Антифрикційний полімеркомпозиційний матеріал

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 органічній 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 С 08 К 3/00, F 16 С 33/00 наступного складу, мас %: Епоксидне в'яжуче 20-40 епоксидна смола ЕД-16 - 100 мас. ч., модифікатор ДЕГ-1 15 мас. ч., твердник ізо-МТГФА - 50 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-композиції через високу степінь наповнення системи, що не дозволяє використовувати її в динамічно-навантажених вузла х тертя. За технічною суттю найбільш близькою до композиції яка заявляється є антифрикційний полімеркомпозиційний матеріал (патент України №49436 А С08К3/00, F16С33/00 наступного складу, мас.ч.: Епоксидна смола 100; Поліетиленполіамін 10-12; Вуглеволокно 1-3; Титан 3-10; 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 реологічність композиції в цілому, що з умовлю те хнологією отримання і степенем наповнення системи. Завданням на яке спрямований винахід, що заявляється, є вдосконалення антифрикційного полімеркомпозиційного матеріалу шля хом зміни інгредієнтів композиту та їх кількісного складу. Завдання вирішується наступним чином: антифрикційний полімеркомпозиційний матеріал на основі епоксидної смоли, модифікатора і різнофункціональних наповнювачів містить епоксидно-діанову смолу ЕД20, яка модифікована кремнійорганічним лаком КО-921 і наповнена порошками лускатого графіту, фторопласту, оксиду міді та подрібненого вуглеволокна в наступному співвідношенні компонентів, мас. ч.: Епоксидна смола 100; Поліетиленполіамін 10-14; Поліметилфенілсилоксан 30-90; Вуглеволокно 1-4; Оксид міді 3-12; Фторопласт 12-20; Лускатий графіт 6-10. Відмінною суттєвою ознакою є ознака “як модифікатор епоксидної смоли матеріал містить кремнійорганічний лак КО-921”. Процедура модифікування епоксидної смоли відома, але речовиною, яку використовують при цьому, є ДЕГ-1 [ див. патент України № 30537 А). У антифрикційному полімер композиційному матеріалі, як модифікатор використана інша речовина, а саме кремнійорганічний лак КО921. Тому результат від використання нового модифікатора інший: вищф термостійкість та зностоійкість полімер композиту. Застосування методики багатофакторного планування експерименту (Бокса-Уілсона) підтвердило, що найвищі триботехнічні властивості притаманні полімеркомпозиту при заявленому співвідношенні інгредієнтів. Вся сукупність відмінних суттєви х 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; механічне перемішування композиції для досягнення однорідної консистенції; почергове введення подрібненого механічним способом вуглеволокна, порошків титану, фторопласту і лускатого графіту з наступним перемішуванням та одночасним вакуумуванням композиції (кількісний вміст компонентів згідно формули винаходу). Ан тифрикційний 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+1 година при 433К+2 години при 503К з наступним охолодженням на спокійному повітрі. Це дозволяє зменшити внутрішні напруження при появі первинних вузлів зшивання, прискорити структуроутворюючий процес на 2-му етапі і максимально підвищити степінь зшивання системи на третьому етапі при використанні амінного твердника. Після термічної обробки проводять оцінку якості підшипника. Анти фрикційний 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 9-12 раз вища зносостійкість композиту внаслідок раціонального введення модифікатора і різнофункціональних наповнювачів при оптимальному їх співвідношенні, а також інтенсивнішого режиму термічної обробки. 2. Можливість експлуатації розробленого матеріалу трибовиробів при жорсткіших навантажувальношвидкісних режимах роботи (Р=1,4МПа; v£2,5м/с). 3. 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.