, а в качестве органического модификатора - вещество из группы:
порошок семян анакардии, каучук, натуральный латекс, меласса, асфальт или их смесь, в
качестве неорганического модификатора - порошок угля и/или графита, в качестве фрикционного модификатора. Компоненты взяты в следующем соотношении, мас. %:
фенольная смола
8-14
волокнистый наполнитель или асбест
25-34
металлсодержащее соединение
4-22
органический модификатор
1-7
фрикционный модификатор
18-34
неорганический модификатор
остальное.
Недостатками указанной композиции являются наличие в ней канцерогенного асбеста, низкая адгезия стеклянных и минеральных волокон, низкая механическая прочность из-за хрупкости волокон базальтового и стекловолокна, а также высокая стоимость конечного продукта.
Наиболее близкой к предлагаемому техническому решению является композиция для
изготовления фрикционного материала, содержащая фенолформальдегидную смолу, минеральное волокно, металлсодержащее соединение и органический модификатор [2].
При этом в качестве минерального волокна содержит базальтовое волокно, в качестве
металлсодержащего соединения - порошок железа и/или меди и/или оксид алюминия. В
качестве органического модификатора - древесную муку и алкилфенол.
Кроме того, композиция содержит графит и неорганический модификатор - каолин
или мел.
Однако полученные из данного фрикционного материала детали для фрикционных узлов имеют при высоком коэффициенте трения недостаточно высокие показатели разрушающего напряжения при растяжении и разрушающего напряжения при сжатии.
Техническая задача, решаемая заявляемым изобретением, заключается в создании
композиции для фрикционного материала, обеспечивающей надежность фрикционных
узлов и снижение их стоимости за счет уменьшения стоимости фрикционного материала,
так как их компоненты недороги и выпускаются крупнотоннажно.
Технический результат заявляемого изобретения заключается в достижении стабильного коэффициента трения в пределах 0,3-0,4 ед. (по стали), достаточной механической
прочности, а также повышенной экологической чистоты (за счет исключения асбестового
наполнителя).
Технический результат достигается тем, что композиция для изготовления фрикционного материала, содержащая фенолформальдегидную смолу, минеральное волокно, металлсодержащее соединение и органический модификатор, в качестве минерального
волокна содержит стекловолокно, в качестве металлсодержащего соединения - оксид цинка или оксид алюминия, а в качестве органического модификатора - аминопропилтриэтоксисилан при следующем соотношении компонентов, мас. %:
фенолформальдегидная смола
36-40
стекловолокно
52-62
оксид алюминия или оксид цинка
1,5-3,0
аминопропилтриэтоксисилан
0,5-1,0.
Сущность изобретения заключается в следующем.
Применение в предложенной рецептуре фенолформальдегидной смолы до 40 мас. %
снижает хрупкость, термостойкость и износостойкость материала (примеры I-V и VI, VII).
Использование стекловолокна вместо базальтового позволяет удешевить стоимость
конечного продукта, а его количество до 62 мас. % (примеры I-V и VIII, IX) позволяет получить фрикционный материал с коэффициентом трения не ниже 0,31.
2
BY 16217 C1 2012.08.30
Введение оксида алюминия или оксида цинка обеспечивает стабильность коэффициента трения.
Применение в качестве органической модифицирующей добавки аминопропилтриэтоксисилана улучшает процесс сшивки фенолформальдегидной смолы при изготовлении
деталей, предохраняя, таким образом, детали от растрескивания.
Кроме того, это вещество хорошо растворимо в воде и спирте, что дает возможность
легко подготавливать материал для переработки - прямого прессования.
При изготовлении предлагаемого фрикционного материала необходим экструдер и
гидравлический пресс (обычное промышленное оборудование).
В табл. 1 указаны составы конкретных композиций для фрикционного материала, а в табл. 2
приведены сравнительные свойства предлагаемого материала и материала по прототипу.
Пример I.
Компоненты состава композиции: фенолформальдегидную смолу (36 мас. %), стекловолокно (62 мас. %), оксид алюминия (1,5 мас. %) и аминопропилтриэтоксисилан
(0,5 мас. %) - перемешивают в смесителе до однородной консистенции. Для лучшего растворения компонентов использовали технический этиловый спирт (0,025 л спирта на 1 кг
смеси). Далее, путем экструзии в червячном экструдере при температуре 140 °С из полученной смеси получили жгуты (процесс жгутирования). Из жгутов, разрезанных на куски,
сформировали деталь при температуре 150-170 °С и при давлении (180 ± 10) кг/см2. Полученную деталь подвергли испытаниям.
Результаты испытаний представлены в табл. 2.
Таблица 1
Составы композиций для фрикционного материала
№
1
2
3
4
5
Составляющие композиции
Фенолформальдегидная
смола СФ 381 (ГОСТ
18694-74)
Стекловолокно
Оксид алюминия
(ГОСТ 6912-74)
Оксид цинка (ГОСТ
10262-73)
Аминопропилтриэтоксисилан
I
Заявляемый состав
II
III
IV
V
VI
VII
VIII
IX
36
37
37
40
39
20
25
42
45
62
60
60
57
57
73
73
50
50
1,5
-
2
2,5
-
5
-
3
-
-
2
-
-
3
-
1,5
-
5
0,5
1
1
0,5
1
2
0,5
5
-
Таблица 2
Сравнительные физико-механические характеристики
№
Характеристики
Коэф. трения, ед. (по
стали)
Разрушающее
2 напряжение при растяжении, МПа
Разрушающее
3 напряжение при сжатии, МПа
1
Прототип
I
Заявляемый состав
III
IV
V
VI
II
VII
VIII
IX
0,48
0,29 0,31
0,32
0,34
0,33
0,32 0,31 0,16 0,18
190
120
130
211
220
215
218
221
268
290
-
89
95
127
130
129
127
128
125
119
3
BY 16217 C1 2012.08.30
Примеры II-IX.
Изготовление образцов и проведение испытаний проводили аналогично примеру I.
Если при изготовлении фрикционного материала используется фенолформальдегидной смолы меньше 30 мас.% (примеры I-II), то получаемый материал недостаточно прочен, хотя полученный материал обладает хорошими фрикционными свойствами. При этом
дополнительное введение аминопропилтриэтоксисилана и оксида металла существенным
образом не отражается на свойствах. При большом содержании фенолформальдегидной
смолы свыше 40 мас. % (примеры VII-IX), напротив, прочностные характеристики возрастают, но значения коэффициента трения меньше 0,30.
Фрикционные материалы составов III-VI имеют оптимальные фрикционные (коэффициент в пределах 0,31-0,35) и прочностные показатели (разрушающее напряжение при
растяжении в пределах 210-220 МПа и разрушающее напряжение при сжатии в пределах
127-130 МПа). При сравнении прототипа с предлагаемым фрикционным материалом видно, что предлагаемый материал значительно превосходит прототип по прочностным свойствам: показатели разрушающего напряжения при растяжении и разрушающего
напряжения при сжатии предлагаемого фрикционного материала выше, при этом сохранен коэффициент трения в пределах 0,31-0,35, то есть материал обладает удовлетворительными фрикционными свойствами. Кроме того, предлагаемый материал более прост по
составляющим компонентам, а следовательно, отличается более низкой себестоимостью.
Использование предлагаемого изобретения позволит повысить надежность фрикционных узлов, а также снизить их стоимость за счет уменьшения стоимости фрикционного
материала, так как их компоненты недороги и выпускаются крупнотоннажно.
Источники информации:
l. А. с. СССР 1114340, МПК C 08L 61/10, 1984.
2. BY 1179, МПК C 08J 5/14, 1996 (прототип).
Национальный центр интеллектуальной собственности.
220034, г. Минск, ул. Козлова, 20.
4
Документ
Категория
Без категории
Просмотров
1
Размер файла
94 Кб
Теги
by16217, патент
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа