Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:патенты / Сборник патентов_12354
.pdf
альдегид до тех пор, пока масса сухого формальдегида, например, не станет эквивалентной по молярному
соотношению к массе сухого формальдегида. Допустимое превышение концентрации формальдегида,
параформальдегида или их эквивалентов не является нежелательным.
б. Хотя желательно и наиболее удобно смешивать предварительно приготовленные жидкости, смолы или
камеди, содержащие резорцин и альдегид, необычная реакционная способность этих продуктов при
комнатной температуре делает желательным, чтобы наиболее реакционноспособные типы смешивались
непосредственно на месте, например, при смешивании этих реагентов с наполнителем в виде абразивных
зерен. Вместо использования этих смесей по отдельности, не исключается добавление других
предварительно приготовленных жидкостей, смол или камеди на любом этапе процесса смешивания.
Согласно настоящему изобретению, абразивные зерна в общих чертах не содержат полигидроксифенольного
тела, 120.
например, резорцин или продукт его реакции, а также вещество, которое будет реагировать с указанным
фенольным веществом, образуя связующее, способное превратиться в твердое, затвердевшее и неплавкое
вещество. 125 Реагирующее вещество может быть таким, чтобы превратить массу в твердое и неплавкое
тело при нормальной температуре, или же масса может быть нагрета для осуществления этого превращения.
Для того чтобы мое изобретение было лучше понято и чтобы различные описанные здесь методы можно
было более точно применять, приведенные примеры носят иллюстративный характер. Следует понимать, что
могут быть значительные отклонения и вариации в количестве материалов, способе или порядке их
смешивания, заданных пропорциях, а также температурах и условиях реакции. Пропорции, указанные в
работе Сивена, приведены в формате w-eiclit, за исключением случаев, когда требуется указание кубических
сантиметров.
ЭКЗАМЕН 31, ПУНКТ 2, № 1.
Резорцин - - - Параформальдегид - 8 Материалы помещают в открытый стеклянный стакан из пирекса и
нагревают на открытой водяной бане.
При взаимодействии больших количеств продукта чрезвычайная реакционная способность этой смеси делает
желательным использование параформальдегида в небольших количествах или в пропорции, составляющей
примерно одну треть от указанного количества. Реакция протекает спокойно, но быстро, и масса разжижается,
образуя на этом этапе жидкую, нереактивную смолу. Затем к этой жидкой массе добавляют оставшиеся две
трети параформальдегида, при этом температура содержимого стакана составляет приблизительно 1900 °F
(880 °C).
3 Температуру постепенно повышают примерно с 19150 до 2000 °F, после чего изделие помещают в ванну с
холодной водой, чтобы постепенно довести температуру массы до 2300 °F.
При температуре 2300 °F (1150 °C) эта масса реагирует довольно бурно.
-35, поэтому такое постепенное повышение температуры является желательной мерой предосторожности.
Реакция прекращается через несколько минут, и продуктом является липкое, клейкое твердое вещество,
которое можно измельчать при пониженных температурах или при смешивании с охлаждающим агентом,
таким как твердый CO2. В измельченном виде он способен прочно удерживаться на абразивных зернах и при
выдерживании при обычной или более высокой комнатной температуре теряет часть своих липких свойств,
образуя достаточно сухую гранулированную смесь. Если смолу, полученную при конечной температуре
приблизительно 200-300 °F, извлечь из охлаждающей водяной бани и нагреть, как в масляной бане,
постепенно повышая температуру примерно до 3400 °F в течение примерно 45 минут, то получится смола,
которую можно измельчить в ступке пестиком до мелкодисперсного состояния при обычной комнатной
температуре, но которая при этих температурах все еще несколько липкая, и еще больше — при небольшом
нагревании. Повышение комнатной температуры всего на несколько градусов позволит получить продукт,
который будет прочно держаться на поверхностях абразивных зерен и после отстаивания образует
практически сухую гранулированную смесь.
В то время как жидкая смола будет иметь температуру плавления около 320 °F, ее комбинация и конечные
продукты полимеризации будут иметь температуру плавления от 70 до 180 °F.
Эти продукты являются постоянно плавкими, превращаясь в жидкость или твердое вещество в зависимости
от условий реакции и пропорции используемого параформальдегида.
Без тщательного контроля температуры масса может вступать в реакцию, образуя продукты, имеющие более
или менее эластичную консистенцию. В своем нерубцовом состоянии они способны соединяться с
различными альдегидами, их гомологами или продуктами дегидратации, а также с производными от них
соединениями, такими как, например, формальдегид, триоксиметилен, гексамиэтинилтетраниин,
ангидроформальдегид анилин, фурфурал, фурфурамид, параальдегид, альдегид аммиак и различные
синтетические смолы, содержащие свободный альдегид или его производные. В частности, в присутствии
формальдегида или триоксида метиленовой кислоты жидкие или твердые продукты очень быстро
соединяются, образуя при комнатной температуре относительно сухие, некогерентные массы при
атмосферном давлении и когерентные массы при повышенном давлении или температуре. При температурах
около 2300 °F, предпочтительно при температурах 330 °F и выше, эти 95 смолистых продуктов в сочетании,
скажем, с 1,50% от массы смолы в триоксиметилене, будут реагировать до образования достаточно тонких
пленок примерно за 20 секунд.
Реакция с гексаметилентетрамином протекает в 100 раз медленнее, а реакция с фурфуралом или
фурфурамидом — ещё медленнее.
Потенциально реакционноспособные смолистые продукты растворимы в различных спиртах, альдегидах и
других растворителях, таких как, например, этиловый, бутиловый и фурфуриловый спирты, глицерин,
фурфурал, целлозольв, триэтаноламин и т. д., а при нагревании и превращении в конечную неплавкую форму
становятся неплавкими и нерастворимыми в обычных растворителях.
ПРИМЕР № 2.
Резорцин - - - - 55 Параформальдегид - - - 12 Этот продукт представляет собой практически сухую, твердую,
измельчаемую водорастворимую камедь, которая медленно реагирует со своей плавящейся формой.
Реакционную способность продукта можно повысить путем добавления соответствующих пропорций
отвердителей, например, 120 от 10 до 2-5 % от массы смолы в параформальдегиде или его эквиваленте в
формальдегиде. Добавление формальдегида к наночастицам, смоле, абразивному зерну или их смеси
приведет к образованию липкой, клейкой массы, которая после выдержки в течение восьми-двадцати четырех
часов образует сухую гранулированную смесь, достаточно мягкую для формования в холодном состоянии,
чтобы образовать прочное, холоднопрессованное соединение. Если абразивный формальдегид 130 39-3,2;;3,
то липкая смола легко его впитает, превратив смолу в потенциально реакционноспособную форму и
образовав сухую гранулированную смесь. Кроме того, эта липкая, клейкая масса способна прочно удерживать
любое желаемое количество сухой, потенциально реакционноспособной синтетической или натуральной
смолы, а также различных наполнителей, и если такой продукт содержит достаточный избыток
гексаметилентетрамина или параформальдегида, вся масса будет потенциально реакционноспособной.
При наличии параформальдегида реакционная способность измельченной реактивной смолы значительно
возрастает в присутствии резорцина, его смол или камеди. Поскольку резорциновые смолы затвердевают
быстрее, чем смолы фенолформальдегидного типа, формованная конструкция, содержащая примесь таких
резорциновых продуктов, не будет провисать во время отверждения в печи. Добавление других смол
совершенно не обязательно, поскольку максимально прочное соединение может быть получено путем
добавления к этому резорциновому, бальзамоподобному продукту или различным альдегидам, таким как
параформальдегид, что позволяет получить очень реакционноспособную сухую гранулированную смесь, не
требующую добавления других сухих смол и т. д., и нет необходимости добавлять этот продукт в виде сухого
вещества, поскольку формальдегид с концентрацией 65% можно добавлять в эквивалентных пропорциях, в
результате чего смесь через несколько часов высохнет, станет гранулированной и пригодной для формования
в холодных формах.
При добавлении наполнителей такой продукт будет обладать абразивными свойствами. Продукты
дегидратации формальдегида, такие как 60- или 65%-ные пасты, также могут быть добавлены либо к
наполнителю, либо к камеди и/или смоле, либо к их смеси, превращая композицию во влажное вещество,
которое через несколько часов высыхает, становится зернистым и формуемым при обычной комнатной
температуре. Приготовление этого медленно реагирующего продукта осуществляется следующим образом:
резорцин помещают в открытый стакан, к которому добавляют одну треть необходимого количества
параформальдегида, и стакан с содержимым нагревают на водяной бане до тех пор, пока альдегид и
резорцин не образуют жидкий продукт, что происходит примерно при 1900 °F. Затем добавляют еще одну
треть параформальдегида, и стакан вынимают из водяной бани при температуре от 195 до 2000 °F.
и поместили в охлаждающую воду, чтобы постепенно повысить температуру. Если температурный градиент
будет слишком резким, реакция будет очень бурной. Реакция прекращается через несколько минут, и при
температуре ниже 2000 °F добавляется оставшаяся одна треть параформальдегида, который снова
нагревают на водяной бане, затем отбирают при температуре 2000 °F и охлаждают в ледяной воде или путем
введения в массу охлаждающего хладагента, например, льда C2. Температура внутри массы резко
повышается до 2300 °F (1140 °C), если ее тщательно не контролировать, и образует потенциально
реакционноспособную смолу, которая является твердой и шлифуемой, но при этом несколько липкой и легко
прилипает к различным наполнителям, которые для данного применения должны иметь абразивные свойства.
После завершения реакции продукт можно нагревать, не вынимая его из стакана, на масляной бане до
максимальной температуры 3300 °F в течение примерно получаса, что приведет к образованию более
смолистого полимеризованного продукта твердой, измельчаемой, плавкой и растворимой природы.
ПРИМЕР № 3.
Резорцин - - - - 5 Параформальдегид - - - 4 Все вышеуказанные вещества помещают в открытый пирексовый
стакан, погружают в масляную баню и нагревают в течение получаса при температуре 3100 °F. Видимой
реакции не наблюдается, но образуется жидкая смола, очень густая, липкая и бальзамоподобная. Эта камедь
растворима в обычных растворителях, упомянутых ранее, включая воду и/или формальдегид. Этот продукт, с
добавлением или без добавления других растворителей или разбавителей, может наноситься на различные
наполнители, такие как абразивные зерна, и к этому продукту может быть добавлено от 15 до 30% от массы
смолы в пара-EXAMPLIx № 4.
Резорцин - - - - 55 Параформальдегид - - - 20 Материалы постепенно нагревают в пирексовом стакане,
погруженном в масляную баню, до полного растворения смеси.
Нагревать массу не следует выше 2800 °F (1370 °C), поскольку при несколько более высоких температурах
реакция носит бурный экзотермический характер. После охлаждения продукт представляет собой мягкое,
липкое твердое вещество. Его можно растворить в воде или формальдегиде в количестве, составляющем
приблизительно 20% от массы смолы, в результате чего образуется жидкий продукт, который легко наносится
на наполнители и т. д. После нескольких часов выдержки продукт образует практически сухое, некогерентное
покрытие при комнатной или пониженной температуре и обычном атмосферном давлении. В любой момент
цикла смешивания в состав может быть добавлено определенное количество сухой измельченной смолы.
Вместо смолы синтетического или природного происхождения я могу использовать твердую форму альдегида
или его производного, такого как параформальдегид или фурфурамид, которые в результате постепенной
реакции и диспергирования образуют сухой гранулированный продукт. Использование разбавителя, такого
как вода, или использование других жидкостей 393,253, таких как льняное масло, минеральные масла или
даже растворители, не исключается.
ПРИМЕР № 5.
Резорцин - - - -.5-5 Гексамметилентетрамин - 4 Материалы нагревают в пирексовом стакане, помещенном в
водяную баню; мягкая реакция происходит при температуре 1900 °F. Охлаждение не требуется, как в случае с
параформальдегидом. Стеклянную колбу с содержимым переносят в масляную баню, нагревают до
температуры 2600 °F (1270 °C) и охлаждают, получая твердое, липкое вещество, растворимое в воде,
формальдегиде, спирте и т. д.
и способен растекаться в измельченном виде по различным наполнителям, таким как абразивный песок. Для
получения продукта необходимо добавить frllm 10 к K3no от его веса в подходящем альдегиде или
производном альдегида.
В случаях, когда реакция должна протекать быстро, рекомендуется использовать параформальдегид.
Добавление параформальдегида к резорциновой смоле, а также добавление любого другого отвердителя
может производиться в любой желаемой последовательности.
Увеличивая количество ликсаметальдегида в общей смеси, можно легче получить твердый смолистый
продукт при более низких температурах нагрева. Например, если к 5,5 частям резоринола добавить 20 частей
гексаметилентетрамина, при конечной температуре 2200 °F (1040 °C) получается твердое, легко очищаемое,
но липкое, клейкое вещество. Использование гексаметилентетрамина не является для меня
предпочтительным, хотя он отвечает определенным требованиям в качестве заменителя
параформальдегида. Фурафурал гораздо предпочтительнее гексаметилентетрамина, поскольку он дает
менее реакционноспособный продукт, но без добавления мешающего продукта, аммиака, который склонен к
побочным реакциям, вредным для наших технических целей. Выделяющийся из гексаметилентетрамина
аммиак образует резинаты со смолами и фурфурамид с фурфуралом, и хотя абразивные продукты могут
легко связываться с резорциновой смолой, содержащей гексаметилентетрамин или изготовленной из него,
гораздо предпочтительнее избегать ее использования.
Использование параформальдегида в любом из этих примеров не вызывает нежелательных побочных
реакций и не является нежелательным, даже если в конечном продукте останется избыток
параформальдегида.
ПРИМЕР № 6.
Реакции, представляющие особую ценность для формовщиков различных изделий, полученных методом
холодного формования, и особенно для формовщиков абразивных материалов, включают реакции с участием
гидроксифенолов, таких как резорцин, гидрохинон и катехол, представляющих соответственно мета-, пара- и
орто-формы этих фенолов. Резорцин и катехол очень хорошо растворяются в воде. Водный раствор
гидрохинона необходимо поддерживать в горячем состоянии, поскольку растворимость гидрохинона в
холодной воде низкая. Благодаря использованию воды или растворов, содержащих воду, легко
суспендировать или распределять эти и другие фенольные вещества, такие как фенол, крезол и т. д., на
наполнителях, таких как абразивные зерна, или смешивать эти продукты с различными альдегидами или
производными альдегидов, или смешивать, комбинировать или покрывать различные термостойкие смолы в
жидкой или твердой измельченной форме, или наносить такие продукты одновременно или после
смешивания смолистых или смолосодержащих продуктов с наполнителями или абразивными зернами в
зависимости от природы продукта или требований компаунда.
Следующие примеры будут представлять интерес: 85 Резорцин - - - - 82 Вода - - - 100 Это образует
прозрачный раствор, который можно наносить непосредственно на абразивные зерна для создания
поверхностного покрытия, или 90 наносить в качестве покрытия на подходящий измельченный смолистый
продукт, предпочтительно такой, который может быть преобразован в термореактивную смолу либо путем
добавления к нему достаточного количества отвердителя 95, либо путем смешивания с достаточным
количеством альдегида, либо путем смешивания отвердителя и ускорителя либо путем контакта с
водно-резорциновым раствором, либо путем смешивания в процессе смешивания на любом желаемом этапе
процесса. Кроме того, смолу можно смешивать с наполнителем или абразивным зерном 105, а
водно-резорциновый раствор добавлять или распылять в смесь по мере перемешивания, чтобы получить
должным образом увлажненную и взвешенную смесь.
Вместо добавления синтетической смолы к этому покрытию я могу просто добавить достаточное количество
альдегида, такого как параформальдегид, способного превратить резорцин в его конечную неплавкую форму.
Избыток альдегида или параформальдегида 115 не приводит к техническим трудностям. Вместо воды и сухой
формы альдегида я могу использовать формальдегид, который вначале даст относительно влажную смесь,
но после выдерживания в течение нескольких часов превратится в сухую гранулированную смесь,
некоберентную при обычных температурах и давлениях, но когерентную при повышенных температурах и
давлениях.
Используя раствор фенольного вещества 125 и воды, я могу получить абразивную композицию, которая
отличается простотой в обращении и, как правило, исключает провисание абразивных тел при нагревании для
их закалки, как показано в работе 130 i i i 1 j 393,2-53. Также я обнаружил, что могу смочить абразивное зерно
обычным раствором формальдегида или более высокой концентрацией формальдегида, например, хорошо
известным продуктом с прочностью от 60 до 65 %, а затем добавить либо раствор резорцина в воде или
другом известном растворителе, либо, например, мелкодисперсный резорцин в сухом растворителе. Смесь
хорошо суспендируется и приобретает подходящую форму для горячего или холодного формования, а после
отстаивания становится более сухой и зернистой. В дополнение к резоринолу или в качестве его замены я
могу добавлять другие наполнители, смолы и т. д. 80 ПРИМЕР № 7.
Резорцин хорошо растворяется в обычном 40%-ном растворе формальдегида и при обычной комнатной
температуре образует продукт, который несколько более липкий, чем раствор резорцина в воде.
Однако вода формальдегида остается в растворе, что указывает на то, что смолообразования практически не
происходит, если оно вообще происходит.
Данная процедура может быть выполнена следующим образом:
Резорцин - - - - 100 Формальдегид - - - - 25 Растворить в подходящем смесителе, встряхивающем или
перемешивающем устройстве для получения раствора. 95 Отопление не требуется.
Абразивные зерна, такие как оксид алюминия № 36, меш 175.
Потенциально реактивная смола Durite № 278 - - - - 25 100 Поместите абразивные зерна и синтетическую
смолу Durite в подходящий смеситель и смешайте эти два материала, и во время смешивания медленно
добавляйте либо в жидком виде, либо в виде спрея. 105 Раствор резорцинола и формальдегида, куб. см.
При использовании распыления не потребуется измерять или взвешивать раствор
резорцинолформальдегида, поскольку цель состоит в том, чтобы обеспечить равномерно перемешанную и
увлажненную смесь, которая будет иметь гранулированную структуру при обычном атмосферном давлении и
температуре.
Приготовленная смесь выглядит несколько влажной, но не образует плотной консистенции и после
выдерживания в течение 8-24 часов превратится в сухую гранулированную смесь. Этот липкий, клейкий
продукт также полезен тем, что из него можно формовать абразивные массы, например, путем утрамбовки
или прокатки, и после выдерживания в течение нескольких часов он затвердевает, образуя жесткое, хорошо
сформированное и прочное тело, готовое к окончательной обработке в печи.
Сухой гранулированный материал можно хранить в течение нескольких дней, и он будет достаточно плотным
для формования в холодных формах. Использование горячих форм не исключается.
При использовании печи открытого типа доля формальдегида, используемого для приготовления раствора
резорцина, может составлять 130. Один из способов применения этого продукта — абразивное зерно, такое
как оксид алюминия, сито № 36, 175:5, измельченная смола Durite №.
278 25 Эти продукты смешиваются для получения однородной смеси, и в процессе смешивания к ней
добавляется достаточное количество водно-резорцинового раствора либо в небольших количествах, либо
путем распыления в емкость по мере протекания смешивания, чтобы увлажнить поверхности смолы и
абразивных зерен и обеспечить состав, который можно легко загрузить в полость формы и выровнять в ней.
Оператор может с высокой точностью определить момент достижения желаемой степени увлажнения, а
конечную точку процесса увлажнения можно определить по мере перемешивания с помощью небольшой
ручной формы для таблетирования. К этой смеси предпочтительно добавить некоторое количество
альдегида, например, сухого параформальдегида, чтобы превратить присутствующий резорцин в неплавкую
смолу.
С другой стороны, смола Durite №...
278 может содержать достаточное количество избыточного альдегида или производных альдегида для
соединения со свободным резорцином. Выяснится, что эта смесь действительно очень хорошо формуется
при обычном давлении и в обычных условиях, преобладающих в цехах холодной формовки, и, в частности, в
цехах производителей абразивных кругов. Будет установлено, что смола полностью смочена и взвешена на
поверхностях абразивных зерен, и никаких существенных комков не образовалось. Данный продукт
представляет собой не однородно растворенную композицию, а влажную гранулированную массу, которая
после нескольких часов отстаивания превращается в сухую гранулированную смесь, которую можно хранить в
течение нескольких дней для последующего формования по желанию. Обычный цикл отверждения в печи
можно выполнить, но наличие в ней резорциновой смолы, образующейся на месте, позволит использовать
более короткий цикл отверждения, поскольку резорциновая смола образует связь при относительно низких
температурах, и, следовательно, сформированный объект будет устойчив к провисанию, вздутию и
образованию пузырей.
Покрытие абразивного зерна этой смесью перед введением смолы или нанесением покрытия.
Перед введением абразивного зерна можно провести соответствующую процедуру, но гораздо выгоднее
смочить смесь абразива и смолы вместе, поскольку в этих условиях оператор может с точностью определить
конечную точку процесса смачивания.
При использовании раствора фенола, предпочтительно резорцина, количество воды может быть увеличено
или может быть добавлено по желанию. Указанное здесь соотношение формальдегида и резорцина позволит
получить постоянно нереактивный раствор смолообразующих компонентов. Добавление отвердителей, таких
как триоксметилен, например, может производиться на любом этапе процесса смешивания.
Если к раствору резорцинолформальдегида добавить достаточное количество триоксиметилена, то
использование смолы Durite №...
Использование добавки 27S позволяет получить продукт со значительно повышенной прочностью.
ПРИМЕР № 8.
Оксид алюминия № 36 - - 17.5 Раствор резорцина 100 I- 2a3.6 Формальдегид 25 f Параформальдегид - - 6.2 К
абразивным зернам в подходящем смесителе добавляют раствор резорцина-формальдегида, и детали
тщательно покрывают им. Затем добавляют параформальдегид и смешивают его с остальными
компонентами. Смесь изначально довольно мягкая и липкая, но в таком состоянии ее можно повторно
поместить в формовочную полость и формовать в холодном состоянии, а при деформации очень быстро
образует твердый диск большой прочности. В процессе формования в форме не наблюдается заметного
провисания, и продукт столь же ценен для производства уплотненной или прокатанной крошки с колес и т. д.,
поскольку возможно быстро формовать большие объемы продукции в день из полости формы, а обжиг
происходит настолько быстро, что его можно осуществлять в нагреваемом туннеле, снабженном
соответствующим конвейерным устройством.
При выдерживании на воздухе эта смесь образует сухой гранулированный продукт, очень похожий на другие
сухие гранулированные составы для холодного формования, и в холодном состоянии формуется в очень
твердый и легко поддающийся обработке предмет.
После полимеризации эти диски становятся очень твердыми и не склонны к деформации, например, к
провисанию, даже если температуру в печи для полимеризации повышают очень быстро, чтобы
полимеризовать поперечный разрез толщиной приблизительно 1/4 дюйма менее чем за час.
Хотя я указал здесь на использование обычного 40-процентного раствора формальдегида, я обнаружил, что
могу использовать более высокие концентрации формальдегида, например, от 60 до 65%/л, и эти продукты
являются липкими и пастообразными, поэтому в этих условиях совсем не обязательно, чтобы резорцин
находился в растворе, поскольку формальдегид в этой более высокой концентрации может быть нанесен на
абразивные зерна или на синтетическую смолу, если она используется, и будет удерживать либо резорцин,
либо синтетическую смолу на поверхности наполнителя.
Формальдегид может быть в такой пропорции, чтобы его было достаточно для превращения резорцина в его
конечную твердую, затвердевшую и неплавкую форму после образования и нагревания. Этот пастообразный
формальдегид также служит отвердителем для 70 различных термоконвертируемых смол, таких как
описанные здесь смолы резорейнола, или различных синтетических или природных смол, таких как смолы
фенола и альдегидов или рома экроида и т. д., или может использоваться только одноатомный фенол 75. И в
то же время обеспечивает суспендирующую среду для композиции. Однако, когда формальдегид
используется либо в качестве покрытия для абразивного зерна, либо в качестве покрытия для
термообрабатываемой смолы, либо вводится в смесь абразивного зерна и смолы, часто желательно
добавить смачивающий агент вместо формальдегида, и это может быть сделано путем замены его обычным
фенолом, крезолом или его гомологами, причем фенол обычно находится в растворе в минимальном
количестве воды. Однако использование этих коррозионно-активных фенольных соединений сопряжено с
физиологическими трудностями, которых нет при использовании резорейнола.
Раствор воды и формальдегида, описанный в примере № G, и раствор формальдегида и резорцина,
описанный в примере № 7, представляют собой композиции 95, которые остаются пластичными для целей
холодного формования в течение 11-11 периодов времени, если такие композиции хранятся в виде тонких
слоев и имеют разумную защиту от испарения.
Поэтому при использовании этих веществ это не является абсолютно необходимым, а лишь необязательным,
если применяются другие смачивающие агенты.
ПРИМЕР № 9.
Абразивное зерно № 36 - - 3,50 Варёное льняное масло - - 10 см³ 105 Резорциновая смола, предпочтительно
мелкодисперсная, 100 меш или мельче, как описано в примерах с 1 по 0,5 включительно. 50 Измельчённая
реактивная смола покрыта льняным маслом. В вареное льняное масло могут быть добавлены окислители или
осушители. К этому покрытию добавляют абразивные зерна и тщательно перемешивают их, образуя
суспензию 115 и массу, которую можно прессовать и затвердевать.
Вместо вареного льняного масла можно использовать другие маслянистые или воскообразные материалы, а
вместо предварительного покрытия смолы можно предварительно покрыть 120 абразивных зерен, или же
продукт можно добавить к предварительно приготовленной смеси абразивных зерен и смолы.
К этой увлажненной массе я могу добавить триэтаноламин или фурфуриловый спирт, особенно в случаях,
когда используются сухие измельченные смолы с высокой температурой плавления, например, аккроиды или
«драконова кровь», которые являются природными смолами и реагируют с альдегидами и производными
альдегидов, такими как гексаметилентетрамин, фурфурал, фурфурамид и т. д., чтобы при последующем
обжиге получить конечные неплавкие, нерастворимые продукты.
6 Хотя этот пример наглядно демонстрирует использование резорциновой смолы в качестве связующего
вещества, следует понимать, что ее можно заменить любой подходящей природной или синтетической
смолой, обладающей желаемой прочностью и температурой плавления, например, обычными
фенолальдегидными синтетическими смолами или смолами другого происхождения, такими как смолы типа
«глипталь» или смолы мочевинного и/или тиомочевины.
ПРИМЕР № 10.
Абразивное зерно № 36 - - 175 Резорциновая смола, как описано в примерах с 1 по 5 включительно 25
Триэтаноламин - - - 5 см³
Абразивные зерна и смолы тщательно перемешиваются, после чего в смесь добавляется триэтаноламин,
предпочтительно в виде спрея.
При этом не образуется комков, и, добавляя триэтаноламин к предварительно приготовленной смеси, можно
точно определить степень смачивания. Такая последовательность смешивания предпочтительнее
добавления триэтаноламина только к абразивному зерну или только к смоле, поскольку в этих случаях
необходимо произвести определенные расчеты количества добавляемого продукта. Триэтаноламин
необычен по своему техническому воздействию на реакционноспособные смолы, поскольку он в необычайной
степени совместим с этими продуктами и, будучи основанием, легко с ними смешивается. Если требуется
более липкая и клейкая смесь, можно добавить в этот продукт различные растворители, такие как спирты,
ацетон, хлорированный нафталин или различные альдегиды, чтобы получить смесь с более липкими
свойствами, например, при формовании абразивных кругов методом трамбовки или холодной прокатки, хотя
формование этих смесей в горячих или холодных формах также не исключается.
Параформальдегид и резорцин растворимы в триэтаноламине, а также в различных других альдегидах,
поэтому продукт может быть добавлен не только в качестве смачивающего агента, но и в качестве
комбинированного ускорителя и отвердителя, если альдегидное вещество или производное альдегида, такое
как гексаметилентетрамин, находится в растворе или суспензии с ним. Основные свойства этого продукта,
по-видимому, оказывают желаемый технический эффект в направлении ускорения и повышения прочности
этих смолистых продуктов реакции.
Следует также понимать, что применение триэтаноламина не ограничивается исключительно его сочетанием
с двухатомными фенолами, поскольку он также полезен в сочетании с одноатомными фенолами и фенолами
группы двухатомных, включая их различные гомологи. Поэтому использование смолы на основе
дигидроксифенолов при производстве этих абразивных материалов способом, описанным в данной
спецификации 70k, не является обязательным, за исключением случаев, когда требуется максимальная
прочность и реакционная способность или когда использование повышенной реакционной способности и
упрочняющих свойств этих дигидроксифенольных смол было бы полезным. Для определенных целей,
особенно при изготовлении колес с толстым поперечным сечением, продукты других фенолов, например,
моногидридного типа, столь же полезны и могут быть суспендированы в смеси, как описано в приведенных
выше примерах, что позволяет получать продукты, наиболее подходящие для многих целей.
В частности, фенолформальдегидные или фенолфурфуральные смолы так же совместимы с
триэтаноламином, как и резорциновые смолы, и, кроме того, фенол так же растворим в триэтаноламине, как и
резорцин. Таким образом, производитель абразивных материалов может руководствоваться приведенными
здесь иллюстрациями и техническими характеристиками (см. пункт 90), что поможет ему выбрать наиболее
подходящий материал для своих конкретных целей.
Я также обнаружил, что могу покрыть абразивное зерно пастообразным формальдегидным продуктом с
концентрацией от 60 до 65%, который довольно прочно удерживает оставшиеся 95% воды и который при
нанесении на абразивную смесь, будь то покрытие абразивного зерна, покрытие смолы или их смеси,
обеспечивает адгезионную массу, достаточную для этой цели, чтобы поддерживать любой другой компонент,
который желательно добавить к такой массе. Например, если таким образом добавить соответствующую
пропорцию параформальдегида, сухой измельченный резорцин станет взвешенным и войдет в состав
реакционной массы, образуя прочную и стойкую смолу во время процесса отверждения. Вместо простого
добавления этих смолообразующих реагентов, формальдегид может быть добавлен в виде мелкодисперсной
реактивной плавкой смолы на любом этапе процесса смешивания, и если количество такого формальдегида
достаточно для превращения этой смолы при последующем нагревании в ее конечную форму, 115 у меня
имеется суспендирующая среда, способная соединяться с такой смолой для получения конечной твердой
смолы.
набор и термоплавкий продукт. Если используемая двухстадийная смола является продуктом реакции,
например, фенола с фурфуралом, то всегда будет присутствовать небольшой процент свободного
фурфурала, и поэтому предпочтительнее использовать отвердитель и ускоритель, практически не
содержащий аммиака. С помощью триэтаноламина параформальдегид можно растворить в безводных
смолах, получив таким образом бескислородный основной отверждающий раствор 13C, который хорошо
смешивается с абразивными частицами и различными термоконвертируемыми смолами синтетического или
природного происхождения.
При взаимодействии резорцина с альдегидами необходимы определенные меры предосторожности, которые
подробно описаны в десяти приведенных здесь примерах, а также в сопроводительном тексте к ним описании.
Цель этих мер предосторожности состоит в том, чтобы обеспечить получение продукта, который на
определенном этапе процесса смешивания способен образовывать пластичные тела и способен достигать
желаемой степени плавкости на конкретном цикле операций, когда такая плавкость должна быть достигнута.
Молекулярное соотношение резорцина и параформальдегида может значительно варьироваться, но здесь
можно отметить, что если соотношение параформальдегида составляет 1/4 моль к 1 моль резорцина, то такой
продукт, если ему позволить реагировать постепенно, будет иметь постоянно плавкую природу, и что при
добавлении приблизительно 1,5% параформальдегида к такому весу смолы, например, путем сухого
измельчения, растворения или иным способом, продукт может быть превращен в потенциально
реакционноспособный продукт.
Резоринол в сочетании с параформальдегидом (в пересчете на параформальдегид в виде 8ST, исходя из
молекулярной массы резорцинола) образует потенциально реакционноспособную, плавкую, растворимую
смолу. Однако наименьшая реакционная способность будет достигнута путем добавления еще одной доли,
предпочтительно параформальдегида, в количестве, скажем, 10% от массы смолы. Однако этот продукт не
будет обладать такими хорошими свойствами хранения, поскольку, вероятно, будет подвержен
термообработке в результате экзотермической реакции, начинающейся даже при обычной комнатной
температуре. Добавление фурфурала улучшает срок хранения этого продукта.
Добавление подходящих смазочных материалов, модифицирующих и пластифицирующих веществ жидкой,
полутвердой или твердой природы является необязательным, а иногда и желательным на любом этапе
использования или при смешивании с наполнителями и т. д., а также на любой стадии плавления данного
продукта в ходе реакции 5O. Аналогичным образом, добавление различных красителей и пигментов,
растворителей, разбавителей, наполнителей или добавок является необязательным и может быть выполнено
любым известным способом для получения массы или продукта, обладающего желаемыми характеристиками
для поставленной цели.
Нет необходимости подробно описывать в данной спецификации соотношение абразивного зерна и смолы и
т.д.
Для получения абразивного материала, обладающего необходимой твердостью и режущими свойствами,
следует понимать, что специалисты в данной области легко могут варьировать эти пропорции в широких
пределах для удовлетворения конкретных требуемых условий.
Значительное улучшение результатов на 9%, достигаемое благодаря использованию этих высокофенольных
соединений, не требует, чтобы их применение основывалось на каких-либо конкретных и определенных
методах смешивания и компаундирования, поскольку эти ценные свойства могут быть достигнуты
различными способами и с использованием различных пропорций. Таким образом, заявленные пункты
формулы изобретения не ограничиваются каким-либо конкретным способом выполнения процедуры,
поскольку в настоящем документе заявлено использование, в частности, резорцина в любом виде или
комбинации с абразивными зернами для получения абразивного тела, будь то колесо, диск, сегмент или
абразивная бумага или ткань.
Поскольку в техническом задании приведено множество примеров, позволяющих всесторонне изучить
принципиально разные типы смолистых продуктов, получаемых путем изменения пропорций и комбинаций,
целесообразно выбрать предпочтительную для меня коммерческую форму продукта и метод производства
абразивных материалов. 90 Я счел наиболее удобным предложить водорастворимую, измельченную,
твердую смолу, изготовленную в основном в соответствии с Примером 1, хотя продукты, изготовленные в
соответствии с Примерами 5 и 7, также будут полезны. Примеры 2 и 4 также могут быть использованы путем
контроля реакции между альдегидным телом и резорцином таким образом, чтобы получить водорастворимое
вещество.
Измельчаемый продукт. Этот упрощенный метод 1600 предназначен для смешивания или перемешивания
гранулированной и практически сухой композиции материалов, таких как абразивное зерно,
полигидроксифенольное вещество и альдегид или его эквивалент, а также нерастворимое в воде
термореактивное смолистое вещество. Сухая смесь будет обладать неограниченными свойствами хранения,
и для смешивания ее компонентов до необходимой однородности потребуется совсем немного усилий или
энергии. Во время перемешивания или после его завершения я наношу на всю смесь смачивающее вещество,
которое избирательно воздействует на часть смолистых компонентов, делая их липкими и клейкими, и
степень смачивания можно точно оценить по мере протекания процесса. В качестве смачивающего агента
предпочтительно использовать жидкое вещество, которое не образует однородной пастообразной массы из
всех смолистых веществ, например, воду, которая очень легко испаряется, но оставляет массу взвешенной,
прилипшей к самой себе и к нелипкой смоле и абразивным зернам, в результате чего образуется
гранулированная масса, которую можно хранить в течение длительного времени или прессовать в форму,
готовую к термообработке в печи, без каких-либо изменений или искажений, если не исключаются связующие
свойства вещества 393,253.
Требуемое давление варьируется в зависимости от желаемой плотности и может составлять от 500 до 5000
фунтов на квадратный дюйм. Операция прессования может быть заменена операциями трамбовки,
утрамбовки или прокатки. Спрессованный продукт теперь можно разместить на подходящих полках в
ожидании окончательной обработки в печи, которая проводится сначала при низких температурах, т.е. всего
75°C, достаточных для расплавления смолы, а затем постепенно для получения хорошо закругленных углов и
открытых промежутков, после чего температура постепенно повышается для затвердевания продукта без
образования пузырьков.
придавая ей твердую, затвердевшую и неплавкую форму.
— Трудно точно определить температурный градиент, который следует использовать, поскольку различные
печи, толщина абразивных тел, температуры плавления смол и другие местные условия потребуют
термообработки с различными температурными ступенями. Заменив фенолформальдегидную смолу менее
реакционноспособными смолами, цикл отверждения будет продлен, а кроме того, заменив
фенолформальдегидную смолу смолой резорцинальдегидного типа, т.е. альдегидной смолой, содержащей по
меньшей мере некоторую долю резорцина, реакционная способность значительно возрастает до тех пор, пока
не будет достигнута точка, в которой чрезвычайно реакционноспособный продукт с высоким содержанием
резорцина и высоким содержанием резорцина может реагировать экзотермически при комнатной температуре
или немного выше. Предпочтительно, фенолформальдегидная смола может быть подвергнута реакции при
комнатной температуре или немного выше.
Здесь уместно отметить, что многоатомные фенолы по-прежнему относительно дороги, и, кроме того,
существуют различные сырые и технические разновидности, как, например, в случае с резорцином, и
необходимо учитывать их реакционную способность и коэффициенты связывания для разработки комбинаций
с оптимальной реакционной способностью и эффективностью. Предполагается, что в рамках сотрудничества
11G с производителем резорцина цена этого продукта существенно снизится, а именно с 0,90 долл. за фунт
до 0,40 долл. за фунт, по мере роста потребления материала. Однако, в то же время, высокая стоимость
требует экономии при его использовании, и поэтому иногда очень полезно заменять его другими фенольными
Соседние файлы в папке патенты