Эпоксидная композиция
Владельцы патента RU 2255098:
Федеральное государственное унитарное предприятие "Комбинат "Электрохимприбор" (RU)
Изобретение относится к органическим высокомолекулярным соединениям и композициям на их основе. Полученная композиция может найти применение в различных отраслях машиностроения. Техническая задача - повышение износостойкости эпоксидной композиции для возможности более широкого применения композиции в машиностроении. Предложена эпоксидная композиция, содержащая следующие компоненты (мас.ч.): эпоксидную диановую смолу (100), полиэтиленполиамин (10) и порошок медный электролитический с номинальным размером частиц 0,22 мм (150-200). 1 табл.
Изобретение относится к области химии, к органическим высокомолекулярным соединениям и композициям на их основе, может найти применение в различных отраслях машиностроения.
Известна эпоксидная композиция на основе эпоксидной смолы, включающ,ая карборансодераащий полиэтиленполиамин и наполнитель, в частности порошковое железо (авт.свид. №887612, 1980, патент США №3554956, кл. С 08 51/44).
Недостатком указанной эпоксидной композиции является неудовлетворительная несущая способность силовых конструкций, изготовленных из него при динамическом нагружении трением из-за низкой теплопроводности, что ограничивает область использования в различных отраслях машиностроения.
Известна эпоксидная композиция, содержащая эпоксидную диановую смолу, полиэтиленполиамин при следующем соотношении компонентов, мас.ч.:
Эпоксидная диановая смола - 100
Полиэтиленполиамин - 21-42
(авт.свид. №1608196, С 08 59/50, С 09 62/02, 1990 г.) Недостатками эпоксидной композиции являются низкие значения теплопроводности и ударной прочности при высоких значениях коэффициента трения.
Известна эпоксидная композиция, имеющая следующий состав, мас. ч:
Эпоксидная смола ЭД-5 - 100
Полиэтиленполиамин - 10
Дибузгилфталат - 10
Железный порошок – 200
(Миненков Б.В., Стасенко И.В. Прочность деталей из пластмасс. М.: Машиностроение, 1977 г., стр.21).
Недостатками указанной композиции являются низкие износостойкость, теплопроводность, не позволяющие широко использовать композицию в машиностроении при изготовлении, например, втулок в подвижных деталях оборудования.
Данная эпоксидная является ближайшей по технической сущности к заявляемому техническому решению.
Задачей настоящего изобретения является повышение износостойкости эпоксидной композиции.
Технический результат достигается тем, что в известную эпоксидную композицию, включающую эпоксидную диановую смолу, отвердитель - полиэтиленполиамин, вместо железного порошка добавляют порошок медный электролитический с номинальной величиной частиц 0,22 мм в следующем соотношении компонентов, мас.ч.:
Эпоксидная диановая смола - 100
Полиэтиленполиамин - 10
Порошок медный электролитический с
номинальной величиной частиц 0,22 мм - 150-200
Сущность изобретения выражается в совокупности новых свойств эпоксидной композиции (повышение ее износостойкости и теплопроводности), достигаемых в результате использования в эпоксидной композиции порошка медного с номинальной величиной частиц 0,22 мм. Достижение указанных свойств эпоксидной композиции обеспечивается за счет большей теплопроводности порошка медного в сравнении с железным порошком, результатом чего является лучший теплоотвод от деталей скольжения (втулок) в подвижных соединениях оборудования и, как следствие, меньший нагрев этих деталей. Величина частиц 0,22 является оптимальной, обеспечивающей полную их смачиваемость при степени наполнения 150-200 мас.ч.
Проведенный анализ общедоступных источников информации об уровне техники не позволил выявить техническое решение, тождественное заявленному, на основании чего делается вывод о неизвестности последнего, т.е. соответствии представленного в настоящей заявке изобретения критерию "новизна".
Эпоксидная композиция получается следующим образом: в эпоксидную смолу (например, ЭД-20 ГОСТ 10587-84) в количестве 100 мас.ч. добавляется порошок медный электролитический с номинальным размером частиц 0,22 мм по ГОСТ 4960-75 (150-200 мас.ч.). Полученная смесь тщательно перемешивается в течение 8-10 мин, после чего в нее добавляется отвердитель - полиэтиленполиамин марки А по ТУ 6-02-594-85 (10 мас.ч.), и полученная смесь вновь тщательно перемешивается в течение 3-5 мин. Приготовленная таким образом эпоксидная композиция заливается в формы и устанавливается для полимеризации в сушильном шкафу. Полимеризация эпоксидной смолы происходит в течение 12-16 часов при температуре 60-80°С.
В таблицах 1 и 2 представлены результаты определения теплопроводности и износостойкости эпоксидной композиции. Для определения теплопроводности эпоксидной композиции изготавливались бруски с сечением 10×10 мм и длиной 100 мм. Теплопроводность определялась на установке, содержащей нагреватель, устанавливаемый с одного конца испытываемого образца, камеры и теплового датчика, прижимаемого к другому концу образца. Тепловой датчик был настроен на температуру 60°С, по достижении которой зажигалась контрольная лампочка. О теплопроводности эпоксидной композиции судили по промежутку времени от начала нагрева конца стержня до зажигания лампочки.
Для испытания эпоксидной композиции на износостойкость использовалась установка для испытания материалов на истирание (Бутенко В.И. Исследование качества поверхностного слоя обрабатываемой стали. Известия ВУЗ. Машиностроение. 1979, №4 стр.101-104). В качестве контртела использовали бруски из инструментальной стали ХВГ, закаленной до твердости HRC 60-64. Были приняты следующие режимы испытания: удельное давление контртела на испытуемую поверхность образца Р=1 МПа, скорость скольжения Vск=1 м/сек, без смазки. Износостойкость образцов из эпоксидной композиции измерялась на вертикальном оптиметре ИЗВ-1 с точностью ±0,001 мм.
Анализ представленных в таблице данных показывает, что использование предлагаемой эпоксидной композиции позволяет в 1,7 раза повысить износостойкость деталей из нее по сравнению с прототипом.
Содержание порошка медного в эпоксидной композиции меньше 150 мас.ч. не дает существенного положительного эффекта в сравнении с прототипом.
Увеличение содержания порошка медного больше 200 мас.ч. приводит к получению деталей с раковинами на поверхности и порами в объеме вследствие недостаточности связующих компонентов для обвалакивания частиц порошка.
Использование предлагаемой эпоксидной композиции, получаемой по известным режимам на стандартном оборудовании, позволит получать изделия скольжения в подвижных узлах оборудования с высокой степенью износостойкости.
Эпоксидная композиция, содержащая эпоксидную диановую смолу, полиэтиленполиамин, медный порошок, отличающаяся тем, что эпоксидная композиция содержит порошок медный электролитический с номинальной величиной частиц 0,22 мм при следующем соотношении компонентов композиции, мас.ч:
Эпоксидная диановая смола 100
Полиэтиленполиамин 10
Порошок медный электролитический
с номинальным размером частиц 0,22 мм 150...200
