Použitie polyvinylalkoholu na výrobu trecieho krúžku pre trecí disk spojky a trecí krúžok pre trecí disk spojky

Číslo patentu: 288314

Dátum: 14.10.2015

Autori: Amilien Francis, Alix Isabelle, Fleury Guy, Pavallier Pierrick

Stiahnuť PDF súbor.

Zhrnutie / Anotácia

Opísané je použitie polyvinylalkoholu na výrobu trecieho materiálu, obzvlášť trecieho krúžku pre trecí disk spojky. Trecí krúžok obsahuje aspoň jeden prameň tvorený na báze vlákien, predovšetkým minerálnych, ako sú sklené vlákna, organické vlákna, vlákna polyakrylonitrilu alebo derivátov, pričom vodný tmel obsahuje plnidlá, fenolovú živicu a/alebo latex a polyvinylalkohol.

Text

Pozerať všetko

Tento vynález sa týka použitia polyvinylalkoholu na výrobu trecieho materiálu a zvlášť trecieho krúžku pre trecí disk spojky, ako aj trecieho krúžku. Presnejšie je trecím krúžok pre trecí disk spojky trecí krúžok so suchým trením.Takýto trecí knížok sa obvykle vyrába z aspoň jedného prameňa, ktorý obsahuje predovšetkým minerálne vlákna, ako sú sklené vlákna, ktoré zabezpečujú odolnosť proti odstredivej sile, z kaučuku, aby sa dosiahol správny koeficient trenia pri rôznych zaťaženiach, a zo spojiva, v praxi z fenolovej živice, aby bol celok súdržný. Najčastejšie je spomenutý prameň na báze vlákien, teda obsahuje predovšetkým vlákna. Takýto krúžok musí v spojke skutočne odolávať zaťaženiu vyplývajúcemu z odstredivej sily, ale takisto musí znášať vysoké teploty pri opakovaných manévroch alebo pri náročných podmienkach jazdy.Počas výroby knižku sa obvykle používajú organické rozpúšťadlá, predovšetkým chlórované, zvlášť na rozpúšťanie kaučuku.Problém, ktorý vzniká pri používaní týchto rozpúšťadiel, je ich škodlivý aspekt, ktorý si následne vyžaduje aplikáciu obmedzení a rekuperácie, aby sa zabránilo akémukoľvek kontaktu s pracovníkmi a každému úniku do atmosféry.Aby sa tieto problémy prekonali, obvykle sa tieto chlórové rozpúšťadlá nahrádzajú vodou. To si vyžaduje používanie latexu namiesto suchého kaučuku. Prakticky sa vyrába vodný tmel, ktorý obvykle vzniká zo zmiešania plniacich fenolových živíc, predovšetkým vo forme prášku, a latexu vo vode.Tento tmel sa potom používa na impregnáciu prameňa, ktorý tvoria predovšetkým minerálne vlákna, a slúži na vytvorenie polotovaru, ktorý sa potom vypaľuje pod tlakom, aby vznikol trecí krúžok. Prihlasovateľ zistil, že vodný tmel má viskozitu, ktorá sa v priebehu času rýchlo zvyšuje. To má za následok na jednej strane krátky čas, počas ktorého je tmel použiteľný, a na druhej strane zmeny vo vlastnostiach trenia a odolnosti pri opotrebovaní trecích krúžkov, ktoré sa potom vyrábajú. Pridávanie fenolovej živice v prášku do zmesi,ktorá obsahuje latex, spôsobuje absorpciu vody, ktorá je v štruktúre latexu, čo vedie k rýchlemu zvýšeniu viskozity a tmel sa stáva nevhodný na impregnáciu prameňa.V dokumente GB-A-Z 054 626 obsahuje vodný impregnačný tmel aspoň jednu zložku typu povrchovo aktívnej látky.V dokumente EP-B 1-1 088 176 vodný impregnačný tmel obsahuje vodný tenzid aniónového typu, ako je polyfosforečnan sodíka, čo umožňuje stabilizovať vodný tmel.Avšak problém zhlukovania častíc tmelu je problémom, ktorý si vyžaduje neustále zlepšovanie, zvlášť ked je vodný tmel komplexného typu s plnidlami a obsahuje veľký podiel fenolovej živice a/alebo latexu NBR, a/alebo XNBR (karboxylovaný latex NBR). Jedným z cieľov tohto vynálezu je vyriešiť tento problém.Z tohto dôvodu tento vynález navrhuje použiť aspoň jednu tenzidovú zložku, ktorou je polyvinylalkohol. Takéto použitie má predovšetkým za cieľ stabilizovať vodné zmesi pre spojkové knižky, zvlášť ktoré obsahujú zmesi latexu, fenolových živíc, melanín-formaldehydu a rôzne organické a minerálne prášky.Tento vynález konkrétnejšie poskytuje použitie polyvinylalkoholu na výrobu trecieho materiálu a zvlášť trecieho krúžku pre trecí disk spojky, ako aj trecí krúžok, pričom sa využije aspoň jedna operácia impregnácie aspoň jedného prameňa, ktorý obsahuje minerálne vlákna, ako sú sklené vlákna, prostredníctvom aspoň jedného vodného impregnačného tmelu, v ktorom vodný trnel obsahuje aspoň jednu zložku tenzidového typu a plnidlá, ktorý je charakteristický tým, že zložka tenzidového typu je polyvinylalkohol (alebo PVA).Všeobecne sa PVA podľa tohto vynálezu používa predbežne rozpustený vo vode, najčastejšie v 15 až 30 roztokoch, potom rozriedený na percento želanej stabilizácie vo vodnej suspenzii.Vďaka tomuto vynálezu sa vodný tmel stabilizuje zvlášť za prítomnosti mnohých iných zložiek v tmeli,ako sú formaldehydové živice s veľkou molekulovou hmotnosťou, ako je novolak (generický názov, ktorý označuje skupinu fenolových živíc, ktorú na trhu predávajú viacerí výrobcovia), napríklad za prítomnosti kaučukového karboxylovaného (XNBR) alebo nekarboxylovaného (NBR) latexu Nitril Butadien Rubber. Bez úmyslu ohraničovať vynález si prihlasovateľ myslí, že existuje istá spojitosť medzi týmto účinkom a veľmi neiónovým stérickým charakterom (ochranný koloid) PVA.Odbornüçovi je známe, že za prítomnosti latexu je nutné vytvoriť zásadité pH tmelu, aby latex nestratil svoju stabilitu. Podľa tohto vynálezu, keď sa používa latex, obvykle sa na tlmenie pridáva amoniak.Podľa ďalších charakteristík, ktoré sa môžu brať jednotlivo alebo vo všetkých možných kombináciách- vodný tmel navyše obsahuje tenzidovú zložku aniónového typu,- zložka typu aniónového tenzidu sa vyberá zo skupiny fosforečnanov, polyfosforečnanov, síranov, sulfonátov a karboxylátov,- katión tenzidovej zložky aniónového typu sa vyberá z prvkov sodíka, draslíka, amónia, vápnika a aminov,- polyvinylalkohol má molekulovú hmotnosť od 10 000 g/mol do 100 000 g/mol, výhodne od 20 000 g/mol do 60 000 g/mol, napríklad 30 000 g/mol, a mieru hydrolýzy od 70 do 90 , výhodne od 80 do 90,- zložka typu aniónového tenzidu je zmesou polyfosforečnanov a/alebo pyrofosforečnanov draslíka a/alebo sodíka, teda zmesou polyfosforečnanov draslíka alebo zmesou polyfosforečnanov sodíka alebo zmesou pyrofosforečnanov draslíka alebo zmesou pyrofosforečnanov sodíka alebo kombináciou týchto zmesí.Mierou hydrolýzy sa rozumie podľa tohto vynálezu podiel, V molekulárnom percente, radikálov octanu nahradených radikálmi hydroxylu.- vodný tmel okrem toho obsahuje aspoň jednu formaldehydovú živicu s veľkou molekulovou hmotnosťou,podľa tohto vynálezu to znamená obvykle od 2000 do 6000 g/mol, výhodne za prítomnosti kaučukového latexu nitril butadiénu (alebo Nitril Butadien Rubber, skratka NBR), karboxylovaného (XNBR) alebo nekarboXylovaného (NBR), napríklad viac ako 80 hmotnosti spomenutej živice V danom tmeli- výroba impregnačného tmelu zahŕňa, bud vytvorenie predzmesi, ktorá obsahuje plnidlá, prípadne aspoň jednu živicu, prípadne aspoň jednu zložku typu aniónového tenzidu, PVA a vodu, a pridanie latexu do tejto predzmesi, buď, výhodne, vytvorenie predzmesi, ktorá je V podstate tekutá a obsahuje vodu, PVA, prípadne aspoň jednu zložku typu aniónového tenzidu a latex, a pridanie vopred pripravenej zmesi, ktorá obsahuje suché látky (t. j. plnidlá a prípadne aspoň jednu živicu), do tejto predzmesi- latex je typu NBR alebo XNBR- hmotnostné percento PVA vzhľadom na pevné látky (suchý extrakt) V tmeli (teda obvykle latex, plnidlá a jedna živica alebo niekoľko živíc) je 0,4 až 3 , výhodne 0,4 až 2,6- prameň obsahuje aspoň jedno základné textúrované sklené vlákno- textúra textúrovaného skleného vlákna je od 600 do 5000 teX- prameň obsahuje kovové vlákno- trecí krúžok pre trecí disk spojky, ktorý pracuje nasucho, obsahuje aspoň jeden prameň, tvorený na báze vlákien, predovšetkým minerálnych, ako sú Sklené vlákna, organické vlákna, ako sú vlákna polyakrylonitrilu alebo derivátov, pričom vodný tmel obsahuje plnidlá, latex a PVA- trecí krúžok sa získa spôsobom, ktorý je opísaný skôr.Vodný tmel podľa tohto vynálezu môže obsahovať ďalšie zložky, ktoré sú známe odborníkovi, ako sú,ako to bolo uvedené skôr, termoplastové melamínformaldehydové živice, ale aj vo vode rozpustné rezorcínové živice, trecie plnidlá ako síran bárnatý a uhlíková čerň a ďalšie prísady, ako je amoniak. Všetky predchádzajúce tekuté látky sa pridávajú v podstate v tej istej chvíli, výhodne ako prvé.Bolo možné konštatovať, že vďaka tomuto vynálezu je viskozita zmesí menšia, predovšetkým za prítomnosti stabilizovaných latexov NBR, ale aj s latexom SBR, čo umožňuje vyššiu koncentráciu roztokov vodného tmelu, a teda kratšiu dobu schnutia.Ďalšou z výhod tohto vynálezu je, že vysušený impregnovaný prameň má lepšiu lepiacu schopnosť ako pramene predchádzajúcej praxe, čo uľahčuje ďalšie tvarovanie na výrobu trecích materiálov na obloženie spojky.Navyše je možné zaznamenať stabilitu fyzikálne-chemických vlastností tmelu počas celej doby používania, čo má výhodne za následok lepšiu a trvalú kvalitu finálneho výrobku, teda trecieho krúžku.Rovnako PVA, ktorý pôsobí ako špecifická povrchovo aktívna látka, umožňuje pri sušení prameňa ovládanie miery vlhkosti prameňa, V podstate od 2 do 7 , a zachovanie pružného charakteru tohto prameňa,predovšetkým v prípade, keď tmel obsahuje karboxylovaný latex NBR, ktorý je náchylný spôsobovať tuhnutie sušeného impregnovaného prameňa.Prehľad obrázkov na výkresochĎalšie vlastnosti a výhody tohto vynálezu budú ukázané v opise príkladov uskutočnenia tohto vynálezu, s odvolaním na priložené obrázky, na ktorých predstavuje- obrázok l vývoj viskozity (V) v závislosti od času (T) pre tmely č. l-l (o), l- 2 (A) a l-3 (n) podľa tohto vynálezu- obrázok 2 vývoj viskozity (V) v závislosti od času (T) pre tmel č. 2-1 podľa tohto vynálezu pre jednotlivé obsahy PVA- obrázok 3 vývoj viskozity (V) v závislosti od času (T) pre tmel č. 2-2 podľa tohto vynálezu pre jednotlivé obsahy PVA- obrázok 4 vývoj viskozity (V) v závislosti od času (T) pre tmel č. 2-3 podľa tohto vynálezu pre jednotlivé- obrázok 5 vývoj viskozity (V) V závislosti od času (T) pre tmel č. 2-4 podľa tohto vynálezu pre jednotlivé obsahy PVA- obrazok 6 vývoj viskozity V závislosti od času pre tmel č. 3-1 podľa tohto vynálezu- obrázok 7 vývoj viskozity v závislosti od času pre tmel č. 3-2 podľa tohto vynálezu. Obrázky slúžia ako ilustrácia ďalej uvádzaných príkladov a sú vysvetlené v ďalej uvádzaných príkladoch.Je uvedených niekoľko príkladov zloženia tmelov pre trecie materiály spojky. V nasledujúcom texte sú zložky vyjadrené v hmotnostných percentách, ktoré sa vzťahujú na celkový pevný suchý materiál v tmeli.V uvedených príkladoch použitý PVA, ktoreho koncentrácia sa môže meniť, je komerčným výrobkom so stupňom hydrolýzy 88 , pH od 6,8 do 8,2, s koncentráciou roztoku sl 18 , s Brookfieldovou viskozitou 10 Po a molekulovou hmotnosťou 30 000 g/mol.1) Príklad tmelov č. 1 suspenzia nerozpustných termoplastických organických živícMáme suspenziu so 100 fenol-formaldehydovou živicou novolak vo vode (suchý extrakt od 58 do 60), ktorá je nestabilná bez pridania stabilizátora alebo pridania zahusťovadla (karboxylmetylcelulóza) povrchovo aktívne látky ako PPNa (polyfosforečnan sodíka) a ako polyglykoléter mastného alkoholu (HLB alebo Balance Lipophile Hydrophile - od 9 do 16) sa ťažko stabilizujú pomocou klasických aniónových tenzidov. Pridanie vodou rozpustnej živice, ako napríklad melamín-formaldehydu, umožňuje získať stabilnú emulziu, ale v obmedzenej miere do 50 hmotnostných na 50 hmotnostných nerozpustnej fenolovej živice v suspenzii.Tmel je vyrobený. Jeho základné zloženie je definované nasledovne- vo vode nerozpustna fenol-forrnaldehydová živica typu novolak od 70 do 100 hmotnosti aTento tmel je stabilizovaný vďaka pridaniu PVA. Realizujú sa tri typy zložení tmelu č. 1, a to tmel č. 1-1,tmel č. 1-2 a tmel č. 1-3, ktoré obsahujú PVA, ktorých zloženie je uvedené v tabuľke 1.Tabuľka 1 Označenie Sucłtlý 61 x trakt Hmotnostne Hmotnostne Hmotnostne (Hmoinýłtłně) zloženia me u , novolaku melamínu PVA hmotnostne stabilizatorovObrázok č. 1 predstavuje pre každý z tmelov č. 1-1, 1-2 a 1-3 reakciu v zmysle kinetickej stability disperzie, uvedenej v príklade č. 1 za prítomnosti PVA.Zvislá os je viskozita V (v Po) a vodorovná os je čas T (v minútach).Je možné konštatovať stabilizáciu, ktorá sa môže vysvetliť stérickým účinkom polyméru na rozhraní medzi časticami nerozpustnej fenol-formaldehydovej živice a kontinuálnou fázou (voda).2) Príklad tmelov č. 2 suspenzia nerozpustných termoplastických organických živíc/ karboxylovaný a nekarboxylovaný latex nitril butadienMáme suspenziu bohatú na fenolovú živicu, ktorá obsahuje latex nitril butadien s karboxylovanou povrchovou funkciou alebo bez nej. Latex obsahujúci aniónovú povrchovo aktívnu látku je citlivý na pH a je stabilný iba v rozsahu pH od 8,2 do 9. Fenolová živica typu novolak uvoľňuje do vody kyslé ñinkcie, ktoré môžu destabilizovať latexy NBR a XNBR (tuhnutie, spájanie častíc navzájom) takáto suspenzia obvykle nie je stabilná pretože- stabilizácia pH iba pridaním chemického tlmiča nie je dostatočná na zabezpečenie lcinetickej stability disperzie a- aniónová povrchovo aktívne látky ako PPNa, a neiónové povrchovo aktívne látky ako polyglykoléter mastného alkoholu (HLB od 9 do 16) nezlepšujú stabilitu tohto typu vodných suspenzií.Tmel je vyrobený. Jeho základné zloženie je definované nasledovne- vo vode nerozpustná fenol-forrnaldehydová živica typu novolak 80 až 90 hmotnosti- karboxylovaný latex nitril butadién (XNBR) (A) alebo nekarboxylovaný (NBR) (B) 20 až 10 hmotnostiTento tmel je stabilizovaný Vďaka pridaniu PVA. Sú realizované štyri zloženia tmelu č. 2, a to tmel č. 21, tmel č. 2-2, tmel č. 2-3 a tmel č. 2-4, obsahujúce PVA, ktorých zloženie je uvedené V tabuľke 2.(hmom. XNBR NBR PVA inych zloziekObrázky č. 2 (2 zdroje karboxylovaného NBR, latex A a latex B), 3 (karboxylovaný NBR), 4 (karboxylovaný NBR) a 5 (nekarboxylovaný NBR) predstavujú, príslušne pre každý z tmelov č. 2-1, 2-2, 2-4 a 2-3, reakciu v zmysle kinetickej stability disperzie, citovanej V príklade č. 2, za prítomnosti PVA, ktorého obsah sa mení. Zvislá os je viskozita V (v Po) a vodorovná os je čas T (v minútach).Je možné konštatovať, že ak sa reakcia môže meniť v závislosti od zloženia a zložitosti systému, z ktorého chceme dosiahnuť disperziu (prípad, keď počet jednotlivých zložiek narastá), obvykle od 1 do 2,6 PVA(hmotnostný podiel vzhľadom na suchý extrakt tmelu) umožňuje, pre tento typ zloženia disperzie, vynikajúcu stabilizáciu, navyše bez toho, aby bolo možné pozorovat priľnutie koloid-koloid alebo vločkovanie v systéme.Všetky výsledky sú uspokojujúce pre riadenie impregnácie prameňa.3) Príklad tmelu č. 3 komplexná suspenzia nerozpustných terinoplastických organických živíc/karboxylovaného latexu nitril butadién a trecích plnív a rozpustných živícMáme k dispozícii kaučuky typu NBR, karboxylovaný alebo nie, ktoré sú obvykle stabilné v organickorn prostredí alebo vo vodnej fáze s rozpustnými fenol-formaldehydovými živicami (nízka molekulová hmotnosť, teda obvykle nižšia ako 1000 g/mol). Naopak, vo vodnom prostredí a za prítomnosti fenol-forrnaldehydovej živice typu novolak s veľkou molekulovou hmotnosťou so súčasnými stabilizátormi (aniónové tenzidy typu polyfosfátov sodíka, a amoniak), pridanie týchto kaučukov NBR robí systém metastabilným tuhnutie za menej ako 15 minút od zrniešania.Latex obsahujúci aniónovú povrchovo aktívnu látku je citlivý na pH a je stabilný iba v rozsahu pH od 8,2 do 9. Fenolová živica typu novolak uvoľňuje do vody kyslé funkcie (protóny), ktoré môžu destabiljzovať NBR (tuhnutie, spájanie častíc navzájom), pretože- stabilizácia pH iba pridaním chemického tlmiča nie je dostatočna na zabezpečenie kinetickej stability disperzie a- aniónové povrchovo aktívne latky ako PPNa, účinné s latexmi SBR, a neiónové povrchovo aktívne látky ako polyglykoléter mastného alkoholu (HLB od 9 do 16), testované samostatne, nezlepšujú stabilitu tohto typu vodných suspenzií.Vzhľadom na komplexnosť systému, predovšetkým prítomnosťou rozpustných živíc a anorganických plnív, ktoré pridávajú ďalšie interakcie do disperzie, sa testovali dva odlišné stabilizačné systémy (aniónové tenzidy PPNa PVA pre tmel č. 3-1 alebo samostatný PVA pre tmel č. 3-2).Tmel je vyrobený. Jeho základné zloženie je definované nasledovne- vo vode nerozpustná fenol-formaldehydová živica, typu novolak 27 hmotnosti- karboxylovaný latex nitril butadién (XNBR) 19 hmotnosti- ďalšie organické zložky (melamín, dermulsen) 22pH tmelu sa vo všetkých prípadoch zachová medzi 8,5 a 9, aby sa latex nezrazil. Tento tmel je stabilizovaný vďaka pridaniu PVA. Realizujú sa dva druhy zložení tmelu č. 3, a to tmel č. 3-1 a tmel č. 3-2, ktoré obsahujú PVA, ktorých zloženie je uvedené v tabuľke 3.

MPK / Značky

MPK: C08L 9/04, C08L 29/04, F16D 13/64, C08J 5/14, C08L 61/06, F16D 69/02

Značky: třecí, krúžku, polyvinylalkoholů, výrobu, trecieho, krúžok, použitie, spojky

Odkaz

<a href="http://skpatents.com/8-288314-pouzitie-polyvinylalkoholu-na-vyrobu-trecieho-kruzku-pre-treci-disk-spojky-a-treci-kruzok-pre-treci-disk-spojky.html" rel="bookmark" title="Databáza patentov Slovenska">Použitie polyvinylalkoholu na výrobu trecieho krúžku pre trecí disk spojky a trecí krúžok pre trecí disk spojky</a>

Podobne patenty