антифрикционный композиционный материал

Классы МПК:C08J5/16 изготовление изделий или материалов с низким коэффициентом трения
C08L23/06 полиэтен
C08L77/06 полиамиды, получаемых из полиаминов и поликарбоновых кислот
C08K5/00 Использование органических компонентов
Автор(ы):, , , , , , , ,
Патентообладатель(и):Федеральное государственное унитарное предприятие Особое конструкторско-технологическое бюро "ОРИОН" (RU)
Приоритеты:
подача заявки:
2012-07-04
публикация патента:

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.

Формула изобретения

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 антифрикционный композиционный материал, патент № 2495060
полиакриламида 49,99-44,99

Описание изобретения к патенту

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:

антифрикционный композиционный материал, патент № 2495060

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 (Т пл=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
КомпонентыСодержание масс.% по прототипу
123 45
Полиэтилен низкого давления50 5052,555 98
Медный поликомплекс Полиакриламида 50 49,9946,4944,99 антифрикционный композиционный материал, патент № 2495060
Комплекс Nd -0,010,01 0,012

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
антифрикционный композиционный материал, патент № 2495060 Композиция Прототип
1 234 5
Твердость кг/мм2 11,012,9 11,110,69 7,4
Коэффициент трения при V=0.0735 м/с. Руд=5 мПа, всухую0,11 0,090,07 0,070,09
Весовой износ, г0,006 0,0060,0040,004 0,007
Линейный износ, мкм0,052 0,0470,0460,049 0,54
Скорость высаждения медного поликомплекса полиакриламида г/мл 0,140,280,27 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.

Скачать патент РФ Официальная публикация
патента РФ № 2495060

patent-2495060.pdf

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

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)
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)
нанокомпозиционный антифрикционный и уплотнительный материал на основе политетрафторэтилена -  патент 2467034 (20.11.2012)

Класс C08L23/06 полиэтен

способ изготовления изделий из гранулированных полимерных материалов (варианты) -  патент 2527049 (27.08.2014)
напольное или настенное покрытие -  патент 2524310 (27.07.2014)
огнестойкая резиновая смесь -  патент 2522627 (20.07.2014)
полимерная композиция и способ получения пластмассовых бутылок в двухстадийном процессе инжекционно-раздувного формования -  патент 2520564 (27.06.2014)
ударопрочная композиция полиэтилена низкой плотности (lldpe) и изготовленные из нее пленки -  патент 2517166 (27.05.2014)
полимерная композиция, стойкая к воздействию ионизирующего излучения. -  патент 2515616 (20.05.2014)
полимерная композиция, стойкая к воздействию ионизирующего излучения. -  патент 2515558 (10.05.2014)
полимерная композиция, стойкая к воздействию ионизирующего излучения. -  патент 2515135 (10.05.2014)
способ изготовления резинополимерных изделий -  патент 2513855 (20.04.2014)
полиэтилен, имеющий повышенную скорость кристаллизации и улучшенное сопротивление растрескиванию под действием окружающей среды -  патент 2513703 (20.04.2014)

Класс C08L77/06 полиамиды, получаемых из полиаминов и поликарбоновых кислот

Класс C08K5/00 Использование органических компонентов

полимерная композиция для герметизации пьезокерамических приемоизлучающих гидроакустических устройств -  патент 2529542 (27.09.2014)
композиция на основе жидкого низкомолекулярного силоксанового каучука для покрытия огнестойкого защитного материала -  патент 2529227 (27.09.2014)
применение s-(3-аминопропил)тиосерной кислоты или ее металлической соли -  патент 2528996 (20.09.2014)
стабилизирующая для галогенированных полимеров, не содержащая тяжелых металлов -  патент 2528994 (20.09.2014)
термоотверждающаяся композиция эпоксидной смолы и полупроводниковое устройство -  патент 2528849 (20.09.2014)
магниевая лактамсодержащая комплексная соль в качестве вулканизующего агента для фторкаучуков и способ ее получения -  патент 2528846 (20.09.2014)
прямая заливка -  патент 2528845 (20.09.2014)
стабилизаторы для полимеров, содержащих бром алифатического присоединения -  патент 2528677 (20.09.2014)
фотоэлектрический модуль со стабилизированным полимером -  патент 2528397 (20.09.2014)
композиционный материал на основе полидициклопентадиена, состав для получения матрицы и способ получения композиционного материала -  патент 2527278 (27.08.2014)
Наверх