close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

Патент BY5343

код для вставкиСкачать
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К ПАТЕНТУ
РЕСПУБЛИКА БЕЛАРУСЬ
BY (11) 5343
(13) C1
(19)
7
(51) C 08J 5/16,
(12)
C 08L 67/02
НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР
ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ
СОБСТВЕННОСТИ
(54)
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ АНТИФРИКЦИОННОГО
ПОЛИЭФИРНОГО МАТЕРИАЛА
(21) Номер заявки: a 19990621
(22) 1999.06.22
(46) 2003.09.30
(71) Заявитель: Государственное научное
учреждение "Объединенный институт энергетических и ядерных исследований - Сосны" Национальной
академии наук Беларуси (BY)
(72) Авторы: Якимцов Владимир Петрович;
Капустина Инна Борисовна (BY)
(73) Патентообладатель: Государственное
научное учреждение "Объединенный
институт энергетических и ядерных
исследований - Сосны" Национальной
академии наук Беларуси (BY)
(57)
Способ получения антифрикционного полиэфирного материала, включающий смешение полиэтилентерефталата и мелкодисперсного графита с частицами размером 5-15 мкм
и последующее прессование полученной массы, отличающийся тем, что смешивают 3040 мас. % полиэтилентерефталата и 60-70 мас. % графита при 265-270 °C в инертной атмосфере, после охлаждения полученную массу измельчают до частиц размером не более
100-150 мкм и прессуют при 250-265 °C и 40-50 МПа.
BY 5343 C1
(56)
BY 1947 C1, 1997.
SU 763404, 1980.
SU 1004425, 1983.
РЖ "Химия", 1988, № 13. - C. 19-20, 13Т117П.
DE 2452329 A1, 1976.
Изобретение относится к способам получения антифрикционных материалов на основе термопластичных полиэфиров и может быть использовано в машиностроении, химической промышленности и других областях для изготовления подшипников скольжения,
торцовых уплотнений и других элементов, применяемых в узлах трения машин и механизмов, работающих со смазкой и без нее.
Известен способ получения литьевых изделий из термопластичной полиэфирной композиции на основе полибутилентерефталата и 0,002-0,04 мас. ч. сернокислого бария [1].
Известный способ позволяет повысить предел текучести при растяжении и снизить
значения коробления изделий, однако антифрикционные свойства таких изделий не высоки.
Известен способ получения самосмазывающегося антифрикционного материала путем
термического прессования при 240-260 °С композиции, содержащей полиэтилен низкого
давления, поликапроамид и антифрикционную добавку - полиэтилентерефталат и парафин [2].
BY 5343 C1
Материал, полученный известным способом, имеет повышенную износостойкость и
небольшие потери на трение.
Недостатком известного способа является то, что применяемые полимеры имеют
большой интервал температур плавления (60-250 °C), что приводит к неравномерности и
неоднородности получаемой пресс-массы, и, как результат, изделия не обладают достаточной прочностью.
Известен антифрикционный материал, содержащий 50-70 % фторопласта, 5-20 % термостойкого органического волокна (полиамидное, полиэфирное) и 10-20 % графита или 520 % силиката [3]. Материал получают формованием (экструдирование, литье под давлением) при 270-320 °С в течение 2-3 мин с последующей выдержкой 8 ч при 380 °С.
Изделия, полученные таким способом, обладают хорошими антифрикционными свойствами, однако они имеют невысокую механическую прочность из-за высокого содержания политетрафторэтилена, отличающегося хладотекучестью и низкой твердостью.
Известен также способ получения антифрикционного материала на основе полибутилентерефталата и 10,2-17,3 % политетрафторэтилена [4]. Для снижения вязкости расплава
и кристалличности полибутилентерефталата в него предварительно вводят полиэтилентерефталат, затем подвергают экструзии и гранулированию.
Материал, полученный известным способом, обладает недостаточной износостойкостью и высоким коэффициентом трения (0,22-0,72).
Наиболее близким техническим решением, выбранным в качестве прототипа, является
способ получения антифрикционного полиэфирного материала, включающий смешение
(в мас. %) 63-78,5 полиэтилентерефталата, 20-40 графита, 1-5 полиэтилена и 0,5-2,0 пентапласта, экструдирование и гранулирование при температуре расплава с последующим
формованием изделия при температуре 250-265 °С и давлении 100-120 МПа [5].
Операция экструдирования и гранулирования в известном способе требует сложного и
дорогостоящего оборудования, а также высокого давления при формовании изделия. Кроме
того, материал, полученный известным способом, при повышенной механической прочности имеет большую усадку и высокий износ при работе изделий без смазки, вследствие
чего в зоне фрикционного контакта повышается температура и наблюдается значительный
износ изделия.
Задача изобретения - снижение усадки, повышение износостойкости изделия при сухом трении и упрощение технологии изготовления.
Поставленная задача достигается тем, что в способе получения антифрикционного полиэфирного материала, включающем смешение полиэтилентерефталата и мелкодисперсного графита с частицами размером 5-15 мкм и последующее прессование полученной
массы смешивают 30-40 мас. % полиэтилентерефталата и 60-70 мас. % графита при температуре 265-270 °C в инертной атмосфере, а после охлаждения полученную массу измельчают до частиц размером не более 100-150 мкм и прессуют при температуре 250265 °С и давлении 40-50 МПа.
Смешение полиэтилентерефталата (ПЭТФ) с мелкодисперсным порошком (5-15 мкм)
графита в предлагаемом оптимальном соотношении при температуре 265-270 °С в инертной атмосфере не только способствует лучшему физическому контакту между частицами
графита и ПЭТФ, равномерному распределению их в расплаве ПЭТФ, но и приводит к образованию однородной, прочной и монолитной массе. Вследствие чего при дальнейшем
измельчении массы обеспечивается стабилизация прочностных свойств материала, снижение его усадки и коэффициента трения, а с учетом высокой теплостойкости ПЭТФ и
теплопроводности графита, проявляемых в этих условиях, значительно повышается износостойкость изделия при сухом трении.
При содержании графита в смеси менее 60 % снижаются трибологические свойства
материала, а при введении графита более 70 % уменьшается его прочность.
2
BY 5343 C1
Для осуществления предлагаемого способа получения антифрикционного материала
применяют гранулированный ПЭТФ (ТУ РБ 0330552.001-95) и мелкодисперсный графит с
частицами размером 5-15 мкм, который получают при размоле кусков графита плотностью 1550 кг/м3 и последующем фракционировании с помощью набора сит.
Технология изготовления антифрикционного полиэфирного материала заключается в
следующем.
ПЭТФ смешивают с порошком графита с размерами частиц 5-15 мкм в смесителе с
механической мешалкой при температуре 265-270 °C в инертной атмосфере. После охлаждения до комнатной температуры полученную массу измельчают путем размола до частиц размером не более 100-150 мкм.
Полученный таким образом пресс-порошок помещают с пресс-форму, нагревают до
температуры 250-265 °С и прессуют при давлении 40-50 МПа. После охлаждения из
пресс-формы извлекают образцы в виде заготовок или готового изделия.
Испытания антифрикционных свойств образцов проводят на модернизированной машине трения с вертикальной осью вращения и затопленной парой трения типа "кольцо по
кольцу". Измерения проводят по контртелу из стали-45 при сухом трении и в смазывающей среде (вода, масло) при нагрузке 1,2 МПа. Износ материалов определяют по изменению массы образца.
Определение прочности на сжатие проводят на разрывной машине Р-0,5 по стандартной методике.
Пример.
Отмеренные количества ПЭТФ и графита смешивают в смесителе с механической
мешалкой при температуре 265-270 °C в инертной атмосфере. Полученную массу охлаждают до комнатной температуры и измельчают путем размола до порошка с частицами
размером не более 100-150 мкм. Таким образом получают четыре состава пресс-масс при
соотношении компонентов 20:80, 30:70, 40:60, 50:50 ПЭТФ-графит соответственно. Затем
пресс-массы прессуют при температуре 250-265 °С и давлении 40-50 МПа. После охлаждения из пресс-формы извлекают образцы в виде заготовок или готового изделия.
Состав и свойства антифрикционного материала, полученного предлагаемым и известным способами, приведены в таблице.
№
п/п
Содержание
компонентов,
мас. %
ПЭТФ
графит
Давление,
МПа
Коэффициент
трения
Прочность на
сжатие,
МПа
Износ,
мг/(см2/ч)
сухое смазка сухое смазка
трение (вода) трение (вода)
1
50
50
40
66,5
2
40
60
40
65,0
3
30
70
50
63,2
4
20
80
50
58,6
Про- 53-78,5 20-40 100-120 70,8-80,2
тотип Полиэтилен
1-5
Пентапласт 0,5-2,0
0,07
0,05
0,05
0,05
0,080,09
0,013
0,012
0,011
0,011
0,0130,016
0,6
0,3
0,5
0,2
0,5
0,2
1,2
0,5
1,5-2,0 0,8-1,0
Усадка,
%
1,0
1,7
0,5
0,3
1,2-1,8
Как видно из таблицы, изделия, полученные по предлагаемому способу, при стабилизации механической прочности имеют высокие трибологические свойства как со смазкой,
так и при сухом трении, причем при работе без смазки коэффициент трения в 1,5-1,8 раза,
3
BY 5343 C1
а износ в 4-5 раз ниже, чем у прототипа. Кроме того, предлагаемый способ позволяет снизить усадку материала в 2,5-3,5 раза, что существенно облегчает изготовление деталей из
такого материала и работу их в качестве подшипников скольжения при различных температурах.
Применение предлагаемого способа получения антифрикционного материала позволяет упростить технологию его изготовления и снизить давление прессования в 3-4 раза, а
комплексное улучшение свойств предлагаемого материала даст возможность вдвое увеличить ресурс работы узлов трения и повысить их надежность.
Источники информации:
1. SU 763404, МПК С 08L 67/02, 1980.
2. SU 1004425, МПК С 08L 67/02, 1983.
3. РЖ "Химия". - 1988, № 13. - С. 19-20, 13Т117П.
4. DE 2452329 А 1, МПК С 08J 5/16, 1976.
5. BY 1947 С 1, МПК С 08J 5/16, 1997 (прототип).
Национальный центр интеллектуальной собственности.
220034, г. Минск, ул. Козлова, 20.
Документ
Категория
Без категории
Просмотров
0
Размер файла
111 Кб
Теги
by5343, патент
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа