СВЯЗУЮЩЕЕ ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ АНТИФРИКЦИОННЫХ ИЗДЕЛИЙ, ПРЕПРЕГ И ИЗДЕЛИЕ, ВЫПОЛНЕННОЕ ИЗ НЕГО Российский патент 2007 года по МПК F16C33/04 C08L63/00 C08K5/00 

Описание патента на изобретение RU2313010C1

Изобретение относится к области производства металлополимерных антифрикционных материалов и изделий и может быть использовано при изготовлении высоконагруженных узлов трения скольжения в машино- и судостроении, авиационной промышленности и других областях техники.

Известны антифрикционные изделия, включающие тканый каркас, состоящий из наружного (рабочего) слоя из политетрафторэтиленовых нитей и внутреннего слоя из органических волокон, расположенный на основании из термопласта (патент СССР №1808051).

Недостатком известных изделий является использование термопластов, не обеспечивающих необходимые для работы узла трения прочность и термостойкость. Непропитанный тканый каркас также имеет низкую прочность.

Наиболее близкими к заявляемому, принятыми за прототип, являются связующее для получения антифрикционных изделий, состоящее из смоляной части продукта взаимодействия эпоксидной диановой смолы (А), бензгуанамина (Б), ∈-капролактама (В) и фенолформальдегидного новолака (Г) в соотношении А:Б:В:Г от 40:10:15:35 до 81:3:8:8, отверждаемое ароматическим амином; препрег, включающий тканый каркас, состоящий из наружного слоя нитей политетрафторэтилена, переплетенных с внутренним слоем высокопрочных органических волокон, который предварительно пропитывают указанным связующим, и изделия, выполненные из указанного препрега (патент РФ №2178103).

Недостатками связующего по прототипу являются недостаточная адгезия к металлу и тканому наполнителю, а также невысокий уровень прочностных и усталостных свойств. Недостатком препрега-прототипа и изделий, выполненных из него, является использование в тканом каркасе в качестве внутреннего слоя органических волокон СВМ, обладающих достаточно высоким водо- и влагопоглощением и относительно невысокой термостойкостью, что отрицательно влияет на надежность эксплуатации узла трения в условиях термовлажностного воздействия. Изделия по прототипу имеют недостаточный уровень коэффициента трения и обладают невысокой прочностью на отрыв полимерного слоя от металла. Кроме того, изделия по прототипу изготавливаются из металлического листа с наформованным на него препрегом методом штамповки, что не позволяет изготавливать сложные узлы трения (типа сферических подшипников и др.).

Технической задачей изобретения является создание связующего и препрега для получения антифрикционных изделий, работоспособных при высоких удельных нагрузках, имеющих пониженный коэффициент трения и повышенную прочность при отслаивании от металла.

Для решения поставленной задачи предложены:

связующее для получения антифрикционных изделий, включающее фенолформальдегидную смолу и органический растворитель, отличающееся тем, что в качестве фенолформальдегидной смолы оно содержит резольную фенолформальдегидную смолу и дополнительно содержит низкомолекулярную алкилфеноламинную смолу и бутадиеннитрильный каучук при следующем соотношении компонентов, мас.%.:

резольная фенолформальдегидная смола10,0-12,0низкомолекулярная алкилфеноламинная смола11,0-14,0бутадиеннитрильный каучук6,0-7,0органический растворительостальное

В качестве органического растворителя могут быть использованы этилацетат, ацетон, бутилацетат.

Препрег, включающий связующее и тканый наполнитель, состоящий из наружного слоя, выполненного из политетрафторэтиленовых нитей, переплетенных с внутренним слоем, выполненным из высокопрочных органических волокон, отличающийся тем, что в качестве связующего используют указанное связующее, а внутренний слой тканого наполнителя выполнен из высокопрочных высокомодульных полиимидных волокон при следующем соотношении компонентов, мас.%: связующее - 14-24, тканый наполнитель - 76-86.

Изделие, выполненное из указанного препрега

В качестве резольной фенолформальдегидной смолы могут быть использованы различные смолы, но наиболее предпочтительно использовать смолы марок СФ-3021К, СФ-3021С по ГОСТ 18694-80. В качестве эластомерного компонента, обеспечивающего адгезионную прочность к тканому наполнителю и снижающего хрупкость смолы, выбран бутадиеннитрильный каучук, например, СКН-40КНТ, повышающий усталостную прочность предлагаемого связующего. В состав связующего также входит компонент, который совместно с каучуком увеличивает адгезию связующего как к металлу, так и к тканому наполнителю. Наилучший технический результат достигается при использовании низкомолекулярных алкилфеноламинных смол, например смолы марки 101К.

Препрег, изготовленный на основе заявляемого связующего, обладает длительной жизнеспособностью (более 1 года), высокой прочностью отслаивания от металла, имеет низкий коэффициент трения. Использование в составе тканого наполнителя наряду с политетрафторэтиленовыми (полифеновыми) нитями высокопрочных высокомодульных полиимидных (аримидных) нитей позволяет обеспечить антифрикционному изделию высокие водо-, влаго- и термостойкость. Кроме того, при частичном износе и выходе на поверхность трения нитей внутреннего слоя (аримидных) не происходит остановки работы узла трения, так как аримидные нити (в отличие от нитей СВМ) берут на себя функции политетрафторэтиленовых нитей. Из заявляемого препрега можно изготавливать узлы трения разнообразных форм и размеров: втулки - простые и с фланцами, сферические самоустанавливающиеся подшипники и др. Получаемые из заявляемого препрега антифрикционные изделия обладают высокой износостойкостью при небольшой толщине антифрикционного покрытия, защищающего поверхность металла от фреттинг-коррозии.

Примеры осуществления

Пример 1.

В реактор, снабженный мешалкой, загружают 6 мас.% каучука СКН-40КНТ (ТУ 38.40312-2000) и 27 мас.% этилацетата (ГОСТ 22300-76) и перемешивают в течение 40 часов до полного набухания. Затем загружают 10 мас.% смолы СФ-3021К (ГОСТ 18694-80), 11 мас.% смолы 101К (ТУ 6-10-1261-80) и 46 мас.% ацетона (ГОСТ 2786-84) и перемешивают при 40°С до полного растворения. Таким образом получают связующее 27 мас.% концентрации.

Ткань техническую арт.5392-81 (ТУ 8278-124-35227510-2005) пропитывают связующим на пропиточной машине типа УПСТ-1000. Содержание связующего в препреге составляет 14 мас.%.

Полученный препрег антифрикционного материала формуют на несущей основе. Несущей основой может быть втулка, шарнир, опора и т.д. Для определения свойств изделий используют пластины из нержавеющей стали марки 12Х18Н9Т. На подготовленную поверхность основы накладывают препрег полифеновой поверхностью вверх. Отверждение ведут по режиму: удельное давление 40±5 кгс/см2, температура 200±5°С, выдержка 3 ч.

Примеры 2, 3 осуществляют аналогично примеру 1. Составы связующего приведены в таблице 1, составы препрегов - в таблице 2, свойства антифрикционных изделий по примерам 1-3 - в таблице 3.

Таблица 1Наименование компонентовСостав по примерам, мас.%123Смола фенолоформальдегидная СФ-3021К10,011,012,0Смола алкилфеноламинная 101К11,013,014,0Каучук СКН-40КНТ6,07,06,5Этилацетат27,026,0-Ацетон46,043,542,0Бутилацетат--25,0

Таблица 2Наименование компонентов препрегаСостав по примерам, мас.%123Связующее142418Тканый наполнитель:Ткань техническая арт.5392-81 (ТУ 8278-124-35227510-2005) с поверхностной плотностью не более 350 г/м28676-Ткань техническая арт. 5387/2-79 (ТУ 8278-125-35227510) с поверхностной плотностью не более 700 г/м2--82

Из результатов таблицы 3 следует, что из заявляемого связующего и препрега получают антифрикционные изделия с более высокими прочностными и антифрикционными свойствами. Прочность при отслаивании от металла выше по сравнению с прототипом в 1,7-1,9 раза, сохранение прочности после воздействия воды в течение 15 суток составляет 70%, в то время как у прототипа прочность уменьшается в 2 раза, коэффициент трения - ниже в 1,9-2,2 раза. Полученные из заявляемого препрега антифрикционные изделия способны длительно эксплуатироваться при высоких температурах. Кроме того, из заявляемого препрега можно изготавливать антифрикционные покрытия требуемых толщин (от 0,27 до 0,5 мм) на поверхностях трения скольжения, обеспечивая при этом высокие значения износостойкости - интенсивность линейного износа составляет не более 1×10-9.

Похожие патенты RU2313010C1

название год авторы номер документа
ПРЕПРЕГ АНТИФРИКЦИОННОГО ОРГАНОПЛАСТИКА И ИЗДЕЛИЕ, ВЫПОЛНЕННОЕ ИЗ НЕГО 2009
  • Фадеева Вера Михайловна
  • Железина Галина Федоровна
  • Егорова Наталия Антоновна
RU2404202C1
ПОЛИМЕРНЫЙ КОМПОЗИЦИОННЫЙ АНТИФРИКЦИОННЫЙ МАТЕРИАЛ 2010
  • Бастраков Валентин Михайлович
  • Алибеков Сергей Якубович
  • Лоскутов Юрий Васильевич
  • Юшкова Наталья Александровна
  • Санникова Ирина Геннадьевна
  • Тонкова Анастасия Александровна
  • Рыбакова Наталья Вячеславовна
RU2451702C1
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ АНТИФРИКЦИОННЫХ МЕТАЛЛОПОЛИМЕРНЫХ ИЗДЕЛИЙ 2000
  • Колесников В.И.
  • Богатырев А.С.
  • Лапицкий В.А.
  • Сычев А.П.
  • Колесников И.В.
RU2178103C1
ПРЕПРЕГ ДЛЯ ФРИКЦИОННОГО МАТЕРИАЛА 1991
  • Петренко А.В.
  • Гуров А.А.
  • Будницкий Г.А.
  • Фролова Н.В.
  • Казакова Е.П.
  • Ткаченко И.В.
  • Макарова Р.А.
  • Панкина О.И.
  • Карпухин Л.Н.
  • Рябов Ю.Н.
  • Разина О.И.
RU2016000C1
ПРЕПРЕГ И ИЗДЕЛИЕ, ВЫПОЛНЕННОЕ ИЗ НЕГО 2009
  • Каблов Евгений Николаевич
  • Гращенков Денис Вячеславович
  • Чурсова Лариса Владимировна
  • Дементьева Лидия Александровна
  • Лукина Наталия Филипповна
  • Раскутин Александр Евгеньевич
  • Сереженков Алексей Алексеевич
  • Хайретдинов Рафик Халимович
  • Бочарова Людмила Ивановна
  • Барзова Людмила Сергеевна
  • Коган Дмитрий Ильич
  • Свиридов Александр Афанасьевич
  • Маянов Евгений Павлович
RU2427594C1
ЭПОКСИДНОЕ СВЯЗУЮЩЕЕ, ПРЕПРЕГ НА ЕГО ОСНОВЕ И ИЗДЕЛИЕ, ВЫПОЛНЕННОЕ ИЗ НЕГО 2014
  • Каблов Евгений Николаевич
  • Чурсова Лариса Владимировна
  • Шевченко Юрий Николаевич
  • Попов Юрий Олегович
  • Колокольцева Татьяна Вениаминовна
  • Громова Анна Анатольевна
  • Лукина Наталия Филипповна
  • Котова Елена Владимировна
  • Барзова Людмила Сергеевна
RU2560421C1
ПОЛИМЕРНАЯ ФРИКЦИОННАЯ КОМПОЗИЦИЯ (ВАРИАНТЫ) 1993
  • Михеев А.О.
  • Сучкова И.С.
  • Андреев А.С.
  • Вогман С.Д.
  • Бакан Н.И.
  • Цыпина Е.И.
  • Первак И.Г.
  • Сергеев В.П.
RU2090578C1
СЛОИСТЫЙ КОМПОЗИЦИОННЫЙ МАТЕРИАЛ И ИЗДЕЛИЕ, ВЫПОЛНЕННОЕ ИЗ НЕГО 2001
  • Каблов Е.Н.
  • Фридляндер И.Н.
  • Аниховская Л.И.
  • Сенаторова О.Г.
  • Дементьева Л.А.
  • Сидельников В.В.
  • Лямин А.Б.
  • Каримова С.А.
  • Сандлер В.С.
  • Лавро Н.А.
  • Панченко П.В.
RU2185964C1
КОМПОЗИЦИЯ ДЛЯ ПОКРЫТИЙ ПО МЕТАЛЛУ 1992
  • Кимель Э.А.
  • Иванов П.С.
  • Ильина В.М.
  • Курьякова Н.И.
RU2017775C1
СТЕКЛОПЛАСТИК И ИЗДЕЛИЕ, ВЫПОЛНЕННОЕ ИЗ НЕГО 2014
  • Каблов Евгений Николаевич
  • Чурсова Лариса Владимировна
  • Дорошенко Николай Иванович
  • Баранов Юрий Леонидович
  • Попов Юрий Олегович
  • Колокольцева Татьяна Вениаминовна
  • Лукина Наталия Филипповна
  • Котова Елена Владимировна
RU2560419C1

Реферат патента 2007 года СВЯЗУЮЩЕЕ ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ АНТИФРИКЦИОННЫХ ИЗДЕЛИЙ, ПРЕПРЕГ И ИЗДЕЛИЕ, ВЫПОЛНЕННОЕ ИЗ НЕГО

Изобретение относится к области производства антифрикционных материалов и изделий и может быть использовано при изготовлении высоконагруженных подшипников скольжения в машино- и судостроении, авиационной промышленности и других областях техники. Предложено связующее для получения антифрикционных изделий, включающее фенолформальдегидную смолу и органический растворитель, которое в качестве фенолформальдегидной смолы содержит резольную фенолформальдегидную смолу и дополнительно содержит алкилфеноламинную смолу и бутадиеннитрильный каучук при следующем соотношении компонентов, мас.%.: резольная фенолформальдегидная смола - 10,0-12,0, низкомолекулярная алкилфеноламинная смола - 11,0-14,0, бутадиеннитрильный каучук - 6,0-7,0, органический растворитель (этилацетат, ацетон, бутилацетат) - остальное. Предложены также препрег, включающий указанное связующее и тканый наполнитель, состоящий из наружного слоя, выполненного из политетрафторэтиленовых нитей, переплетенных с внутренним слоем, выполненным из высокопрочных органических волокон, в котором внутренний слой тканого наполнителя выполнен из высокопрочных высокомодульных полиимидных волокон, при соотношении компонентов, мас.%: связующее - 14-24, тканый наполнитель - 76-86, и изделия, выполненные из него. Технический результат - получение антифрикционных изделий, работоспособных при высоких удельных нагрузках, имеющих пониженный коэффициент трения и повышенную прочность при отслаивании от металла. 3 н. и 1 з.п. ф-лы, 3 табл.

Формула изобретения RU 2 313 010 C1

1. Связующее для получения антифрикционных изделий, включающее фенолформальдегидную смолу и органический растворитель, отличающееся тем, что в качестве фенолформальдегидной смолы оно содержит резольную фенолформальдегидную смолу и дополнительно содержит низкомолекулярную алкилфеноламинную смолу и бутадиеннитрильный каучук при следующем соотношении компонентов, мас.%:

резольная фенолформальдегидная смола10,0-12,0низкомолекулярная алкилфеноламинная смола11,0-14,0бутадиеннитрильный каучук6,0-7,0органический растворительостальное

2. Связующее для получения антифрикционных изделий по п.1, отличающееся тем, что в качестве органического растворителя могут быть использованы этилацетат, ацетон, бутилацетат.3. Препрег, включающий связующее и тканый наполнитель, состоящий из наружного слоя, выполненного из политетрафторэтиленовых нитей, переплетенных с внутренним слоем, выполненным из высокопрочных органических волокон, отличающийся тем, что в качестве связующего используют связующее по п.1, а внутренний слой тканого наполнителя выполнен из высокопрочных высокомодульных полиимидных волокон при следующем соотношении компонентов, мас.%:

связующее14-24тканый наполнитель76-86

4. Изделие, отличающееся тем, что оно выполнено из препрега по п.3.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 2007 года RU2313010C1

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ АНТИФРИКЦИОННЫХ МЕТАЛЛОПОЛИМЕРНЫХ ИЗДЕЛИЙ 2000
  • Колесников В.И.
  • Богатырев А.С.
  • Лапицкий В.А.
  • Сычев А.П.
  • Колесников И.В.
RU2178103C1
ЭПОКСИДНОЕ СВЯЗУЮЩЕЕ, ПРЕПРЕГ НА ЕГО ОСНОВЕ И ИЗДЕЛИЕ, ВЫПОЛНЕННОЕ ИЗ ПРЕПРЕГА 2000
  • Машинская Г.П.
  • Волошинова Р.З.
  • Гуняев Г.М.
  • Фадеева В.М.
  • Минаков В.Т.
  • Раскин Ю.Е.
  • Дятлов М.А.
  • Алексашин В.М.
RU2184128C2
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ АНТИФРИКЦИОННЫХ ВЫСОКОПРОЧНЫХ ИЗДЕЛИЙ 2002
  • Лапицкий В.А.
  • Колесников В.И.
  • Воробьев В.Б.
  • Сычев А.П.
RU2224147C1
ЕР 0450488 А2, 09.10.1991
Предохранительная шариковая муфта 1981
  • Флик Эдгард Павлович
  • Матвийчук Анатолий Васильевич
SU996764A1

RU 2 313 010 C1

Авторы

Фадеева Вера Михайловна

Железина Галина Федоровна

Егорова Наталия Антонова

Кувшинов Николай Петрович

Даты

2007-12-20Публикация

2006-06-26Подача