Завантажити PDF файл.

Формула / Реферат

Тверде змащувальне покриття на основі фторованого ароматичного поліаміду полі-1-тетрафторетокси-2,4-феніленізофталаміду, епоксидного олігомеру ЕД-20, антиоксидантів фенозан та N-феніл-β-нафтиламін та бінарної системи BN+фторопласт 4А як антифрикційний наповнювач для роботи в умовах сухого тертя при високих навантаженнях.

Текст

Реферат: Даний винахід належить до композиції на основі фторованого ароматичного поліаміду, епоксидного олігомеру ЕД-20, антиоксидантів фенозан, N-феніл-β-нафтиламін та бінарної системи BN+фторопласт 4А як антифрикційний наповнювач. Використання даної зшитої полімерної матриці та бінарної системи BN+фторопласт 4А як антифрикційного наповнювача призводить до позитивного ефекту, який полягає у суттєвому зменшенні коефіцієнта сухого тертя твердих змащувальних покриттів при високих навантаженнях (μ=0,07-0,06 при Ρ=20МПа, ν=0,86 м/с). UA 114996 C2 5 10 15 20 25 30 Композиція твердого змащувального покриття з бінарним антифрикційним наповнювачем. Актуальною проблемою сучасної промисловості є боротьба із зносом деталей машин та механізмів. Це обумовлює необхідність проведення інтенсивних досліджень і пошуку нових компонентів змащувальних матеріалів, добавок, які покращують їх експлуатаційні властивості. Однак, деякі екстремальні умови експлуатації виключають можливість використання у трибоспряженнях газоподібних, рідких або пластичних змащувальних матеріалів. Тому останнім часом значне розповсюдження здобуло створення твердих змащувальних покриттів (ТЗП) композитів на основі термостійких полімерних матеріалів і твердих порошкоподібних високодисперсних наповнювачів. Даний винахід належить до композиції на основі фторованого ароматичного поліаміду, епоксидного олігомеру, антиоксидантів та бінарної системи: гексагональний нітрид бору (αΒΝ)+фторопласт 4А як антифрикційний наповнювач. Вибір такої системи наповнювачів обумовлений тим, що гексагональний нітрид бора (αΒΝ) має кристалічну структуру подібну до структури графіту, високу температуру плавлення (3000 °C), тому він застосовується як високотемпературне тверде мастило [1, 2]. Прекрасні антифрикційні властивості фторопласта обумовлюють його застосування в якості підшипників без мастила [3]. Але ненаповнений фторопласт має низьку твердість, повзучість, та недостатню зносостійкість. Описано застосування нітриду бору у композиціях з поліпропіленом [4], поліформальдегідом [5], поліімідної, [6]. Значення коефіцієнта тертя в цих композиціях становить 0,12-0,20. З літератури відомо, що ароматичні поліаміди, зокрема "фенілон" (полі-мфеніленізофталамід) мають доволі високий коефіцієнт сухого тертя 0,4-0,5 [7]. Це призводить до саморозігріву пар тертя, що визиває їх інтенсивний знос. Тому до складу композицій додають антифрикційні наповнювачі. Наприклад, додавання до фенілону BN від 10 до 50 мас. % призводить до незначного зниження коефіцієнта тертя до 0,30-0,38. Як відомо [8], фторовані полімери мають високу хімічну стійкість, термостійкість, низьку поверхневу енергію. Останнє має велике значення для утворення поверхонь з низьким коефіцієнтом тертя. Тому нами у запропонованій композиції був використаний фторований термостійкий поліамід – полі-1-тетрафторетокси-2,4-феніленізофталамід, розроблений раніше [9]. Нижче наведена структурна формула поліаміду: H N COHN OC OCF2CF2H 35 n . Шляхом взаємодії такого лінійного полімеру з епоксидним олігомером (ЕН-6 або ЕД-20) була одержана зшита матриця, теплостійкість якої була вища ~ на 100 К порівняно із лінійним полімером. Нижче наведена спрощена схема такої взаємодії: O +2 R O 40 45 O R 1 NH C CH2 R2 O R 1 NH CH2 CH O C R R 1 NH O CH O C R2 R2 . Система "поліамід-епоксидний олігомер" була застосована нами як зв'язуюче матриці при створенні ТЗП. Крім зв'язуючої матриці, до складу композиції входять наступні компоненти: антифрикційні наповнювачі (фторопласт 4А, гексагональний BN), антиоксиданти (фенозан і Νфеніл-β-нафтиламін), система розчинників - ацетон: диметилформамід (ДМФА) 7:3 (об.) Як прототип нами була вибрана композиція на основі нефторованого ароматичного поліаміду фенілон і BN [7]. Задачею даного винаходу є одержання твердого змащувального покриття для роботи в умовах сухого тертя при високих навантаженнях. Поставлена задача вирішується створенням композиції на основі полімерної теплостійкої матриці та бінарної системи нітрид бору+фторопласт 4А як антифрикційний наповнювач. Полімерна матриця являє собою фторований ароматичний поліамід - полі-1-тетрафторетокси2,4-феніленізофталамід з добавкою 20 мас. % епоксидного олігомеру ЕД-20. Антифрикційний наповнювач - це суміш порошків BN та фторопласту 4А. 1 UA 114996 C2 У практичному відношенні запропонована композиція може знайти застосування у підшипниках сухого тертя в авіації (механізм керування крилами), а також як внутрішнє покриття пневмоциліндрів робототехнічних пристроїв. Нижче наведено склад композиції. 5 Компонент Ароматичний поліамід ЕД-20 BN Фторопласт 4А Фенозан N-феніл-β-нафтиламін Розчинник: ацетон:ДМФА 7:3 (об.) 10 20 25 30 35 Мас. % 16,06 3,21 8.03 3.82 0,80 0,80 67,30 Ця суспензія наноситься на кільцеву поверхню (сталь Ст. 3). Твердіння покриття відбувається при 180-190 °C протягом 2 годин. Товщина покриття становить 0,15-0,25 мм. Трибологічні дослідження проводять за схемою "кільце-кільце" на трибометрі ТРИБОТЕСТ при навантаженні 20 МПа та швидкості ковзання 0,86 м/с в умовах сухого тертя. В таблиці наведені значення коефіцієнта тертя розробленої композиції у порівнянні з ароматичним поліамідом "Фенілон" з добавкою BN (10-50 мас. %). Зразок Фенілон Фенілон+BN Запропонована композиція 15 Маса, г 0,8 0,16 0,4 0,19 0,04 0,04 3,35 Коефіцієнт тертя (μ) 0,4-0,5 0,30-0,38 0,07-0,08 Таким чином, використання розробленої композиції на основі фторованого поліаміду, епоксидного олігомеру ЕД-20 та бінарної системи "ΒΝ+фторопласт 4А" як антифрикційного наповнювача приводить до позитивного ефекту, який полягає у зменшенні коефіцієнта сухого тертя майже у 4,3-4,7 разу у твердих змащувальних покриттях при високих навантаженнях. Джерела інформації: 1. Самсонов Г.В. Неметаллические нитриды. - Μ.: Металлургия, 1969. – 265 с. 2. Курдюмов А.В., Зелявский В.Б., Островская Н.Ф. и др. Особенности реальной структуры графитоподобного ΒΝ и его превращения в вюрцитную модификацию при ударном сжатии //Порошковая металлургия. - 1994. - № 9-10. - С. 62-66 3. Паншин Ю.А., Малкевич С.Г., Дунаевская Ц.С. Фторопласты. Л.: Химия, 1978. – 232 с. 4. Полимерная композиция. Патент RU 2230759, опубл. 20.06.2004. 5. Полимерная антифрикционая композиция. Патент SU 1670911, опубл. 10.01.1996 6. Щербакова Т.С., Макушкин А.П., Шебеко М.П. и др. Оптимизация состава антифрикционных материалов на основе полиимидов //Пластические массы. - 1976. - № 6. - С. 40-42. 7. Соколов Л.Б., Герасимов В.Д., Савинов В.М. и др. Термостойкие ароматические полиамиды. - М.: Химия, 1975. – 256 с. 8. Уолл Л. Фторполимеры. - М.: Мир, 1975. – 448 с. 9. Маличенко Б.Ф., Цыпина О.Н. Полиамиды на основе фторалкоксифенилендиаминов и ароматических дикарбоновых кислот //Высокомол. соединения. Сер. Б. - 1979. - 21, № 5. - С. 361-364. ФОРМУЛА ВИНАХОДУ 40 Тверде змащувальне покриття на основі фторованого ароматичного поліаміду полі-1тетрафторетокси-2,4-феніленізофталаміду, епоксидного олігомеру ЕД-20, антиоксидантів фенозан та N-феніл-β-нафтиламін та бінарної системи BN+фторопласт 4А як антифрикційний наповнювач для роботи в умовах сухого тертя при високих навантаженнях. Комп’ютерна верстка Г. Паяльніков Міністерство економічного розвитку і торгівлі України, вул. М. Грушевського, 12/2, м. Київ, 01008, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 2

Дивитися

Додаткова інформація

Автори англійською

Sheludko Yevhenii Valentynovych, Bohomolov Yurii Ivanovych, Sheludko Volodymyr Yevheniiovych, Paustovskyi Oleksandr Vasyliovych, Telnikov Yevhenii Yakovych, Rud Borys Mykhailovych

Автори російською

Шелудько Евгений Валентинович, Богомолов Юрий Иванович, Шелудько Владимир Евгеньевич, Паустовский Александр Васильевич, Тельников Евгений Яковлевич, Рудь Борис Михайлович

МПК / Мітки

МПК: C08J 5/16, C08L 77/00, C01B 35/08, C08K 3/38, C08L 63/00

Мітки: наповнювачем, покриття, бінарним, твердого, композиція, змащувального, антифрикційним

Код посилання

<a href="http://uapatents.com/4-114996-kompoziciya-tverdogo-zmashhuvalnogo-pokrittya-z-binarnim-antifrikcijjnim-napovnyuvachem.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентів України">Композиція твердого змащувального покриття з бінарним антифрикційним наповнювачем</a>

Подібні патенти