Полимерная композиция

 

Назначение: может быть использовано для изготовления изделий конструкционного и антифрикционного назначения в автомобилестроении , тракторостроении. Эти изделия могут эксплуатироваться при воздействии термоокислительных сред и повышенных температур, вибрации и абразивных частиц. Сущность: для повышения ударной вязкости, стойкости к воздействию термоокислительных среди абразивостойкости полимерная композиция содержит полиэтилен низкого давления (2,5-10), смазку

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

is1)s С 08 1 77/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ тор, содержащий бутадиенстирольный блок-сополимер с содержанием бутадиена 4

65-70% и дополнительно аэодикарбонамид при следующем соотношении компонентов, (,А) мас,ч.: поликапроамид 70-97, бутадиенсти-, ф рольный блок-сополимер 3-30. азодикарбо- р намид 0,5-3,0.

Наиболее близким по технической сув ности и достигаемому эффекту является композиционный материал на основе поликапроамида (75-83,5 мас. jp), содержащий . полиэтилен низкого давления (8-10 мас.%), смазочное масло (4-6 мас. jp), сухие смазки (4-6 мас.7) и функциональную добавку по. лиацеталь (0,5-3 мас.%).

К числу существенных недостатков данного материала относится сравнительно невысокая стойкость к воздействию ударных

Э

1 (21) 4833727/05 (22) 01.06.90 (46) 07,11.92. Бюл, Гч . 41 (71) Киевское производственное объединение "Киевтрактородеталь" (72) В.А.Струк, А.А.Рыскулов, В.Н,Дробышевский, В.B.Êóçüìèíñêèé, А.Я.Ерофеенко и 10.Ч.Закревский (56) Авторское свидетельство СССР

N 768405, кл. С 08 L 77/00. 1980.

Авторское свидетельство СССР йг 768228, кл. С 08 L 77/00, 1979.

Авторское свидетельство СССР

Нг 1150252, кл. С 08 К 5/09, 1986, (54) ПОЛИМЕРНАЯ КОМПОЗИЦИЯ (57) Назначение: может быть использовано для изготовления изделий конструкционного и антифрикционного назначения в автомобилестроении, тракторостроении. Эти изделия могут эксплуатироваться при возИзобретение относится к области композиционных материалов на основе термопластичных полимеров и может быть использовано для изготовления изделий конструкционного и антифрикционного назначения в автомобилестроении, тракторостроении и других отраслях машиностроения. B частности полимерная композиция может быть использована для изготовления изделий, длительное время эксплуатируемых при воздействии термоокислительных "ред и повышенных температур, вибраций и абразивных частиц, например заборников или фильтров в системе смазки или питания двигателей внутреннего сгорания.

Известна полимерная композиция, вкл рчающая поликапроамид и модифика. Ж» 1773921А1 действии термоокислительных сред и повышенных температур, вибрации и абразивных частиц. Сущность: для повышения ударной вязкости, стойкости к воздействию термоокислительных сред и абразивостойкости полимерная композиция содержит полиэтилен низкого давления (2,5-10), смазку (0,25-2,0), функциональную добавку (0,52-5,1), в качестве которой используют смесь тита нового комплекса, выбранного из группы, включающей соединения следующих химических формул: Т (ОС4Нэ)(ОСОС17НзБ)з, Аl2(O l-СЗН7)(О СО С17Н35)2, Ti(OlC3H7) (ОСОС15Нз1)з; 2АЬ(01-СзН7)(ОСОС1БНз1)

Ti(OC4l-Ь) (0 СО С17Нз5)з, Т((03-С3Н7) (ОСОС1БН31)з и соединения меди, выбранного из группы, включающей формиат меди, хинолят меди или их смесь в соотношении

1:1 при соотношении комплекса и соединения меди (2,5-50):1 и поликапроамид — остальное. 2 табл.

1773921

-и cil .и о с / с

R-Ti-R

/ Q

H o

П

"Н С" сн2 снкя — т — к

-С11 СН,—

55 и - С

Н . 0 с н о

1 II

-Н снагрузок и вибраций, недостаточная абра3NBOCTOAKOCTb Vl стойкость K QAl4TeflbHOM) воздействию термоокислительных сред.

Цель изобретения — повышение ударной вязкости, стойкости к воздействию 5 термоокислительных сред и абразивостойкости, Поставленная цель достигается тем, что в полимерной композиции, включающей поликапроамид, полиэтилен низкого 10 давления, смазку и функциональную добавку, согласно изобретению в качестве функциональной добавки использу1от смесь титанового комплекса, выбранного из группы, включающей соединения следующих 15 химических формул

Т!(ОС4Нэ)(ОСОС17Н35)3 А!2(01-СзН7) х х (О СОС17Н35)2

Ti(0i-СЗН7)(ОСОС15Н31)32А!2(О(-С3Н7) х х (OCOC15H31) 20

Ti(0C4Hg)(0COC17H35)3; Ti(0i СЗН7) х х (О СО С15Н31)3 и соединения меди, выбранного из группы, включающей формиат меди; хинолят меди или их смесь, взятая в соотношении 1:1, при 25 соотношении титанатного комплекса и соединения меди 2,5-50:1 при следующем соотношении компонентов, мас,%:

Полиэтилен 2,5-10

Смазка 0„25-2,0 30

Смесь титанатного комплекса и соединения меди 0,52-5,1

Поликапроамид Остальное

Заявленные в полимерной композиции 35 компоненты необходимы для реализации синергического эффекта, обуславливающего одновременное увеличение стойкости к воздействию термоокислительных сред,. абразива и ударных нагрузок при сохранении 40 высоких прочностных и триботехнических характеристик.

Принципиальный механизм действия введенных добавок заключается в следующем. Одновременное введение титанатного 45 комплекса и соединения меди обуславливает пассивацию активных центров макромолекул поликапроамида и полиэтилена, благодаоя образованию координационных связей по следующей схеме 50

Благодаря этому процессу формируется псевдослитная структура, у которой кристаллизационные процессы затруднены.

Вследствие этого происходит аморфизация полиамида, что заметно увеличивает его стойкость к ударным воздействиям, абразивостойкость.

Сформировавшиеся связи изменяют энергетическое состояние амидной группы макромолекулы поликапроамида, благодаря чему увеличивается прочность а -метиленовой связи, которая разрушается в первую очередь при воздействии кислорода воздуха при повышенных температурах. Следствием этого процесса является резкое повышение устойчивости модифицированного поликапроамида к воздействию термоокислительных сред. Образование координационных связей изменяет вязкость расплава поликапроамида, приближая ее к вязкости расплава полиэтилена. благодаря этому при термомеханическом совмещении этих компонентов в шнековых плавителях обеспечивается хорошее совмещение этих термодинамически несовместимых материалов. Таким образам удается достичь высоких показателей ударной вязкости для смеси поликапроамид-полиэтилен.

Составы конкретных композиционных материалов приведены в табл. 1.

Для приготовления композиционных материалов использовали полиамид 6, полиамид 6 стеклонаполненный (ОСТ6-06-0983), полиэтилен низкого давления ПЗНД (ГОСТ 16338-77), формиат меди (ТЧ6-094262-76), титанатные комплексы, смазочные масла MC-20, индустриальное ПЫС-300 (ГОСТ 13032-77), полиамид 6 вторичный (ОСТ 6-05-425-86), сополимер формальдегида с триоксаном СТД (ТУ6-05-1543-73), графит коллоидный марки С-1 (ГОСТ 5420-74).

Технологический режим изготовления материалов не отличается от литья под давлением полиамида 6. Гранулы полиамида 6 (первичного, вторичного, стеклонаполненного) смешивают с гранулами полиэтилена (или порошком). После этого в смесь добавляют смазочное масло и смесь перемешивают до однородного состава. Затем в композицию вводят. предварительно сlëåшанные медное соединение и титанатный комплекс, Перед приготовлением композиции гранулы полиамида подсушивают при температуре 110-120 С в течение 4-6 ч в слое 10-15 см. Композицию перерабатывают методом литья под давлением на червячном термопласт-автомате (ГОСТ 10767-81).

Стандартные образцы для испытаний изготавливают на специальной форме за один

i 773921

Таблица! к

Коюоненты

Содерканка а комлозицин> мас

Комтрольюе нримерм

XIII XI0 XV XVI

Ñ овире Заявляемый

l дельимй—

V cactas VII ТП1 IX Х XI

Залредальный состав

XII дрототмл

П 1П IV йолизтилеи низкого давления 3

10 9

5 0

5,0 5,0

5,0 5,0

2 ° 5 2ь5 30 50 10

2 ° О

Титанатньеь коммекс алснотитанатный карбокснлат (1)0,25

5,0

0,5 0,5 1,0 0,5 алюнотмтат иат (II) 0,25 0,5

6,0

0,3 титанат .. (ПС) 0,5 .

Соедннениа ие« дн

Форест

0,005

0,005

0,005

0,005

О,О) 0,01

0 005 02 0 05 0,01 0,1

Сиазочиое масllO ис-20 а

0 5

0,5 0,5

2 5

О ° 25 0,5 1,0 0,5 2,0

О ° 1

5 6 5 5 индустриальное

0,5 кремний

oprawческая ьо\д кость

РлС 300 оотманед 6 от 5

93 ° 90 96

97,595 96,73 96,26 94,95 93,90 82,90 76ьо лереициый 03,6 60 75

93 90 втори инна стекломалолненнмй (содериаиие стекло

° оленью

30 нас.t) 93,90 долиацетальСТД

0,5

5 5

ГраФит

Соотиомеиие тмтанатного ко аьлекса

2 5 2 5 20 50

60 цикл отливки, Результаты испытаний приведены в табл. 2.

Как следует из представленных данных заявленный композиционный материал не уступает прототипу по исходными физикомеханическим и триботехническим характеристикам . По стойкости к воздействию ударных нагрузок, а также по стойкости к воздействию термоокислительных сред показатели заявленного материала значительно превосходят прототип при одинаковых условиях испытаний, материал имеет высокую стойкость к абразивному изнашиванию, превосходящую аналогичный показатель для прототипа в 2-3 раза. Только совокупное введение заявленных компонентов в заявленном соотношении обеспечивает достижение синергического эффекта — одновременного увеличения прочности, ударной вязкости, стойкости к воздействию термоокислительных сред и абраэивостойкости.

Формула изобретения

Полимерная композиция, включающая поликапроамид, полиэтилен низкого давления, смазку и функциональную добавку, о тл и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью повышения ударной вязкости, стойкости к воздействию термоокислительных сред и абразивостойкости, в качестве функцио5 нальной добавки используют смесь титанатного комплекса, выбранного из группы. включающей соединения следующих химических формул:

Ti(OC4H9)(OC0C17H35)3A4(Ol-С 3Н7) х

10 х (О СОС17Н35)2.

Ti(OI-СЗН7)(О СО С15Н31)3 2AI2(0l-СЗМ7) х х (О СОС15Н31), TI(0C4H9)(0 COC17H35)3:

Ti(OI C3H7)(OCOC15H31)3, 15 и соединения меди, выбранного из группы, включающей формиат меди, хинолят меди или их смесь в соотношении 1:1, при соотношении титанатного комплекса и соединения меди 2,5-50:1 ° при следующем

20 соотношении компонентов, мас.

Полиэтилен низкого давления 2,5-10

Смазка 0 25-2.0

Смесь титанатного

25 комплекса и указанного соединения меди 0,52-5,1

Поликапроамид Остальное.

1773921

Таблица! я

Характермстнкз

Показатель для материала

ЗапреОрототнп т -"- дельныд

Х! состае

II I

Разру>ззк>зее мапрлеенне прн растлае>е>м, И!д немодное

56 89,5 60,3 53,0 57,5 неладная

94 78 89 4!

95 98 93 90 45

95 100 125 40 70

12 11!

105 51 10! 103 25

0 35 0>31 0,30 О ° 30 0,4 0 28 О ° 24

0 ° 23 0 ° 20 0>20 0,19 0,20

0,28 0,20 0,25 0,28

0,2

2,11 1,23 1,38 2,5 2,9 0,83 0,80

0>80 8 75 0,70 0>7! 1,35 0,98 1,2 0,71 0,85

1 ° !5

I

0,93

0,96 0,95 0,93 1,03 1 ° 1 0,53 0>41

0>40 0,33 0,35 О ° 35 0>58 0>35 0,37 О ° 37 0 ° 78

Составитель Г,Левада

Редактор Л.Никольская Техред М Моргентал

КоРРектоР С..Пекарь

Заказ 3907 Тираж

ЯНИИПИ Государственного комитета и

Подписное итета по изобретениям и открь)тиям при ГКНТ СССР

113035, Москва. /К-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "П " . У атент, г. Ужгород. уп.Гагарина, 101 после 1000 часов термоояисленнл прм

423Х удельнел ударная вязкость, кда/из после 1000 часов термоокнсле>е>я при

423Х

Относмтельное удлниемме,8 ,Хозззицмент тре>е>л (ме тодика трнбоцентра

HHHC AH SCCP) . днтеисненость нанев>аа>з>л I з 10т (методнка трмбо центра !00!С АН

ЫСР)

Интемсмеиост ь абразивного мзнаияеа>е>я (ГОСТ

110 12-69) ° икм/ч пре- Эаяаляеинд состое

) ельныд-!

З у остае у!! Е1!! 2Х Х

55>! 53 ° 2 50, 1 51 О !03 58, 1 67,8 49,1 57 ° 8 59,8 48>8 40,5

26 3 27 6 25.4 19>3 58 ° 1 40,0 63.5 47,2 55.3 56.1 45.1 38,0 53 87,3 58,1 37,5 18,6

23 24 21 19 23 О 75 90 Образцы без надреза ме ло 5 )!е лонаотсл )Ь ломаются 38 мает ел

45 43 29 !2 43 58 ° !80 108 53 38 30