Поиск патентов
ПАТЕНТНЫЙ ПОИСК В РФ

антифрикционная полимерная композиция

Классы МПК:C08J5/16 изготовление изделий или материалов с низким коэффициентом трения
C08L77/02 полиамиды, получаемые из омега-аминокислот или их лактамов
C08K3/04 углерод
C08K3/22 металлов
B81B1/00 Устройства без подвижных или гибких элементов, например микрокапиллярные устройства
Автор(ы):, , , , ,
Патентообладатель(и):Общество с ограниченной ответственностью "Лад" (RU)
Приоритеты:
подача заявки:
2010-01-25
публикация патента:

Изобретение относится к антифрикционным полимерным композициям на основе полиамидов. Композиция содержит мас.%: графит - 3-15, медный комплекс тетраэтилтиурамдисульфида - 0,5-3, нанодисперсные смешанные оксиды медь-марганец (при соотношении медь:марганец 1:3-2:1) - 0,03-0,5, полиамид - остальное. Изобретение позволяет получить композиции с коэффициентом трения 0,1-0,14, интенсивностью изнашивания 6,2-8,7 мг/км при нагрузке 5 МПа и скорости скольжения 0,8 м/с. 1 з.п. ф-лы, 1 табл., 11 пр.

Изобретение относится к антифрикционным полимерным композициям на основе полиамидов и может быть использовано в качестве материала для подшипников скольжения, применяемых в машиностроении, автомобилестроении и конвейерах различных отраслей промышленности.

Известна антифрикционная композиция на основе полиамида, содержащая графит, салицилальимин меди и пластичную смазку (патент РФ № 2046811, C08L 77/06, С08К 13/02 // (С08К 13/02, 3:04, 3:30, 5:01, 5:16, 6:26), 1995 г.). Композиция относится к самосмазывающимся материалам, но обладает недостаточно высокими антифрикционными свойствами.

Известна также антифрикционная самосмазывающаяся композиция, содержащая полиамид, графит, закись меди, абиетиновую кислоту, вазелиновое масло, пластичную смазку и медные волокна (патент РФ № 99111028, C08J 5/16, C08L 77/00, С10М 107/44, 2001 г.). Композиция обладает высокими механическими характеристиками, но недостаточно высокой износостойкостью.

Наиболее близким техническим решением является антифрикционная полимерная композиция на основе полиамида, содержащая графит и медный комплекс тетраэтилтиурамдисульфида (Авторское свидетельство СССР № 1553544, C08J 5/16, C08L 77/02, С08К 13/02 (С08К 13/02, 3:04, 5:40), 1990 г.), которая обладает стабильностью коэффициента трения.

Однако известные композиции на основе полиамидов обладают недостаточно высокими триботехническими характеристиками.

Техническим результатом изобретения является повышение износостойкости и антифрикционных свойств антифрикционной полимерной композиции.

Технический результат достигается тем, что антифрикционная полимерная композиция, включающая полиамид, графит, медный комплекс тетраэтилтиурамдисульфида и модифицирующую добавку, в качестве модифицирующей добавки содержит нанодисперсные смешанные оксиды медь-марганец (в соотношениях медь:марганец от 1:3 до 2:1) при следующих соотношениях компонентов, мас.%:

Графит3-15
Медный комплекс тетраэтилтиурамдисульфида 0,5-3
Нанодисперсные смешанные оксиды медь-марганец 0,03-0,5
Полиамидостальное.

Компонентами композиции являются вещества технической степени чистоты. В качестве полиамида могут применяться различные полиамиды, например П-66 (МРТУ 6-06-379-74) или П-68 (ГОСТ 10589-73).

В качестве добавок используют графит С-1 (ГОСТ 17022-81) и медный комплекс тетраэтилтиурамдисульфида (меркупраль, ТУ 6-09-07-491-75).

Модифицирующая добавка - нанодисперсные смешанные оксиды медь-марганец синтезированы по известной методике, описанной в литературе [1], основанной на стандартных методах получения нанопорошков [2, 3].

Пример 1

Получение нанодисперсных смешанных оксидов медь-марганец

Нанодисперсные смешанные оксиды медь-марганец получены следующим образом. Раствор 14,04 г CuSO 4·5H2O (ГОСТ 4165-78) в 150 мл дистиллированной воды смешивали с 150 мл водного раствора, содержащего 17,43 г KI (ГОСТ 4232-74). К полученному осадку CuI2 прибавляли раствор 5,53 г КМnO4 (ГОСТ 20490-75) в 70 мл воды. Все реактивы марки ч.д.а. Полученный гель промывали дистиллированной водой и сушили при температуре 80°С. Полученный продукт представляет собой порошок черного цвета смешанных оксидов медь-марганец с размерами частиц от 50 до 250 нм, определенными с помощью атомно-силового микроскопа NanoEducator. Выход 5,86 г (78%). Соотношение медь:марганец равно 2:1.

Синтез описан в литературе [1].

Содержание меди и марганца определяли аналитическими методами по известным методикам, описанным в литературе [4].

Изготовление антифрикционной композиции

В быстроходном смесителе смешивают 30 г графита С-1, 10 г меркупраля и 1 г нанодисперсных смешанных оксидов медь-марганец до получения равномерного распределения ингредиентов. Полученную смесь перемешивают с 959 г крошки полиамида П-66 и засыпают в шнековую литьевую машину. Методом литья под давлением 100-200 МПа при температуре 275-280°С получают образцы композиции в форме требуемого изделия.

Примеры 2-11 осуществляют, как описано в примере 1.

Испытания проводят на машине торцевого трения типа АЕ-5 при скорости скольжения 0,8 м, нагрузке 5 МПа и времени испытаний 3 часа. Материал контртела - сталь-45. Определяют коэффициент трения (fтр.) и интенсивность изнашивания (Ig). Составы заявляемой композиции (примеры 1-10) и композиции прототипа, а также результаты испытаний приведены в таблице.

Таблица
Состав и свойства антифрикционной полимерной композиции
№ пп Марка полиамида Состав, % Соотношение Cu:Mn fтр. Ig, мг/км
полиамидграфит С-1меркупраль оксиды Cu-Mn
1 П-6695,90 3,01,0 0,102:1 0,128,2
2 П-6893,20 5,01,5 0,301:3 0,105,8
3 П-6884,00 15,00,5 0.502:1 0,128,7
4 П-6686,97 10,03,0 0,031:1 0,146,2
5 П-6688,99 10,01,0 0,011:1 0,1612,5
6 П-6688,2 10,01,0 0,801:1 0,1511,6
7 П-6889,8 10,00,1 0.101:1 0,1612,8
8 П-6883,9 10,06,0 0,101:1 0,1512,0
9 П-6697,7 1,01,0 0,301:1 0,1512,3
10 П-6673,7 25,01,0 0,301:1 0,1511,7
11 П-6688,50 10,01,5 -- 0,1612,7

Для сравнения в таблице в примере 11 приведены результаты испытаний антифрикционной полимерной композиции, соответствующие составу прототипа (Авторское свидетельство СССР № 1553544, C08J 5/16, C08L 77/02, С08К 13/02 (С08К 13/02, 3:04, 5:40), 1990 г.).

Как видно из данных таблицы, значения коэффициента трения уменьшаются на 12-38%, а интенсивности износа - в 1,5-2 раза (примеры 1-4) по сравнению с прототипом (пример 11).

Таким образом, заявляемая антифрикционная полимерная композиция обладает высокими триботехническими характеристиками (коэффициент трения 0,10-0,14 и интенсивность износа 6,2-8,7 мг/км при нагрузке 5 МПа и скорости скольжения 0,8 м/с).

Литература

1. Колесников В.И., Коган В.А., Булгаревич С.Б., Бойко М.В., Савенкова М.А., Акимова Е.Е. Модификация оксидных пленок на поверхности железа и его сплавов, в том числе наночастицами, с целью улучшения эксплуатационных свойств материала // Вестник Южного научного центра РАН. Т.5. № 2. 2009. С.34-42.

2. Сергеев Г.Б. Нанохимия. Учебное пособие. 3-е изд - М.: Книжный дом Университет (КДУ), 2009. - 336 с.

3. Гусев А.И. Наноматериалы, наноструктуры, нанотехнологии. - М.: Физматлит, 2009. - 416 с.

4. Основы аналитической химии. Практическое руководство: Учебное пособие для вузов / В.И.Фадеева, Т.Н.Шеховцова, В.М.Иванов и др.; Под. ред. Ю.А.Золотова - М.: Высшая школа, 2001. - 463 с. (Определение меди комплексонометрическим методом с.244-245. Определение больших количеств марганца в виде перманганата с.427-428.).

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

1. Антифрикционная полимерная композиция, включающая полиамид, графит, медный комплекс тетраэтилтиурамдисульфида и модифицирующую добавку, отличающаяся тем, что в качестве модифицирующей добавки она содержит нанодисперсные смешанные оксиды медь-марганец при следующих соотношениях компонентов, мас.%:

графит3-15
медный комплекс тетраэтилтиурамдисульфида 0,5-3
нанодисперсные смешанные оксиды медь-марганец 0,03-0,5
полиамидостальное

2. Композиция по п.1, отличающаяся тем, что нанодисперсные смешанные оксиды медь-марганец содержат медь и марганец в соотношениях 1:3-2:1.


Скачать патент РФ Официальная публикация
патента РФ № 2458076

patent-2458076.pdf
Патентный поиск по классам МПК-8:

Класс C08J5/16 изготовление изделий или материалов с низким коэффициентом трения

Патенты РФ в классе C08J5/16:
антифрикционная композиция -  патент 2526989 (27.08.2014)
антифрикционный композиционный полимерный материал -  патент 2524958 (10.08.2014)
композиционный полимерный антифрикционный материал на основе полиамида -  патент 2522106 (10.07.2014)
антифрикционный композиционный материал -  патент 2504560 (20.01.2014)
способ получения полимерного композита антифрикционного назначения на основе политетрафторэтилена -  патент 2495886 (20.10.2013)
антифрикционный композиционный материал -  патент 2495060 (10.10.2013)
композиция антифрикционного твердого смазочного покрытия -  патент 2493241 (20.09.2013)
способ получения антифрикционных материалов для бинарных поверхностей -  патент 2487904 (20.07.2013)
полимерная композиция триботехнического назначения -  патент 2484107 (10.06.2013)
способ получения композиционного материала на основе политетрафторэтилена и диоксида кремния -  патент 2469056 (10.12.2012)

Класс C08L77/02 полиамиды, получаемые из омега-аминокислот или их лактамов

Патенты РФ в классе C08L77/02:
композиционный полимерный антифрикционный материал на основе полиамида -  патент 2522106 (10.07.2014)
способ получения термопластичной эластомерной композиции -  патент 2519401 (10.06.2014)
соединение фасонных изделий из различных полиамидных формовочных масс -  патент 2493009 (20.09.2013)
полиамидная композиция и способ ее получения -  патент 2488613 (27.07.2013)
стойкие к гидролизу смеси полиамид - эластомер, формованные изделия, полученные из них, и их применение -  патент 2485149 (20.06.2013)
полиамидная огнестойкая композиция -  патент 2471832 (10.01.2013)
способ получения нановолокон из алифатических сополиамидов -  патент 2447207 (10.04.2012)
состав для получения полимерной гидрофильной микрофильтрационной мембраны и способ получения полимерной гидрофильной микрофильтрационной мембраны -  патент 2446864 (10.04.2012)
полимерная антифрикционная композиция -  патент 2439095 (10.01.2012)
полиамидный композиционный материал, модифицированный фуллереновыми наполнителями (варианты) -  патент 2434033 (20.11.2011)

Класс C08K3/04 углерод

Патенты РФ в классе C08K3/04:
лист, характеризующийся высокой проницаемостью по водяному пару -  патент 2526617 (27.08.2014)
композиция на основе вспениваемых винилароматических полимеров с улучшенной теплоизоляционной способностью, способы ее получения и вспененное изделие, полученное из этой композиции -  патент 2526549 (27.08.2014)
шина, содержащая слой-хранилище антиоксиданта -  патент 2525596 (20.08.2014)
антифрикционный полимерный композиционный материал -  патент 2525492 (20.08.2014)
содержащий древесный уголь пластмассовый упаковочный материал и способ его изготовления -  патент 2525173 (10.08.2014)
способ получения наномодифицированного связующего -  патент 2522884 (20.07.2014)
огнестойкая резиновая смесь -  патент 2522627 (20.07.2014)
композиции гбнк с очень высокими уровнями содержания наполнителей, имеющие превосходную обрабатываемость и устойчивость к агрессивным жидкостям -  патент 2522622 (20.07.2014)
морозостойкая резиновая смесь -  патент 2522610 (20.07.2014)
полимерная композиция для радиаторов охлаждения светоизлучающих диодов (сид) и способ ее получения -  патент 2522573 (20.07.2014)

Класс C08K3/22 металлов

Патенты РФ в классе C08K3/22:
композиция на основе жидкого низкомолекулярного силоксанового каучука для покрытия огнестойкого защитного материала -  патент 2529227 (27.09.2014)
тонкодисперсная органическая суспензия металл/углеродного нанокомопозита и способ ее изготовления -  патент 2527218 (27.08.2014)
морозостойкая резиновая смесь -  патент 2522610 (20.07.2014)
технологическая добавка для термопластичных полиуретанов -  патент 2520441 (27.06.2014)
полимерная композиция -  патент 2519402 (10.06.2014)
способ получения термопластичной эластомерной композиции -  патент 2519401 (10.06.2014)
керамообразующая резиновая смесь (варианты) -  патент 2519379 (10.06.2014)
формованные абразивные частицы с низким коэффициентом округлости -  патент 2517526 (27.05.2014)
резиновая смесь на основе бутадиен-метилстирольного каучука -  патент 2516644 (20.05.2014)
красящее многофункциональное защитное покрытие -  патент 2514940 (10.05.2014)

Класс B81B1/00 Устройства без подвижных или гибких элементов, например микрокапиллярные устройства

Патенты РФ в классе B81B1/00:
способ и устройство для регулирования температуры и расхода текучей среды -  патент 2521737 (10.07.2014)
применение композитов с выровненными с нанотрубками для теплопередачи в скважинах -  патент 2516078 (20.05.2014)
способ повышения теплоотдачи с помощью микротурбулизирующих частиц -  патент 2511806 (10.04.2014)
пресс-форма и способ ее изготовления -  патент 2481949 (20.05.2013)
способ получения дициклопентена (трицикло-[5.2.1.02,6]децена-3) -  патент 2459793 (27.08.2012)
наноустройство и способ -  патент 2442746 (20.02.2012)

наноэлектронный полупроводниковый выпрямительный диод -  патент 2412898 (27.02.2011)
наноэлектронный полупроводниковый выпрямительный диод -  патент 2412897 (27.02.2011)
электропроводный композиционный углеродсодержащий материал и способ его получения -  патент 2398312 (27.08.2010)
устройство для измерения давления на основе нано- и микроэлектромеханической системы с частотным выходным сигналом -  патент 2398196 (27.08.2010)

Наверх