Антифрикционный композиционный материал


 


Владельцы патента RU 2495060:

Федеральное государственное унитарное предприятие Особое конструкторско-технологическое бюро "ОРИОН" (RU)

Изобретение относится к композиционным материалам на основе полимеров, в частности, в качестве конструкционных материалов для создания узлов трения, где применение смазок и воды ограничено или недопустимо. Композиция содержит полиэтилен низкого давления и в качестве добавки медный поликомплекс полиакриламида, в состав которого введен комплекс Nd, структурной формулы бис-[2-(2-оксо-3,5-ди-трет-бутилфенил-имино)-4,6-ди-трет-бутил-циклогекса-3,5-диенон]Nd. Полученная композиция характеризуется низким коэффициентом трения и высокой твердостью, а также обладает пониженными линейным и весовым износом. 2 табл., 5 пр.

 

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано при создании антифрикционных материалов на основе полимеров, в частности композиционных материалов для создания узлов трения, где применение смазок и воды ограниченно или недопустимо.

Известен композиционный материал на основе полиэтилена низкого давления (ПЭНД), содержащий в качестве добавок - термообработанный силикат и галогенсодержащий олигомер (пат. 22883325, 2004 г., C08L 23/02) Наиболее близким аналогом по технической сущности к предлагаемому изобретению является антифрикционная полимерная композиция, содержащая полиэтилен низкого давления и в качестве добавки бис-[2-(2-оксо-3,5-ди-трет-бутилфенилимино)-4,6-ди-трет-бутил-циклогекса-3,5-диенон]Al(III), представляющий собой комплекс А1 (пат. 2445323, 25.08.2010, C08J).

Однако, изделия, полученные из известной композиции, имеют значительные линейный и весовой износ и недостаточную твердость, что снижает срок их службы.

Перед авторами стояла задача увеличения срока службы узлов трения, работающих в сухую, путем снижения весового и линейного износа, повышения твердости.

Эта задача решена тем, что композиционный материала содержит полиэтилен низкого давления и добавку, представляющую собой медный поликомплекс полиакриламида, в состав которого введен комплекс Nd, при следующем соотношении компонентов, в мас.%:

Полиэтилен низкого давления 50-55
Комплекс Nd 0,01
Медный поликомплекс полиакриламида 49,99-44,99

Предлагаемый антифрикционный композиционный материал получают следующим образом:

Сначала получают добавку. Для этого 0,2 г медного порошка растворяют в 40 мл 10% раствора аммиака. Полученный раствор смешивают с 40 мл 6%-го водного раствора полиакриламида. Далее из полученного раствора ацетоном или этиловым спиртом в соотношении 1:1 к полученному объему, высаждают медный поликомплекс полиакриламида. При этом в раствор ацетона или этилового спирта в качестве инициатора процесса высаждения предварительно вводят 0,01 г/л комплекса Nd.

Комплекс Nd представлен структурной формулой:

где Bu-t обозначает третичный бутил. Указанный комплекс бис-[2-(2-оксо-3,5-ди-трет-бутилфенилимино)-4,6-ди-трет-бутил-циклогекса-3,5-диенон]

Nd(III) синтезирован путем добавления к раствору 2.66 г (12 моль) 3,5-ди-трет-бутил-1,2 дигидроксибензола в 60 мл этанола при перемешивании раствора 0,72 г (3 моль) гексагидрата неодима хлорида (III) в 30 мл этанола. После добавления 5 мл 25% водного раствора аммиака раствор встряхивался (или барботировался воздухом) в течении 5 часов. Выпавший осадок отделили фильтрованием и промыли 10 мл воды а затем 10 мл этанола. Осадок кристаллизовали из хлороформа. Полученный комплекс Nd растворяется в бензоле, толуоле, обладает устойчивостью к высоким температурам (Тпл=170°C) и выдерживает хромотографическую очистку на оксиде алюминия, при которой большинство координационных соединений металлов подвергаются деструкции. Совокупность приведенных данных позволяет считать его перспективным объектом в качестве компонентов катализатора или инициатора радикальных процессов при различных условиях использования.

Вводимый в раствор комплекс Nd не только выполняет роль инициатора процесса высаждения, но и входит в состав полученного медного поликомплекса полиакриламида и повышает, таким образом, степень кристалличности получаемого композиционного материала. В свою очередь, повышение степени кристалличности способствует не только улучшению антифрикционных характеристик, но и повышению твердости материалов. Затем полученный медный поликомплекс полиакриламида сушат при температуре 60-65°C, в течении 1.5 часа после сушки его размалывают до порошка. Порошок просевают через сито №4.

Далее полученный порошок медного поликомплекса полиакриламида смешивают с полиэтиленом низкого давления (например, полиэтилен марки 277) до однородной массы и прессуют изделия.

Составы разработанных по изобретению композиционных материалов приведены в таблице 1.

Таблица 1
Компоненты Содержание масс.% по прототипу
1 2 3 4 5
Полиэтилен низкого давления 50 50 52,5 55 98
Медный поликомплекс Полиакриламида 50 49,99 46,49 44,99
Комплекс Nd - 0,01 0,01 0,01 2

Полученные методом прессования из разработанного композиционного материала образцы подвергали комплексу физико-механических и трибологических испытаний.

При этом контролировались следующие основные параметры: коэффициент трения, линейный и весовой износ, твердость.

Коэффициент трения определяли на торцевой машине трения при скорости относительного скольжения V=0.0735 м/с, нагрузке 5МПа, при отсутствии смазки в зоне трения. Твердость определяли на приборе АС-111 (Производство Венгрия) Продолжительность испытаний на машине трения - 7 часов. Введение в высадитель комплекса Nd способствует не только увеличению скорости высаждения, но и более полному высаждению медного поликомплекса полиакриламида из раствора. Результаты испытаний представлены в таблице 2.

Таблица 2
Композиция Прототип
1 2 3 4 5
Твердость кг/мм2 11,0 12,9 11,1 10,69 7,4
Коэффициент трения при V=0.0735 м/с. Руд=5 мПа, всухую 0,11 0,09 0,07 0,07 0,09
Весовой износ, г 0,006 0,006 0,004 0,004 0,007
Линейный износ, мкм 0,052 0,047 0,046 0,049 0,54
Скорость высаждения медного поликомплекса полиакриламида г/мл 0,14 0,28 0,27 0,27 -

Как видно из таблицы 2 применение разработанного антифрикционного композиционного материала для узлов трения, работающих без смазки, способствует значительному увеличению срока службы трущихся узлов за счет снижения линейного и весового износа а так же повышению твердости изделия.

На основании вышеизложенного считаем, что предлагаемое решение задачи соответствует всем критериям, необходимым для признания его изобретением и может быть защищено патентом Российской Федерации.

Антифрикционный композиционный материал, содержащий полиэтилен низкого давления и добавку, отличающийся тем, что он содержит в качестве добавки медный поликомплекс полиакриламида, в состав которого введен комплекс Nd, при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Полиэтилен низкого давления 50-55
Комплекс Nd 0,01
Медный поликомплекс
полиакриламида 49,99-44,99



 

Похожие патенты:
Изобретение относится к способу соединения двух фасонных изделий формовочной массой. Фасонные изделия состоят из формовочной массы ПА11 и ПА12.

Изобретение относится к усовершенствованному способу получения раствора соли двухосновных кислот и по меньшей мере одного диамина для получения полиамида. .

Изобретение относится к способу растворения арамидного полимера в серной кислоте с использованием пластикатора с двумя направляющими. .
Изобретение относится к композициям на основе полиамидной смолы и может использоваться в качестве упаковочного материала. .

Изобретение относится к смазочной композиции для изготовления целлюлозно-термопластовых композитных изделий, используемых в архитектуре и автомобилестроении. .

Изобретение относится к композиции на основе полиамидной смолы, состоящей из полиамидной смолы (А) в качестве матрицы и модифицирующего полимера (С), диспергированного в ней, обладающего функциональной группой (В), взаимодействующей с полиамидной смолой (А), в которой растягивающее напряжение при разрыве модифицирующего полимера (С) составляет 30 до 70% от растягивающего напряжения при разрыве полиамидной смолы (А) и удлинение при растяжении в момент разрыва модифицирующего полимера (С) составляет 100 до 500% от удлинения при растяжении в момент разрыва полиамидной смолы (А), а также пневматическая шина и рукав, применяющие таковую.

Изобретение относится к сложнополиэфирной полимерной композиции, к способу ее получения, а также к формованному изделию из нее, такому как пленка, лист и тонкостенный полый контейнер.

Изобретение относится к полиамиду, который может быть получен полимеризацией в присутствии, по меньшей мере: (i) мономеров двухосновных карбоновых кислот и диаминов или их солей; (ii) от 0,05 до 0,5% мол., по отношению к суммарному числу молей мономеров, образующих полиамид, полифункционального соединения, содержащего, по меньшей мере, 3 функциональные группы X1; (iii) от 0,2 до 2% мол., по отношению к суммарному числу молей мономеров, образующих полиамид, монофункционального соединения, содержащего одну функциональную группу Х2.

Изобретение относится к способу получения устойчивого к окислению материала СВМПЭ. Способ включает формование СВМПЭ с добавкой и обработку гамма-лучами или электронным пучком.

Изобретение относится к технологии получения древесно-полимерных композиций и может быть использовано в промышленности строительных материалов, мебельной промышленности, машиностроении и других отраслях промышленности.
Изобретение относится к области химии сероорганических соединений и касается методов получения органических соединений ароматического ряда, содержащих дисульфидные группы, и их применения в качестве стабилизаторов окислительных процессов в термопластичных полимерах.
Изобретение относится к полимерным композиционным материалам с особыми свойствами, используемым в качестве медицинских имплантатов, трансформирующихся конструкций, термоактиваторов и других конструкций народно-хозяйственного назначения.

Изобретение относится к материалу-заменителю древесины для карандашей в деревянном корпусе. .
Изобретение относится к композиционному материалу, который может быть использован для защиты поверхностей ковшей экскаваторов, бункеров, кузовов самосвалов и других механизмов от абразивного износа в режиме ударных нагрузок.

Изобретение относится к композиционным полимерным материалам на основе синтетического бутадиенового каучука и может быть использовано в кабельной и обувной промышленности.

Изобретение относится к способу получения устойчивого к окислению материала СВМПЭ. Способ включает формование СВМПЭ с добавкой и обработку гамма-лучами или электронным пучком.
Наверх