Способ обработки мелкодисперсных порошковых наполнителей композиционных материалов

Изобретение относится к способу обработки мелкодисперсных порошковых наполнителей композиционных материалов и может быть использовано при производстве композиционных материалов фрикционного назначения. Обрабатывают поверхность мелкодисперсных порошковых наполнителей раствором фенолформальдегидной смолы резольного типа с неионогенным поверхностно-активным веществом в изопропаноле при интенсивном перемешивании в вакуумном реакторе в условиях кипящего слоя порошковых наполнителей. 1 з.п. ф-лы.

 

Область техники, к которой относится изобретение

Изобретение относится к способу обработки мелкодисперсных порошковых наполнителей композиционных материалов и может быть использовано при производстве композиционных материалов фрикционного назначения.

Уровень техники

Известно, что при формовании композиционных материалов фрикционного назначения на основе твердых фенолформальдегидных смол время пребывания фенолформальдегидной смолы в расплавленном (жидком) состоянии не превышает нескольких минут [А. Бахман, К. Мюллер. Фенопласты. Пер. с нем. - М.: Химия, 1978. - 288 с.]. Для получения высокого уровня прочностных и трибологических характеристик композиционного материала необходимо, чтобы в течение времени пребывания фенолформальдегидной смолы в расплавленном (жидком) состоянии она заполнила промежутки между частицами наполнителей, в том числе мелкодисперсных порошковых наполнителей, и образовала химические или физико-химические связи между поверхностью мелкодисперсных порошковых наполнителей и смолой. Высокая поверхностная энергия не подготовленных соответствующим образом мелкодисперсных порошковых наполнителей снижает скорость и полноту процесса взаимодействия расплава фенолформальдегидных смол с поверхностью мелкодисперсных порошковых наполнителей [Функциональные наполнители для пластмасс. / Под ред. М. Ксантоса. Пер. с англ. - СПб.: Научные основы и технологии, 210. - 462 с.], что приводит к снижению уровня прочностных характеристик композиционных материалов фрикционного назначения.

Раскрытие изобретения

Цель изобретения - нанесение на поверхность мелкодисперсных порошковых наполнителей слоя фенолформальдегидной смолы для повышения качества отформованных композиционных материалов фрикционного назначения, снижение поверхностной энергии мелкодисперсных порошковых наполнителей, повышение прочностных и эксплуатационных свойств композиционных материалов фрикционного назначения.

Технические результат - снижение количества расходуемого изопропанола и соответственно снижение энергозатрат на сушку.

Также предлагаемый способ позволяет добиться следующих результатов:

- обеспечивает формирование на частицах наполнителя тонкого слоя ФФС, что повышает полноту взаимодействия расплава фенолформальдегидной смолы с частицами наполнителя в процессе формования и, как следствие, качество формованных композиционных материалов фрикционного назначения;

- исключает создание суспензии порошковых наполнителей в растворе ФФС в изопропаноле, что значительно уменьшает время сушки и энергозатраты на нее;

- позволяет исключить попадание вредных компонентов фенолформальдегидных смол (свободный фенол, свободный формальдегид) в атмосферу рабочих помещений, что повышает безопасность труда работников.

Вышеуказанные результаты достигнуты благодаря тому, что предлагаемый способ обработки мелкодисперсных порошковых наполнителей композиционных материалов включает в себя обработку поверхности мелкодисперсных порошковых наполнителей 5-20 мас.% раствором фенолформальдегидной смолы (ФФС) резольного типа с 0,02-0,05 мас.% высокоэффективного неионогенного поверхностно-активного вещества (ПАВ) в изопропаноле при интенсивном перемешивании порошковых наполнителей в вакуумном реакторе и абсолютном давлении в реакторе 0,1-0,5 бар в условиях кипящего слоя порошковых наполнителей в реакторе без интенсивного пылеобразования и последующую сушку под вакуумом до полного удаления изопропанола, в котором упомянутый раствор подают через центробежные форсунки, выполненные с возможностью создания мелкодисперсного аэрозоля.

Во избежание изменения характеристик кипящего слоя мелкодисперсных порошковых наполнителей вплоть до образования суспензии порошковых наполнителей подачу вышеупомянутого раствора и сушку под вакуумом могут осуществлять неоднократно при снижении единовременно подаваемого количества вышеупомянутого раствора и увеличении количества циклов нанесение раствора - сушка.

Способ, описанный в настоящем тексте, далее поясняется на конкретном примере осуществления.

Осуществление изобретения

Мелкодисперсные порошковые наполнители или их смеси обрабатываются раствором фенолформальдегидной смолы (ФФС) резольного типа и высокоэффективного неионогенного поверхностно-активного вещества (ПАВ) в изопропаноле, причем нанесение раствора производится через центробежные форсунки при интенсивном перемешивании порошковых наполнителей в вакуумном реакторе и абсолютном давлении в реакторе 0.1-0.5 бар, при этом скорость вращения мешалки реактора и давление в реакторе устанавливаются так, чтобы обеспечивать создание кипящего слоя частиц порошкового наполнителя и в то же время не допускать интенсивного пылеобразования. Для избежания чрезмерного увлажнения порошковых наполнителей изопропанолом, могущего привести к образованию суспензии порошковых наполнителей и существенному увеличению времени сушки, что сопряжено со значительным расходом тепловой энергии на испарение избыточного количества изопропанола, применяются центробежные форсунки, обеспечивающие получение мелкодисперсного аэрозоля раствора ФФС и ПАВ в изопропаноле. Применение ПАВ в растворе обеспечивает эффективное смачивание частиц порошкового наполнителя раствором ФФС в изопропаноле и формирование тонкой пленки ФФС на частицах наполнителя после удаления изопропанола (сушки).

Удаление изопропанола производится путем сушки смеси под вакуумом при снижении давления до 0.05 бар при постоянном интенсивном перемешивании и нагреве содержимого реактора до 40-50°С путем подачи в рубашку реактора теплоносителя с температурой 50-60°С.

Вакуум создается водокольцевым насосом с замкнутым циклом водооборота, исключающим попадание низкомолекулярных компонентов фенолформальдегидной смолы в атмосферу, с последующей химической их дезактивацией.

Применение описанного способа позволяет добиться результатов, описанных в предыдущем разделе.

1. Способ обработки мелкодисперсных порошковых наполнителей композиционных материалов, включающий в себя обработку поверхности мелкодисперсных порошковых наполнителей 5-20 мас.% раствором фенолформальдегидной смолы (ФФС) резольного типа с 0,02-0,05 мас.% высокоэффективного неионогенного поверхностно-активного вещества (ПАВ) в изопропаноле при интенсивном перемешивании порошковых наполнителей в вакуумном реакторе и абсолютном давлении в реакторе 0,1-0,5 бар в условиях кипящего слоя порошковых наполнителей в реакторе без интенсивного пылеобразования и последующую сушку под вакуумом до полного удаления изопропанола, в котором упомянутый раствор подают через центробежные форсунки, выполненные с возможностью создания мелкодисперсного аэрозоля.

2. Способ по п. 1, характеризующийся тем, что в нем подачу вышеупомянутого раствора и сушку под вакуумом осуществляют неоднократно при снижении единовременно подаваемого количества вышеупомянутого раствора и увеличении количества циклов нанесение раствора - сушка.



 

Похожие патенты:

Настоящее изобретение предлагает водные суспензии с улучшенной реологической устойчивостью при температуре выше 65°С. Данные суспензии включают содержащий карбонат кальция материал и по меньшей мере один гребнеобразный полимер.

Изобретение относится к способам получения концентратов на основе термопластичных матриц, наполненных квазикристаллическими частицами, предназначенных для получения полимерных композиционных материалов.

Изобретение может быть использовано в производстве бумаги, пластиков, красок, покрытий, бетона, в сельском хозяйстве и биотехнологии. Реологически стабильная водная суспензия минерального материала содержит по меньшей мере один минеральный материал и по меньшей мере один полимер акриловой и/или метакриловой кислоты, взятый в количестве от 0,01 до 10 масс.

Изобретение может быть использовано в производстве пластмасс, красок, бетона, в сельском хозяйстве. Способ получения самосвязывающихся частиц пигментного красителя включает приготовление водной суспензии пигментного вещества и, по меньшей мере, одного анионного и/или амфотерного крахмала.

Изобретение относится к оболочковым пигментам и к технологии их получения и может быть использовано в лакокрасочных и композиционных материалах, при получении полимерных покрытий.

Изобретение может быть использовано в производстве бумаги, пластиков, красок, покрытий, бетона, в сельском хозяйстве. Способ получения самосвязывающихся пигментных частиц включает предоставление суспензии, содержащей по меньшей мере один материал, содержащий карбонат кальция, анионного полимерного связующего средства и по меньшей мере одного катионного полимера.

Изобретение относится к способу получения полимера (мет)акриловой кислоты без использования растворителя, способного генерировать летучие органические соединения.

Изобретение может быть использовано в производстве бумаги, бумажных покрытий, пластиков, красок. Водная композиция включает материал, содержащий карбонат кальция, в количестве, по меньшей мере, 10% масс.
Изобретение относится к смолам для получения носителей для тонеров, предназначенных для электрофотографической печати. Описан способ получения латексных смол, предназначенных для нанесения покрытия на носители, осуществляемый путем порционного введения смеси анионогенного поверхностно-активного вещества, по меньшей мере одного алифатического циклоакрилата и по меньшей мере одного диалкиламиноакрилата в смесь анионогенного поверхностно-активного вещества с водой с получением эмульсии, содержащей частицы латекса.

Изобретение относится к минеральным суспензиям, применяемым в бетоне, герметиках, бумаге, краске или пластике. Описывается способ отбеливания поверхности суспензии минеральных веществ.
Изобретение относится к способу обработки волокнистых армирующих наполнителей композиционных материалов и может быть использовано при производстве композиционных материалов фрикционного назначения.

Изобретение относится к полимерным составам на основе фенолформальдегидной смолы, бутадиен-нитрильного каучука в бутилацетате, порошкообразных и волокнистых наполнителей для изготовления полуфабриката прессовочного материала общепромышленного назначения.

Изобретение относится к полимерным композиционным материалам, которые могут быть использованы для изготовления изделий конструкционного назначения в авиационной, автомобильной, бытовой и других областях техники.

Изобретение относится к полимерным композициям для получения теплоизоляционного материала, который может быть использован при создании наружных теплоизоляционных и защитных покрытий при возведении и реконструкции зданий и сооружений, теплоизоляции жилых и производственных зданий, магистральных и локальных нефте- и газопроводов и иных энергонеэффктивных конструкций.

Изобретение относится к композиции для получения радиозащитного фенолформальдегидного пенопласта заливочного типа на основе резольных фенолформальдегидных смол холодного отверждения и может быть использовано в тех областях техники, где требуются облегченные негорючие теплоизоляционные радиозащитные материалы, устойчивые к длительным воздействиям высоких температур и агрессивных газовых сред, например авиация, космонавтика, судостроение, машиностроение, транспорт, гражданское и промышленное строительство.
Изобретение относится к области получения органических гелей и органических пен на их основе и может быть использовано при создании мишеней для диагностики плазмы, в производстве катализаторов, сорбентов и носителей.

Изобретение относится к пенопласту на основе фенольной смолы, который может быть использован в качестве теплоизоляционного и огнестойкого материала для строительного и общепромышленного назначения.

Изобретение относится к деревообрабатывающей промышленности и может быть использовано при изготовлении фенолоформальдегидного олигомера, применяемого при производстве фанеры и древесностружечных плит.
Изобретение относится к композиции, предназначенной для получения катионообменного волокнистого материала, используемого в процессах водоподготовки и при очистке промышленных сточных вод.

Изобретение относится к получению композиционных материалов для абразивного инструмента и может применятся в производстве жестких отрезных кругов. Связующее содержит, мас.ч.: фенольный новолачный олигомер, смешанный с 8-13% гексаметилентетрамина - 100, бензойную кислоту - 0,5-1,0, порошковый вспученный перлит - 0,5-1,0.
Изобретение относится к способу обработки волокнистых армирующих наполнителей композиционных материалов и может быть использовано при производстве композиционных материалов фрикционного назначения.

Изобретение относится к способу обработки мелкодисперсных порошковых наполнителей композиционных материалов и может быть использовано при производстве композиционных материалов фрикционного назначения. Обрабатывают поверхность мелкодисперсных порошковых наполнителей раствором фенолформальдегидной смолы резольного типа с неионогенным поверхностно-активным веществом в изопропаноле при интенсивном перемешивании в вакуумном реакторе в условиях кипящего слоя порошковых наполнителей. 1 з.п. ф-лы.

Наверх