Полимерная композиция

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

«ii897809 (61) Дополнительное к авт. свид-ву(22) Заявлено 25.12.79 (21) 2858943/23 — 05 с присоединением заявки М (23) Приоритет(53)M. Кл.

С 08 1 75/04

С 08 L 59/04

С 08 К 3/24

Государстввииый коиитет

СССР

{53) УДК678.664- .

-621,893 (088 8) ио делам изаоретеиий и открытий

Опубликовано 15.01.82. Бюллетень № 2

Дата опубликования описания 15.01.82 (72) Авторы изобретения

В. С. Дубровский, В. А. Струк, В. Г.

/, ° ., 1 .т„

4)

Институт механики металлополи рных сист. ем- .,;:;- г. /

АН Белорусской ССР (7l ) Заявитель (54) ПОЛИМЕРНАЯ КОМПОЗИЦИЯ

Изобретение относится к созданию компо зиционных материалов на основе полимеров для узлов трения, где необходимо проявление определенных демпфирующих способностей и высокой стойкости к истиранию.

Полимерные материалы нашли в настоягцее время широкое распространение в узлах трения (1).

Однако применение материалов в чистом виде зачастую не приводит к желательному эффекту вследствие относительно низкой износостойкости, прочности, теплопроводности и высокого коэффициента трения.

Известны полиуретановые композиции, способные работать в узлах трения без смазок, включающие в качестве наполнителей парафин, вазелин и др. (2).

Однако изделия, полученные из данного полиуретана, не обладают достаточной прочностью к истиранию.

Наиболее близкой к предлагаемой является полимерная композиция, включающая термопластичньш полиуретан и наполнитель. В качестве наполнителя композиция содержит

2 —,5 вес,% сонолимера этилена с ненасьпценным эфиром Сэ — Са жирнои кислоты. Композиция имеет вид сухой смазки (3).

Одним из недостатков композиции является неравномерное распределение наполнителя в массе полимера, что приводит к структурным неоднородностям и к ухудшению физико-механических свойств; изделия, изготовленные из нее обладают недостаточной контактной жесткостью, что существенно сужает эксплуатационный диапазон их применения.

Цель изобретения — снижение коэффициента трения, повышение износостойкости и физико-механических свойств.

Цель достигается тем, что в известную

15 полимерную композицию, включающую термопластичный полиуретан и наполнитель, вводят в качестве наполнителя сополимер формальдегида с диоксоланом и дополнительно содержит форьптат меди и минеральное масло при следующем соотношении компонетттов, вес.%:

Термопластичный полиуретан 40 — 90

897809

1 ивт0. 1 а те !ilia ДБ прн уделызом да13>те1113!i литья 800 — 1000 кгс/см- и 1т0 — 190!

П р l м е О 2. (!!). С 1е11111ьа. . 11 -, сушенный состав полкуретана термоплас 13чного — 40 вес.ч. и сополпмера фор. ;1альд-;-.да с диоксоланом — 58 вес.ч. В смесь вьо дят минеральное масло — 1,6 нес.ч. и фо.> ммт меди — 0.4 вес.ч. Смесь 11-о««раО:1>" .::.: ют в иэделия по тхнологк11,ан.тогичнс::

1г1 примеру 1.

Пример "-, (! Ч). Смсцпгеа1с .-.р;;=рктельно подсушен>гь1е полкуретан тар.ло..ча,. ткчный — 90 вес,ч. к сополимео фор;:.an..a>г:Ша с диоксоланом — 5 вес.ч. В О1,;= -, в- -.;, ;с, дят минеральное MBGJJQ — 4,! вес.ч. 11 11>ор1,ат меди — 0,9 вес.ч. и перемешивают ц

71олученкя 1>дноT>ОГ11,;,, соста13а П композицию подверга1от затем пере"„;!

Составы композиций представлень! в - .гб.:.. б Физико-механические и фрикционные сво.— ства составов приведены в табл. 2.

КО:т1НОЗКцКЮ ИЗВЕСТНОГО СОСтаВа ИЗ-За =сутствия сведений о ткпе применяемого полиуретана, а также композиции предлагаед мого состава приготавлква1от на основе термопластпчного полкуретана Десмопан" (мар. ки 1).

Формкат меди 0,4-0,9

Сополимер формальдегида с дкоксоланом 5,0 — 58,0

Минеральное масло 1,6-4,1

Улучшение физико-механических свойств композиции достигается за счет синергетическо го действия всех компонентов, введенных в,состав полиуретана. Наличие масла способствует равномерному распределению в смеси гранулированных компонентов порошкообразных добавок и эаторма>киванию процесса окисления металла, выделяющегося при разложении формката. В свою очередь формиат меди играет роль активного ингибитора окисления полиуретана и сополимера формальде гида. Хорошо химически совмещающиеся полимеры — полиуретан к сополимер формальдегида с дкоксоланом (СФД) образуют смесь, в которой активные группы полиуретана (— КНСΠ— и др,) блокируются функциональными группами сополимера формальдегида (СФД). В результате обеспечивается улучшение как фрикционных, так и физико-механических характеристик (жесткость, твердость, прочность при растяжении, коэффициент трения, износостойкость) .

Технологический режим приготовления композиционного материала заключается в следующем.

;ф

Порошкообразный формиат меди подвергают сушке при 100 — 120 С в течение 1 — 2 ч с целью удаления влаги. Затем его смешива.ют с минеральным маслом. В полученную смесь вводят предварительно подсушенные при 60 — 70 С в течение 8 — 10 ч гранулы соаолкмера формальдегида с диоксоланом (СФД) и полиуретан, после чего тщательно перемешивают до получения однородного состава. Композиционный материал перерабаты Л вают метацом литья под давлением на стандартном оборудовании при удельном давлении

800 — 1000 кгс/см и температуре литья 180—

190 С.

Пример 1. (III), Гранулы термолластичного полиуретана (ТУ 3930349 — 73)

60 вес,ч. смешивают с гранулами сополимера формальдегида с диоксоланом СФД (ТУ 6 — 05 — 1543-72) — 36 вес.ч, В композицию вводят минеральное масло — 3,3 вес.ч. и тщательно перемешивают в мельнице бара- -":""21 башгого типа, например МБП. После этого добавляют высушенный (до содержания влаги 0,1%) порошкообразный формиат меди (ТУ 6 — 09-4384 — 77) — 0,7 вес.ч. и перемешивают до получения однородного состава. И

Полученную композицию перерабатывают методом литья под давлением на термопластФрикцконные испытания проводили на машине трения типа CMU — 2. при нагрузке

10 кгс/см и скорости скольжения 0,625 м/с.

В качестве контртела использовали ролик из стas-к 5, т1ВС = 42 — 45 ед., шероховатостью

Р,,:=. 0,.8--! мкм. Как следует из представ-! .".. -, >«gP1=,JJT.1X., ОлтиыаЛЬНЫМК 11>ИЗКК(-11Е"..=1 ".. «скк.- „;.; к з1>оккционш1ми свойствами. а так же эластичностью обладают составы !1,. !!!

11/

Ср аl .. JT:T. ;льные физико- меха1п1ческие к 8 р ."

ЦИО13НЬ:; .:; >aитЕПИСтШ<К ПРЕДЛаГаЕМО «а г1ознци1 : 13арканты II, III, .Ч, и известной приведены и табл. 3. (1>к 3ККО, МЕХаНИЧЕСККЕ ХаРаитЕРИСти1<И И» вест11ой 1.; 1тре11лаггаемой анткфрикционной

КО ...1нозиfi«!1 - и; ".ЛЕцОВаэи На МаШИНЕ 1 Г1 — .

К раэрЬ1В; й;,:..ат-ьЧНЕ 1Л1- — 0, Спаяв>Н: .йпркставкой г:ш измерения твердости !!

11 И НЕ .МЦ--2 Прн трЕ1дхк ПО còajòT.JTQTT у рол13

1<у (ИВС=42 — 45 ед.) ..

Как следует из представленных данных., ПрЕдпаГаЕМая КОМПОЗИцня Обпадавт gHail.iòЕЛ но лучшими, необходимыми д1ьч определенных узлов трения, фрикционкыми характеркс тиками, более высокой иэносостэйкостыо и физико-механическими сво11ствамк.

897809

Компоненты

Полиуретан

58

0,9

4,1

5,5

1,6

0,1

0,9

0,4

0,7.

Показатели

250

510

455

300

250

8,5

7,8

7,2

4,3

3,5, 0,23 .0,16

0,15

0,18

0,35

15

175 250

305

375

450

Показатели

300

510

455

350

7,8

Сополимер формальдегида с диоксоланом (СФД) Минеральное масло

Формиат меди

Предел прочности при растяжении Ф, кгс/см

Твердость по Бринеллю

RB, кгс/см

Коэффициент трения

Р = 10 кгс/см

V = 0,625 м/с

Интенсивность изнашивания 1 х 10

Относительное удлинение при растяжении, %

Предел прочности при растяжении, кгс/смз

Твердость по Бринеллю, НВ, кгс/смз

Таблица 1

4 5

Таблица 2

Таблица 3

897809

Продолжение табл. 3

Составы

Показатели

Известный

Прецлагаемыи

Полиуретан — 96 вес.%

IV и сополимер этилена — 4 вес.%

Относительное удлинение, %

375

305

250

450

Коэффициент трения

Р=5 кгс/мм

0,4

0,2

0,18

0,2

V = 0,25 м/с

Р = 10 кгс/см

V = 0,625 м/с

0,18

0,15

0,16

0,35

Интенсивность изнашивания,1х10э

Р = 5 кгс/см

V = 0,25 м/с

P = 10 кгс/см

V = 0625 м/с

Сополимер формальдегида с диоксоланом с

Минеральное масло

5 — 58

1,6-4,1

Составитель Т. Ларина

Техред Ж,Кастелевич

Корректор М. Коста

Редактор Н. Киштулинец

Тираж 511 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Заказ 11872/35

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Формула изобретения

Полимерная композиция, включающая термопластичный полиуретан и наполнитель, отличающаяся тем, что, с целью снижения коэффициента трения, ловы- 4р шения износостойкости и физико-механических свойств, она в качестве наполнителя содержит сополимер формальдегида с диоксоланом и дополнительно содержит формиат меди .и минеральное масло при следующем соотношении компонентов, вес.%: Термопластичный полиуретан 40 — 90

Формиат меди 0,4-0,9

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Пластмассы в подшипниках скольжения.

М., "Наука", 1965, с. 34 — 47.

2. Полимеры в машиностроении. Харьков, 1972, т. б, с, 92 — 93.

3, Заявка Великобритании У 1446586, кл, С 08 L 75/04, опублик. 1976 (прототип) .