Антифрикционная полимерная композиция и способ ее получения
Изобретение относится к антифрикционным самосмазывающимся композициям на основе полиамидов, а также способам их получения и может быть использовано в машиностроении. Изобретение позволяет улучшить антифрикционные свойства, износостойкость, преимущественно в воде, за счет того, что композиция на основе смеси полиамидов высокомолекулярного полиэтилена низкого давления (2,0-6,0 мас.%) и политетрафторэтилена (0,5-2,0 мас.%) дополнительно содержит графитированное волокно (10,0-17,5 мас.%), окись алюминия (10,0-17,5 мас.%) и поливиниловый спирт (2,0-4,0 мас.%), а в качестве полиамидов используют полигексаметиленадипинамид (остальное) и полидодеканамид (5,0-12,5 мас.%). Способ приготовления композиции заключается в соединении при сухом перемешивании полигексаметиленадипинамида с поливиниловым спиртом и частью окиси алюминия, а полидодеканамид - с графитированным волокном. Полученные смеси раздельно пластицируют, экструдируют и гранулируют. Политетрафторэтилен и высокомолекулярный полиэтилен низкого давления по отдельности соединяют с оставшимся количеством окиси алюминия. Из полученных смесей раздельно приготавливают нити диаметром 0,1-0,5 мм, из которых получают волокна диаметром 0,05-0,10 мм и измельчают их до длины 3-10 мм, 2 табл.
союз советских социАлистических
РЕСПУБЛИК
„„SU „„1558932
А1
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ по изОБРетениям и ОткРытиям
ПРИ ГКНТ СССР
1 (2i) 4298549/23-05 (22) 18 ° 08.87 (46) 23 04 90а Бюл ¹ 15 (71) Особое конструкторско-технологическое бюро "Орион" при Новочеркасском политехническом институте им. С. Орджоникидзе (72) А.А. Бакар, В.В. Кузнецов, П.Д. Дерлугян, Т.Г. Мшвениерадзе и О,М4 Клименко (53) 678.6?5(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР . № 794046, кл. С 08 1 77/ОО, 1979. (54) АНТИФРИКЦИОШ1АЯ ПОЛИМЕРНАЯ КОМПОЗИЦИЯ И СПОСОБ ЕЕ ПОЛУЧЕНИЯ (57) Изобретение относится к антифрикционным самосмазывающимся кампозициям на основе полиамидов, а также способам их получения и может быть использовано в машиностроении. Изобретение позволяет улучшить антифрикционные свойства, износостойкость, преимущественно в воде, за счет того, что композиция на основе смеси полиамидов высокомолекулярного полиэти-.
Изобретение относится к антифрикционным самосмазывающимся композициям на основе полиамидов, а также к способам их получения и может быть использовано в различных областях машиностроения, приборостроения, авиаи судостроения, для изготовления вкладышей подшипников скольжения, скользящих направляющих и опор скольжения, работающих без смазки в воздушной и водной средах. (51)5 С 08 Л 5/16, С 08 1. 77/00, С 08 К 13/04 // (С 08 К 13/04, 3:22, 7:04) 2 лена низкого давления (2,0-6,0 мас.7) и политетрафторэтилена (0,5-2,0 мас.Ж) дополнительно содержит графитированное волокно (10, 0-1 7, 5 мас. X), окись алюминия (10,0-17,5 Mac X) и поливиниловый спирт (2,0-4,0 мас Ж), а в качестве полиамидов используют полигексаметиленадипинамид (остальное) и полидодеканамид (5,0-12,5 мас.X).
Способ приготовления композиции заключается в соединении при сухом перемешивании полигексаметиленадипинами- да с поливиниловым спиртом и частью окиси алюминия, а полидодеканамид— с графитированным волокном. Полученные смеси раздельно пластицируют, экструдируют и гранулируют. Политетрафторэтилен и высокомолекулярный полиэтилен низкого давления по отдельности соединяют с оставшимся количеством окиси алюминия, Из полученных смесей раздельно приготавливают нити диаметром 0,1-0,5 мм, из которых получают волокна диаметром 0,050,10 мм и измельчают их до длины
3-10 мм. 2 с.п. ф-лы., 2 табл.
Целью изобретения является улучшение антифрикционных свойств и увеличение иэносостойкости, преимущественно в воде.
Предлагаемую композицию получают следующим образом.
Высокоплавкий полиамид (полигексаметиленадипинамид — ПА-66) смешивают при 15-32 С в течение 10-30 мин с поливиниловым спиртом (ПС) и 90Х от общего количества окиси алюминия, По1558 32 лученнуьэ сырьевую смесь пластицируют при 257-285 С и экструдируют, Давление в экструдере 35-60 NJIa. Частота вращения шнека при шаге нарезки
0.,7-D (где D — диаметр шнека) 30—
80 об/мин. Расплав сырьевой смеси пропускают под давлением экструзии через охлаждаемую экструзионную головку, длина формуюцей части которой соотносится с ее диаметром как 150...
200/ 1. (Скорость движения экструдата
10-50 м/мин). Полученный на выходе из головки отвержденный пруток диа метром 6-10 мм (зависит от диаметра формующего канала) охлаждают при пропускании через масляную ванну с температурой масла 7-12 С и измельчают на гранулы длиной 3-10 мм. Получают композицию А. 20
Низкоплавкий полиамид (полидодеканамид — ПА-12) смешивают при 1532 С в течение 10-30 мин с графитированными волокнами (ГВ) длиной 5-50 мм.
Подготовленную смесь пластицируют при 25
180-200 С и экструдируют через охлаждаемую удлиненную экструзионную головку. Давление экструзии 35-60 МПа.
Охлажденный в масляной ванне до 712 С экструдат измельчают на гранулы длиной 3 — 10 мм, Получают композицию В.
Несовместимый полимер политетрафторэтилен (ПТФЭ) смешивают при 15
32 С в течение 10-20 мин с 3Х от общего количества окиси алюминия. Другой несовместимый полимер — высокомолекулярный полиэтилен низкого давления (ВМПЭНД) смешивают с 7Х от общего количества окиси алюминия. Из полученных смесей раздельно приготавливают нити при давпении 30-35 МПа диаметром О, 1-0,5 мм, которые затем подвергают термообработке при температурах соответственно 370+5 и 210+5 С, после чего из полученных нитей методопР гидростатической экструзии получают волокна диаметром 0,05-0,1 мм и измельчают их до длины 3-10 мм. Получают композиции С и D ! 50
Полученные композиции А,В,С и D соединяют при сухом перемешивании, о затем ластицируют при 257-285 С, смешивают в расплаве и. гранулируют. Композиция может быть переработана в изделия всеми известными методами для переработки термопластов.
2,0-6,0
2,0-4,0
0,5-2,0 давления
Поливиниловый спирт
Политетрафторэтилен
Полигексаметиленадипинамид Остальное
2. Способ получения антифрикционной полимерной композиции на основе смеси полиамидов, включающий сухое перемешивание компонентов, пластификацию, смешение в расплаве и гранулирование, отличающийся тем, что, с целью улучшения антифрикционных свойств и увеличения износостойкости, преимущественно в воде, предварительно перемешивают полигексаметиленадипинамид с поливиниловым спиртом и частью окиси алюминия, а полидодеканамид — с графитированным волокном, полученные смеси А и В раздельно пластицируит, экструдируют и гранулируют, политетрафторэтилен и высокомолекулярный полиэтилен низкого давления по отдельности соединяют с оставшимся количеством окиси алюминия, из полученных смесей С и D раздельно при— готавливают нити диаметром 0,1-0,5 мм, из которых получают волокна диаметром 0,05-0,1 мм и измельчают их до длины 3-10 мм, причем добавление окиси алюминия к указанным смесям А-D осуществляют пропорционально массе компонентов, с которыми ее смешивают.
Образцы из полученной ан гифрикционной полимерной композиции получают методом литья под давлением.
Составы полимерной композиции и свойства даны в табл. 1 и 2.
Формула и з о б р е т е н и я
1. Антифрикционная полимерная композиция, включающая смесь полиамидов„ высокомолекулярный полиэтилен низкого давления и политетрафторэтилен, о т и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью у." "чшения аптифрикционных свойств и увеличения износостойкости, преимущественно в воде, композиция содержи-, в качестве полиамидов полигексаметиленадипинамид и полидодеканамид и дополнительно графитированное волокно, смесь алюминия и поливиниловый спирт при следующем соотношении компонентов, мас. :
Графитированное волокно 10,0-17,5
Окись алюминия 10 0-17,5
Полидодеканамид 5,0-12,5
Высокомолекулярный полиэтилен низкого
1
О
4 СЧ 1
О И
О4 ОГ л л
° е (1 С 1
L1 л
I 1 а о ф х
М еО Г
Г ф Ое
Ое есе е л
Ч4
М СЧ н е (Ч
О> ( со (4
О ch м
О С4
ГО ((4 л а
Се\ (СГ л м л
ОГ
СЧ о (.Р
О (C4 Å чс м о х
I о
Р
Ел!
1 м
О\
Г а (1
О( л сО
ОГ
О сЧ а м о а
С ь е со
СГе е
О м (С(о
1 л м
3(4
С 4 ь со м
Ое
° Ф о со (о м!
I e I а!
l Ф
1 Я
1 1
О4 О1
Л Г е
С 4 М
ОГ
Г л
СО и
СО
О" Г о ео Ю
Ое (О
Г
Ot eo (СГ
Г а (о (/4 л
1 л (\ о
1 ее
СС1
О е л о (Ч
О ((4 м сч (СГ
Г л м
СЧ
М С4
1 СГ (tI
1 44 о
I ам л
«о о ь оо л л оо (4 (Ч
О м
О
4 е
L 4 л сО и 4
»Г ео
С 4 Ю
«о о о оо л л
О4 М а о
Г
Ое
Г л
РО и
«О о о (СГ ОГ л л с
О1
Ю (4 л с4
С 4 ь
«4
О1
tC4 W
Г Л мм
О4 о сч л сО со (Г\
«о о
О о л
СЧ м с.
С 4
Г (Ч
O((O оо
СЧ Ч:>
«о о о о л
О1 оо оо
О
С 4 о м
СЧ О (Р о
Г п
4 ф (4
СЧ
О1
СЧ (С4
СЧ а л (о м
СГ(ео
С6 ф ! о
>х о
ctl
c: о о (» и о
> (е( хР е и
Е о х а> х о
Ц
Р (d х о
44 (»
O х ф
44 Х ц о о х ф Э
4 х ж х .О
f х (44 х о х
X о ф
tt1 44
1 °
v v о ф
o z
I 1 1
ХЦХ Ч4 о о о.
A Р, Х, 1-+ — 4 ! !
«4 хо5ц
4.Х О
Х 4(44 ОГ
Е о (4 Х
Р
k о
1 U и ф
3 558932
О 4
О О (Ч л
41 ° л
О С 4
1.О
О 1 ("Г (4
1 л б о о о а сО ОГ с(о о о л еО Ф СЧ
1 ф 4 ее ф о
Р
О ХХ О 4» О
U Х ("1 С»4
О"е сЧ— л оо м (O (1
СС4 СЧ л оо (о ф л
СЧ
t а оь
О л (1
1 а л оо О с 4
СЧ С 4
I о о
СО (Р
С 4
I оо ео
СЧ СЧ
l о
Ю ф м (V
° P оо л (Ч ! оо
\44 д
Х Й tf ((4
ХХCIC4V о
3
z x о
Х " ц
СГ ф х
l7i
64 !
Р
\ о
4(" л(Е (ГГ
ы о х ф х (»
О4 Х
С4
Г о
Ц ф (°
Р Г
v ь м
1 л с 4 о
О
I ф л ф сЧ
Ое еО ф С4 !
Ot О1 ((4 ! м
Ое е, л е
С, ( т
l о
O Oe !
Ot О; е, е.
1558932
Таблица -2
Способ получения
Пример
Коэффициент трения
Композици
Контртел при при возсжа изгитии бе воз- вода дух оз- вода ух
97,4 62,8 рольные
2 ПА-бб, ПС и часть Л1 0э соединяют при сухом перемешивании, пластицируют, смешивают в расплаве и . гранулируют
ПТФЭ и часть Al 0 соединяют при сухом перемешивании, из полученной смеси приготавливают нити, из которых получают волокна и измельчают их (d >
0,075 мм; 1в 3-10 мм)
ВМПЗНД и оставыуюся часть
А1 0> соединяют при сухом перемешивании, из полученной смеси приготавливают нити, из которых получают волокна и измельчают их (d - =0,075 мм;
1 в = 3-10 мм)
ПА-12 и ГВ соединяют при сухом перемешивании, пластицируют, смешивают в . расплаве и гранулируют
Полученные композиции соединяют при сухом перемешивании, пластицируют, смешивают в расплаве и гранулируют
8 Изготавливают композицию по примеру 2, но при этом из смесей ПТФЭ с Л1 0 и
ВМПЭНД с Л1 0в приготавливают волокна диаметром йв= 0,05 мм
9 Изготавливают композицию по примеру 2, но при этом из смесей ПАЗ с Лl 0> и
ВМПЭНД с Л1 0в приготавливают волокна диаметром
ЙвОр1мм
КонтИнтенсивность изна- редел прочшивания, мкм/км ности, МПа
0,18 0,0: 232 2,0 47, 3,0
0,10 0,054 240 2,5 53 4,0 98,2 63,4
0,19 0,054 251 3,0 54 5,0 96,3 62,7
Продолжение табл. 2
1558932
Пример
Интенсивность изна шивания, мкм/км
Способ получения
Коэффициент трения редел прочости, МПа
Контрте
Композици рн при воз- вода жа изгиии бе оз- вода ух воз- вода дух
0,20 0,058
17
0,20 0,059
0,21 0,063
0,22 0,065
20
Изготавливают композицию по примеру 2, но при этом из смесей ПТФЭ с
А1 0з и ВМПЭНД с A1 0з приготавливают волокна диаметром d 8 = 0,14 мм
Изготавливают композицию по примеру 2, но при этом из смесей ПТФЭ с Л1 0 9 и
ВМПЭНД с А1 0 приготавлив ают волокна длиной 1 =
= 0,5-3 мм
Изготавливают композицию по примеру 2, но при этом из смесей ПТФЭ с Л1 03 и
ВМПЭНД с Л1 0 приготавливают волокна длиной
1 = 10-20 мм
Изготавливают композицию по примеру 2, но при этом из смесей ПТФЭ с A1 0g и
ВМПЭНД с Л1 03 приготавливают нити диаметром он=1 мм
ПА-66, ПС и часть Al<0 3 р,23 0,067 соединяют при сухом перемеыивании, пластицируют, смешивают в расплаве и гранулируют ПТФЭ и оставшуюся часть Аl 03 соединяют при сухом переиешивании, из полученной смеси приготавливают нити,из которыхполучают волокна и измельчают их (<1 в = 0,075 мм, 1 = 3-10. мм)
Из ВМПЭНД приготавливают нити, из которых получают волокна и измельчают их
< в = 0,075 мм 1в
10 им)
ПА-12 и ГВ соединяют при сухом перемешивании, пластицируют, смешивают в расплаве и гранулируют
Полученные композиции соединяют при сухом перемешивании, пластицируют, смешивают в расплаве и гранулируют
274 4,0 60 7,0 92,8 58,1
293 3,5 58 5,0 97,3 61,4
301 4,0 60 5,0 96,9 60,9
312 4,5 63 4,5 96,7 60,8
295 40 59 50 973 628
1558932
Продолжение табл. 2
Интенсивность изнашивания, мкм/км
Коэффициент трения
Способ получения
Пример радел прочности, МПа
Контртел
Композици воэвода изгибе сжа воз- вода
АТ>
J оз- вода ух тии
ПА-66, ПС и часть А1 0 соединяют при сухом перемешивании, пластицируют, смешивают в расплаве и гранулируют
Из ПТФЭ приготавливают нити, из которых получают волокна и измельчают их (dg =- 0,075 мм, 1 =
3-10 мм)
ВМПЭНД и оставыуюся часть
Al<0z соединяют при сухом перемешивании, из полученной смеси приготавливают нити, из которых получают волокна и измельчают их (d в=0,075 мм, 1р= 3 10мм)
1IA-12 и ГВ соединяют при сухом перемешивании, пластицируют, смешивают в расплаве и гранулируют
Полученные компоэищщ со" единяют при сухом перемешивании, пластицируют, смешивают в расплаве и гранулируют
ПА-бб, ПС, А1 ОЗ и ПТФЭ соединяют при сухом перемешивании, пластицируют, смешивают в расплаве и гранулируют
Из ВМПЭНД приготавливают нити, из которых получают волокна и измельчают их (dg = 0,075 мм, 1 „
3-10 мм)
ПА-12 и ГВ соединяют при сухом перемешивании,пластицируют, смешивают в расплаве и гранулируют
Полученные композиции соединяют при сухом перемешивании, пластицируют, смешивают в расплаве и гранулируют
ПА-бб, ПС, Al 0 и В11ПЭНД соединяют при сухом пере0,22 с, 066 302 4,0 63 5,5 97,5 62,7
0,24 0,072 328 4,5 61 5,0 97,6 62,1
0,25 0,074 340 5,0 65 5,0 9?,5 62,0!
558932
Продолжение табл; 2
Пример
Способ получения
Ко эффи цие н т трения
Интенсивность изна шивания, мкм/км редел проч ости, МПа
Композици
Контрте воз вода при при сжа изги тии бе воз- вода дух оз- вод ух мешивании, пластицируют, смешивают в расплаве и гранулируют
Из ПТФЭ приrотавливают нити,из которых получают волокна и измельчают их (1,=0,075>m,,=
= 3-10 ми)
ПА-12 и ГВ соединяют при сухом перемешивании,пластицируют, смешивают в расплаве и гранулируют
Полученные композиции соединяют при сухом перемешиваиии, пластицируют, смешивают в расплаве и гранулируют
ПА-66, ПС, Л1 0з,ВМПЭНД и ПТФЭ соединяют при сухом перемешивании, пластицируют, смешивают в расплаве и гранулнруют
ПА-12 и ГВ соединяют при сухом перемешиванин, пластицируют, смешивают в расплаве и гранулируют
Полученные композиции соединяют прп сухом перемешивании, пластицируют, смешивают в расплаве и гранулируит
Приготавливают композицию при сухом перемешивании всех компонентов, их пластикацией при нагреве,смешением в расплаве и грануляцией
71 7 5 94 3 60, 0,25 0,076 377 7
О, 28 О, 089 408 10 79.8,0
91,7 59,3
Составитель Г. Рыбасова
Техред А. Кравчук Корректор С.Иекмар
Редактор Н. Гунько
Заказ 817
Тираж 437
Подписное
В КЯПАЗ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР
ВН ПИ
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5
Производственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул. Гагарина,101
