состав для изготовления прессовочной композиции

Формула изобретения

Состав для изготовления прессовочной композиции, включающий фенолоформальдегидную смолу новолачного типа, уротропин, бутадиен-нитрильный каучук, отличающийся тем, что он содержит дополнительно кремнеземный волокнистый наполнитель, стеарат кальция или стеарат цинка, цинко-борат и асбест хризотиловый переработанный при следующем сочетании компонентов, мас.ч.:

Фенолоформальдегидная смола новолачного типа	7,5-42,0
Уротропин	0,7-4,8
Бутадиен-нитрильный каучук	0,75-16,0
Стеарат кальция или стеарат цинка	0,07-0,8
Цинко-борат	0,03-6,0
Асбест хризотиловый переработанный	0,2-5,6
Кремнеземный волокнистый наполнитель	22,0-75,0

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области получения прессовочной композиции, предназначенной для изготовления изделий общепромышленного назначения.

Известна композиция (1) для изготовления прессовочного материала следующего состава (мас.ч.):

Фенолоформальдегидная смола новолачного типа	7,5-42,0
Уротропин технический	0,8-4,8
Акрилонитрильный каучук	0,75-2,0
Стеарат кальция	0,25-0,6
Сера	0,008-0,51
Углеродный волокнистый материал	22,0-75,0
Кремнеземный волокнистый материал	5,0-55,0
Тальк	2,0-10,0

Недостатком указанной композиции является повышенная теплопроводность и повышенное дымовыделение.

Наиболее близким аналогом, взятым за прототип, является состав для изготовления прессовочной композиции (2), содержащий: фенолоформальдегидную смолу новолачного типа, уротропин, бутадиен-нитрильный каучук, стеарат кальция, этилсиликат и волокнистый углеродный наполнитель, при следующем соотношении компонентов (мас.ч.):

Фенолоформальдегидная смола новолачного типа	7,5-42,0
Уротропин	0,8-4,8
Бутадиен-нитрильный каучук	0,75-30,0
Углеродный волокнистый наполнитель	25,0-75,0
Этилсиликат	2,0-15,0

Недостатками указанной композиции является низкая технологичность, высокая теплопроводность материала и повышенное дымовыделение.

Технической задачей изобретения является повышение комплекса характеристик (технологичность, теплофизические свойства, прочность), позволяющих обеспечить изготовление и эксплуатацию качественных изделий общепромышленного назначения.

Данная техническая задача решается тем, что состав для изготовления композиции, включающий: фенолоформальдегидную смолу новолачного типа, уротропин, бутадиен-нитрильный каучук, дополнительно содержит: стеарат кальция или стеарат цинка, циноборат, асбест хризотиловый переработанный и кремнеземное волокно, при следующем соотношении компонентов (мас.ч.):

Фенолоформальдегидная смола новолачного типа	7,5-42,0
Уротропин	0,7-4,8
Бутадиен-нитрильный каучук	0,75-16,0
Стеарат кальция или стеарат цинка	0,7-0,8
Цинко-борат	0,03-6,0
Асбест хризотиловый переработанный	0,2-5,6
Кремнеземный волокнистый материал	22,0-75,0

Авторами установлено, что предложенный прессовочный материал при заявленном соотношении ингредиентов позволяет снизить теплопроводность, сохранить деформативность, улучшить технологичность, повысить прочность. Введение кремнеземного волокнистого наполнителя, асбеста хрезатилового переработанного и цинко-бората обеспечивает при воздействии высокотемпературной агрессивной среды снижение скорости прогрева конструктивных элементов и создает на поверхности высоковязкий расплав, также препятствующий прогреву конструкции. Стеарат цинка или стеарат кальция исключает прилипание отформованной детали к пресс-форме. Изобретение иллюстрируется следующими примерами конкретного осуществления.

Пример № 1

Составы композиций приведены в таблице № 1.

Изготовление прессовочного материала включает следующие основные операции:

1. Изготовление пропиточного состава.

2. Приготовление кремнеземного волокнистого наполнителя.

3. Пропитка кремнеземного волокнистого наполнителя.

4. Сушка прессовочного материала.

5. Формование заготовок и оценка свойств.

Пропиточный состав изготавливают на основе раствора фенолоформальдегидной смолы и раствора бутадиен-нитрильного каучука. Раствор фенолоформальдегидной смолы (концентрацией по сухому остатку 40-60%) получают в реакторе. Для этого в реактор заливают расчетное количество растворителя - спирта, включают реактор и, не останавливая его, засыпают расчетное количество предварительно размолотой фенолоформальдегидной смолы и уротропина. Перемешивание композиции производят до полного растворения смолы и уротропина. Полученный раствор представляет собой однородную массу, без сгустков и кусочков нерастворенной смолы.

Раствор бутадиен-нитрильного каучука получают в ацетоне. Для чего бутадиен-нитрильный каучук пластифицируют на вальцах в течение 8-10 мин. Снятый с волков каучук разрезают на куски размером до 100×100 мм или весом до 100-200 г.

Далее в реактор с механической мешалкой заливают ацетон в количестве, необходимом для получения 10-20% раствора каучука по сухому остатку, загружают отпластифицированный каучук, включают реактор, композицию перемешивают до достижения полного растворения каучука. Раствор каучука имеет однородную консистенцию без сгустков и кусочков нерастворенного каучука.

Затем в полученный раствор каучука вводят расчетное количество раствора фенолоформальдегидной смолы и уротропина, введение смолы и уротропина выполняют небольшой струей.

Смесь перемешивают в течение 5-10 мин, не останавливая смеситель. Пропиточный состав контролируется по вязкости и плотности. При необходимости для получения требуемых характеристик по плотности, вязкости в связующее добавляется ацетон. Кремнеземный наполнитель режется на куски длиной 30-60 мм. Расчетное количество наполнителя загружают в смеситель, после чего в него заливают расчетное количество пропиточного состава, загружают последовательно смесь стеарата кальция или стеарата цинка со спиртом, смесь асбеста хризотилового переработанного со спиртом, смесь цинко-бората со спиртом. Включают смеситель и в течение 15-20 мин осуществляют перемешивание всех компонентов. При перемешивании происходит пропитка наполнителей и равномерное распределение в объеме компонентов состава.

После пропитки массу выгружают на противень или транспортерную ленту и сушат в потоке прогретого воздуха при температуре 40-70°C в течение 2,5-3 час.

Изготовление прессовочной композиции возможно не только путем пропитки составом, в котором используется растворитель, а также путем безрастворной технологии, например, пропиткой расплавом связующего, газофазным осаждением, напылением, центробежным способом пропитки и т.д.

Полученный полуфабрикат прессовочной композиции представляет собой кусочки материала в виде перепутанных кремнеземных волокон, связанных пропиточным составом.

Из полуфабриката изготавливают заготовки путем прямого прессования по следующей технологии: в предварительно нагретую до температуры 165±5°C пресс-форму загружают навеску полуфабриката, форму смыкают при удельном давлении 200 кг/см². Время выдержки 5-7 мин на 1 мм толщины формуемой заготовки.

Результаты испытаний показали высокую технологичность композиции. Формуемая заготовка точно повторяет форму, имеет чистую глянцевую поверхность, без вздутий, недоформовок и др. дефектов.

Композиции, полученные в примерах № 2, 3, 4, 5, изготовлены по технологии, описанной в примере № 1.

В таблице № 1 приведены составы композиций по примерам 1 - 5 и прототипа. В примере № 5, в составе композиции вместо стеарата кальция взят стеарат цинка.

В таблице № 2 приведены данные по результатам испытаний свойств материала, полученного из предлагаемого состава прессовочной композиции, и материла прототипа.

Из анализа видно, что предложенный состав превосходит прототип по теплопроводности в два раза, более технологичен, предел прочности при изгибе выше на 25-30%. Материал перерабатывается в изделия сложной формы прямым прессованием или литьем под давлением.

Использование предлагаемого состава позволяет повысить эксплуатационные свойства и улучшить технологичность, обеспечивая изготовление высококачественных деталей сложной формы.

Таблица № 1
Наименование компонентов	Содержание компонентов (мас.ч.)	Прототип
1	2	3	4	5
Фенолоформальдегидная смола новолачного типа	-7,5	42	28,8	24,8	42	28
Уротропин	0,8	4,8	3	2,95	4,8	3
Бутадиен - нитрильный каучук	16	4,2	2,8	3	0,75	3,1
Стеарат кальция	0,07	0,8	0,4	0,3	-	-
Стеарат цинка	-	-	-	-	0,6	-
Кремнеземный волокнистый напонитель	22	57	75	60	50
Углеродый волокнистый наполнитель	-	-	-	-	-	61
Цинко-борат	6,0	2	0,03	3	3	-
Асбест хризотиловый переработанный	5,6	2,1	0,2	3,5	2,5	-

Таблица № 2
Наименование свойств	Номер примеров	Прототип
1	2	3	4	5
Коэффициент теплопроводности, Вт/м град	0,38	0,31	0,34	0,35	0,34	0,75
Стабильность физических характеристик, г/см3	1,8±0,07	1,58±0,05	1,74±0,05	1,78±0,05	1,65±0,05	1,45±0,1
Предел прочности при изгибе, кг/см2	1050	1150	1200	1270	1150	890
Относительное удлинение при растяжении, %	1,0	0,6	0,55	0,58	0,4	0,3
Технологичность	Возможность изготовления деталей сложных форм прямым прессованием или литьем под давлением. В деталях отсутствуют трещины вздутия и другие дефекты	Встречаются расслоения, вздутия. Формуются детали только прямым прессованием

Источники информации

1. Патент РФ № 2114880, С08 от 10.07.1998.

2. Патент РФ № 2157389, С08 от 10.10.2000.