Спосіб отримання антифрикційної полімерної композиції

Реферат: Спосіб отримання антифрикційної полімерної композиції на основі епоксидної смоли, отверджувача поліетиленполіаміну і різнофункціональних наповнювачів, який проводять методом формування під тиском. Після цього здійснюють полімеризацію за ступінчастим температурним режимом. Після отвердіння композиції під тиском перед полімеризацією проводять попередню термічну обробку. UA 110056 U (12) UA 110056 U UA 110056 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до способів одержання композиційних матеріалів на основі модифікованих епоксидних смол, які можуть бути використані для виготовлення самозмащувальних підшипників ковзання, здатних працювати при підвищених температурах, динамічних навантаженнях та в агресивних середовищах. Основними вимогами в даному випадку є оптимальні фізико-механічні та триботехнічні характеристики. Композитні матеріали на основі полімерної матриці, зокрема на основі епоксидних смол, мають високі антифрикційні властивості і придатні для експлуатації за середніх навантажень та швидкостей ковзання. Тому епоксидні смоли широко застосовують для виготовлення деталей вузлів тертя, оскільки вони мають високу адгезію до металів та інших матеріалів, високу механічну міцність, малу усадку і водопоглинання, вібро- і корозійну стійкість, високі електроізоляційні властивості. Відомий спосіб отвердіння епоксидної композиції шляхом створення механічної суміші із епоксидіанової смоли, отверджувача, каталізатора отвердіння класу аміноімідів, яку після змішування компонентів обробляють ультразвуком при кімнатній температурі з інтенсивністю 2 звуку 1-30 Вт/см протягом 5-60 хвилин (див. патент України № 51962, C08G 59/18, 2002). Недоліком вказаного способу є невисокі фізико-механічні характеристики отриманих композицій. Відомий спосіб отримання полімерної композиції на основі політетрафторетилену, армованого вуглецевим волокном, яку здійснюють змішуванням компонентів в сухому стані. Змішування проводиться протягом 10-60 секунд в обертальному електромагнітному полі з величиною магнітної індукції 0,09-0,14 тесла за допомогою феромагнітних елементів, які потім вилучають з полімерної композиції магнітною сепарацією, а довжина волокна залишається не менше 2-3 мм (див. патент України № 47710А, C08L 27/18, 2002). Недоліками даного способу є складність технології отримання композиції та невисокі показники міцності при стисканні. Найближчим аналогом є спосіб отримання триботехнічного полімеркомпозиційного матеріалу на остові епоксидної смоли, отверджувача поліетиленполіаміну та комплексу наповнювачів за наступною технологією: підготовка і дозування компонентів; введення в епоксидну смолу отверджувача; перемішування композиції для досягнення однорідної консистенції; вакуумування композиції протягом 40-60 хв; термічна обробка; контроль якості сформованої композиції. На етапі перемішування здійснюється додаткова комплексна ультразвукова та ультрафіолетова обробка системи. На наступному етапі отримують композиції методом формування під тиском у відповідності із в'язкістю та сферою застосування матеріалу. Далі здійснюють полімеризацію за ступінчастим температурним режимом: 0,5-1,5 год. при 333 К + 0,5-1,5 год. при 393 К + 1,0-2,5 год. при 463 К з наступним охолодженням на повітрі (див. патент України № 66490, F16C 33/00, В29В 7/00, С08K 7/00, С08K 3/00, 2012). В основу корисної моделі поставлена задача вдосконалити технологію отримання триботехнічного полімеркомпозитного матеріалу, що забезпечить підвищення його міцності та зносостійкості в умовах динамічних навантажень та тертя без мастильного матеріалу. Поставлена задача вирішується тим, що спосіб отримання антифрикційної полімерної композиції на основі епоксидної смоли, отверджувача поліетиленполіаміну і різнофункціональних наповнювачів, який проводять методом формування під тиском, після чого здійснюють полімеризацію за ступінчастим температурним режимом, згідно з корисною моделлю, після отвердіння композиції під тиском перед полімеризацією проводять попередню термічну обробку протягом 1-4 год. за температур 293-323 К. Спосіб отримання антифрикційної полімерної композиції на основі епоксидної смоли, отверджувача поліетиленполіаміну та комплексу наповнювачів полягає в наступному. На початковому етапі підготовлюють і дозують компоненти композиції, далі вводять в епоксидну смолу отверджувач з наступним змішуванням композиції для досягнення однорідної консистенції. Вакуумування композиції проводять протягом 40-60 хв. На другому етапі заливають готову композицію в спеціальну прес-форму, поверхню якої попередньо обробляють речовиною для зниження адгезійної складової. Отвердіння композиції реалізується методом формування під тиском у відповідності із в’язкістю та сферою застосування матеріалу. На наступному етапі проводять попередню термічну обробку композиційного матеріалу протягом 14 год. за температур 293-323 К для зменшення залишкових напруження після їх формування у прес-формі. Омолодження проводять на повітрі. На завершальному етапі здійснюють полімеризацію за ступінчастим температурним режимом: 0,5-1,5 год. при 323 К + 0,5-1,5 год. при 373 К + 3,0-4,0 год. при 393 К з наступним охолодженням на повітрі. Це дозволяє зменшити внутрішні напруження при появі первинних вузлів зшивання, надалі прискорити структуроутворюючий процес і максимально підвищити ступінь зшивання системи. 1 UA 110056 U 5 Спосіб отримання полімерної антифрикційної композиції, що заявляється, може використовуватись при виготовленні підшипників ковзання в машинобудуванні для підвищення їх зносостійкості. Для визначення фізико-механічних та експлуатаційних властивостей композитного матеріалу використовували стандартні методики. В таблиці наведено приклади конкретного виконання способу отримання полімерної антифрикційної композиції. Таблиця № п/п Параметри Способи формування згідно корисної моделі Контрольні приклади Прототип І ІІ III І II III IV V І II III 1 Формування під тиском + + + + + + + + + + + Попередня термічна 2 + + + + + + + + обробка Температура попередньої 3 термічної обробки 313 303 313 293 303 293 303 313 композиції, К Тривалість попередньої 4 3 2 1 1 2 3 3 2 термічної обробки, год. Кінцева температура 5 393 393 393 393 393 393 393 393 398 398 398 термічної обробки, К Тривалість термічної 6 6,0 6,0 6,0 6,0 6,0 6,0 6,0 6,0 2,0 2,0 2,0 обробки, год. Характеристики композиційного матеріалу 1 Міцність при. стисненні, МПа 103,44 95,82 96,21 94,87 97,45 95,34 99.80 98,39 61,7 60,0 68,8 Інтенсивність зношування, 2 1,67 3,01 2,67 5,98 4,01 4,33 2,96 1,90 2,10 4,05 3,04 -3 10 г/км Примітка. Умови тертя: ν = 1,2 м/с; Ρ = 1 МПа; матеріал контртіла - сталь 45; шлях тертя без мастила - 3000 м 10 15 ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ Спосіб отримання антифрикційної полімерної композиції на основі епоксидної смоли, отверджувача поліетиленполіаміну і різнофункціональних наповнювачів, який проводять методом формування під тиском, після чого здійснюють полімеризацію за ступінчастим температурним режимом, який відрізняється тим, що після отвердіння композиції під тиском перед полімеризацією проводять попередню термічну обробку протягом 1-4 год. за температур 293-323 K. Комп’ютерна верстка А. Крулевський Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Василя Липківського, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 2