Абразивно-полимерная композиция для изготовления полировально-шлифовального инструмента

 

Сущность изобретения: абразивно-полимерная композиция содержит, мас. карбид кремния или электрокорунд 75,0-85,0; олигомерный карбоксилатный дивинильный или дивинилнитрильный каучук 11,7-19,7; эпоксидиановую смолу ЭД-20 2,9-4,9; оксиды двухвалентных металлов 0,1-0,8; тиурам D 0,1-0,2. Из композиции получают полировально-шлифовальный инструмент, выдерживающий вращение с рабочей скоростью до 54,3 м/с. 1 табл.

Изобретение относится к полимерным композициям для изготовления эластичного абразивного инструмента, предназначенного для поверхностной обработки изделий сложного профиля в том числе и крупногабаритных изделий.

Известна полимерная композиция на основе эпоксиноволачного блоксополимера и бутадиеннитрильного каучука. Недостатками известной композиции являются: невысокая эластичность (ε_p≅ 5%), необходимость использования смазочно-охлаждающих жидкостей при обработке материалов, возникновение прижогов из-за налипания связующего при увеличении усилия прижима, а также сложность изготовления абразивного инструмента.

Задачей изобретения является создание полимерно-абразивной композиции для изготовления эластичных абразивных инструментов с повышенной прочностью, обеспечивающей возможность обрабатывать различные материалы такими инструментами с рабочей скоростью выше 40 м/c.

Сущность технического решения состоит в том, что композиция содержит полимерное связующее олигомерный карбоксилатный дивинильный или дивинилнитрильный каучук с вязкостью не выше 50 Па с при 50^оС; отвердители окислы двухвалентных металлов, тетраметилтиурамдисульфид (тиурам Д), олигомерный продукт конденсации эпихлоргидрина и дифенилолпропанаэпоксидиановую смолу ЭД-20, абразивный наполнитель карбид кремния или электрокорунд, при следующем соотношении, мас. Абразивный наполнитель 75,0-85,0 Карбоксилатный каучук 11,7-19,7 Эпоксидная смола ЭД-20 2,9-4,9 Окислы двухвалентных металлов 0,1-0,8 Тиурам Д 0,1-0,2 Количество и вид абразивного наполнителя выбирается в зависимости от назначения абразивного инструмента. Могут быть использованы, например зеленый и черный карбид кремния, нормальный и белый электрокорунд.

Вязкость неотвержденных абразивных композиций в предлагаемом техническом решении не превышает 1000 Па с, что позволяет использовать для изготовления абразивного инструмента способ свободного литья или литье под небольшим давлением. Данная технология включает следующие операции: дозирование компонентов, смешение компонентов в смесителе (лопастном или типа "пьяная бочка"), заливка в формы, отверждение при температуре 80-120^оС.

Класс карбоксилатных каучуков СКД-КТР, СКН-10-КТР: СКН-10-1.

Использование абразивной композиции позволяет в 1,5-2,0 раза увеличить прочность инструмента по сравнению с прототипом, сохранив относительное удлинение на том же уровне (р до 35%). Увеличение прочности эластичных высоконаполненных материалов без уменьшения величины относительного удлинения является специфическим явлением, так как обычно в таких системах увеличение прочности сопровождается уменьшением относительного удлинения.

Результаты испытаний представлены в таблице.

Сохранение плотности на уровне и повышение прочности инструмента обеспечивает увеличение рабочей скорости инструмента в 1,1-1,4 раза.

При меньшем, чем 75% содержании абразивного наполнителя (или соответственно большем, чем 19,7% (состав 1) и 19,6% (состав 2), содержании каучука) получается инструмент с низким коэффициентом шлифования. При этом увеличивается расход абразивного инструмента.

При большем, чем 85% содержании абразивного наполнителя (или соответственно меньшем, чем 11,7% (состав 1) и 11,6% (состав 2), содержании каучука) уменьшается эластичность инструмента, что затрудняет обработку поверхностей сложного профиля. При этом также увеличивается вязкость абразивно-полимерной массы, что не позволяет использовать при изготовлении инструмента метод литья.

Количество отвердителей выбирается экспериментально при оптимальном соотношении вязкости и "живучести" неотвержденной абразивно-полимерной массы, а также температуры и времени отверждения, прочности и эластичности готового полировально-шлифовального инструмента. В предлагаемых составах рекомендуется следующее соотношение отвердителей в каучуке (мас.ч. на 100 мас.ч. каучука): Тиурам Д 1 Окислы двухвалентных металлов 1-4 ЭД-20 25 П р и м е р. Составы абразивно-полимерной композиции готовили в смесителе СЛ-4 с одновременной загрузкой 175 г, компоненты взвешивали на весах ВЛКТ-500 (ГОСТ 24104-80) и переносили в смеситель.

Для приготовления 100 г состава, например состав 1 (см. таблицу), используют, г: Карбид кремния 75,0 Каучук СКД-КТР 19,2 Эпоксисмолу ЭД-20 4,8 Окись цинка 0,8 Тиурам-Д 0,2 Продолжительность перемешивания 40 мин. Приготовленная таким образом масcа заливается в форму и помещается для отверждения в термостат. Время отверждения при температуре 120^оС 12 ч.

Абразивный инструмент выдерживает вращение с рабочей скоростью до 54,3 м/c.

Формула изобретения

АБРАЗИВНО-ПОЛИМЕРНАЯ КОМПОЗИЦИЯ ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ПОЛИРОВАЛЬНО-ШЛИФОВАЛЬНОГО ИНСТРУМЕНТА, включающая абразивный наполнитель, связующее и отвердитель, отличающаяся тем, что в качестве связующего она содержит олигомерный карбоксилатный дивинильный или дивинилнитрильный каучук с вязкостью не выше 50 Па·с при 50^oС, в качестве отвердителя олигомерный продукт конденсации эпихлоргидрина и дифенилолпропана эпоксидиановую смолу ЭД-20 в сочетании с оксидами двухвалентных металлов и тетраметилтиурамсульфидом тиурамон-Д и в качестве абразивного наполнителя - карбид кремния или электрокорунд, при следующем соотношении компонентов, мас.

Карбид кремния или электрокорунд 75,0 85,0 Дивинильный или дивинилнитрильный каучук 11,7 19,7 Эпоксидиановая смола ЭД-20 2,9 4,9 Оксиды двухвалентных металлов 0,1 0,8
Тиурам-Д 0,1 0,2

РИСУНКИ

Рисунок 1