Антифрикционная композиция и способ ее получения

 

Изобретение относится к антифрикционным композициям на основе эпоксидной диановой смолы и к способам получения антифрикционных композиций, используемых для получения покрытий и изготовления изделий, работающих на истирание в абразивной среде. Изобретение позволяет увеличить износостойкость покрытий и изделий до 0,002-0,007 мм/м, стойкость их к объемным циклическим нагрузкам - до 402-441 циклов для изделий и до 467-503 циклов для покрытий, а также уменьшить коэффициент трения до 0,10 -0,15. Композиция включает, мас.ч.: эпоксидную диановую смолу ЭД 20-100, полисульфидный каучук - 8-12, ε - капролактам 9-11, шлакоситалл фракции 63-125 мкм 48,55-52,5, коллоидно-графитовый препарат с-1-24,0-27,5, глинозем 25,00-27,25, касторовое масло 9,5 - 12,5, полиметилфенилсилоксан формулы @ ,где N = 8-10, 0,95 - 1,25, диэтилентриаминометилфенол 17-20 и органический растворитель 17,6-19,5. Композицию получают смешением эпоксидной диановой смолы с полисульфидным каучуком, нагревом смеси до 75 - 90°С, введением ε - капролактама, нагревом до 130-140°С, выдержкой при этой температуре 8 - 10 ч, охлаждением смеси, введением смазки - смеси шлакоситалла, коллоиднографитового препарата, глинозема, касторового масла и полиметилфенилсилоксана, перемешиванием, введением органического растворителя, диспергированием 8 ч. и введением диэтилентриаминометилфенола. 2 с.п. ф-лы, 3 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН

4 А1

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCKOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Я, Pg jg Л ы .<

;е («»

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4197861/23-05 (22) 05,01.87 (46) 15,05,89, Бюл. 11 18 (71) Особое конструкторско-технологическое бюро Орион" при Новочеркасском политехническом институте им, Серго Орджоникидзе (72) В.В, Бражников, В.А. Носырева, A,А. Вакар, П.Д, Дерлугян, А.С.Сухов, А,И, Столяров и А,Ф, Соловьев (53) 667.637.222(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

11 687089, кл. С 08 L 63/00, i977, (54) АНТИФРИКЦИОННАЯ КОМПОЗИЦИЯ И

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ АНТИФРИКЦИОННОЙ КОМПОЗИЦИИ (57) Изобретение относится к антифрикционным композициям на основе эпоксидной диановой смолы и к способам получения антифрикционных композиций, используемых для получения покрытий и изготовления изделий, работающих на истирание в абразивной среде. Изобретение позволяет увеличить износостойкость покрытий и изделий до 0,002-0,007 мм/м, стойкость их к объемным циклическим нагрузкам до

402-441 циклов для изделий и до 467503 циклов для покрытий, а также уменьшить коэффициент трения до 0 10Изобретение относится к антифрикционным композициям на основе эпоксидной диановой смолы и к способам получения антифрикционных композиций, используемых в качестве покрытий и

И) 4 С 08 ? 63/02, С 08 К 13/02, С 08 J 5/16//(С 08 Ь 63:02, 81:04, 83:04) (С 08 К 13/02, 3:04, 3:22, 5:09, 5:18, 5:34) О, 15, Композиция включает, мас.ч.: эпоксидную диановую смолу ЭД 20-100; полисульфидный каучук 8-12; f-капролактам 9-12; шлакоситалл фракции 63125 мкм 48,55-52,5; коллоидно-графитовый препарат С-1 24,0-27,5; глинозем 25,00-27,25; касторовое масло

9,5-12,5; полиметилфенилсилоксан фор(- Э

1 мулы (CHyiySiO(SiO)>Si(ClHg)3 гле л= !

СеН5

=8-10, 0,95-1,25; диэтилентриаминометилфенол 17-20; органический растворитель 17,6-19,5, Композицию получают смешением эпоксидной диановой смолы с полисульфидным каучуком, нагревом о смеси до 75-90 С, введением f-капролактама, нагревом до 130-140 С, выдержкой при этой температуре 8-1.0 ч, охлаждением смеси, введением смазки — смеси шлакоситалла, коллоидно-. графитового препарата, глинозема, касторового масла и полиметилфенилсилоксана, перемешиванием, введением органического растворителя, диспергированием 8 ч и введением диэтилентриаминометилфенола. 2 с.п. ф-лы, 3 табл. для изготовления изделий, работающих на истирание в абразивной среде.

Цель изобретения — увеличение износостойкости, стойкости к циклическим объемным нагрузкам и уменьшение

1479474 коэффициента трения покрытий и изделий.

В качестве эпоксидной диановой смолы используют ЭД-20 (ГОСТ 1059776), представляющую собой продукт взаимодействия бисфенола А с эпихлоргидрином с содержанием эпоксидных групп ?2,0% и мол,массой 350-450.

В качестве полисульфидного каучука используют жидкий тиокол марки 1 (МРТУ 6-046156-63) с мол.массой 2500 и содержанием SH групп 3,4-2,2%.

В качестве F -капролактама используют лактам Я -аминокапроновой кисло15 ты (ГОСТ 7850-74) с мол.массой

113,16 и т,пл. 68-69 С.

В качестве шлакоситалла используют порошок шлакоситалла, полученный размолом в шаровой мельнице шлакоситалловои плитки (ТУ 21 УССР-247-80) и просеянный с отбором фракции с размером частиц 63-125 мкм, B композиции используют коллоиднографитовый препарат марки С-l (ОСТ

6-08-431-75), касторовое масло (ГОСТ

6757-73), полиметилфенилсилоксан

ПФИС-4 (ГОСТ 15866-70), глинозем по

ГОСТ 6912-74, диэтилентриаминометилфенол УП-583 (ТУ 6-09-4227-76).

В качестве органического растворителя используют смесь ацетона, этанола и бутанола, Пример 1, 100 мас,ч, эпоксидной смолы смешивают с 8 мас.ч, полисульфидного каучука, смесь нагревают до 75 С, вводят 9 мас,ч, f --капролактама, смесь нагревают до 130 С и при периодическом перемешивании выдерживают при этой температуре 8 ч, 40 охлаждают до комнатной температуры, затем в смесь вводят смазочный материал состава, мас.ч,: шлакоситалл фракции -63-125 мкм 48,55; коллоиднографитовый препарат 24,0; глинозем

25,0; касторовое масло 9,5; полиме45 тилфенилсилоксан 0,95, перемешивают, вводят, мас,ч,: ацетон 7,7, этанол

7,7; бутанол ?,2, перемешивают, диспергируют в течение 8 ч, затем вводят 17 мас,ч, диэтилентриаминометилфенола.

Пример 2, 100 мас,ч, эпоксидной смолы смешивают с 10 мас.ч. полисульфидного каучука, смесь нагрева.ют до 85 С, вводят 10 мас,ч, - -као пролактама, смесь нагревают до 135 С и при периодическом перемешивании выдерживают при этой температуре 9 ч охлаждают до комнатной температуры, затем в смесь вводят смазочный материал состава, мас,ч,: шлакоситалл фракции 63-125 мкм 50; коллоидно-графитовый препарат 25,0; глинозем 25,О; касторовое масло 10,0; полиметилфенилсилоксан 1, перемешивают, вводят,1 мас,ч,: ацетон,7, ; этанол 7,8; бутанол 2,3, перемешивают, диспергируют в течение 8 ч, затем, вводя 17 мас.ч, диэтилентриаминометилфенола.

Пример 3, 100 мас,ч. эпоксидной смолы смешивают с 12 мас,ч. полисульфидного каучука, смесь нагревают о до 90 С, вводят 11 мас.ч. Я-капролако тама, смесь нагревают до 140 С и при периодическом перемешивании выдерживают при этой температуре 10 ч, охлаждают до комнатной температуры, затем в смесь вводят смазочный материал состава, мас.ч,: шлакоситалл фракции 63-125 мкм 52,5; коллоиднографитовый препарат 27,5; глинозем

27,25; касторовое масло 12,5; полиметилфенилсилоксан 1,25, перемешивают, вводят,мас,ч,: ацетон 8 5 этанол

8,5; бутанол 2,5,перемешивают,диспергируют в течение 8 ч, затем вводят

20 мас.ч, диэтилентриаминометилфенола.

Пример 4 (контрольный), 100 мас,ч. эпоксидной смолы смешивают с 10 мас,ч. полисульфидного каучука, смесь нагревают до 70 С, вводят

10 мас,ч. E-капролактама, смесь нао гревают до 110 С и при периодическом перемешивании выдерживают при этой температуре 6 ч, охлаждают до комнатной температуры, затем в смесь вводят смазочный материал состава, мас.ч,; шлакоситалл фракции 63-325 мкм 50,0; коллоидно-графитовый препарат 25,0; глинозем 25,0; касторовое масло 10 0; полиметилфенилсилоксан 1, перемешивают, вводят,мас.ч,: ацетон 7,8; этанол

7,8; бутанол 2,3,перемешивают, диспергируют в течение 8 ч, затем вводят

17 мас,ч, диэтилентриаминометилфенола.

Пример 5 (контрольный).

100 мас.ч. эпоксидной смолы смешивают с 10 мас.ч, полисульфидного каучуо ка, смесь нагревают до 100 С, вводят

10 мас.ч, Я -капролактама, смесь нао гревают до 160 С- и при периодическом перемешивании выдерживают при этой температуре 11.ч, охлаждают до комнатной температуры, затем в смесь

5 !4 вводят смазочный материал состава, мас.ч.: шлакоситалл фракции 63I

125 мкм 50,0; коллоидно-графитовый препарат 25,0; глинозем 25,0; касторовое масло 10,0; полиметилфенилсилоксан 1, перемешивают, вводят,мас,ч.: ацетон 7,8; этанол 7,8; бутанол 2,3, перемешивают, диспергируют в течение

8 ч, затем вводят 17 мас,ч, диэтилентриаминометилфенола, Пример 6 (контрольный).

100 мас.ч. эпоксидной смолы смешивают с 10 Mac,÷, полисульфидного каучука и 10 мас.ч. E -капролактама, о смесь нагревают до 135 С и при периоФ дическом перемешивании выдерживают при этой температуре 9 ч, охлаждают до комнатной температуры, затем в смесь вводят смазочный материал состава, мас.ч.: шлакоситалл фракции

63-125 мкм 50; коллоидно-графитовый препарат 25,0; глинозем 25,0; касторовое масло 10,0; полиметилфенилсилоксан l,перемешивают, вводят,мас,ч.: ацетон 7,8; этанол 7,8; бутанол 2,3, перемешивают, диспергируют в течение

8 ч, затем вводят 17 мас.ч. диэтилентриаминометилфенола.

Пример 7 (контрольный), !

00 мас.ч, эпоксидной смолы смешивают с 10 мас.ч. Е -капролактама, смесь о нагревают до 85 С, вводят 10 мас,ч, полисульфидного каучука, смесь нагрео вают до !35 С и при периодическом перемешивании выдерживают при этой температуре 9 ч, охлаждают до комнатной температуры, затем в смесь вводят смазочный материал состава, мас,ч,: шлакоситалл фракции 63-125 мкм 50; коллоидно-графитовый препарат 25,0; глинозем 25,0; касторовое масло 10,0; полиметилфенилсилоксан I> перемешивают, вводят, мас.ч.: ацетон ?,8; этанол 7,8; бутанол 2,3, перемешивают, диспергируют в течение 8 ч,затем вводят 17 мас,ч, диэтилентриаминометилфенола.

П р и.м е р 8 (контрольный).

100 мас.ч. эпоксидной смолы. смешивают с 10 мас,ч, полисульфидного каучуо ка, смесь нагревают до 85 С, вводят

10 мас,ч. Я -капролактама, смесь нао гревают до 135 С и при периодическом перемешивании выдерживают при этой температуре 9 ч, охлаждают до комнат ной температуры, затем в смесь вводят смазочный материал состава, .мас,ч,: шлакоситалл фракции 6379474 6

125 мкм 50; коллоидно-графитовый препарат 25,0; глинозем 25,0; касто- . ровое масло 10,0; полиметилфенилсилоксан 1, перемешивают, вводят мас.ч.: ацетон 7,8; этанол 7,8; бутанол 2,3 перемешивают, диспергируют в течение 7 ч, затем вводят

17 мас.ч. диэтилентриаминометилфеI0 иола.

Иэделие на основе композиции получают методом свободной заливки в форму.

Покрытие получают нанесением на метаЛлическую поверхность композиции, доведенной до рабочей вязкости 30- .

35 с для пневматического распыления, Необходимую толщину покрытия получают повторным нанесением слоев.

Термообработку материала и покрытия осуществляют. по следующему режиму: после заливки в форму или нанесения слоя покрытия выдержка при ком25 натной температуре 24 ч, затем нагрев о до 100-105 С и выдержка при этой температуре 5 ч.

В табл, l приведены физико-механические и триботехнические характерисЗ0 тики материала и покрытия, полученных из композиций по примерам 1-8, В табл, 2 приведены составы композиций, содержащих либо не все компоненты композиции, либо компоненты при запредельных значениях соотношения, Свойства материала и покрытия на основе композиций по примерам 1-3 и

9 — 15 (см, табл.2) приведены в табл.3, 40формула изобретения

1. Антифрикционная композиция, включающая эпоксидную диановую смолу, смазку и аминный отвердитель, о т4В л и ч а ю Щ а я с я тем, что, с целью увеличения износостойкости, стойкости к циклическим объемным нагрузкам И уменьшения коэффициента трения изделий и покрытий на ее основе; в качестве смазки она содержит смесь шлакоситалла фракции 63-125 мкм, коллоидно-графитового препарата, глинозема, касторового масла и полиметилфенилсилоксана общей формулы

СН3

I (CH3j3SiO (SiO) „SiiCH )

С6Н, !

24,00-27,50

25,00-27,25

9,5-12,5 где n=8-10, в качестве аминного отвердителя она содержит диэтилентриаминометилфенол и дополнительно иолисульфидный каучук, Я -капролактам и органический растворитель при следующем соотношении компонентов, мас.ч,:

Эпоксидная диановая смола 100

Полисульфидный каучук 8-12

Я -KBIfpOJIGKTBM 9-11

Шпакоситалл- фрак— ции 63-125 мкм 48,55-52,50

Коллоидно-графитовый препарат

Глинозем

Касторовое масло

Полиметилфенилсилоксан указанной формулы 0,95-1,25

Диэтилентриаминометилфенол 17-20

Органический растворитель 17,6-19,5

2. Способ получения антифрикционной композиции смешением эпоксидной диановой смолы со смазкой с последующим добавлением аминного отвердителя, отличающийся тем, что, с целью увеличения износостойкости, стойкости к циклическим объемным нагрузкам и уменьшения коэффициента трения изделий и покрытий на ос" нове композиции, эпоксидную диановую смолу смешивают с полисульфидным каучуком, полученную смесь нагревают до 75-90 С, вводят E капролактам, 1О

СН3

1 (cii3)3sio folio)„si(cage

С6Н5 где п=8-10, и органический растворитель, диспергируют 8 ч и вводят в качестве аминного отвердителя диэтилентриаминометилфенол при следующем соотношении

2р компонентов, мас.ч.:

Эпоксидная диановая смола 100

Полисульфидный каучук

25 Я-капролактам

Ылакоситалл фракции 63125 мкм 45,55-52,50

Коллоидно"графитовый препарат

Глинозем

Касторовое масло

Полиметилфенилсилоксан указанной формулы 0,95-1,25

Диэтилентриаминометилфенол

Органический растворитель !7,6-19,5

8-12

9-11

24,00-27,50

25э00 27ф25

9,5-12,5

17-20

79474 8 нагревают до 130-140 Ñ и при перемешивании выдерживают при этой температуре 8-10 ч, после охлаждения в смесь вводят смазку, состоящую из шлакоситалла фракции 63-125 мкм, коялоидно-графитового препарата, глинозема, касторового масла и полиметилфенилсилоксана обшей формулы

1479474.-3

С 1 С 1 С ) С ) 1 е е е в

I

СЧ

Щ

1

1 х (I х

О со с) в л е

СЧ СЧ CV

1

I !

CV СЧ СЧ CV

00 00 СО сO в а в в лллл

СО»! СО е е л 0 О л

1

1 сО сО

a a e ч0 m (1

Щ х о

ОО СО л в л(00 СО л в

1 х х с

I 1 оллл

СЧ

1

01

-о оооо ( о (л х

Э о

N о а о

)„ и

CI)

)С) С ООООО л е в в е в

ООООО ооо в л е сЧОО

С) а Л! o л ь

СЧ

l

Я х

I о х .8 а о о о е в л е осоо о

СЧС)а I a л лс) оо л A в в ол оо а ал

СТ 1 о о

) !

I (ООООО

С ) СЧ " I

ОООО О

Р \ СЧ « "» «1

6)

)„" о

Е о

i A о х

ООООООО

ООООООО

I х !

Ь вЂ” СЧ A N e

О\» ° х

Е л х х

« х о

Е о

Х

1 ф

Ю х х

6)

K а

1 1 I

O e e 5 C))

Е .8 cJ с) I о х

I о

1 т

1

I и

СО л о

1 оо л а

)л л

СЧ СЧ оо в е

М i ll

СЧ СЧ оо а л оо аа

t

1

1 4 1

I

t

M

Clj

1 х

1 1

l f н Ъ

С 4

C 1

ОО

° л оо

04Ъ

С Ъ С Ъ

О О л о о О

Ю --

o -o

СЪО СЧ СЧ

СО

С0 С Ъ .СЪ О

° л оо

СЪ О С Ъ

СЪ О

a « о о

С Ъ

СЧ

Сл(1

qj !

О\ !

С 4

С Ъ

СЧ

CO С Ъ о

«л оо л

ОЪ

СЧ 1

С Ъ f

К)

С 4 С Ъ

4Ъ O л « оо

СЧ

ОСЪ

4Ъ О л л о о!

04 (С0

СЧ 1

ОЪ

С4

С4 х х (2 а !

С о (» л

ОЪ С Ъ с Ъ О

° л

o o ( о.«« оо О

Ю

СЧ

СЧ

СЧ

I !

I

1

t

I а

ОЪ

o—

С Ю

«л ою

СЧ с о

° л оо о л

С 4

1 Е

I Х а

1 х

Х и х х х

Й

Е о х а х

CO

О О сч о л л о о

Ch

0О О

eu o

«л оо.Ф 1

uD 1

СЧ

1 !

04

РЪ

С4

С 4 л

4Ъ О

-о л л оо

О б Ю

° « о о о

CO

1

РЪ

Э х

Х

О

QJ х х х

0( х

Ф

Е

1 о

i х

О.СЧ оо — о

° л оо

С Ъ сч о

-о

«« оо

О л

ЧР л

О СЪ

Р Ъ

Ю

Щ

CV

Ю О

-- o

-о

° « оо

1ГЪ сч о

-о

° « оо л О 1

I х

Й Е

Rye

Е

Х Э ф л

Д,lO Е

E. O 0J

О 4С

CJ Е 0J х х

>Х !С CJ

О ос, E Э сб о х х а

И

Д и о х

Р о а

Д

Е» и о н

4ч и о х х 6) х ж хх х о а

Э а

l

I

Э !

С

CJ

У х х х

Э х а х х

К

О

QJ х х х

0(И

Э

Е

I о х х

«

СЧ С Ъ

СЧ

С Ъ

С Ъ

С Ъ

Сл) л О л

СЧ СМ

Сл(Ch л (чЪ

«

СО б Ch

CO

«

СЪ

СЪ О

Х л Э

«й(Щ Х

О 0j

v y 352

1479474 х !

С х

E и х а

Х

0j а

Clj

00 о -

00 ««О

-- o сч

РЪ о

«Ю

-- o сч

Ю л

О 1 4

«Э

-- о х

Ю С Ъ о -о

-- о <ч

СЪ

o - о

e o—

СМ

О -0.

CO «ССЪ оо

О iСЪ о «о o— л о ло

4Ъ Юл

С 4

О СЪ о «ю

СЪ О— л

Ц

5 л

Д л

Д

U о и

СС О

CJ Х

04 Х

Г» ь

iО M

-- o

° ° сч оо

Е

I Э

Э ф ю х Е

Э Д л Х

3Н4 о

ХХч4 О

Ф3 «ох

4 04 СС Х 0

Q2 хжо

1 х 1

Ф х

Г х

Е х э 1

И

Е д Р х 4