антифрикционный композиционный материал

Классы МПК:C08J5/16 изготовление изделий или материалов с низким коэффициентом трения
C08L33/26 гомополимеры или сополимеры акриламида или метакриламида
C08L23/06 полиэтен
C08K3/28 азотсодержащие соединения
C08K3/10 соединения металлов
C10M107/04 полиэтилен
C10M109/02 реакционные продукты
Автор(ы):, , , , , ,
Патентообладатель(и):Федеральное государственное унитарное предприятие Особое конструкторско-технологическое бюро "ОРИОН" (RU)
Приоритеты:
подача заявки:
2012-06-20
публикация патента:

Изобретение относится к антифрикционному композиционному материалу на основе полимеров для создания узлов трения, работающих всухую. Композиционный материал состоит, мас.%: полиэтилен 277 - 50-55 и медный поликомплекс полиакриламида - 50-45. Медный поликомплекс полиакриламида получают растворением медного порошка в растворе аммиака с последующим смешением полученного раствора с водным раствором полиакриламида и выделением поликомплекса из раствора ацетоном или этиловым спиртом. Технический результат - увеличение срока службы узлов трения, работающих всухую, а также повышение твердости изделия. 2 табл.

Формула изобретения

Антифрикционный композиционный материал, состоящий из полиэтилена 277 и медного поликомплекса полиакриламида, где поликомплекс получают растворением медного порошка в растворе аммиака, с последующим смешением полученного раствора с водным раствором полиакриламида и выделением поликомплекса полиакриламида из раствора ацетоном или этиловым спиртом при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Полиэтилен 27750-55
Медный поликомплекс полиакриламида 50-45

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 сверхвысокомолекулярного полиэтилена (ПЭ СВМ) с использованием в качестве модификатора оксид алюминия. (RU 2381242 С08723126 от 15.04.2008). Количество вводимого модификатора составляет 4 мас.%. Материал обладает стойкостью к истиранию.

Однако этот материал обладает недостаточно низким коэффициентом трения, а так же весовым и линейным износом и невысокой твердости, что снижает срок службы изделий.

Перед автором стояла задача увеличения срока службы узлов трения, работающих всухую, путем снижения коэффициента трения, весового и линейного износа, повышение твердости при сохранении высоких физико-механических свойств.

Эта задача решена тем, что композиция на основе полиэтилена в качестве наполнителя содержит медный поликомплекс полиакриламида при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Полиэтилен 27750 55
Медный поликомплекс полиакриламида 50 45

В данной работе медный поликомплекс полиакриламида представляет собой гель, полученный следующим методом: 0,2 г медного порошка растворяем в 40 мл 10% водного раствора аммиака, затем смешиваем полученный раствор и 40 мл 6%-ного водного раствора полиакриламида, из полученного раствора ацетоном или этиловым спиртом в соотношении 1:1 к полученному объему высаживают медный поликомплекс полиакриламида. Полученный медный поликомплекс полиакриламида сушат при температуре 60-65°C, в течение 1,5 часа, после сушки его размалывают до порошка. Порошок просевается через сито № 4. Далее порошок медного поликомплекса смешивают с полиэтиленом 277 до однородной массы и прессуют изделия.

Для получения медного поликомплекса полиакриламида был использован водорастворимый полиакриламид-гель водоканальный (ТУ-2216-042-07510208-2009). Он представляет собой высоковязкий гель, прозрачный, без видимых механических включений и следов воды: массовая доля основного вещества, %, не менее 6; молекулярная масса ПАА - 105 -106, массовая доля остаточного акриламида на 1 кг основного вещества, мг, не более 250.

Медный порошок взят марки ПМС - Н по ГОСТ 4960-2009 следующего состава %: медь, не менее 99,5; примесей не более %: железо - 0,06, свинец - 0,05, мышьяк - 0,003, сурьма - 0,005, кислорода - 0,5, сернокислых соединений металлов в пересчете на сульфат-ион - 0,01; прокаленного остатка после обработки азотной кислотой - 0,05; влаги, не более 0,05.

Составы разработанных по изобретению композиционных материалов приведены в таблице 1.

Таблица 1
КомпонентыСодержание масс.% Прототип
антифрикционный композиционный материал, патент № 2504560 12 34
Полиэтилен 27750 52,555-
Медный поликомплекс полиакриламида 5047,5 45-
пэ свм-- -96
Al 2O3- --4

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 5 МПа, при отсутствии смазки в зоне трения. Твердость определяли на приборе АС-111 (производство Венгрия). Продолжительность испытаний на машине трения - 5 часов. Результаты испытаний представлены в таблице 2.

Таблица 2
антифрикционный композиционный материал, патент № 2504560 Композиция Прототип
антифрикционный композиционный материал, патент № 2504560 12 34
Твердость кг/мм212,9 11,110,6910,9
Коэффициент трения при V=0.0735 м/с всухую0,120,122 0,1250,15
Весовой износ, г 0,040,0420,043 0,52
Линейный износ, мкм0,047 0,0490,0510,54

Таким образом, применение разработанного антифрикционного композиционного материала в узлах трения, работающих без смазки, способствует значительному увеличению срока службы трущихся узлов за счет снижения коэффициента трения, линейного и весового износа, а также 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 № 2504560

patent-2504560.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)
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)
нанокомпозиционный антифрикционный и уплотнительный материал на основе политетрафторэтилена -  патент 2467034 (20.11.2012)

Класс C08L33/26 гомополимеры или сополимеры акриламида или метакриламида

способ модификации флокулянта -  патент 2529229 (27.09.2014)
гетерогенная смесь полимеров и способ увеличения содержания наполнителя в листе бумаги или картона с ее использованием (варианты) -  патент 2521590 (27.06.2014)
полимерный композиционный материал и способ его получения -  патент 2509064 (10.03.2014)
суспензионно-эмульсионная композиция антитурбулентной добавки -  патент 2478118 (27.03.2013)
способ стабилизации водного раствора полиакриламида -  патент 2466160 (10.11.2012)
новые мономерные и полимерные материалы -  патент 2440389 (20.01.2012)
силикон-гидрогелевое соединение для мягких контактных линз и мягкие контактные линзы, изготавливаемые с применением этого соединения -  патент 2434899 (27.11.2011)
поликомпонентные флокулирующие системы для очистки оборотной воды от лакокрасочных материалов -  патент 2430930 (10.10.2011)
акриловая композиция для стопорения резьбовых соединений -  патент 2422485 (27.06.2011)
композиция флокулянта на основе полиакриламида -  патент 2358995 (20.06.2009)

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 C08K3/28 азотсодержащие соединения

Класс C08K3/10 соединения металлов

Класс C10M107/04 полиэтилен

Класс C10M109/02 реакционные продукты

Наверх