Разделительный состав, предотвращающий термохимическую эрозию переходников экструзионных головок, для антифрикционных композитов

Изобретение относится к составу разделительного средства и способу изготовления экструдируемых погонажных заготовок антифрикционных материалов в присутствии этого разделительного средства. Технический результат обеспечивает удаление цикла отжига головки с переходниками после завершения экструзии антифрикционных композитов на основе смеси термопластов, содержащих в своем составе фтор и серу, что позволяет избежать термохимической эрозии поверхности переходников, находящихся между формующей головкой и выходным каналом экструдера. Технический результат достигается за счет применения разделительного состава, который содержит следующие компоненты: деионизированная вода с удельным электрическим сопротивлением от 10 МОм⋅см, порошок нанотрубок нитрида бора или его производных, растворимых в воде или этиловом спирте в присутствии диспергирующего на основе соединений ароматического ряда (BNNT, с содержанием основного компонента в порошке >50 вес.%), диспергирующая добавка из соединений ароматического ряда, например бензол и его гомологи (не более 0,1 вес.% от всего веса смеси). 4 ил., 1 табл.

 

Изобретение касается технологии производства методом экструзии антифрикционных композитов для судостроения, общего и специального машиностроения на основе термопластов и их смесей со специальными добавками (модификаторы трения, стабилизаторы, армирующие добавки).

Базовая композиция термопластов для производства антифрикционных материалов основана на комбинации в разных пропорциях политетрафторэтилена (ПТФЭ) с полифениленсульфидом (ПФС). В зависимости от потребности наполнителями в этой системе могут выступать минеральные, металлические порошки и волокна разной природы. Основным методом производства является переработка экструзией на специальных экструзионных установках, способных обеспечить высокие температуры и давления переработки, т. к. данные смеси плохо совместимы при использовании обычных экструдеров. Для равномерного распределения потоков масс композита перед формующей головкой, снижения перепадов давления и пульсации расплава при выходе потока композита из экструдера используется система переходников, которые размещаются между формующей головкой и каналом выхода расплава из экструдера (Рис. 1 и 2).

При производстве погонажных изделий с линейными поперечными размерами более 300 мм по технологическому регламенту допускаются небольшие по объему утечки расплава в пространство между переходниками и головкой. По технологическому регламенту разделение головки и переходников производят при температурах ниже температуры расплава композита, что приводит к слипанию головки и переходника. Разделение проводят отжигом в печах при температурах выше 500°С.

При содержании фторсодержащего полимера в композите более 40% наблюдается выжигание внутренней поверхности переходников при отжиге на глубину примерно равную толщине композита, что требует после отжига наплавки металла и последующей полировки поверхности переходников, что увеличивает трудозатраты и стоимость производства композитов (Рис. 3 и 4).

В общем случае известно, что смеси фторполимеров с порошками ряда металлов могут использоваться в качестве горючих смесей способных воспламенять порошки металлов, например, наиболее известен пример с порошками магния. Исходя из этих свойств фторполимеры активно используются в производстве замедлительных составов для боеприпасов и самих боеприпасов зажигательного типа. Все известные ранее системы на основе фторопластов способные термохимически разрушать металлы использовали металлы лишь в виде порошков, либо в результате ударных воздействий по порошку из ПТФЕ при его нахождении в снаряде. Самым интересным для нашего случая является факт разрушения железа в объеме изделия. Ранее фактов термохимического разрушения железа фторопластами не отмечено даже на уровне порошков. Очевидно некоторое сходство процесса разрушения металлической поверхности с самораспространяющимся высокотемпературным синтезом и действием нанотермитов. Резкое усиление воздействия фторопласта на поверхность обусловлено закрытой поверхностью, что увеличивает силу воздействия в десятки раз.

Для защиты поверхности металлов от налипания на рынке имеются различные разделительные составы на основе смесевых композиций. Ранее по RU (11) 2 572 406(13) C2. предложено использовать смеси эфиров фосфорной кислоты и глицерина в 50 мас. %-ном водном растворе гидроксида калия. Эфиры фосфорной кислоты не могут быть использованы для защиты поверхности переходников, т.к. температура воспламенения данных соединений не выше 180-200°С.

Известны высокотемпературные разделительные составы из различных типов глин WO2012086564. Применение подобных составов затруднено, т. к. пленкообразователи выгорают при температурах переработки антифрикционных материалов.

Для улучшения высвобождения готовых изделий по US 3261800 A применяют нитрид бора, но в данном случае нитрид бора вносится в само изделие или материал, что повышает степень наполненности полимера и вязкость расплава. Такой подход в случае переработки антифрикционных материалов будет ухудшать свойства готовых изделий и увеличивать нагрузку и износ оборудования.

Нитрид бора обладает высокой инертностью по отношению к расплавам различной природы, в частности, большинство металлов в расплавленном состоянии не реагируют с покрытием из нитрида бора. Соответственно, данный материал сейчас активно применяется как расходный материал при производстве присадок к маслам, керамике и термостойким краскам. Данное соединение химически малоактивно почти до 1000ºС и при некоторых условиях до 3000ºС. Протекторные свойства нитрида бора обеспечивают возможность применять последний как для плавки металлов, так и стекол. Важным параметром является низкий коэффициент трения и низкая смачиваемость большинством материалов. Высокая теплопроводность позволяет не менять термический режим работы оборудования после использования нитрида бора.

Поэтому предложено использовать нанотрубки нитрида бора в качестве базового компонента разделительного состава для предотвращения слипания переходников и удаления необходимости отжига всего блока экструзионной головки после цикла экструзии.

Разделительный состав включает следующие компоненты:

- деионизированная вода с удельным электрическим сопротивлением от 10 МОм•см

- порошок нанотрубок нитрида бора (BNNT, с содержанием основного компонента в порошке > 50 вес.%)

- диспергирующая добавка из соединений ароматического ряда, например, бензола и его гомологов.

Процентное содержание компонентов определяется согласно следующей таблице и зависит от содержания ПТФЭ в композите.

Содержание ПТФЭ в композите, мас. % Содержание нанотрубок нитрида бора, мас. % Содержание ароматического соединения в качестве диспергирующего компонента, мас. %
40 1 0,1
50 1,1 0,1
60 1,2 0,1
70 1,5 0,2
80 1,7 0,2
90 1,9 0,2

Подготовка разделительного состава производится с помощью магнитной мешалки в течение 15 минут при 3000 об./мин. Состав наносится на целевую поверхность, нагретую до 50°С, из пульверизатора до образования белого цвета поверхности.

При необходимости нанотрубки нитрида бора могут быть заменены его производными, например, функционализированными следующими радикалами: -COH, -COCH3, -CONH2, -COOCH3, -COOH. Также допустимы соединения (см. формулу ниже) нанотрубок нитрида бора с молекулярной массой углеводородного остатка R не более 250.

Разделительный состав для предотвращения термохимической эрозии внутренней поверхности переходников формующей головки экструдера для экструзионного производства антифрикционных композитов на основе политетрафторэтилена (ПТФЭ) и полифениленсульфида (ПФС), отличающийся тем, что он содержит деионизированную воду с удельным электрическим сопротивлением от 10 МОм⋅см, порошок нанотрубок нитрида бора с содержанием основного компонента > 50 мас.% и диспергирующую добавку из соединений бензола и его гомологов при следующем количественном содержании компонентов состава, мас.% по отношению к массовому содержанию ПТФЭ в композите:

указанный порошок нанотрубок нитрида бора 1-1,9
указанная диспергирующая добавка 0,1-0,2



 

Похожие патенты:

Группа изобретений относится к керамическому связующему материалу, к композиционной структуре, включающей связующий материал, и к способу формирования отвержденной керамической структуры.

Изобретение относится к композиционному материалу, включающему чешуйчатые наполнители, состоящие из неорганического материала и связующей смолы, которая представляет собой термореактивную смолу, которая связывает наполнители.

Изобретение относится к порошковой композиции полиариленэфиркетонов, которая применима для получения изделия и подходит для лазерного спекания. Композиция содержит от 99,6 до 99,99 вес.% по меньшей мере одного порошка по меньшей мере одного полиариленэфиркетона и от 0,01 до 0,4 вес.% гидрофильного агента, повышающего сыпучесть.

Изобретение относится к кремнийсодержащим полимерным композиционным материалам. Предложен композиционный материал, содержащий по меньшей мере 2% об.

Изобретение относится к самоотверждающимся композициям, которые обладают способностью поглощать энергию и могут использоваться для изготовления средств индивидуальной бронезащиты.

Изобретение относится к материалам для защиты от нейтронного излучения. Предложена термостойкая полиорганосилоксановая композиция, содержащая (мас.ч.) полимерное связующее – диметилсилоксановый каучук с концевыми –ОН группами СКТН-А (100), наполнитель аморфный бор (5-30), искусственный графит (5-50) и катализатор К-18 (4).
Изобретение относится к области композиционных материалов, содержащих карбид бора, и предназначено для изготовления конструкционных элементов изделий для защиты от тепловых нейтронов.
Изобретение относится к области неорганической химии и может найти применение для изготовления тепло- и звукоизоляционного материала, который наносится на подготовленную поверхность, требующую изолировать.

Изобретение относится к полимерным теплопроводящим электроизоляционным композиционным материалам (КМ) и может быть использовано при изготовлении теплоотводящих элементов, в том числе радиаторов охлаждения, в электротехнических и электронных устройствах различного назначения.

Изобретение относится к кабельной технике, а именно к полимерным композициям на основе пластифицированного поливинилхлорида (ПВХ) с пониженной горючестью, выделением дыма и хлористого водорода при горении, предназначенным для изоляции внутренних и наружных оболочек проводов и кабелей, эксплуатирующихся в условиях повышенной пожароопасности.

Изобретение относится к полимерным композициям, применяемым для изготовления волокнистых материалов. Полимерная композиция включает металлсодержащую флалоцианиновую добавку, представляющую собой гексадекагалогенфталоцианин меди в количестве 14,998-4,999 мас.ч.

Изобретение относится к композиции водных чернил. Описана композиция водных чернил, содержащая: воду; необязательный сорастворитель; необязательное красящее вещество; и композиционный материал, содержащий матрицу из сульфонированного сложного полиэфира, имеющую множество наночастиц серебра, диспергированных в матрице.

Изобретение может быть использовано в гальванике, полимерной химии, медицине, биологии, а также при изготовлении масляных и полировальных финишных композиций. Индивидуальное взрывчатое вещество, в качестве которого используют тетрил, подрывают в водной оболочке или оболочке, содержащей 5% водный раствор уротропина или Трилона Б, при массовом соотношении заряда взрывчатого вещества и оболочки, равном 1:(10-14), в среде газообразных продуктов детонации предыдущих подрывов взрывчатого вещества в качестве неокислительной среды.
Изобретение относится к технологии получения полупроводниковых наноматериалов. Способ формирования тонких упорядоченных полупроводниковых нитевидных нанокристаллов (ННК) арсенида галлия на кремнии характеризуется тем, что на подложке кремния с кристаллографической ориентацией поверхности (111) или (100) формируют ингибиторный слой оксида кремния (SiO2) толщиной 80-120 нм методом термического прокисления в среде азот/пары воды при температуре Т=850-950°С при давлении, близком к атмосферному, после чего наносят слой электронного резиста, в котором формируют окна методом электронной литографии путем экспонирования электронным пучком с последующим проявлением, при этом процесс проявления останавливают путем промывки в растворителе и последующей сушки, затем осуществляют реактивное ионноплазменное травление в плазмообразующей смеси газов SF6 и Аr с формированием окон в ингибиторном слое оксида кремния, в которых методом молекулярно-пучковой эпитаксии с использованием источников Ga и As выращивают нитевидные нанокристаллы арсенида галлия по бескатализному методу или по автокаталитическому методу с применением в качестве катализатора Ga, напыляемого на подложку со сформированными окнами в ингибиторном слое.

Изобретение относится к медицине, фармакологии и ветеринарии и представляет собой антисептическое средство на основе наночастиц серебра, согласно изобретению в его составе присутствуют наночастицы серебра, стабилизированные полимерным соединением - полиазолидинаммонием, модифицированным гидрат-ионами йода, а в качестве растворителя используется дистиллированная вода, причем компоненты в средстве находятся в определенном соотношении, мас.

Изобретение относится к области синтеза дисперсных мезопористых материалов для носителей катализаторов. Описан способ получения мезопористого γ-Al2O3 для каталитических систем, включающий осаждение гидроксидов.

Использование: для синтеза полых квазиодномерных наноструктур. Сущность изобретения заключается в том, что способ роста GaN нанотрубок, активированного легирующей примесью Si на подложке Si с тонким буферным слоем AlN, включает осаждение материалов методом молекулярно-пучковой эпитаксии, перед осаждением ростового материала происходит удаление оксидного слоя в условиях сверхвысокого вакуума, далее следует эпитаксиальное осаждение буферного слоя на ростовую подложку, эпитаксиальное осаждение материалов синтезируемой нанотрубки на ростовую подложку, эпитаксиальное осаждение на ростовую подложку атомов элемента, который, взаимодействуя с поверхностными атомами растущего кристалла, влияет на кинетику и/или динамику ростового процесса.

Изобретение относится к области технологических процессов, связанных с получением высокоанизотропных композиционных материалов с помощью твердотельных реакций по методу алюмотермии и формированию в них магнитной вращательной анизотропии.

Изобретение относится к химико-фармацевтической промышленности, а именно к мягкой гемостатической лекарственной форме. Состав содержит эпсилон-аминокапроновую кислоту в количестве 5,0 г, хлорид железа III – 2,0 г; наночастицы на основе железа Fe3O4 или FеС – 0,1 г, в качестве действующего вещества и полиэтиленгликоль-400 – 74,40 г и полиэтиленгликоль-1000 – 18,60 г в качестве мазевой основы.

Изобретение может быть использовано в гальванике, полимерной химии, медицине, биологии, а также при изготовлении масляных и полировальных финишных композиций. Готовят композиционный взрывчатый состав, содержащий следующие компоненты, мас.

Группа изобретений относится к конструктивным элементам мельниц с вертикальной осью. Устройство содержит измельчающий ролик (1), отлитый в литейном производстве.

Изобретение относится к составу разделительного средства и способу изготовления экструдируемых погонажных заготовок антифрикционных материалов в присутствии этого разделительного средства. Технический результат обеспечивает удаление цикла отжига головки с переходниками после завершения экструзии антифрикционных композитов на основе смеси термопластов, содержащих в своем составе фтор и серу, что позволяет избежать термохимической эрозии поверхности переходников, находящихся между формующей головкой и выходным каналом экструдера. Технический результат достигается за счет применения разделительного состава, который содержит следующие компоненты: деионизированная вода с удельным электрическим сопротивлением от 10 МОм⋅см, порошок нанотрубок нитрида бора или его производных, растворимых в воде или этиловом спирте в присутствии диспергирующего на основе соединений ароматического ряда, диспергирующая добавка из соединений ароматического ряда, например бензол и его гомологи. 4 ил., 1 табл.

Наверх