Антифрикційний полімеркомпозиційний матеріал

Антифрикційний полімеркомпозиційний матеріал на основі епоксидної смоли, модифікатора і різнофункцюнальних наповнювачів, який відрізняється ТИМ, ЩО КОМПОЗИЦІЯ МІСТИТЬ ЄПОКСИДНО Винахід належить до галузі одержання композицій на основі модифікованих епоксидних смол і комплексу неорганічних та органічних наповнювачів методом лиття під тиском, які можуть знайти застосування в машинобудуванні як підшипники ковзання без використання мастильних речовин Для формування ПІДШИПНИКІВ ковзання на ор ганічній в'яжучій (основі) використовують формальдегідні, епоксидні, кремнійорганічні смоли та композиції на їх основі Для наповнення композицій найбільш широко застосовують матеріали на основі графіту та дисперсні металеві, органічні і неорганічні добавки Відомий полімеркомпозиційний матеріал антифрикційного призначення (патент України №30537А С08КЗ/00, F16C33/00 наступного складу, мас % Епоксидне в'яжуче 20-40 епоксидна смола ЕД-16 -100 мас ч , модифікатор ДЕГ-1 -15 мас ч , прискорювач TEA - 6 мас ч , Силіційований графіт 50-70, Терморозширений графіт 3-7, Поліетилен 3-7 Недоліком даної композиції є низька ЗНОСОСТІЙКІСТЬ, яка пов'язана з недостатньою адгезійною МІЦНІСТЮ на границі фаз, великим вмістом графіту, а також високими залишковими напруженнями в прес-композицм через високу степінь наповнення системи, що не дозволяє використовувати и в динамічно-навантажених вузлах тертя За технічною суттю найбільш близькою до композиції яка заявляється є антифрикційний по діанову смолу ЕД-20, яка модифікована кремнієорганічним лаком КО-921 і наповнена порошками лускатого графіту, титану, подрібненого вуглеволокна та ультрадисперсного фторопласту в наступному співвідношенні компонентів, мас ч епоксидна смола 100 поліетиленполіамш 10-12 поліметилфенілсилоксан 30-60 вуглеволокно 1-3 титан 3-10 фторопласт 12-20 лускатий графіт 6-10 лімеркомпозиційний матеріал (патент України №49436А С08КЗ/00, F16C33/00 наступного складу, мас ч Епоксидна смола 100, Поліетиленполіамш 10-12, Вуглеволокно 1-3, Титан 3-Ю, Фторопласт 12-20, Лускатий графіт 6-10 Відома композиція має наступні недоліки а) низька ЗНОСОСТІЙКІСТЬ, яка пов'язана з недостатньою адгезійною МІЦНІСТЮ на границі фаз через неефективне змочування часток наповнювачів полімерною матрицею, б) низькі тепло- та термотривкість, що не дозволяє використовувати матеріал при підвищених швидкостях ковзання, в) недостатня реолопчність композиції в цілому, що зумовлено технологією отримання і степенем наповнення системи Завданням на яке спрямований винахід, що заявляється, є вдосконалення полімеркомпозиційного матеріалу антифрикційного призначення на основі епоксидних компаундів, а також різнофункцюнальних наповнювачів ультрадисперсного фторопласту, лускатого графіту, подрібненого механічним способом вуглеволокна та порошку титану, яке вирішується шляхом введення модифікатора кремнійорганічного поліметилфенілсилоксанового лаку КО-921 Застосування методики багатофакторного планування експерименту (Бокса-Уілсона) дозволило встановити, що найвищі триботехнічні влас ю ю о (О 60554 тивості притаманні полімеркомпозиту при наступному співвідношенні інгредієнтів, мас ч Епоксидна смола 100, Поліетиленполіамш 10-12, Поліметилфенілсилоксан 30-60, Вуглеволокно 1-3, Титан 3-Ю, Фторопласт 12-20, Лускатий графіт 6-10 Вся сукупність ВІДМІННИХ суттєвих ознак спрямована на реалізацію єдиної мети - підвищення триботехнічних характеристик композиту Композицію формують за наступною технологією підготовка і дозування компонентів, введення в епоксидний олігомер твердника і модифікатора, перемішування композиції для досягнення однорідної консистенції, почергове введення подрібненого механічним способом вуглеволокна і порошку титану, ультрадисперсного фторопласту і лускатого графіту з наступним перемішуванням (КІЛЬКІСНИЙ ВМІСТ компонентів згідно формули винаходу) Антифрикційний матеріал, що заявляється, може бути використаний в машинобудуванні як зносостійке покриття або підшипник ковзання Технологія отримання ПІДШИПНИКІВ ковзання реалізується методом лиття під тиском у ВІДПОВІДНОСТІ за типорозміром Полімеризація композиту здійснюється за ступінчастим температурним режимом одна доба при температурі 293К+1 година при 373К+2 години при 423К з наступним охолодженням на спокійному повітрі Це дозволяє зменшити внутрі шні напруження при появі первинних вузлів зшивання, прискорити структуроутворюючий процес на 2-му етапі і максимально підвищити степінь зшивання системи на третьому етапі при використанні змінного твердника Після термічної обробки проводять оцінку якості підшипника Антифрикційний полімеркомпозиційний матеріал з описаними "властивостями отримується в повному діапазоні співвідношень компонентів, що подані у таблиці Розроблений матеріал характеризується наступними техніко-економічними перевагами над прототипом (патент України №49436А) 1 В 1,9-2,2 рази вища ЗНОСОСТІЙКІСТЬ композиту внаслідок раціонального введення модифікатора і різнофункцюнальних наповнювачів при оптимальному їх співвідношенні, 2 Можливість експлуатації розробленого матеріалу трибовиробів при жорсткіших навантажувально-швидкісних режимах роботи (Р=1МПа, v < 2,5 м/с), 3 Зниження коефіцієнту тертя до 0,09 при Р=1МПа, v =1,2 м/с, 4 Вища технологічність композиції та краща змочуваність часток наповнювачів полімерним в'яжучим при формуванні через введення в систему модифікатора з низькою в'язкістю В таблиці приведено приклади конкретного використання композицій технічне рішення згідно заявки, контрольні приклади і прототип, а також їх порівняльні характеристики Таблиця № п/п 1 Компоненти 2 Полімерне в'яжуче, мас ч Епоксидна смола 1 ЕД-20 Твердник поліетиле2 нполіамш 3 Модифікатор КО-921 Наповнювачі Вуглеволокно, мас 1 Композиція ЗГІДНО винаходу Прикл Прикл Прикл 1 2 3 3 4 5 2 Титан, мас ч 3 Фторопласт, мас ч Лускатий графіт, 4 мас ч Характеристики композиційного матеріалу 1 Границя МІЦНОСТІ при стиску, МПа 2 Інтенсивність зношування, 103г/км 3 Коефіцієнт тертя Умови тертя v =2,3м/с, Контрольні приклади Патент України №49436А 1 2 3 4 5 6 7 8 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 10 12 12 10 10 12 12 12 10 12 12 10 12 12 зо 60 60 ЗО 45 45 60 70 25 45 60 1 2 1,5 1 1 2 2 2 0,5 0,5 3,5 1 2 1,2 3 12 5 14 4,5 18 2 10 3 9 2 3 7 10 2 10 7 3 3 20 11 10 3 12 5 14 4,5 18 6 8 6 6 6 11 11 11 11 5 3 6 8 6 75,7 74,2 72,1 70,6 76,2 65,0 69,2 68,5 62,4 62,8 72,3 70,9 72,2 1,95 2,25 2,16 2,08 1,82 3,8 3,18 5,2 3,5 9,73 7,88 9,6 0,12 0,16 0,15 0,13 0,11 0,15 0,17 0,18 0,24 0,15 0,27 0,16 0,11 Р=1МПа, матеріал контртша - сталь 45, шлях тертя без мастила- 1000м 0,14 Комп'ютерна верстка Л Ціхановська 3,05 Підписне 2,2 71,6 Тираж39 прим Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, Львівська площа, 8, м Київ, МСП, 04655, Україна ДП "Український інститут промислової власності", вул Сім'ї Хохлових, 15, м Київ, 04119