Композиційний матеріал та спосіб його одержання

1 Композиційний матеріал, що включає декілька шарів армуючої тканини, яка просочена сполучним у вигляді розчину феноло-формальдегідної смоли, який відрізняється тим, що він містить бавовняну тканину з питомою вагою 200300 г/м2 та сполучне, яке містить феноло-формальдепдну смолу резольного типу і розчинник у вигляді етилового спирту, ацетону, толуолу або їх суміші в такій КІЛЬКОСТІ, яка забезпечує в'язкість сполучного, рівну 75-110 сСТ при 20 °С 2 Композиційний матеріал по п 1, який відрізняється тим, що відношення маси сполучного до маси бавовняної тканини складає (0,81,0) 1,0 масч 3 Спосіб одержання композиційного матеріалу, що включає просочування армуючої тканини сполучним у вигляді розчину феноло-формальдепдної смоли, сушіння, укладання тканини у декілька шарів та термопресування, який відрізняється тим, що використовують бавовняну тканину з питомою вагою 200-300 г/м2, сполучне отримують як розчин феноло-формальдепдної смоли резольного типу у етиловому спирті, ацетоні, толуолі або їх суміші, додатково контролюють в'язкість сполучного перед просочуванням та забезпечують и значення в інтервалі 75-110 сСТ при 20 °С, масу сполучного при нанесенні беруть у відношенні (0,8-1,0)1,0 масч до маси тканини, термопресування здійснюють при питомому тиску 200-300 кгс/см2 СО Група винаходів відноситься до галузі отримання ВИСОКОМІЦНИХ ЗНОСОСТІЙКИХ КОМПОЗИЦІЙНИХ матеріалів на основі фенолформальдепдних смол та армуючих матеріалів для виготовлення виробів технічного призначення Відомий КОМПОЗИЦІЙНИЙ матеріал [1] виготовлений на основі скловолокнистого матеріалу, який просочений фенолоформальдепдним сполучним у вигляді розчину фенолоформальдепдної смоли резольного типу у водно-ацетоновій суміші з співвідношенням компонентів як 2 1 Відомий матеріал має високі фізико-механічні властивості, але його недоцільно використовувати у вузлах тертя, оскільки він призводить до швидкого зносу контртіла (наприклад, валу в підшипниках) Спосіб виготовлення відомого скловолокнистого матеріалу потребує створення спеціалізованого робочого місця з витяжкою, що веде до збільшення собівартості деталей, що виготовляються з цього матеріалу Найбільш близькими по технічній сутності до тих, що заявляються, є композиційний матеріал текстоліт ПТМ [2] та спосіб його отримання [3] Відомий текстоліт містить декілька шарів бавовняної тканини, які просочені сполучним у вигляді спиртового розчину фенолоформальдепдної смоли резольного типу Недоліком відомого композиційного матеріалу є низька ЗНОСОСТІЙКІСТЬ при експлуатації в умовах високих динамічних навантажень, що значно скорочує термін служби деталей, вироблених з цього матеріалу Відомий спосіб отримання композиційного матеріалу типу текстоліт, включає розчинення фенолоформальдепдної смоли у органічному розчиннику, просочування бавовняної тканини цим розчином, сушіння, укладання тканини у декілька шарів та термопресування при питомому тиску 130кгс/см21 температурі 155°С Недоліком відомого способу є те, що він не забезпечує високої адгезії смоляної матриці до шарів бавовняної тканини і отриманий матеріал го 00 47833 має недостатньо високі фізико-механічні властивості та низьку ЗНОСОСТІЙКІСТЬ при експлуатації в умовах високих динамічних навантажень В основу групи винаходів, об'єднаних єдиним винахідницьким замислом, поставлена задача удосконалення складу композиційного матеріалу шляхом підбору компонентів з оптимальними фізико-механічними параметрами та способу одержання композиційного матеріалу з цих компонентів шляхом включення нових, операцій, які забезпечують отримання матеріалу з підвищеними фізикомеханічними властивостями, та з новою якістю високою ЗНОСОСТІЙКІСТЮ при експлуатації в умовах високих динамічних навантажень Поставлена задача вирішується таким чином, що композиційний матеріал, що включає декілька шарів армованої тканини, яка просочена сполучним у вигляді розчину фенолоформальдепдної смоли, згідно винаходу містить бавовняну тканину з питомою масою 200 - 300г/м2 і сполучне, яке має у собі фенолоформальдепдну смолу резольного типу та розчинник у вигляді етилового спирту, ацетону, толуолу або їх суміші у такій КІЛЬКОСТІ, яка забезпечує в'язкість сполучного рівної 75 - 110сСТ при 20°С, крім того, при просочуванні співвідношення маси сполучного до маси бавовняної тканини складає (0,8 - 1,0) 1,0масч Спосіб одержання цього композиційного матеріалу, що включає просочування армуючої тканини сполучним у вигляді розчину фенолоформальдепдної смоли, сушіння та укладання тканини у декілька шарів і термопресування, згідно винаходу потребує, що використовують бавовняну тканину з питомою вагою 200 - 300г/м2, сполучне отримують як розчин фенолоформальдепдної смоли резольного типу у етиловому спирті, ацетоні, толуолі або їх суміші, додатково контролюють в'язкість сполучного перед просочуванням та забезпечують и значення в інтервалі 75 - 110сСТ при 20°С, масу сполучного при нанесенні беруть у відношенні (0,8 - 1,0) 1,0масч до маси тканини, крім того термопресування здійснюють при питомому тиску 200 300кг/см Дякуючи групі винаходів одержаний композиційний матеріал має підвищені фізико-механічні властивості та нову якість - високу ЗНОСОСТІЙКІСТЬ при дії високим динамічних навантажень Між суттєвими ознаками групи винаходів та результатом, що досягається, є причинно-наслідковий зв'язок, який здійснюється шляхом підви щення фізико-механічних властивостей шарів армованої тканини та отримання оптимальної матриці фенолоформальдепдної смоли Вибір бавовняної тканини з питомою вагою 200 - 300г/м2, сполучного з в'язкістю в інтервалі 75 - 110сСТ при 20°С та масою у відношенні (0,8 1,0) 1,0масч до маси тканини дозволяє отримати після сушки рівномірно просочені шари композиційного матеріалу підвищеної МІЦНОСТІ та зберегти їх смоляну матрицю у предполімеризаційному стані Термопресування при питомому тиску 200 - 300кг/см2 дозволяє уникнути внутрішніх напружень і отримати оптимально зшиту матрицю фенолоформальдепдної смоли з високою граничною адгезією до шарів бавовняної тканини, що забезпечує підвищення фізико-механічних властивостей композиційного матеріалу та високу ЗНОСОСТІЙКІСТЬ деталей, вироблених з цього матеріалу способом його одержання Вибір меж, що заявляються, питомої ваги бавовняної тканини, співвідношення її маси до маси сполучного та його в'язкості, питомого тиску при термопресуванні обгрунтовані таким чином якщо значення виходять за границі меж, то вони або не забезпечують необхідну ЗНОСОСТІЙКІСТЬ КОМПОЗИ ЦІЙНОГО матеріалу, або матеріал не технологічний (розшаровується), або має місце тріщиноутворення Композиційний матеріал, що заявлений, та спосіб одержання цього композиційного матеріалу реалізують таким чином Вибирають бавовняну тканину з питомою вагою 200 - 300г/м2, потім готують сполучне у вигляді 70-процентного розчину фенолоформальдепдної смоли (можливо використання лаків типу ЛВС) у етиловому спирті, ацетоні, толуолі або їх суміші, додатково визначають в'язкість сполучного та забезпечують и значення у межі 75 - 110сСТ при 20°С шляхом додаткового введення розчинника, потім на просочувальній машині на тканину наносять сполучне у відношенні (0,8 -1,0) 1,0мас ч до маси тканини, потім тканину сушать, укладають у декілька шарів у пресформи та здійснюють термопресування при питомому тиску 200 - 300кг/м при температурі 160°С упродовж 5 - 1 2 годин в залежності від товщини матеріалу Результати випробувань зразків матеріалів, одержаних з використанням способу, що заявляється, і по прототипу, наведені в таблиці Таблиця Композиційний матеріал та спосіб одержання цього композиційного матеріалу Номер зразка Питома вага тканини, г/м2 Прототип 1 2 3 4 200,0 100,0 200,0 250,0 300,0 В'язкість сполучного при 20°С, сСТ 120,0 95,0 95,0 95,0 95,0 Відношення Питомий маси сполучтиск, ного до маси кГс/см2 тканини, % 70,0 160,0 90,0 200,0 90,0 200,0 90,0 200,0 90,0 200,0 Фізико-механічні властивості ц, по Ша^вигину, ^стиснення, 2 2 РПУ.9 кГс/см кГс/см кДж/н 1200,0 2040,0 29,0 1210,0 2100,0 28,0 1300,0 2600,0 69,0 1450,0 2800,0 75,0 1460,0 2700,0 70,0 Показник зносу, мм/місяць 1,0 — 0,6 0,5 0,6 47833 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 310,0 250,0 250,0 250,0 250,0 250,0 250,0 250,0 250,0 250,0 250,0 250,0 250,0 250,0 250,0 250,0 95,0 70,0 75,0 95,0 110,0 120,0 95,0 95,0 95,0 95,0 95,0 95,0 95,0 95,0 95,0 95,0 90,0 90,0 90,0 90,0 90,0 90,0 70,0 80,0 90,0 100,0 110,0 90,0 90,0 90,0 90,0 90,0 Фізико-механічні властивості зразків аВИгину, аСтиснення, питому в'язкість по Шарпу ц визначали з використанням ГОСТів 4651-82, 4648-71, 4647-80, ВІДПОВІДНО ЗНОСОСТІЙКІСТЬ визначали при промис лових випробуваннях в умовах підвищених динамічних навантажень на дослідних зразках вкладишів опорних ПІДШИПНИКІВ при їх установці на КЛІТІ блюмінгу Порівняльний аналіз даних, які наведені в таблиці, показує, що задача винаходу не була досягнута на зразках №№ 1, 5, 6, 10, 11, 15, 16 та 20, бо фізико-механічні характеристики компонентів композиційного матеріалу, або режим операції у способі його одержання виходять за межі, що заявляються При параметрах композиційного матеріалу та способу його одержання, що заявляються, були отримані високі значення його фізико-механічніх та зносостійких властивостей, які перевершують характеристики прототипу по аВИгину в 1,2 рази і аСтиснення в 1,4 рази, ц по Шарпу в 2,2 рази, по ЗНО 200,0 200,0 200,0 200,0 200,0 200,0 200,0 200,0 200,0 200,0 200,0 180,0 200,0 250,0 300,0 320,0 не технологічний (розшаровується) не технологічний (розшаровується) 1350,0 2700,0 55,0 0,6 1450,0 2800,0 75,0 0,5 1430,0 2700,0 60,0 0,6 1350,0 2100,0 42,0 1,0 не технологічний (розшаровується) 1350,0 2700,0 70,0 0,6 1450,0 2800,0 75,0 0,5 1400,0 2800,0 75,0 0,5 не технологічний (тріщиноутворення) 1200,0 2200,0 35,0 1,0 1450,0 2800,0 75,0 0,5 1450,0 2800,0 75,0 0,5 1450,0 2800,0 75,0 0,5 1450,0 2800,0 75,0 0,5 СОСТІЙКОСТІ в 1,6 - 2,0 рази При цьому розбіг значень основних характеристик одержаних зразків композиційного матеріалу не перевершує 10% в інтервалі параметрів, що заявляються Таким чином, матеріал, що заявляється, має підвищені фізико-механічні властивості та високу ЗНОСОСТІЙКІСТЬ, можливе використання у широкому діапазоні динамічних навантажень Спосіб одержання цього композиційного матеріалу є економічним та технологічним, дозволяє отримувати деталі складної форми, які при експлуатації в умовах високих динамічних навантажень мають збільшення терміну служби не менш ніжу 1,5 - 2,0 рази Література 1 Патент Российской Федерации, № 2104875, 1998, кл В32В27/42 2 ГОСТ 5-78 Текстолит и асботекстолит конструкционные Технические условия 3 Авт свід СРСР № 509465,1975, кл В32В27/42 ДП «Український інститут промислової власності» (Укрпатент) вул Сім'ї Хохлових, 15, м Київ, 04119, Україна (044) 456 - 20 - 90 ТОВ "Міжнародний науковий комітет" вул Артема, 77, м Київ, 04050, Україна (044)216-32-71