Способ получения самосмазывающихся пластмасс

 

О П И С А Н И Е 378094

ИЗОБРЕТЕ Н И Я

Соез Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Зависимое от авт. свидетельства №

Заявлено 16.1Х.1971 (№ 1695225, 23-5) с присоединением заявки №

Приоритет

Опубликовано 17.1Х.1973. Бюллетень

Дата опубликования описания 20.II

М. Кл. С 08g 20/00

С 08g 17/06

С 08g 33/02

Государственный комитет

Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

Авторы изобретения В. В. Коршак, И. А. Грибова, А. H. Чумаевская, Б. М. Мгеладзе, Н. И. Бекасова, Л. Г. Комарова, С. В. Виноградова, П. М. Валецкий, А. И. Калачев, E. К. Ляменкова, Л. А. Гливка, T. А. Бурцева и Т. М. Бабчиницер

Институт элементоорганических соединений AH СССР

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ САМОСМАЗЫВА1ОЩИХСЯ

ПЛАСТМАСС

Изобретение относится к области получения самосмазывающихся пластмасс для узлов сухого трения.

Известны способы получения антифрикционных самосмазывающихся материалов на основе полиимида, полиарилата, полиамида и целевых антифрикционных добавок.

Недостатком известных материалов является то, что температурный предел их работоспособности не превышает, как правило, 300—

350 С.

Цель изобретения — получение самосмазывающихся коксующихся пластмасс, способных обеспечить работу узлов сухого трения при экстремальных температурах 350 †5 С и выше.

Согласно изобретению в качестве связующих таких пластмасс используют карборансодержащие полимеры различных классов: полиамид ы, полиарилаты, полиимиды, полиоксадиазолы, способные в процессе изготовления материала превращаться в высокопрочный кокс, представляющий собой, по-видимому, пространственно структурированную полимерную систему, без изменения первоначального веса и формы изделия.

Специфические свойства карборансодержащих полимеров заключается в способности образовывать при нагревании в результате деструктивно-структурирующих процессов вторичные продукты с высоким выходом, представляющие собой термостойкий высокопрочный кокс. Эти свойства карборансодержащих полимеров позволяют использовать их в качестве связующих пластмасс, работающих при экстремальных температурах.

Введение в карборансодержащие полимеры термостойких наполнителей, обладающих

10 смазочными свойствами, позволяет после провед ения коксования получать высокотермостойкие антифрикционные сàMoñìàçûâàþùèåся пластмассы.

В качестве наполнителей используют гра15 вий (природный, ботогольский), нитрид бора и др. В качестве дополнительного наполнителя, обеспечивающего высокие технологическиее свойства изделий и их теплопроводность, используют окись меди СиО в виде мелкодис20 персного порошка и другие окислы металлов.

Изготовление материала производят следующим путем.

Карборансодержащий полимер в виде мелкодисперсного порошка смешивают в вибро25 мельнице с наполнителями для получения гомогенной пресс-композиции. Полученную пресс-композицию подвергают прессформованию при 200 — 350 С с дальнейшим коксованием изд елия при 400 — 550 С в течение не30 скольких часов. Стадию коксования проводя-

378094

18 — 20

0,05 — 0,09

2,5 10 — ра ос

500

3 как в пресс-форме, так и вне ее с применением давления, либо без давления. азного карбоолученного на

- (и-карбоксиТвердость Н>, кг/мм

Коэффициент трения f

Интенсивность линейного износа /

Предел рабочей температуры, С

СС1

II

О

В о%о и 9,9-бис- (а-оксифенил) -флуорепа но -(- с -< Ъ- он Яф

1 е4 емгрр турной поликонденсаии е т ой атмосфере в сс-хлорафМф е ц теаещие 15 час, смешивают на вибромельнице. с. ТБ " г мелкодисперсного графита в течение 1,5 мин. Полученную пресскомпозицию подвергают прессформованию при температуре 300 С и давлении 1000 кг/см, затем нагревают полученное изделие в прессформе в течение 2 час до 500 С и выдерживают при этой температуре еще 2 час. Полученный материал имеет следующие физикомеханические показатели:

Твердость Нв, кг/мм 18

Коэффициент трения f 0,06 — 0,08

Интенсивность линейного износа I 5 10-

Предельная рабочая температура, С 500

Пример 2. 4 г порошкообразного карборансодержащего пол иарилата, полученного на основе дихлорангидрида 1,2-бис-(n-карбоксифенил) -карборана

С1С С вЂ” С СС1 ог и 1,2-бис- (n-оксифенил) -карборана

H0 С вЂ” С )Н вЂ” о,/

В он о методом высокотемпературной поликонденсации при 220 С в инертной атмосфере в среде а-хлорнафталина в течение 15 час, смешивают с 8 г мелкодисперсного графита»а вибромельнице в течение 1 — 2 мин для получения гомогенной пресс-композиции. Пресс-композицию подвергают прессованию при температуре 300 С и давлении 1000 кг/см и дальнейшему коксованию при температуре 450 С в течение 2 час. Полученный материал имеет следующие физико-механические характеристики:

Пример 3. 4 г порошкообразного карборансод ержащего полиакрилата по примеру 2

10 смешивают в вибромельнице в течение 1,5 мин с 16 г мелкодисперсного нитрида бора. Полученную пресс-композицию прессуют при температуре 300 С и давлении 1000 кг/см и подвергают коксованию под добавлением при 500 С

15 в течение 2 час. Полученный материал имеет следующие физико-механические показатели:

Твердость Н>, кг/мм 18 — 20

Коэффициент трения f 0,06 — 0,08

Интенсивность линейного износа 1 2,5 10-

Предел рабочей температуры, С 500

Пример 4. 4 r порошкообразного карбо25 рансодержащего полиарилата по примеру 2 смешивают в вибромельнице с 7 г графита, 7 г нитрида бора и 2 r мелкодисперсной окиси меди в течение 1,5 мин. Полученную пресс-композицию прессуют при температуре

50 300 С и давлении 1000 кг/см . Затем изделие подвергают коксованию в пресс-форме при

500 С в течение 1,5 час. Полученный материал имеет следующие физико-механические характеристики:

35 Твердюсть Нв, кг/мм 18 — 20

Коэффициент трения f 0,05 — 0,08

Интенсивность линейного износа I

Предел рабочей температуры, С 500

5 10-

П р имер 5. 2 г порошкообразного карборансодержащего полиарилата, полученного на основе 1,2-бис- (п-оксифенил) -карборана

НО С вЂ” С ОН вЂ” 0/

I "". $

В Н ю <о

50 и дихлорангидрида изофталевой кислоты

С1 — С

55 методом низкотемпературной поликонденсации при 45 С в среде ацетона в течение 1 час, смешивают с 8 г мелкодисперсного графита в вибромельнице в течение 1 — 1,5 мин. Полу60 ченную пресс-композицию формуют при температуре 200 — 250 С и давлении 1000 кг/см .

Затем проводят коксование изделий в прессформе при 400 — 500 С в течение 2 час.

Полученный материал имеет следукицие б5 физико-механические характеристики:

378094

5 Гвердость Н>, кг/мм

Коэффициент трения f

Интенсивность линейного износа

Предел рабочей температуры, "С

16 — 18

0,05 — 0,08 нии 1000 кг/см и подвергают коксованию при

450 С в течение 2 час. Полученный материал имеет следующие физикд -механические характеристики:

5 5 Твердость Н>, кг/мм- 16 — 18

Коэффициент трения f 0,06 — 0,09

Интенсивность линейного износа 1 5 10 —

Предел рабочей температуры, " С 600

5 10-

500

Пример 6. 4 r порошкообразного высушенного карборансод ержащего полиамида, полученного»а основе дихлорангидрида 10 л -карбор анд икарбоновой кислоты

Пример 8. Для получения самосмазывающегося материала использ ют карборапсод ержаший полиимид, полученный на оспоье

15 диангидрида 1,7-бис- (3,4-дикарбоксифенил)карборана

C1OCCBgpH>pCI0CI и бензидина

Вю11ш и 4,4 -диаминодифенилоксида методом низкотемпературной двухстадийпой поликонденса25 ции. Первую стадию проводят при комнатной температуре в N,N-дпметилацетамид а, вторая стадия представляет собой химическую циклизацию, проводимую с помощью циклодсгидратирующей смеси. Полученный полимер

30 высушивают при 70 — 80 С. 2 г полученного вышеприведенным способом порошкообразного карборансодержащего полиимида смешивают в вибромельнице с 8 г графита в течение 1,5 мин. Полученную пресс-композицию

55 прессуют при 320 С и коксуют при 500 С в течение 2 час.

Полученный материал имеет следующие физико-механические показатели:

Т вердость Н>, кг/мм 16 — 20

Коэффициент трения f 0,05 — 0,09

Интенсивность линейного износа 1 5 10 —

Предел рабочей температуры, С 600

45

50 и гидразинфосфата И Н4.НзРО методом высокотемпературной полициклизации в полифосфорной кислоте при 160 С в инертной атмосфере в течение 20 час. 2 г порошкообразного карборансодержащего полиоксадиазола, 55 полученного вышеприведенным способом, смешивают с 6 г нитрида бора и 2 r мелкодисперсной окиси меди в вибромельнице в течение 1,5 — 2 мин. Полученную пресс-:композицию прессуют при температуре 320 С и давле- 60 методом низкотемпературной поликонденсации при комнатной температуре в среде тетрагидрофурана в течение 1 час смешивают с

16 r мелкодисперсного графита на вибромельнице в течение 1,5 мин. Полученную гомогенную пресс-композицию подвергают прессформованию при температуре 250 С и давлении

1000 кг/см .

Дальнейшее коксование изделия проводят в пресс-форме под давлением при 450 С в течение 2 час. Полученный материал имеет следующие физико-механические характеристики:

Твердость Н>, кг/мм 16 — 18

Коэффициент трения f 0,05 — 0,09

Интенсивность линейного износа 1 5 10-

Предел рабочей температуры, С 600

П р и и е р 7. Для получения самосмазывающегося материала используют карборансодержащий поли-1,3,4-оксадиазол, полученный на основе дихлорангидрида 1,2-бис-(n-карбоксифенил) -карборана

С -С- С-С СС1

Π— 0/

О

B„oHù

АТОС со.

0 О

ОС -С С -; СΠ—,0/

Предмет изобретения

Способ получения самосмазывающпхся пластмасс путем смешеп l l полимерного сВН зующего и наполнителей и последующего прессформования, отличсиощийсл тем, что, с целью получен гя термостойких самосмазывающихся пластмасс, в качестве связующего используют карборансодержащис полимеры класса полиэфиров или полиамидов, или полиимидов, или полиоксадиазолов в количестве 15 — 30 вес. % от веса композиции и отфильтрованный материал подвергают коксо ванию при температуре 400 †5 С.