полимерный композиционный ремонтный материал

Классы МПК:C08L63/02 простые полиглицидные эфиры бисфенолов
C08K13/04 компоненты, отличающиеся формой, и органические или неорганические компоненты
C08K3/10 соединения металлов
C09D5/34 заполняющие пасты
Автор(ы):, ,
Патентообладатель(и):Федеральное государственное унитарное предприятие "Московское машиностроительное производственное предприятие "Салют" (RU)
Приоритеты:
подача заявки:
2008-05-12
публикация патента:

Изобретение относится к полимерным композициям холодного отверждения на основе эпоксидных смол и может быть использовано в различных областях машиностроения при ремонте изношенных и сломанных деталей и узлов различных машин, агрегатов и оборудования. Описывается полимерный композиционный ремонтный материал, содержащий базовую часть на основе эпоксидной смолы ЭД-20 и отверждающую часть, состоящую из аминного отвердителя (полиэтиленполиамина) и пластификатора (смеси дибутилфталата с триэтиленгликолем при соотношении, мас.ч.: дибутилфталат (ДБФ) 45-55; триэтиленгликоль (ТЭГ-1) 55-45). Базовая часть и отверждающая часть содержат тонкодисперсный наполнитель, в качестве которого использован Аэросил 175 или Аэросил 380, шунгит, карбид кремния, карбид вольфрама, углеродные нанотрубки. Предложенная полимерная композиция обладает малым весом, повышенной теплопроводностью и теплостойкостью. 1 н. и. и 2 з.п. ф-лы.

Формула изобретения

1. Полимерный композиционный материал, включающий базовую часть на основе эпоксидной смолы ЭД-20 и тонкодисперсного наполнителя и отверждающую часть на основе полиэтиленполиамина и того же тонкодисперсного наполнителя, при этом базовая часть содержит эпоксидную смолу ЭД-20 и в качестве наполнителя смесь аэросила, выбранного из группы, включающей Аэросил 175 или Аэросил 380, с шунгитом, карбидом кремния, карбидом вольфрама и углеродными нанотрубками, при следующем соотношении компонентов базовой части, мас.ч.:

эпоксидная смола ЭД-20 100-120
аэросил 2-8
шунгит1-2
карбид кремния 1-3
карбид вольфрама 0,5-1,2
углеродные нанотрубки0,1-0,5


а отверждающая часть содержит полиэтиленполиамин, пластификатор - смесь дибутилфталата с триэтиленгликолем при массовом соотношении 45-55 и 55-45 соответственно, и в качестве наполнителя смесь аэросила, выбранного из группы, включающей Аэросил 175 или Аэросил 380, с шунгитом, карбидом кремния, карбидом вольфрама и углеродными нанотрубками при следующем соотношении компонентов отверждающей части, мас.ч.:

отвердитель ПЭПА 33-40
пластификатор 35-40
аэросил3-8
шунгит 0,4-1
карбид кремния0,4-1
карбид вольфрама 0,5-1,2
углеродные нанотрубки 0,1-0,5


при соотношении смолы и отвердителя, соответствующем стехиометрической пропорции для эпоксигрупп и третичных аминов.

2. Материал по п.1, отличающийся тем, что он содержит тонкодисперсный наполнитель со следующими размерами частиц:

шунгитот 500 нм до 1500 нм
карбид кремнияот 100 нм до 700 нм
карбид вольфрама от 100 нм до 700 нм
углеродные нанотрубки от 5 нм до 50 нм

3. Материал по п.1, отличающийся тем, что базовая часть и отверждающая часть дополнительно содержат в качестве наполнителя дисульфид молибдена с размерами частиц от 5 мкм до 50 мкм в количестве до 7 мас.ч. в каждой части.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к полимерным композициям холодного отверждения на основе эпоксидных смол и может быть использовано в различных областях машиностроения при ремонте изношенных и сломанных деталей и узлов различных машин, агрегатов и оборудования.

Известны различные композиции на основе эпоксидной смолы и аминного отвердителя, в частности полиэтиленполиамина, используемые в ремонтном производстве в качестве материала для устранения повреждений металлических, пластмассовых, керамических деталей машин и оборудования (патент RU № 2058347, кл. C08L 63/02, опубл. 20.04.1996). В указанном источнике информации приведены примеры композиций различного назначения.

Недостатками этих композиций являются высокий вес, низкая технологическая тиксотропность, недостаточно высокие физико-механические характеристики, низкая точность размеров после механической обработки, высокий коэффициент трения, крупнозернистая структура наполнителя, неравномерное распределение температурных полей при прогреве, что дает снижение теплостойкости. Данные композиции применяются в основном как клеевые материалы или как ремонтные материалы при устранении литьевого или иного брака на изделиях и не являются универсальными, не могут быть применены на прецизионном оборудовании с высокими скоростями вращения и нагруженными парами скольжения.

Известен полимерный композиционный ремонтный материал, содержащий базовую часть на основе эпоксидной смолы, отверждающую часть с аминным отвердителем и тонкодисперсный наполнитель. В качестве дисперсного наполнителя материал содержит алюминий или его смесь с нержавеющей сталью (патент RU № 2186076, кл. C08L 63/02, опубл. 27.07.2002). Этот ремонтный материал является наиболее близким к заявленному.

Недостатком данного материала является высокий вес, недостаточно высокие физико-механические характеристики, низкая точность размеров после механической обработки. Данный материал применяется в основном как клеевой герметизирующий материал для газовых труб среднего и низкого давления, не является универсальным, не может быть применен на прецизионном оборудовании с высокими скоростями вращения и нагруженными парами скольжения.

Техническим результатом, на достижение которого направлено настоящее изобретение, является снижение веса ремонтного материала, что позволяет восстанавливать вращающиеся с высокой скоростью детали, уменьшая их биение; повышение теплопроводности и теплостойкости материла, отверждающегося при комнатной температуре; повышение физико-механических характеристик в целом, что увеличивает межремонтный период; снижение стоимости материала, упрощение технологии его изготовления.

Технический результат достигается тем, что полимерный композиционный материал включает базовую часть на основе эпоксидной смолы ЭД-20 и тонкодисперсного наполнителя и отверждающую часть на основе полиэтиленполиамина и того же тонкодисперсного наполнителя, при этом базовая часть содержит эпоксидную смолу ЭД-20 и в качестве наполнителя - смесь аэросила, выбранного из группы, включающей Аэросил 175 или Аэросил 380, с шунгитом, карбидом кремния, карбидом вольфрама и углеродными нанотрубками, при следующем соотношении компонентов базовой части, мас.ч.:

эпоксидная смола ЭД-20 100-120
аэросил 2-8
шунгит1-2
карбид кремния 1-3
карбид вольфрама 0,5-1,2
углеродные нанотрубки0,1-0,5

а отверждающая часть содержит полиэтиленполиамин, пластификатор - смесь дибутилфталата с триэтиленгликолем при массовом соотношении 45-55 и 55-45 соответственно, и в качестве наполнителя - смесь аэросила, выбранного из группы, включающей Аэросил 175 или Аэросил 380, с шунгитом, карбидом кремния, карбида вольфрама и углеродными нанотрубками при следующем соотношении компонентов отверждающей части, мас.ч.:

отвердитель ПЭПА 33-40
пластификатор 35-40
аэросил3-8
шунгит 0,4-1
карбид кремния0,4-1
карбид вольфрама 0,5-1,2
углеродные нанотрубки 0,1-0,5

при соотношении смолы и отвердителя, соответствующем стехиометрической пропорции для эпоксигрупп и третичных аминов, что обеспечивает максимальные физико-механические, теплофизические и технологические характеристики, а также позволяет стабилизировать размеры детали после механической обработки в широком диапазоне температур эксплуатации.

Может быть использован тонкодисперсный наполнитель со следующими размерами частиц:

шунгитот 500 нм до 1500 нм
карбид кремнияот 100 нм до 700 нм
карбид вольфрама от 100 нм до 700 нм
углеродные нанотрубки от 5 нм до 50 нм

что обеспечивает максимальную поверхность смачивания наполнителя, снижает вес ремонтного материала и увеличивает физико-механические, теплофизические и технологические характеристики, а также позволяет стабилизировать размеры детали после механической обработки в широком диапазоне температур эксплуатации.

Базовая часть и отверждающая часть могут содержать дополнительно тонкодисперсный наполнитель в виде дисульфида молибдена с размерами частиц от 5 мкм до 50 мкм в количестве до 7 мас.ч. в каждой части, что обеспечивает получение ремонтного материала с низким коэффициентом трения и высокими трибологическими свойствами, позволяет использовать материал в качестве самосмазывающихся направляющих станочного оборудования, работающих при высоких нагрузках без заедания и при аварийном отсутствии смазки направляющих.

Сущность изобретения поясняется примерами.

Пример 1

Полимерный композиционный материал для ремонта посадочного места под выходной подшипник высокоскоростного шпинделя вибросверлильного станка:

базовая часть, мас.ч.:

смола ЭД-20100
аэросил 4
шунгит 1,5
карбид кремния2,5
карбид вольфрама 0,5
углеродные нанотрубки 0,5

отверждающая часть, мас.ч.:

отвердитель ПЭПА 37
пластификатор 37
аэросил5,5
шунгит 0,4
карбид кремния1
карбид вольфрама 1
углеродные нанотрубки 0,5

Пример 2

Полимерный композиционный материал для ремонта направляющих каретки горизонтально-расточного станка:

базовая часть, мас.ч.:

смола ЭД-20120
аэросил 2
шунгит 2
карбид кремния1
карбид вольфрама 0,5
углеродные нанотрубки 0,5
дисульфид молибдена5

отверяедающая часть, мас.ч.:

отвердитель ПЭПА 40
пластификатор 40
аэросил1,5
шунгит 1
карбид кремния0,4
карбид вольфрама 0,5
углеродные нанотрубки 0,5
дисульфид молибдена7

Пример 3

Полимерный композиционный материал для ремонта направляющих каретки горизонтально-расточного станка:

базовая часть, мас.ч.:

смола ЭД-20120
аэросил 2
шунгит 2
карбид кремния1
карбид вольфрама 0,5
углеродные нанотрубки 0,5
дисульфид молибдена3

отверждающая часть, мас.ч.:

отвердитель ПЭПА 40
пластификатор 35
аэросил1,5
шунгит 1
карбид кремния0,4
карбид вольфрама 0,5
углеродные нанотрубки 0,5
дисульфид молибдена1

Соотношение смолы и отвердителя взято соответствующим стехиометрической пропорции для эпоксигрупп и третичных аминов без учета количества мелкодисперсного наполнителя, что для смолы ЭД-20 и отвердителя ПЭПА составляет в среднем 3:1 по массе. Отклонение по стехиометрии по любому из указанных компонентов не должно быть более 10% по массе в сторону увеличения, что обеспечивает максимальную прочность сшивки эпоксидной смолы при отверждении, в условиях ремонта оборудования при нормальной температуре.

Ремонтный материал может быть использован для ремонта посадочных мест валов и корпусов редукторов под подшипник, устранение литьевых дефектов, сколов, трещин, восстановления резьбовых соединений, в качестве замены отсутствующих металлических частей корпусов, ремонта центробежных насосов, ремонта посадочных мест диафрагм и корпусов паровых турбин, направляющих скольжения станочного оборудования и других целей.

Скачать патент РФ Официальная публикация
патента РФ № 2386653

patent-2386653.pdf

Класс C08L63/02 простые полиглицидные эфиры бисфенолов

эпоксидный компаунд -  патент 2521588 (27.06.2014)
композиция для получения матрицы с фотокаталитической активностью -  патент 2518124 (10.06.2014)
вибропоглощающая эпоксидная композиция -  патент 2507228 (20.02.2014)
эпоксидное связующее для армированных пластиков -  патент 2505568 (27.01.2014)
эпоксидно-фенольная композиция -  патент 2502757 (27.12.2013)
полимерное связующее для композитной арматуры -  патент 2495892 (20.10.2013)
наномодифицированное связующее, способ его получения и препрег на его основе -  патент 2489460 (10.08.2013)
эпоксидная композиция для изготовления изделий из полимерных композиционных материалов методом вакуумной инфузии -  патент 2488612 (27.07.2013)
эпоксидная композиция холодного отверждения -  патент 2479601 (20.04.2013)
полимерная композиция -  патент 2478672 (10.04.2013)

Класс C08K13/04 компоненты, отличающиеся формой, и органические или неорганические компоненты

отверждаемая заливочная масса для изготовления фасонных деталей из пластмассы -  патент 2509092 (10.03.2014)
способ модификации полимерных материалов и способ получения ингибитора деструкции полимерных материалов -  патент 2440392 (20.01.2012)
усовершенствования в регенерации натуральных и синтетических резин -  патент 2430938 (10.10.2011)
фрикционный материал -  патент 2400503 (27.09.2010)
способ получения образующих малое количество пыли гранул из добавок к полимерам -  патент 2375389 (10.12.2009)
полимерная композиция -  патент 2356919 (27.05.2009)
полимерная композиция конструкционного назначения -  патент 2346963 (20.02.2009)
полимерная композиция для изделий -  патент 2339665 (27.11.2008)
термопластичная полимерная композиция для изделий и способ ее получения -  патент 2335516 (10.10.2008)
композиция связующего для наносимого валиком клейстерного состава -  патент 2316568 (10.02.2008)

Класс C08K3/10 соединения металлов

Класс C09D5/34 заполняющие пасты

Наверх