close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

Патент BY 04821

код для вставкиСкачать
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К ПАТЕНТУ
РЕСПУБЛИКА БЕЛАРУСЬ
НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР
ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ
СОБСТВЕННОСТИ
(21) Номер заявки: 970728
(22) 1997.12.30
(46) 2002.12.30
BY (11) 4821
(13)
C1
(51)
(12)
(54)
(19)
7
C 08L 77/00,
C 08L 5/16,
C 08K 13/08 //
(C 08K 13/08,
3:22, 3/40)
АНТИФРИКЦИОННАЯ КОМПОЗИЦИЯ
(71) Заявитель: Институт
механики
металлополимерных систем им. В.А.Белого НАНБ (BY)
(72) Авторы: Кудина Е.Ф., Злотников И.И., Шувалов
В.Б. (BY)
(73) Патентообладатель: Институт
механики
металлополимерных систем им. В.А.Белого
НАНБ (BY)
(57)
Антифрикционная композиция, включающая полиамид, антифрикционный наполнитель, смазку и минеральный наполнитель, отличающаяся тем, что она в качестве смазки содержит масло индустриальное отработанное, в качестве минерального наполнителя − оксид цинка и дополнительно содержит продукт взаимодействия натриевого жидкого стекла, эпоксидной диановой смолы и хлорида алюминия, взятых в массовом
соотношении 1 : (0,06-0,12) : (0,7-0,85), при следующем соотношении компонентов композиции, мас.ч.:
полиамид
антифрикционный наполнитель
масло индустриальное отработанное
оксид цинка
продукт взаимодействия натриевого жидкого стекла, эпоксидной диановой смолы и хлорида алюминия
100
0,5-4,5
0,8-3,7
3,5-8,5
0,4-2,8.
BY 4821 C1
(56)
BY 950201 A, 1997.
SU 704958, 1979.
RU 2086817 C1, 1997.
FR 2392063 A1, 1978.
GB 2149805 A, 1985.
Изобретение относится к антифрикционным материалам на основе термопластичных связующих и может использоваться в машиностроении для изготовления подшипников скольжения, работающих в условиях воздействия
высоких температур и гидроабразивного изнашивания.
Известна антифрикционная композиция, содержащая, мас.ч.: политетрафторэтилен 100, антифрикционный наполнитель 2-10, продукт взаимодействия натриевого жидкого стекла, фенолфталеина, эпоксидной
смолы и хлорного железа 30-55 [1]. Недостатком материала является низкая механическая прочность.
Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому результату является антифрикционная композиция, включающая, мас.ч.: полиамид 100, антифрикционный наполнитель (графит или дисульфид молибдена) 3-6, смазку - алкилфенол 0,08-1,2 и модифицирующую добавку - алкилтрифосфаты алкоксипроизводных 2-8 [2]. Недостатком композиции является невысокая стойкость к гидроабразивному изнашиванию и
механическая прочность.
Задача изобретения - повышение физико-механических и триботехнических свойств.
BY 4821 C1
Поставленная задача решается тем, что антифрикционная композиция, включающая полиамид, антифрикционный наполнитель, смазку и минеральный наполнитель, в качестве смазки содержит масло индустриальное отработанное, в качестве минерального наполнителя - оксид цинка и дополнительно содержит продукт взаимодействия натриевого жидкого стекла, эпоксидной диановой смолы и хлорида алюминия, взятых
в массовом соотношении 1:(0,06-0,12):(0,7-0,85), при следующем соотношении компонентов композиции,
мас.ч.:
полиамид
100
антифрикционный наполнитель
0,5-4,5
масло индустриальное отработанное
0,8-3,7
оксид цинка
3,5-8,5
продукт взаимодействия натриевого жидкого стекла, эпоксидной
диановой смолы и хлорида алюминия
0,4-2,8.
Смазочное масло, введенное в композицию, выполняет роль смазки, пластификатора и способствует равномерному распределению частиц наполнителей в объеме полиамида. Замена исходного индустриального
масла отработанным связана с тем, что в отработанном масле содержатся различные присадки (антифрикционные, противоизносные, противозадирные, антиокислительные), а также частицы износа (в основном мелкодисперсные частицы стали и цветных металлов), улучшающие свойства композиции. Кроме того, отработанное масло значительно дешевле и менее дефицитно, чем исходное. Использование в композиции
отработанного индустриального масла для гидравлических систем марок ИГП, а не отработанного моторного масла связано с тем, что контроль масла для гидросистем в процессе их работы является значительно более строгим, чем за моторными маслами. Поэтому к концу цикла работы в индустриальном масле сохраняется значительно больше присадок и накапливается меньше продуктов термоокисления и конденсации, чем в
моторном масле. Содержание масла отработанного менее 0,8 мас.ч. снижает антифрикционные свойства материала, а содержание сверх 3,7 мас.ч. уменьшает механическую прочность.
Технология получения продукта взаимодействия натриевого жидкого стекла, эпоксидной диановой смолы и хлорида алюминия заключается в следующем. В стандартное жидкое стекло марки А, Б или В по ГОСТ
13078-81 вводят эпоксидную диановую смолу марки ЭД-10 или ЭД-20 и тщательно перемешивают в течение
10-15 мин. После этого полученную эмульсию коагулируют 20-30 % водным раствором хлорида алюминия.
Выпадающий в осадок гель отфильтровывают через полотно, промывают водой и, разложив тонким слоем,
высушивают при температуре 100-105 °С. Полученный материал имеет вид белого мелкодисперсного легко
рассыпающегося порошка. Содержание эпоксидной смолы в продукте взаимодействия менее 0,06 мас.ч.
приводит к снижению органической составляющей в продукте и снижению его активности. Содержание
сверх 0,12 мас.ч. приводит к нестабильности получаемой эмульсии и преждевременному образованию геля.
Снижение содержания хлорида алюминия менее 0,7 мас.ч. не позволяет скоагулировать всю эмульсию, а превышение сверх 0,85 мас.ч. ведет к появлению в продукте непрореагировавшего хлорида алюминия, который
необходимо удалять дополнительной промывкой.
Будучи введенным в полиамид, описанный продукт взаимодействия играет роль сшивающего агента для
полиамида, что повышает его механическую прочность и термостойкость. Содержание продукта менее 0,4
мас.ч. не дает заметного улучшения свойств полиамида, а содержание сверх 2,8 мас.ч. увеличивает хрупкость материала.
Оксид цинка, введенный в композицию, позволяет компенсировать уменьшение твердости и теплостойкости полиамида, вызванное введением масла, а также повышает стойкость материала к термоокислительной деструкции и тепловому старению. Содержание оксида цинка менее 3,5 мас.ч. приводит к снижению
твердости и термостойкости, а содержание более 8,5 мас.ч. приводит к снижению ударной вязкости. В качестве антифрикционного наполнителя использовали графит или дисульфид молибдена. Содержание антифрикционных наполнителей менее 0,5 мас.ч. приводит к резкому увеличению коэффициента трения, а содержание сверх 4,5 мас.ч. увеличивает хрупкость материала.
Композицию готовят следующим образом. Гранулы полиамида загружают в смеситель, добавляют отработанное масло и производят перемешивание в течение 3-5 мин. За это время масло равномерным слоем
смачивает всю поверхность гранул. Затем в смеситель добавляют порошкообразные антифрикционный наполнитель, продукт взаимодействия и оксид цинка и производят перемешивание еще 3-5 мин. За это время
наполнители равномерно налипают на смоченные маслом гранулы полиамида. Материал перерабатывают в
изделия методом литья под давлением при температуре 220-230 °С и давлении литья 80-100 МПа на стандартном оборудовании.
Составы композиций конкретного выполнения приведены в табл. 1. Композицию по прототипу готовили
аналогичным образом; время перемешивания составляло 10 мин. Сравнительные характеристики заявляемой
композиции и прототипа приведены в табл. 2.
Как видно из представленных данных, предлагаемый материал обладает значительно более высокими характеристиками, чем прототип. Разрушающее напряжение при сжатии у предлагаемой композиции на 1,15,7 % выше, чем у известной, а после 6 ч кипячения в воде - на 5,7-12,5 %. Твердость по Бринеллю выше - на
2
BY 4821 C1
15-22 %. Коэффициент трения заявляемого материала находится на уровне известного. Особенно велико отличие по износостойкости - она выше у заявляемого материала после термоокисления в 6,4 раза, что говорит
о высокой стойкости предлагаемого материала к термоокислительной деструкции. Износостойкость предлагаемого материала в водной суспензии окиси алюминия (абразив) в 3,1 раза выше, чем у прототипа, что свидетельствует о высокой стойкости материала к гидроабразивному износу. Составы I и VII показывают, что
выход за заявляемые пределы содержания компонентов приводит к снижению свойств материала. Состав
VIII показывает, что использование вместо отработанного масла – исходного - приводит к снижению теплостойкости. Контрольный состав IX показывает, что использование вместо оксида цинка оксида титана
уменьшает теплостойкость, твердость и увеличивает коэффициент трения.
Разрушающее напряжение при сжатии определяли по ГОСТ 4651-82 на машине ЦД-10. Твердость по
Бринеллю определяли по ГОСТ 4670-70 на приборе для определения твердости НР-250. Фрикционные испытания проводили на машине трения СМТ-1 по схеме "вал-частичный вкладыш". Коэффициент трения определяли при нагрузке 4 МПа и скорости
Таблица 1
Составы композиций конкретного выполнения, мас.ч.
№п
/п
1
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
Заявляемый состав
III
IV
V
Компонент
I
II
2
Полиамид 6
Полиамид 12
Масло индустриальное отработанное
Антифрикционный наполнитель:
графит
дисульфид молибдена
Оксид цинка
Продукт взаимодействия натриевого жидкого
стекла, эпоксидной диановой смолы и хлорида
алюминия
Содержание компонентов в продукте:
натриевое жидкое стекло
эпоксидная диановая смола
хлорид алюминия
Масло индустриальное исходное
Оксид титана
3
100
0,5
4
100
0,8
5
100
1,5
6
100
2,2
0,3
9,0
0,2
0,5
8,5
0,4
1,5
7,5
1,0
1,0 1,0
0,03 0,06
0,5 0,7
-
1,0
0,07
0,74
-
VI
VII
VIII
IX
7
100
3,0
8
100
3,7
9
100
4,0
10
100
-
11
100
2,2
2,5
6,0
1,6
3,5
4,5
2,2
4,5
3,5
2,8
4,8
3,0
3,2
2,5
6,0
1,6
2,5
1,6
1,0
0,09
0,78
-
1,0
0,10
0,82
-
1,0
0,12
0,85
-
1,0
0,15
0,95
-
1,0
0,09
0,78
2,2
-
1,0
0,09
0,78
6,0
Таблица 2
Сравнительные характеристики материалов
№
п/п
1.
2.
3.
4.
Заявляемый состав
Показатель
Разрушающее напряжение при сжатии, МПа
исходное
после 6 ч кипячения в воде
Твердость по Бринеллю, МПа
Коэффициент трения
Интенсивность изнашивания, I ·
109:
исходное
после термоокисления при температуре 200 °С в течение 3 ч
при смазке водной суспензией оксида
алюминия
Прототип
Заявка BY
950201
I
II
III
IV
V
VI
VII
VIII
IX
X
170
165
185
0,10
177
172
198
0,09
180
176
200
0,09
185
180
200
0,09
185
180
210
0,08
180
175
200
0,08
174
168
195
0,09
175
162
190
0,09
175
165
175
0,11
152
150
170
0,11
170-175
160-165
170-172
0,08-0,09
0,5
0,4
0,4
0,4
0,4
0,4
0,6
0,9
0,9
1,3
0,4-0,5
0,7
0,5
0,5
0,5
0,5
0,5
0,8
1,4
1,2
1,2
3,2-3,3
2,2
1,5
1,5
1,5
1,5
1,5
1,6
1,9
2,2
2,2
4,6-4,7
скольжения 0,75 м/с, а интенсивность изнашивания при нагрузке 1 МПа и скорости скольжения 0,25 м/с.
3
BY 4821 C1
Источники информации:
1. SU 1620452 А1, С 08J 5/16, С 08L 27/18, 1991.
2. Заявка BY 950201, С 08J 5/16, С 08L 77/00, С 08К 13/02, 1997 (прототип).
Национальный центр интеллектуальной собственности.
220072, г. Минск, проспект Ф. Скорины, 66.
4
Документ
Категория
Без категории
Просмотров
0
Размер файла
132 Кб
Теги
04821, патент
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа