Полиамидная композиция для производства изделий машиностроительного назначения

Авторы патента:

Кузнецов Вячеслав Викторович (RU)

Кузьмин Антон Михайлович (RU)

Сулейман Муктари (NG)

C08L77/06 - полиамиды, получаемых из полиаминов и поликарбоновых кислот (C08L 77/10 имеет преимущество)

C08K7/02 - волокна или нитевидные кристаллы

C08K5/09 - карбоновые кислоты; их соли с металлами; их ангидриды

C08K3/40 - стекло

C08K3/04 - углерод

Владельцы патента RU 2786104:

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский Мордовский государственный университет им. Н.П. Огарёва" (RU)

Изобретение относится к новым материалам, а именно к производству деталей машиностроительного назначения, например подшипников скольжения, направляющих втулок, изделий для тормозной системы. Полиамидная композиция для производства изделий машиностроительного назначения, состоящая из компонентов, мас.%: молотое углеродное волокно 1-10, малеиновый ангидрид 0,5-1,0, стеклонаполненный полиамид 6.6 марки ZX-066 GF30G - остальное. Технический результат заключается в улучшении упруго-прочностных характеристик полиамидной композиции, а именно в увеличении прочности и модуля упругости при растяжении, а также в упрощении ее изготовления. 1 табл., 5 пр.

Изобретение относится к новым материалам, соответствующим приоритетам научно-технологического развития Российской Федерации, а именно к производству деталей машиностроительного назначения, например подшипников скольжения, направляющих втулок, изделий для тормозной систем.

Известна полиамидная композиция, содержащая алифатический полиамид, модифицирующую и стабилизирующую добавки (RU 2409604, МПК C08L 77/00, C08L 23/26, C08F 8/46, опубл. 20.01.2011).

Недостатком известной композиции являются низкие значения предела прочности при растяжении.

Известен композиционный полимерный антифрикционный материал на основе полиамида Материал содержит в качестве полимерной матрицы полиамид 6, Капролон В, Эрталон, в качестве волокнистого наполнителя углеродное волокно или смесь углеродного волокна со стекловолокном, а также однослойные или многослойные углеродные нанотрубки (RU 2522106, МПК C08J 5/16, C08L 77/00, C08L 77/02, C08K 3/04, C08K 7/02, B82B 3/00, опубл. 10.07.2010).

Недостатком данного материала является сложность получения волокнистого наполнителя заданного качества и трудностью распределения углеродных наночастиц в полиамидной матрице, что значительно усложняет процесс производства изделий.

Наиболее близкой по технической сущности к заявленному изобретению является полимерная композиция на основе полиамида 66 и углеродных волокон. Согласно данному изобретению предполагается плазменная обработка полимерной смеси в атмосфере воздуха, азота, аргона или кислорода, за счет чего образуется функциональная группа улучшающая совместимость между полиамидом и углеродным волокном (KR 101795788, МПК C08G77/02, C08J3/20, C08J3/28, C08K3/04, опубл. 08.11.2017).

Недостатком прототипа являются невысокие показатели упруго-прочностных характеристик, а также сложность технологии изготовления изделий.

Технический результат заключается в улучшении упруго-прочностных характеристик полиамидной композиции для производства изделий машиностроительного назначения, а именно в увеличении прочности и модуля упругости при растяжении, а также в упрощении ее изготовления.

Сущность изобретения заключается в том, что полиамидная композиция для производства изделий машиностроительного назначения включает стеклонаполненный полиамид 6.6 марки ZX-066 GF30G, молотое углеродное волокно с длиной волокон 0,1 мм и диаметром волокна 6-9 мкм, а также дополнительно содержит малеиновый ангидрид при следующем соотношении компонентов, мас.%:

молотое углеродное волокно	1-10
малеиновый ангидрид	0,5-1,0
стеклонаполненный полиамид 6.6 марки
ZX-066 GF30G	остальное

В табл. 1 приведены составы и значения упруго-прочностных характеристик полиамидных композиций.

Для изготовления композиции использовались следующие компоненты:

Стеклонаполненный полиамид 6.6 марки ZX-066 GF30G производства ООО «ТД Пластмасс Групп» (содержание стекловолокна 27-33 %, плотность - 1,35 г/см³, влагопоглощение за сутки - 1,5 %)

Молотое углеродное волокно с длиной волокон 0,1 мм и диаметром волокна 6-9 мкм.

Малеиновый ангидрид в виде белого кристаллического порошка по ГОСТ 11153-75

Способ изготовления полиамидной композиции для производства изделий машиностроительного назначения заключается в следующем. Предлагаемые полиамидные композиции изготавливаются в два этапа.

I этап. Стеклонаполненный полиамид 6.6 марки ZX-066 GF30G, молотое углеродное волокно и малеиновый ангидрид сушат при температуре 105°C в течение 4 ч. Далее высушенные компоненты подаются в объемные дозаторы. Двухшнековый экструдер сонаправленного вращения HAAKE Rheomex OS PTW 16 с диаметром шнека 16 мм и L/D=40:1 нагревается по всем зонам до температуры 280°С, устанавливается скорость вращения шнека 200 об/мин. После чего, согласно рецептуре, происходит дозировка во входное отверстие экструдера, в котором происходит перемешивание компонентов с получением экструдата в виде стренга. Стренг охлаждается в водяной ванне и гранулируется.

II этап. Полученные гранулы высушиваются до остаточной влажности не более 0,5 %. Из полученных гранул на литьевой машине Babyplast 6/10VP получены образцы в виде двухсторонних лопаток согласно ГОСТ 33693-2015 (параметры литьевого формования: температура пластикатора - 295°С; температура пресс-формы - 30°С; температура инжекционного цилиндра - 295°С; усилие смыкания полуформ - 50 кН; давление впрыска - 56 МПа; скорость впрыска составляла 12,9 мл/с).

Предел прочности при растяжении и относительное удлинение определяют по ГОСТ 11262-2017, модуль упругости при растяжении по ГОСТ 9550-81. Значения водопоглощения образцов определяют по ГОСТ 4650-2014 (метод А, выдержка в воде в течение 24 ч), плотность полимерной композиции по ГОСТ 15139-69.

Дозировка молотого углеродного волокна менее 1% не увеличивает упруго-прочностные характеристики, а ввод более 10% увеличивает себестоимость композиции.

Малеиновый ангидрид в дозировке 0,5-1,0% обеспечивает реакционную способность между стеклонаполненным полиамидом 6.6 марки ZX-066 GF30G и молотым углеродным волокном.

Технология изготовления изделий из предложенных полиамидных композиций не требует специфического технологического оборудования. Композиции могут быть изготовлены методами экструзионного и литьевого формования.

По сравнению с известным решением заявленное изобретение позволяет повысить значения упруго-прочностных характеристик полиамидной композиции для производства изделий машиностроительного назначения, увеличить прочность и модуль упругости при растяжении, а также в упрощении ее изготовления.

Таблица 1
Компоненты	Составы полимерных композиций, % по массе
	1	2	3	4	5	Прототип
Стеклонаполненный полиамид 6.6 марки ZX-066 GF30G	98,5	96,5	94,5	89,5	89	-
Молотое углеродное волокно	1	3	5	10	10	-
Малеиновый ангидрид	0,5	0,5	0,5	0,5	1	-
Полиамид 6.6	-	-	-	-	-	95
Углеродное волокно	-	-	-	-	-	5
Физико-механические свойства
Предел прочности при растяжении, МПа	81,2	82,6	87,1	89,9	90,3	80,3
Модуль упругости при растяжении, МПа	3700	3950	4100	4250	4150	3164,1
Относительное удлинение, %	4,2	4,9	5,4	6,1	5,9	5,3
Водопоглощение за сутки, %	1,68	1,70	1,71	1,73	1,71	-
Плотность, кг/м³	1,311	1,366	1,373	1,387	1,389	-

Полиамидная композиция для производства изделий машиностроительного назначения, включающая полиамид 6.6 и углеродное волокно, отличающаяся тем, что в качестве полиамида 6.6 используют стеклонаполненный полиамид 6.6 марки ZX-066 GF30G, в качестве углеродного волокна используют молотое углеродное волокно с длиной 0,1 мм и диаметром 6-9 мкм, а также дополнительно содержит малеиновый ангидрид, при следующем соотношении компонентов, мас.%:

молотое углеродное волокно	1-10
малеиновый ангидрид	0,5-1,0
стеклонаполненный полиамид 6.6
марки ZX-066 GF30G	остальное

Изобретение относится к применению полиэфирамина в полиамиде, содержащем нейлон 66, для придания антибактериальных свойств полиамиду, используемому для изготовления полуфабриката для производства текстильных изделий, а также к применению полиамидной пряжи или волокна, содержащего нейлон 66 и, по меньшей мере, один полиэфирамин, для производства текстильного изделия с антибактериальными свойствами.

Амортизатор // 2744290

Изобретение раскрывает амортизатор, содержащий полимерную композицию на основе олефина, получаемую путем смешивания олефиновой смолы, полиамидной смолы и модифицированного эластомера, при этом: полимерная композиция на основе олефина имеет дисперсионную среду, содержащую олефиновую смолу, и дисперсную фазу на основе полиамидной смолы, диспергируемую в дисперсионной среде; дисперсная фаза на основе полиамидной смолы имеет структуру, в которой модифицированный эластомер содержится в матричной фазе, содержащей полиамидную смолу; олефиновая смола представляет собой полипропиленовую смолу; полиамидная смола представляет собой нейлон 11; модифицированный эластомер представляет собой модифицированный малеиновым ангидридом сополимер бутена и этилена; когда общее количество олефиновой смолы, полиамидной смолы и модифицированного эластомера составляет 100% по массе, содержание олефиновой смолы составляет 30 мас.% или более, но 55 мас.% или менее, содержание полиамидной смолы составляет 25 мас.% или более, но 60 мас.% или менее и содержание модифицированного эластомера составляет 10 мас.% или более, но 20 мас.% или менее; амортизатор имеет поглощающую удар рамку (3), имеющую поглощающую удар стенку (2), трубчатую полую часть (5), окруженную поглощающей удар стенкой (2), и другую стенку (7), покрывающую одну торцевую сторону полой части (5); поглощающая удар стенка (2) имеет направление плоскости, которое соответствует направлению приложения ударной нагрузки, и является разрушаемой для поглощения удара при воздействии ударной нагрузки; и поглощающая удар стенка (2) основана на указанной другой стенке (7) и отформована за одно целое с указанной другой стенкой (7).

Полимерный материал, включающий один или более различных легирующих элементов, применения и способ получения // 2720785

Изобретение относится к полимерному материалу, включающему легирующий элемент, способу получения полимерного материала, содержащего легирующий элемент, и текстильному материалу, включающему полимерный материал, и может быть использовано в медицинских и немедицинских вариантах применения. Способ получения полимерного материала включает получение растворенного полимерного материала, получение легирующего элемента, испарение легирующего элемента, введение легирующего элемента в растворенный полимерный материал и экструдирование полимерного материала в электрическом поле.

Кислородопоглощающие композиции на основе сложного полиэфира для контейнеров // 2718088

Изобретение относится к поглощающей кислород композиции для контейнеров. Поглощающая кислород композиция для контейнеров включает по меньшей мере один компонент на основе сложного полиэфира, катализатор на основе переходного металла, поглотитель кислорода и растительное масло.

Полиамидные композиции, содержащие смесь полиамида 6,6 и по меньшей мере одного длинноцепочечного полиамида, а также стеарата al, их применение и изделия, полученные из них // 2706654

Изобретение относится к полиамидной композиции, пригодной для получения изделий, обладающих повышенной химической стойкостью. Полиамидная композиция содержит: (а) по меньшей мере одну полиамидную смесь, образованную (i) по меньшей мере одним полиамидом 6,6, количество концевых аминогрупп (AEG) которого больше количества концевых карбоксильных групп (CEG), и (ii) по меньшей мере одним длинноцепочечным полиамидом, представляющим собой полиамид 6,10, (b) по меньшей мере один армирующий наполнитель, (с) по меньшей мере один термостабилизатор, (d) стеарат алюминия и необязательно (е) по меньшей мере одну добавку.

Термопластичная композиция с высокой текучестью // 2704185

Изобретение относится к области композитных материалов. Описана термопластичная композиция с высокой текучестью в расплавленном состоянии, содержащая: от 80 до 99,8 вес.% термопластичной полимерной матрицы, от 0,1 до 10 вес.% олигомера циклического сложного эфира, причем указанный олигомер имеет степень полимеризации от 2 до 25 и от 0,1 до 12 вес.% фенольного полимера.

Полиамидные композиции, содержащие полиамид 6,6 и смесь длинноцепочечных полиамидов, их применение, а также получаемые из них изделия // 2703239

Изобретение относится к полиамидной композиции. Описана полиамидная композиция для получения изделия, обладающего улучшенной химической стойкостью, содержащая: (a) по меньшей мере одну полиамидную смесь, сформированную из (i) полиамида 6,6, в котором количество концевой группы амина (aeg) больше, чем количество концевой группы карбоновой кислоты (ceg); и (ii) смеси первого длинноцепочечного полиамида, имеющего значение вязкости (vn), равное x1, и второго длинноцепочечного полиамида, имеющего значение vn, равное x2; (b) по меньшей мере один армирующий наполнитель; (c) по меньшей мере один термостабилизатор; и (d) по меньшей мере один ионный смазочный материал, где x1 больше чем x2, а значение vn измеряется в соответствии со стандартом iso 307 в растворе полиамида с концентрацией 0,005 г/мл при температуре 25°C.

Смесь полиамидов с улучшенной текучестью // 2692368

Изобретение относится к термопластичной композиции с улучшенной текучестью в расплавленном состоянии на основе полиамидов, предпочтительно приемлемых для получения композиционных материалов, получаемых пропиткой упрочняющего наполнителя, способу получения композиционного изделия и применению неизменяющегося полиамида в качестве добавки, понижающей вязкость.

Полимерная композиция, заготовка волокнистого композитного продукта и способ их получения // 2685124

Изобретение относится к полимерной композиции и заготовке волокнистого композитного продукта с поверхностью, образованной по меньшей мере частично из полимерной композиции. Полимерная композиция содержит 100 частей по весу полиамида и 0,5-20 частей по весу одной или более добавок, усиливающих адгезию.

Фотополимерная композиция для изготовления термостойких объектов методом лазерной стереолитографии // 2684387

Изобретение относится к фотополимеризующимся композициям для использования в технологиях быстрого получения термостойких изделий методом лазерной стереолитографии. Описывается фотополимерная композиция, включающая акриламидные компоненты, фотоинициатор - 2-бензил-2-диметиламино-1-(4-морфолинофенил)-бутанон-1 и поли-м-фениленизофталамид в качестве термостойкой матрицы.

Композитный полимерный материал // 2781530

Изобретение относится к композитным полимерным материалам и может быть использовано, преимущественно, для изготовления дополнительного слоя в основной полимерной конструкции упаковки в виде соэкструзионного слоя для придания ей дополнительных защитных свойств, таких как жиростойкость, защищенность от ультрафиолетового излучения, и снижает необходимость применения в упаковке алюминия, ПВХ и ПЭТ.