Композиция для пропитки полировального круга

Изобретение относится к композиции для пропитки полировального круга. Композиция для пропитки полировального круга включает водный раствор связующего, в качестве которого используют смесь водной эмульсии сополимера, полученного эмульсионной полимеризацией бутилакрилата, этилакрилата, метилметакрилата и амида акриловой кислоты с содержанием основного вещества 50±5%, стекла натриевого жидкого и оксиэтилированного ланолина при следующем соотношении ингредиентов, мас.ч.: сополимер бутилакрилата, этилакрилата, метилметакрилата и амида акриловой кислоты в пересчете на сухой остаток 15-50; стекло натриевое жидкое 3-12; ланолин оксиэтилированный 1-6; вода 45-105. Изобретение позволяет увеличить стойкость и снизить себестоимость производства полировального круга. 2 табл.

 

Изобретение относится к производству сизалетканевого и сизалекордового полировального круга, принцип работы которого основан на эффекте трения.

Известно техническое решение /с.161-164. Марченков В.И. Ювелирное дело. Высш. шк. 1984/, используемое на ювелирных предприятиях для механического абразивного полирования изделий, например, с помощью матерчатых кругов, нанесенных пастой. Пасты содержат тонкие абразивные порошки (оксид хрома, оксид железа, оксид кремния), жировые связки (стеарин, парафин, техническое сало, цезерин, воск, окисленный петролатум) и специальные добавки (двууглекислая сода и олеиновая кислота, скипидар и керосин). Пасты наносятся на полировальные круги во время вращения круга. При полировании изделий из драгоценных металлов для первичной и основной обработки поверхности служат пасты, для окончательной доводки - крокусные пасты (оксид кремния, парафин, минеральное масло, цезерин, оксид железа). Состав паст выбирается в зависимости от твердости полируемых сплавов.

Для полирования пластмасс часть круга покрывают пастой, содержащей в качестве абразивного элемента окись хрома /227 с. Энциклопедия полимеров, т.2, М., Сов. Энциклопедия, 1974/.

При полировании, например, в машиностроении и приборостроении применяются полировальные и доводочные материалы главным образом в виде паст и суспензии. Пасты представляют собой композиции из полировальных порошков, жиров, связующих, поверхностно-активных и других веществ. Известны полировальные круги на основе вспененных полихлорвиниловых смол, обладающие высокой пористостью, что препятствует их засаливанию. Эти круги могут быть использованы также для обработки нержавеющей стали /с.56. Кудасов Г.Ф. Абразивные материалы и инструменты. Л., Машиностроение, 1967. 158 с./.

В мебельном и столярном производстве полирование производится вращающимися мягкими текстильными барабанами, которые набираются из матерчатых кругов, пропитанных раствором органического пленкообразователя (например, щелачной политурой).

На производительность полирования и шероховатость обрабатываемой поверхности оказывает существенное влияние как материал полирующей основы, форма его укладки в круге, обеспечивающая формоустойчивость (эластичность) круга, так и состав пропитываемой композиции. Выбор оптимальной конструкции и характеристика полировального круга зависят от многих факторов, в том числе материала полируемого изделия, исходной и требуемой шероховатости поверхности (чистоты полировки), стоимости круга и т.д.

Полировальные круги из сизалетканевого материала применяют для предварительной и окончательной обработки столовых приборов и их принадлежностей из нержавеющей стали, приборов для зубоврачебной практики, изделий любительского ремесла, ювелирных изделий и часов и т.д.

Сизалетканевые полировальные круги без соответствующей пропитки и последующего отверждения пропитывающей композиции имеют небольшую стойкость, быстро изнашиваются, что экономически невыгодно.

ОАО «Кыштымский завод абразивных материалов» /Каталог. Кыштымский завод абразивных материалов. М., ВНИИТЭМИР, 1991, 28 с./ полировальные круги пропитывает пентафталевым лаком марки ПФ-587 с последующей сушкой. Несмотря на то, что качество отполированных изделий отвечает требованиям, стойкость таких кругов очень низкая (см. табл.1). Кроме того, применение лака ПФ-587 загрязняет окружающую среду и является пожароопасным.

Состав аппрета для пропитки тканевой основы шлифовальной шкурки (А.с. 532516, B 24 D 3/34) содержит поливиниловый спирт, минеральный наполнитель, силикат натрия и воду.

Техническое решение /А.с. №682550, C 08 L 31/04, 1979/ включает: сополимер винилацетата, бутилакрилата и акриловой кислоты, низкомолекулярную эпоксидную или резорциановую смолу и органический растворитель.

Известная композиция /А.с. №37304 от 30.05.85, Болгария/, взятая в качестве прототипа, представляет собой 3-15% раствор поливинилового спирта в воде. Сизалетканевые круги, пропитанные этим раствором, сушат при комнатной температуре в течение 24 ч и затем при температуре более 70°С. Композиция не токсична, не горюча, не загрязняет окружающую среду. Однако стойкость кругов, пропитанных водным раствором поливинилового спирта и высушенных при полировке столовых ложек, составляет 29 тыс. шт. (но стойкость круга, пропитанного этой композицией, очень низка).

Цель технического результата - увеличение стойкости и снижение себестоимости производства полировального круга.

Технический результат достигается тем, что в композиции для пропитки полировального круга, включающей водный раствор связующего, согласно изобретению, в качестве связующего используют смесь водной эмульсии сополимера, полученного эмульсионной полимеризацией бутилакрилата, этилакрилата, метилметакрилата и амида акриловой кислоты с содержанием основного вещества 50±5%, стекла натриевого жидкого и оксиэтилированного ланолина при следующем соотношении ингредиентов, мас.ч.: сополимер бутилакрилата, этилакрилата, метилметакрилата и амида акриловой кислоты в пересчете на сухой остаток - 15-50; стекло натриевого жидкое - 3-12; ланолин оксиэтилированный - 1-6 и вода - 45-105.

В реализации предложенного технического решения могут быть использованы, например, следующие материалы:

Стекло натриевое жидкое (ГОСТ 13078-81);

Вода питьевая (ГОСТ 4386-81);

Ланолин оксиэтилированный (ТУ 5-14-600-76);

Сополимер акрилатов /метилметакрилата (ГОСТ 20370-74), этилакрилата и бутилакрилата, амида акриловая кислота (акриламида) - их характеристики приведены в Каталоге «(Мет) акриловые мономеры и олигоэфиракрилаты», Черкассы, 1988;

Сизалетканевый и сизалекордовый материал (Бязь арт. С4720; ГОСТ 24327-80; 24221-94 и т.д.). Сизалевая ткань (природное волокно) имеет характеристику (усредненную): плотность 1,3 г/см³ (при 25°С); диаметр волокна 19 мкм; прочность при растяжении, МН/м² - 340; предельная температура эксплуатации - 100°С /с.347. Энциклопедия полимеров, т.2. М., Сов. Энциклопедия, 1974)/.

Латекс, раствор сополимера в воде (обычно получают с содержанием сополимера 50±5 мас.%); дисперсия акриловая ТУ 2241-191-05757593-2000 (быв. ПО «Оргстекло»).

Синтез сополимера получают при смешивании и последующем нагревании при температуре 60-80°С в течение 6-8 ч в присутствии перекиси сульфата аммония и поверхностно-активных веществ в водной среде следующих мономеров (мас.ч.):

бутилакрилата - 150; этилакрилата - 150; метилметакрилата - 218; амида акриловой кислоты - 18.

Получение раствора для пропитки. В смеситель, снабженный мешалкой, загружают латекс, полученный эмульсионной полимеризацией метилметакрилата, этилакрилата, бутилакрилата и амида акриловой кислоты, содержащий 50±5% сополимера и 50±5% воды. Латекс может содержать водорастворимые перекиси (инициаторы полимеризации), например персульфат аммония, поверхностно-активные вещества, антипирены, например соли ортофосфорной кислоты, антисептики и т.д.

В латекс добавляют жидкое стекло при следующем соотношении компонентов, мас ч.: на 100 латекса 10-12 жидкого стекла.

Затем включают мешалку и перемешивают 15-20 мин (полученный раствор используют для пропитки в нижеприведенном примере 1). Далее в полученную смесь добавляют дистиллированную или обессоленную воду - на 100 мас.ч. латекса до 250 мас.ч. воды. Перемешивают 15-20 минут. Полученную смесь используют в примерах 2 и 3.

Приготовленные растворы как до разбавления водой, так и после разбавления желательно пропустить через краскотерку с получением частиц ≤50 микрон.

Сущность изобретения проиллюстрирована на четырех примерах изготовления композиции для пропитки полировального круга.

Для пропитки сизалетканевых и сизалекордовых полировальных кругов используют во всех примерах раствор-композицию (мас.ч):

Пример 1

Сополимер (в пересчете на сухой остаток)	24
Жидкое стекло	6
Ланолин оксиэтилированный	2
Вода	76

Состав при желании может содержать пигмент. Сизалетканевые круги 150×20×19/6 СХ, пропитанные этой смесью и высушенные при температуре 130-150°С при полировании ручек столовых ложек, имеют стойкость на 13-15% выше, чем немецкие круги фирмы Липперт.

Пример 2.

Сополимер (в пересчете на сухой остаток)	15
Жидкое стекло	3
Ланолин оксиэтилированный	1
Вода	105

Пример 3

Сополимер (в пересчете на сухой остаток)	48
Жидкое стекло	12
Ланолин оксиэтилированный	6
Вода	45

Пример 4

Сополимер (в пересчете на сухой остаток)	24
Жидкое стекло	9
Ланолин оксиэтилированный	1
Вода	76

Смесь может содержать пигмент.

Технология пропитки кругов. Пропитку проводят на запатентованной специальной установке (полезная модель №33521); затем их сушат в течение 30 мин при температуре 130°С. Ложки полируют кругами на полировальном станке ПП-5.

Как показывает табл.1, круги, пропитанные этой композицией с последующей сушкой при температуре 120-150°С, обладают высокой стойкостью, превосходящей стойкость кругов фирмы Липперт-Униполь (Германия). Круги не токсичны, самозатухают и их применение является экономически выгодным.

Таблица 1 Стойкость кругов 150×20×19/6СХ при полировании столовой ложки (кол-ве тыс. шт). Время полировки 1 мин., давление - (10-15) атм (1,01-1,52)10-6 Па
	Изготовитель
Вал	С ланолином	Без ланолина	Фирма Липперт-Униполь	г.Кыштымлак ПФ-587	г.С-Петербург	Связующее - поливиниловый спирт
Верхний	69,0	53,4	60,0	42,0	42,0	36,0
Нижний	64,1	52,1	56,0	39,2	39,2	33,6

В табл.2 приведены результаты производственных исследований стойкости сизалетканевых кругов 150×20×19/6СХ (пропитанных смесями примеров 2-4) при полировании ручки столовых ложек; стойкость кругов выше стойкости немецких кругов фирмы Липперт-Униполь.

Таблица 2
№№ примеров	Предприятие-изготовитель	Кол-во отполированных изделий, шт.	Качество полировки**	Цена 1-го круга, руб.
Нижним валом*	Верхним валом*
1.	ОАО "МИЗ-Ворсма" заявитель	64100	69000	Отвечает эталону	69,86
2.		63100	64700
3.		58500	61000
4.	59050	62000
	Для сравнения
	Фирма Липперт-Униполь	56600	60200	Эталон	109,76
*На валу 50 шт. кругов 150×20×19/6СХ.

Качество полировки соответствует требованиям или эталону (эталоном** является качество, полученное при полировке кругами фирмы Липперт-Униполь, Германия).

Проведенный заявителем анализ уровня техники, включающий поиск по патентным и научно-техническим источникам информации, и выявление источников, содержащих сведения об аналогах заявленного изобретения, позволили установить, что заявитель не обнаружил аналог, характеризующийся признаками, идентичными всем существенным признакам заявленного технического решения. Определение из перечня выявленных аналогов прототипа как наиболее близкого по совокупности существенных признаков аналога позволил выявить совокупность существенных по отношению к усматриваемому техническому результату отличительных признаков в заявленной композиции, изложенных в формуле изобретения. Следовательно, заявленное изобретение соответствует условию "новизна".

Для проверки соответствия заявленного изобретения условию "изобретательский уровень" заявитель провел дополнительный поиск известных решений /Каталог-справочник. Абразивные материалы и инструменты. М., НИИМаш, 360 с.; БЭС, изд. 3-е, т.1. М., Сов. энциклопедия, 1969/, совпадающих с отличительными от прототипа признаками заявленной композиции. Результаты поиска показали, что заявленное изобретение не вытекает для специалиста явным образом из известного уровня техники, поскольку из уровня техники, определенного заявителем, не выявлено влияние предусматриваемых существенными признаками заявленного изобретения преобразований на достижение технического результата. Не известны композиции для пропитки полировального круга, обеспечивающие достигнуть поставленную цель, что свидетельствует об удовлетворении критерия "изобретательский уровень".

Заявленное техническое решение может быть использовано на предприятиях по производству художественных изделий из металла, в ювелирной и медицинской промышленности, оно раскрыто в материалах заявки с полнотой, достаточной для его осуществления. Таким образом, предложенное решение удовлетворяет критерию изобретения "промышленная применимость".

Композиция для пропитки полировального круга, включающая водный раствор связующего, отличающаяся тем, что в качестве связующего используют смесь водной эмульсии сополимера, полученного эмульсионной полимеризацией бутилакрилата, этилакрилата, метилметакрилата, и амида акриловой кислоты с содержанием основного вещества (50±5)%, стекла натриевого жидкого и оксиэтилированного ланолина при следующем соотношении ингредиентов, мас.ч.:

Сополимер бутилакрилата, этилакрилата,
метилметакрилата и амида акриловой кислоты
в пересчете на сухой остаток	15-50
Стекло натриевое жидкое	3-12
Ланолин оксиэтилированный	1-6
Вода	45-105