способ получения металлополимерного композиционного материала

Формула изобретения

1. Способ получения металлополимерного композиционного материала, включающий смешивание металлического ингредиента с эпоксидной смолой, отличающийся тем, что смешивание металлического ингредиента с эпоксидной смолой проводят одновременно с диспергированием при воздействии мелющих тел в вибровращательной мельнице, а в качестве металлического ингредиента используют металлические стружечные отходы.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в процессе диспергирования вводят отвердитель.

3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что металлополимерный материал прессуют в подогретой пресс-форме.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к машиностроению и металлообработке и может быть использовано на машиностроительных заводах в производстве деталей машин, работающих при малых и средних нагрузках, при высоких температурах, в агрессивных средах.

Известен способ создания композиционных материалов "полимер-металл", в которых полимерной основой являются капрон, полиамид и фторопласт [А.А. Иванов. Разработка и исследование износостойких композиций на основе металлизированных гранул пластмасс применительно к узлам трения машин. Автореферат на соискание ученой степени кандидата технических наук, Иваново, 1996, Металлополимерные материалы и изделия. Под ред. В.А. Белого, М., Химия, 1979].

Недостатком этого способа является то, что полученные материалы на базе указанных полимеров не могут использоваться в деталях, работающих при средних нагрузках, при высоких температурах и в некоторых агрессивных средах.

Известен и другой способ получения композиционных материалов, в качестве наполнителя которых используются металлические порошки, а связующим элементом является эпоксидная смола. В этом случае эпоксидная смола при смешении ее с металлическими порошками обволакивает гранулы металла, связь которых образуется за счет сил адгезии, что не обеспечивает достаточной прочности получаемых материалов [Х. Ли, К. Неввил. Справочное руководство по эпоксидным смолам. Под ред. Н.В. Александрова, М.: Энергия, 1973, с. 49-59].

Задачей, на решение которой направлено изобретение, является создание металлополимерного композиционного материала с использованием в качестве наполнителя металлических порошков, получаемых из стружечных отходов, обладающего улучшенными прочностными характеристиками, с более качественной структурой, заранее заданными физико-механическими свойствами интенсифицирования процесса его получения.

Поставленная задача решается в способе получения металополимерного композиционного материала, включающего смешивание металлического ингредиента с эпоксидной смолой, в котором смешивание проводят одновременно с диспергированием при воздействии мелющих тел в вибровращательной мельнице, а в качестве металлического ингредиента используют металлические стружечные отходы.

При этом в процессе диспергирования вводят отвердитель.

Металлополимерный материал прессуют в подогретой пресс-форме.

Способ включает в себя следующие стадии:

а) дозирование компонентов металлополимерной композиции: эпоксидной смолы, металлического ингридиента-наполнителя и отвердителя;

в) загрузку компонентов и мелющих тел в вибровращательную мельницу;

г) диспергирование и смешение металлического ингридиента-наполнителя в среде эпоксидной смолы с отвердителем вибровращательным способом;

д) прессование полученного металлополимерного композита в заранее подогретую пресс-форму.

В качестве наполнителя металлического ингредиента могут быть использованы металлические стружечные отходы алюминия и чугуна.

Загрузка всех компонентов металлополимерного композита проводится одновременно. Для предотвращения преждевременного отверждения металлополимерного композита установлено время диспергирования и смешения - 40 мин. Применяя отвердитель марки 9-а, получили композит, "время жизни" которого составляет 30 сут, так как для его отверждения требуются высокие температуры подогрева 100-180^oС, а отвердитель марки "ПЭПА" начинает отверждаться через час.

Используя различные виды металлических ингредиентов-наполнителей, можно получать материалы с различными физико-механическими свойствами.

Качество получаемого материала повышается за счет:

- лучшего распределения частиц металлических ингредиентов-наполнителей в среде связующего путем использования вибровращательного метода;

- ударно-вибрационного воздействия мелющих тел на металлический ингредиент-наполнитель, в результате чего последний дополнительно измельчается и образуются новые неокисленные поверхности, что способствует, наряду с адгезионными, получению и химических связей "металл-полимер", а это обстоятельство обеспечивает повышение прочности получаемых материалов.