Фрикционная полимерная пресс-композиция
Использование, изготовление фрикционных элементов дисковых тормозов легковых и грузовых автомобилей и мотоциклов Сущность изобретения: фрикционная полимерная пресс-композиция содержит (в ч), фенолформальдегидную смолу 100, бутадиеннитрильный каучук с содержанием звеньев нитрила акриловой кислоты 27 - 35%, 13,3 - 83,3, серную вулканизующую группу 6,7 - 50,0, безасбестовый волокнистый наполнитепь 73,3 - 516,7, бронзовую стружку 66.7 - 283,4. рубленую латунную проволоку или латунную стружку 40 - 183.3 графитсодержащий наполнитель 20 - 133,3, баритовый концентрат 20 - 200. оксид алюминия 40 - 250. сурьму трехсернистую 20 - 200. вермикулит вспученный 6,7 - 66.7. монозамещенные фосфаты хрома и алюминия 3.3 - 100. гидроксид кальция 6,7 - 83.3 и резиновую .крошку 3,3 - 33 3. Характеристика материала: коэффициент трения при 350° С составляет 0,39 - 0.41. интенсивность изнашивания 19 1 материала 0.43-0.57x1 (Г м /Дж, стабильность коэффициента трения 85.1 - 902% 3 табя
(19) R (11) (51) 5 С08 J5 14 С 08 L61 10
С08 К 13 04 т1.<вштет 1 оссийской Федерации но патентам и товарным знакам
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ «впа. P1е 1„ (лиг т;-., JC ПАТЕНТУ (21) 5019060/05 (22) 27. l 2.91 (4б) 15.10.93 Бюл. hh 37 — 38 (71) Научно-исследовательский и конструкторскотехнологический институт асбестовых технических изделий, Фирма ГИИР" (72) Лапшин В.П. Чумичев Б.М. Изюмова В.И„
Никонова ЛM (73) Научно-исследовательский и конструкторскотехнологический институт асбестовых технических изделий, Фирма ТИИР" (54) ФРИКЦИОННАЯ ПОЛИМЕРНАЯ ПРЕССКОУПОЗИЦИЯ (57) Использование: изготовление фрикционных элементов дисковых тормозов легковых и грузовых авто(.(об (лей и мотоциклов Сущность изобретения: фрикционная полимерная пресс-композиция содержит (в ч): фенолформапьдегидную смолу 100, бутадиеннитрильный каучук с содержанием звеньев нитрила акриловой кислоты 27 — 35%, 13,3 — 83,3, серную вулканизующую группу 6,7 — 50,0, безасбестовый волокнистый налолнитель 73,3 — 516,7, бронзовую стружку 66.7 — 283,4, рубленую латунную проволоку или латунную стружку 40 — 183.3 графитсодержащий налолнитель 20 — 133,3, барито— вый концентрат 20 — 200, оксид алюминия 40 — 250, сурьму трехсернистую 20 — 200, вермикулит вспученный 6,7 — 66,7. монозамещенные фосфаты хрома и алюминия 3,3 — 100, гидроксид кальция 6,7—
83,3 и резиновую горошку 3,3 — 33 Э. Характеристика материала: коэффициент трения лри Э50 С составляет 0,39 — 0,41, интенсивность изнашивания материала 043-0.57х10 м /Дщ стабильность коэффициента трения 85,1 — 902%. Э таба
2001056
Изобретение относится к фрикционным иэделиям, а именно к материалам фрикционных элементов дисковых тормозов легковых и грузовых автомобилей и мотоциклов.
Аналогом нового фрикционного материала является фрикционный материал, содержащий полимерную матрицу на основе фенольной смолы и наполнители — резиновую пыль, порошок ореха — кешью, графит, сульфиды металлов, оксиды металлов, металлические порошки, карбонат кальция или двуокись кремния и волокнистый наполнитель: латунные волокна, керамические и стальные волокна, волокно иэ фенольной смолы и из ароматических полиамидов..
Материал по аналогу имеет недостаточно высокие и стабильные фрикционно-износные показатели в области высоких температур.
Другим аналогом нового фрикционного материала является фрикционный материал, содержащий полимерную матрицу на основе фенольной смолы и наполнители-металлосодержащий (цинк, бронза, медь, железо, окислы этих металлов, окись алюминия или их смесь). органический модификатор (порошок семян анакардии, каучук, натуральный латекс, меласса, асфальт или их смесь), неорганический модификатор (барит, мел, тальк, трепал, криолин, волластонит или их смесь), фрикционный модификатор (частицы или порошок угля и/или графита) и волокнистый наполнитель: асбест или смесь стеклянных и минеральных волокон.
Материал по аналогу не обеспечивает высокии и стабильный коэффициент трения в области высоких температур.
Аналогом нового фрикционного материала является также безасбестовый фрикционный материал, содержащий полимерную матрицу на основе смолы (мочевиноформальдегидные, крезольные, фенолформальдегидные, меламинформальдегидные, алкидные, полисилоксановые и зпоксидные) и наполнители — частицы кешью, окись цинка, карбонат кальция и волокнистый наполнитель; стекловолокно, минеральная вата, волокна двуокиси кремния, углеродные волокна, борные, хлопковые, вискозные, полиамидные, полиэфирные, вольфрамовые и стальные волокна, а также ангельсит, апатит и другие, Недостатком материала по аналогу является то, что он не обеспечивает стабильность коэффициента трения в области высоких температур.
Аналогом предложенного фрикционноlo является также фрикционный материал. содержащий полимерную матрицу на основе термореактивного связующего (фенолформальдегидная смола, натуральный каучук, термо- и химически стойкий синтетический каучук) и наполнители-волокнистый наполнитель: металлические, стеклянные, минеральная, вата, базальт, керамическиеи целлюлоэные волокна, барит, мел, трепел, слюда, графит, дисульфид молибдена, трисульфид сурьмы, медь, цинк, латунь, алюминий и частицы или порошок измельченных т0 термореактивных смол или каучука.
Материал по аналогу имеет хорошие прочностные показатели, но невысокие фрикционно-износные показатели в области высоких температур.
15 Прототипом предложенного фрикционного материала является фрикционная композиция, включающая анилиноформальдегидную смолу, бутадиеннитрильный каучук, баритовый концентрат, медный по20 рошок, шунгиэитовый гравий, бронзовую стружку, графит, оксид алюминия и асбест.
Материал по прототипу имеет недостаточно высокий коэффициент трения и низкую стабильность коэффициента трения в области высоких температур, а также трещинообразование на поверхности трения в процессе длительной эксплуатации.
Цель — создание материала для фрикционных элементов дисковых тормозов легкоЗ0 .вых и грузовых автомобилей и мотоциклов,. обладающего высоким и стабильным коэффициентом трения в области высоких до
500 С температур, а также уменьшающего трещинообразование на поверхности фрикЗ5 ционного элемента при эксплуатации, Для достижения указанного технического результата фрикционная полимерная пресс-композиция содержит фенолформальдегидную смолу, бутадиеннитрильный каучук с содержанием звеньев нитрила акриловой кислоты 27-35 мас.,, серную вулканизующую группу, безасбестовый волокнистый наполнитель, бронзовую стружку. рубленую латунную проволоку или
45 латунную стружку. графитсодержащий наполнитель, баритовый концентратор, оксид алюминия, сурьму трехсернистую, вермикулит вспученный, монозамещенные фосфаты хрома и алюминия общей формулы;
ЗА!(Н2Р04)з Сг(Н2Р04)э. гидроксид кальция и резиновую крошку.
Предложенный фрикционный полимерный материал готовят следующим образом.
Исходная смесь готовится путем смешения компонентов в смесителе закрытого типа, 8 зависимости от типа используемого полимера (латекс или каучук) смешение осу2001056 ществляют в холодном или горячем смесителе в две или одну стадию.
В холодном смесителе на первой стадии смешивают волокнистый наполнитель, металлический наполнитель на основЕ меди (стружку, рубленую проволоку). латекс и вулканиэирующую группу в течение 10-12 мин. Изготовленную исходную смесь подвергают сушке при 80 + 10 С в течение
40 — 50 мин. Смесь измельчают на деэинтегрэторе, затем добавляют в нее остальные компоненты (порошкообразные наполнители, смолы) и проводят вторую стадию смешения в смесителе закрытого типа при включенном охлаждении.
Иэ полученной смеси формуют иэделия.
Температура формования 55-60 С. Сформованные изделия подвергаются дополнительной термообработке в прокалочных печах при ступенчатом подъеме температуры с 80 до 220 С в течение 15 — 20 ч.
Смешение в горячем смесителе проводят при 70 — 90 С, В камеру смесителя загружают каучук, смолу, волокнистый наполнитель, металлические нэполнители на основе меди, порошкообраэные наполнители и перемешивают под давлением 0.5-0,6 МПа в течение 6-8 мин. Затем смесь измельчают в деэинтеграторе для дополнительной гомогениэации.
Иэ готовой смеси в холодной прессформе формуют заготовки изделий под давлением 80 — 100 МПа. Затем заготовку переносят в пресс-форму для горячего формования и при давлении 40 — 100 МПа и температуре 165-195 С формуют изделие, выдерживая в пресс-форме иэ расчета 0,5—
1,5 мин нэ 1 мм толщины изделия.
В процессе горячего формования происходит взаимодействие бутадиеннитрильного полимера с вулканиэующей группой и его вулканиэация, взаимодействие фенолформальдегидной новолачной смолы с уротропином и ее отверждение, отверждение (поликонденсация) креэолксиленопреэольной смолы и поликонденсация алюмохромфосфатов. В результате образуется трехмерная пространственная структура полимерной матрицы, Рецептурный состав исходной смеси представлен в табл. 1.
Фрикционно-износные свойства предлагаемого и контрольных материалов оце 5 нивали по результатам лабораторных испытаний на машине трения СИАМ-77 в соответствии с ГОСТ 10851-73 при удельном давлении 1,5 МПа и температуре 20-500 С по чугуну СЧ-25.
10 Склонность материалов к трещинообразованию оценивали по состоянию поверхности трения: наличию трещин и их характеру (поверхностные, полусквозн ые, сквозные).
15 Стабильность коэффициента трения в диапазоне температур определяли по соотношению: миним, знач .
20 а= (козф . трения 1 х 100 макс, энэч . (коэф. трения )
Результаты испытаний представлены в
25 табл. 2.
Материал по примеру 4 прошел стендовые испытания в натурном узле 1,5-тонного автофургона БАЗ-3778 по программе ВНИИАТИ ИС-017Т:
3Q Результаты испытаний приведены в табл. 3.
Из представленных данных видно, что предлагаемый материал имеет высокое значение тормозной эффективности и значи35 тельно превосходит известные материалы по стабильности тормозной эффективности при нагреве. а также по состоянию фрикционного элемента после испытаний.
40 (56) Заявка ФРГ № 3035100, кл. С 08 J 5/14, опублик. 1981.
Патент СССР ¹ 1114340, кл, С 08 1
61/10, опублик. 1984, Патент США ¹4137214,,кл. 260-88.
45 опублик. 1979.
Патент Великобритании ¹ 1604827, кл.
С 08 J 5/14, опубл, 1981, Авторское свидетельство СССР
¹841317,,кл. С 08 J 5/14, 1980 (прототип).
С5
:С
5 с
»D
С5
1,„о, о
ССЪ «СЪ лл о о
Л С Ъ
lA о
CO,„о о
„Ol
lA
С Ъ I
«СЪ lA lA
С Ъ Л-: Л- о, о
С Ъ
С»
ССЪ LA
h л л- «> о о
СЪ
LA о
СО о ,„о, lA lA ! !. о о
t С Э
С.Ъ
lA о
СО
LA lA л ло, о
С Ъ
lA о
0О г о
С5
»сЪ LA lA
С Ъ л л о, о е о
ССЪ LA л л- о, о
Л СЪ
lA о
LA
С Ъ I о, о еъо
LA
СО
lA lA лл, о о
ЦЪ,„о, о
lA LA л-- л
Л- СЪ о о
LA о
СО C!
С Ъ
СО
СМ
С Ъ
ГЪ
I со 1
С Ъ
ЕЪ 1
«О о еъ
ОСЪ СС С9
С Ъ Л
С-i CD
СО л
CD
CO !
»
Зr л !
СЪ О о
Ф
1 "*
1- z
0 о о с
Е о
С Ъ CO
О «О
СЧ
1- 1vv оо ! «
CD
Iv о
ССЪ %С
I СО
L» C»I
«ч о
1- 1ии оо и
1о
Z с о с
I»
Ф
Z о с
Е о
»д
37
CL
С о о
»X в
С5 аФ о
Е х
Z с о ау
Z о
О с5
Е о
Ф
CZ
С о х
К
С5 с
С5
X о.
Е о
l» о
Ф а
С5 и о
Ф
Е
v а
h о х о
Е
v а щ
СС»
СР с
СС с 0
С5
Е с5 а о в
C C
o@ д о
8 с (Z.Ф
h co с со о
V 5»O л % о СI е ои
Ф С5 ас
»С О
v а
Ф
Ж
З LA
С С"Ъ о !, СЧ
3 Y
Z «C
Jl с з z аф
»- д
Z
Z»!(5l а
X и ф о
LD o о
0 и
- «с
СЪ
CV
i z
О О о оф»с л
»L» V X
»- Ф f
I Ф 1
2001056 с
C л
О.
Я л X
Ф
С5 С5
Дао с Ф»с ло о
С«С I I.«чЯ I 1 о
СЧC5 I I I оо
OO I I eO о
gg l o
CV С!»» 1 1 оо CP « Ъ
«") С"Ъ !
CV CV л
ЗГ СОК
«У» ° С С
v«7 о л сч с
Ф
»Б О о о z д" о с«5 ОС
„ФoCO
ЛдсОФ
»-с ОZO
vCmqI» аоо »
Z фс аС z " o
ОдФс
C I- .
О*о лсо
CO I 1 1
М с
Ф
»X
z с о с
1Я
X о
Ф
X с к
С5
»Ф
Р о Ь
С"Ъ о а с
О.
LDg a
mCm
gmz
3(»С э.
X p ëm
С!С - аС
Ф
Еао
С5
Ф ф С5 ДС) ф од
ОС5дФ!
z д cc.v о С".»О
О CLm
С5
»Ср с о
Z I I I C
2001056
Таблица3
13,3 - 83,3
6,7 — 50,0
73,3 - 516,7
66.7 - 283,4
40 - 183,3
20- 133,3
20- 200
40- 250
20- 200
6,7- 66,7
3,3 - 100
6,7- 83,3
3,3 - 33,3
100
Составитель Н. Лузина
Техред М.Моргентал Корректор А. Мотыль
Редактор
Заказ 3109
Тираж Подписное
НПО " Поиск" Роспатента
113035, Москва. Ж-35, Раушская наб.. 4/5
Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101
Формула изобретения
ФРИКЦИОННАЯ ПОЛИМЕРНАЯ ПРЕСС-KOMlIOSVIция, включающая фенолформальдегидную смолу, бутадиеннитрильный каучук с содержанием звеньев нитрила акриловой кислоты 27 - 35 мас,7ь, баритовый концентрат, волокнистый наполнитель, оксид алюминия, бронзовую стружку и графитсодержащий наполнитель, отличающаяся тем, что композиция дополнительно содержит серную вулканиэующую группу, рубленую латунную проволоку или латунную стружку, трехсернистую сурьму, вспученный вермикулит, гидроксид кальция, резиновую крошку и моноэамещенные фосфаты хрома и алюминия, а в качестве волокнистого наполнителя - беэасбестовый волокнистый наполнитель при следующем соотношении компонентов, мас.ч.:
Фенолформальдегидная смола
Бутадиеннитрильный каучук с содержанием звеньев нитрила акриловой кислоты 27 - 35 мас.g
Серная вулканизующая группа
Безасбестовый волокнистый наполнитель
Бронзовая стружка
Рубленая латунная проволока или латунная стружка
Графитсодержащий наполнитель
Баритовый концентрат
Оксид алюминия
Трехсернистая сурьма
8спучен ный вермикулит
Моноэамещенные фосфаты. хрома и алюминия
Гидроксид кальция
Резиновая крошка
