Патент на изобретение №2330051

Published by on




РОССИЙСКАЯ ФЕДЕРАЦИЯ



ФЕДЕРАЛЬНАЯ СЛУЖБА
ПО ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ,
ПАТЕНТАМ И ТОВАРНЫМ ЗНАКАМ
(19) RU (11) 2330051 (13) C1
(51) МПК

C08L63/00 (2006.01)
C08J5/16 (2006.01)
C08K13/02 (2006.01)

F16C33/04 (2006.01)

(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ

Статус: по данным на 19.10.2010 – может прекратить свое действие

(21), (22) Заявка: 2007107159/04, 26.02.2007

(24) Дата начала отсчета срока действия патента:

26.02.2007

(46) Опубликовано: 27.07.2008

(56) Список документов, цитированных в отчете о
поиске:
SU 320516 A1, 04.11.1971. SU 304277 A1, 25.05.1971. RU 2222556 C2, 27.01.2004. RU 2175335 C2, 27.10.2001.

Адрес для переписки:

344038, г.Ростов-на-Дону, пл. Ростовского Стрелкового Полка Народного Ополчения, 2, Ростовский государственный университет путей сообщения, НИЧ

(72) Автор(ы):

Лапицкий Валентин Александрович (RU),
Колесников Владимир Иванович (RU),
Сычев Александр Павлович (RU),
Лапицкий Александр Валентинович (RU),
Колесников Игорь Владимирович (RU),
Бардушкин Владимир Валентинович (RU)

(73) Патентообладатель(и):

Лапицкий Валентин Александрович (RU),
Колесников Владимир Иванович (RU),
Сычев Александр Павлович (RU),
Лапицкий Александр Валентинович (RU),
Колесников Игорь Владимирович (RU),
Бардушкин Владимир Валентинович (RU)

(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ АНТИФРИКЦИОННЫХ ПРЕСС-МАТЕРИАЛОВ

(57) Реферат:

Изобретение относится к способу получения антифрикционных эпоксидных пресс-материалов, предназначенных для изготовления изделий, применяемых в качестве вставок в подшипниковых втулках с бинарной поверхностью трения, то есть смазывающих элементов, а также в качестве конструкционного и электроизоляционного материала в электротехнике и других отраслях техники. Способ заключается в том, что при температуре 60-90°С в течение 5-30 минут проводят вальцевание твердого предполимера с фторкаучуком, способным вулканизироваться амином, при их соотношении от 90:10 до 60:40. В качестве твердого предполимера используют продукт взаимодействия эпоксидированного новолака (А) с эпоксидной диановой смолой с м.м. от 360 до 540 (Б) и с 3,3′-дихлор-4,4′-диаминодифенилметаном (В) в соотношении А:Б:В от 85:10:5 до 5:80:15, полученный при 60-130°С в течение 30-120 мин. Далее в 100 мас.ч. вальцованной смеси вводят 15,0-50,0 мас.ч. ароматического амина в качестве отвердителя, 5,0-50,0 мас.ч. порошка политетрафторэтилена и 10,0-100,0 мас.ч. рубленого волокна в качестве наполнителя, 2,0-6,0 мас.ч. антиадгезива. Дополнительно вальцуют состав при температуре 40-80°С в течение 5-15 мин. Затем вальцованную массу охлаждают и дробят. Изобретение позволяет повысить антифрикционные свойства пресс-материала, в том числе повысить текучесть по спирали. 2 табл.

Изобретение относится к способу получения антифрикционных пресс-материалов путем вальцевания эпоксидного предполимера, модифицированного фторированными каучуками, с отвердителем, заполнителями и антиадгезивами, предназначенных для изготовления изделий, применяемых в качестве вставок в подшипниковых втулках с бинарной поверхностью трения, т.е. смазывающих элементов, а также в качестве конструкционного и электроизоляционного материала в электротехнике, электронике и других отраслях техники.

Известен способ получения эпоксидного пресс-материала, преимущественно антифрикционного назначения, на основе эпоксидного предполимера, отвердителя и наполнителя – смеси стекловолокна и графита (смотри Положительное решение по заявке 2006103545/04(003873) от 06.02.2006).

Недостатком такого пресс-материала является ограниченность применения в определенных видах подшипников и невозможность использования в бинарных поверхностях и бинарных опорах скольжения (см. Подшипники в судовой технике: Справочник. – Л.: Судостроение, 1987, стр 201).

К материалу вставок в бинарных опорах скольжения предъявляется требование, чтобы он в процессе фрикционного контакта переносился в зону контакта металла и образовывал антифрикционные слои.

Предполагалось, что таким материалом может быть эпоксипласт, содержащий в качестве модификатора фторкаучук, описанный в А.С. №320516, опубликован 04.11.1971 г Бюлл. №34, ближайший прототип. Однако указанный материал хотя и переносится в зону контакта металлов, образуя антифрикционный слой, но он имеет недостатки – малую текучесть по спирали, низкую деформационную теплостойкость и невысокие прочностные показатели.

Целью заявляемого способа является получение антифрикционных пресс-материалов, используемых в качестве вставок, обеспечивающих в процессе трения перенос в зону контакта металлов, образуя антифрикционные слои, снижающие трение и износ и предотвращающие схватывание, являясь высокопрочными и теплостойкими смазывающими элементами.

Поставленная цель достигается тем, что проводят вальцевание твердого предполимера, представляющего собой продукт взаимодействия эпоксидной смолы и ароматического амина, при температуре с фторкаучуком, способным вулканизироваться амином, вводят отвердитель – ароматический амин, наполнитель, антиадгезив, дополнительно вальцуют состав и дробят вальцованную массу, отличающийся тем, что в качестве твердого предполимера используют продукт взаимодействия эпоксидированного новолака (А) с эпоксидной диановой смолой с м.м. от 360 до 540 (Б), и с 3,3’дихлор-4,4’диаминодифенилметаном (В) в соотношении А:Б:В от 85:10:5 до 5:80:15, полученный при 60-130°С в течение 30-120 мин, вальцевание предполимера фторкаучуком проводят при 60-90°С в течение 5:30 минут при их соотношении от 90:10 до 60:40, в качестве наполнителя используют порошок политетрафторэтилена и рубленое волокно, дополнительное вальцевание осуществляют при температуре 40-80°C в течение 5-15 мин, перед дроблением вальцованную массу охлаждают, при следующем соотношении компонентов, мас.ч.:

вышеуказанный предполимер,
модифицированный фторкаучуком 100,00
ароматический амин 15,00-50,00
рубленое волокно 10,00-100,00
порошок политетрафторэтилена 5,00-50,00
антиадгезив 2,00-6,00

Пример 1

Получение предполимера

В реактор, снабженный мешалкой, обогревом и охлаждением, загружают 45 мас.ч. эпоксидированного новолака – эпоксидной смолы марки ЭН-6, с содержанием 20% эпоксидных групп (ТУ 6-05-1585-89) (А), 45 мас.ч эпоксидной диановой смолы ЭД-20, с содержанием 20% эпоксидных групп и м.м. 400 (ГОСТ 10587-84) (Б) и 10 мас.ч 3,3’дихлор-4,4’диаминодифенилметана (ТУ 6-14-980-84) (В). Массовое соотношение А:Б:В=45:45:10.

Температуру в реакторе поднимают до 95°С и смесь выдерживают при постоянном перемешивании в течение 75 мин. При этом происходит уменьшение содержания эпоксидных групп с 20% до 12% и образуется твердый прозрачный предполимер с м.м. 900, который выливается в противень, охлаждается до +20°С и дробится.

Получение пресс-материала

На вальцы разогретые до 75°С загружают фторкаучук марки СКФ-26 (ТУ 6-05-906-63) в количестве 25 мас.ч и после его равномерного распределения на валках добавляют 75 мас.ч дробленого предполимера. Смесь обрабатывают при 75°С в течение 18 мин с постоянным подрезанием вальцуемой массы. Далее температуру вальцов снижают до 60°С и вводят отвердитель – 4,4’диаминодифенилметан в количестве 38 мас.ч и порошок политетрафторэтилена (фторопласт-4) (ГОСТ 1007-72) в количестве 28 мас.ч, рубленое стекловолокно с диаметром элементарных волокон 13 мкм в количестве 55 мас.ч и антиадгезив – стеарат кальция – 4 мас.ч. Полученную смесь дополнительно вальцуют при 60°С в течение 10 мин. Срезанную с вальцов массу охлаждают до +20°С, дробят и упаковывают.

Прессование изделий осуществляют при 140°C, удельном давлении 10 МПа и выдержке 1 мин/мм толщины изделия.

Примеры 2-8 осуществляют аналогично примеру 1 с изменением компонентов и параметров в соответствии с табл.1. Свойства пресс-материалов и пресс-изделий по примерам 1-8 приведены в табл.2. Данные таблицы показывают преимущества заявляемого изобретения по сравнению с известными техническими решениями. Важным преимуществом заявляемого способа является получение пресс-материала с высокой текучестью по спирали до 1200 см, что, в отличие от всех описанных антифрикционных композиций, позволяет изготавливать подшипниковые втулки с бинарной поверхностью методом литьевого прессования на реактопластавтоматах.

Таблица №1
Условия выполнения заявляемого способа по примерам 2-8.
Наименование показателей Величина показания по примерам
2 3 4 5 6 7 8
Соотношение компонентов А:Б:В 85:10:5 5:80:15 45:45:10 45:45:10 45:45:10 45:45:10 45:45:10
Марка эпоксидированного новолака, входящего в предполимер (А) Смола ЭН-6 (ТУ 6-05-1585-72) Смола УП-643 ТУ 6-05-1585-89 Смола DEN-4038 (фирма DAU Chemical) ЭН-6 ЭН-6 ЭН-6 ЭН-6
Марка эпоксидной диановой смолы, входящей в предполимер и м.м. (Б) ЭД-20 м.м. 400 ЭД-22м.м. 360 ЭД-16 м.м. 540 ЭД-20 м.м. 400 ЭД-20 м.м. 400 ЭД-20 м.м. 400 ЭД-20 м.м. 400
Марка фторкаучука СКФ-26 ТУ 6-05-906-73 СКФ-32 ТУ 6-05-1620-73 СКФ-26 СКФ-32 Вайнон А (США) СКФ-26 СКФ-26
Соотношение предполимер: фторкаучук 75:25 75:25 75:25 75:25 75:25 60:40 90:10
Вид и количество отвердителя, мас.ч. 4,4’диаминодифенилметац ТУ 6-14-415-70 парааминобензиланилин, 50 ТУ 2494-444-05763441-2004 Метафенилен диамин,15 ГОСТ 5826-68 ароматический полиамин, 50 ТУ 2473-342-05763441-2001
38 38 38
Вид и количество фторированного олефина, мас.ч. Фторопласт-4 Фторопласт-4Д
28 28 28 5 50 20 28
Вид и количество рубленого волокна, мас.ч. Стекловолокно, 50 Волокно полиамидное СВМ Волокно «оксалон»
100 10 50 50
Вид и количество антиадгезива Стеарат кальция Стеарат цинка, 2 Стеарат кадмия, 6 церезин, 4 церезин, 4
4 4 4

Таблица №2
Свойства антифрикционных пресс-материалов по примерам 1-8 в сравнении с известными техническими решениями
Наименование показателя Величина показателя
1 2 3 4 5 6 7 8 аналог прототип Патент RU 2089.571 С1 от 10.09.97
Текучесть по спирали, см 1200 1300 1100 1000 1100 1200 1200 1300 500 300 Не течет
Время отверждения при 140°С 1 мин/мм толщина изделия >1 час
Стабильность прессматериала Не менее 12 месяцев 1 мес
Предел прочности при статическом изгибе, МПа 300 320 350 310 300 310 320 310 220 80
Удельная ударная вязкость, кДж/м2 86 100 95 90 103 88 106 92 26 20 12
Теплостойкость по Мартенсу, °С 190 185 195 190 190 200 195 190 150-160 120 120
Коэффициент трения (=0,15 м/с; Р=4,0 МПа) 0,12 0,11 0,12 0,11 0,15 0,14 0,14 0,13
Интенсивность изнашивания (=0,15 м/с; Р=4,0 МПа) 5,4 5,3 5,4 5,4 5,7 5,6 5,6 5,4

Формула изобретения

Способ получения эпоксидного пресс-материала, заключающийся в том, что проводят вальцевание твердого предполимера, представляющего собой продукт взаимодействия эпоксидной смолы и ароматического амина, при температуре с фторкаучуком, способным вулканизироваться амином, вводят отвердитель – ароматический амин, наполнитель, антиадгезив, дополнительно вальцуют состав и дробят вальцованную массу, отличающийся тем, что в качестве твердого предполимера используют продукт взаимодействия эпоксидированного новолака (А) с эпоксидной диановой смолой с м.м. от 360 до 540 (Б) и с 3,3’дихлор-4,4’диаминодифенилметаном (В) в соотношении А:Б:В от 85:10:5 до 5:80:15, полученный при 60-130°С в течение 30-120 мин, вальцевание предполимера фторкаучуком проводят при 60-90°С в течение 5:30 мин при их соотношении от 90:10 до 60:40, в качестве наполнителя используют порошок политетрафторэтилена и рубленое волокно, дополнительное вальцевание осуществляют при температуре 40-80°С в течение 5-15 мин, перед дроблением вальцованную массу охлаждают, при следующем соотношении компонентов, мас.ч.:

вышеуказанный предполимер,
модифицированный фторкаучуком 100,00
ароматический амин 15,00-50,00
рубленое волокно 10,00-100,00
порошок политетрафторэтилена 5,00-50,00
антиадгезив 2,00-6,00

Categories: BD_2330000-2330999