СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ АНТИФРИКЦИОННОГО ОРГАНОВОЛОКНИСТОГО ПРЕСС-МАТЕРИАЛА Российский патент 2009 года по МПК C08J5/16 C08L63/02 C08K7/02 F16C33/04 

Изобретение относится к способу получения антифрикционных пресс-материалов на основе органических волокон и эпоксидных связующих, предназначенных для изготовления антифрикционных изделий, сложных конфигураций, подвергаемых высоким механическим нагрузкам, например подшипниковых втулок, а также в качестве конструкционного и электроизоляционного материала в электротехнике, электронике, в самолетостроении и других отраслях.

Известен способ получения эпоксидного пресс-материала, позволяющего получать антифрикционные изделия сложной конфигурации. Указанный пресс-материал получают путем вальцевания твердой смеси эпоксидных смол с наполнителем, состоящим из рубленого стекловолокна и графита (см. Патент РФ №2307851 от 06.02.2006 г.).

Недостатками известного материала являются сравнительно невысокие прочностные показатели, обусловленные разрушением стекловолокна в процессе вальцевания до размеров 200-500 микрон, а также появление абразивных частиц стекловолокна при длительной работе антифрикционных изделий.

Наиболее близким аналогом заявленного изобретения является способ получения антифрикционного органоволокнистого пресс-материала, включающий стадии предварительного приготовления раствора эпоксидной смоляной части путем смешения эпоксидной смоляной части и органического растворителя, добавления отвердителя, пропитки полученным раствором органоволокнистого наполнителя и его сушки. Эпоксидную смоляную часть получают взаимодействием эпоксидной диановой смолы (А), бензгуанамина (Б), е-капролактама (В) и фенолоформальдегидного новолака (Г) в соотношении А:Б:В:Г от 40:10:15:35 до 81:3:8:8. В качестве отвердителя используют ароматический амин, выбранный из группы, включающей 4,4'-диаминодифенилсульфон, метафенилендиамин, 3,3'-дихлор-4,4'-диаминодифенилметан. В качестве органоволокнистого наполнителя используют ткань, содержащую полиамидные волокна (RU 2179984 C1, 27.02.2002).

Целью данного изобретения является способ получения антифрикционного волокнистого пресс-материала с высокими прочностными показателями и теплостойкостью и обеспечивающего возможность изготовления изделий любых конфигураций как компрессионным, так и литьевым прессованием, включая использование реактопластавтоматов.

Поставленная цель достигается тем, что предварительно готовят раствор эпоксидной смоляной части путем смешения эпоксидированного амина (А) с минералом H-Cu-монтмориланитом, в структуре которого содержатся атомы водорода и атомы меди (Б) в соотношении А:Б от 90:10 до 40:60, и органическим растворителем, добавляют отвердитель в виде аддукта 3,3'-дихлор-4,4'-диаминодифенилметана с 3,4-эпоксициклогексиметил-3',4'-эпоксициклогексанкарбоксилатом при стехиометрическом избытке амина 5-15, компоненты перемешивают, добавляют органоволокнистый наполнитель - органическое рубленое волокно и смазку, массу перемешивают и сушат, при этом пресс-материал содержит следующее соотношение компонентов, в мас.ч.:

вышеуказанный раствор эпоксидной смоляной части 100 вышеуказанный отвердитель 40÷120 органическое рубленое волокно 20÷200 смазка 2÷8

Пример 1.

Приготовление смоляной части

В реактор с мешалкой загружают 100 мас.ч. минерала монтмориланита (техническое название - бентонит или бентонитовая глина) и 100 мас.ч. 10% соляной кислоты. Смесь перемешивают 2 часа, при этом атомы водорода вступают в структуру монтмориланита. После этого водный раствор сливают и оставшийся продукт промывают водой до удаления ионов хлора. Полученный продукт, содержащий ионы водорода, называется Н-монтмориланит и ведет себя как кислота. Далее к полученному Н-монтмориланиту приливают 100 мас.ч. 0,5% водного раствора сульфата меди и после 1-часового перемешивания сливают водный раствор, остаток промывают водой до удаления сульфат-иона и сушат при 100°С до удаления остатков воды. Полученный минерал H-Cu-монтмориланит содержит до 0,5% атомов меди и приобретает новые свойства, превращаясь в наноматериал, действуя как ускоритель отверждения эпоксидных смол, и одновременно придает полимеру повышенную прочность, теплостойкость и улучшенные антифрикционные свойства.

Далее H-Cu-монтмориланит, содержащий ионы водорода и атомы меди, смешивают с эпоксианилиновой смолой марки ЭА (ТУ 2225-546-00203521-98, химическое название диглицидиланилин, эпоксидное число 34%) и добавляют 5% этилацетата от количества ЭА.

Смесь перемешивают в лопастном смесителе в течение 30 минут.

Получение отвердителя

В реактор с мешалкой, охлаждением и обогревом загружают 450 мас.ч. 3,3'-дихлор-4,4'-диаминодифенилметана и нагревают до расплавления (Т_пл=105°С) и к нему приливают постепенно 3,4'-эпоксициклогексил-3,4'-эпоксициклогексанкарбоксилат (циклоалифатическая смола УП-632, ТУ 6-05-241-72-79) в количестве 100 мас.ч., т.е. при десятикратном стехиометрическом избытке амина. После начала реакции, проявляющейся в выделении экзотермического тепла, включают охлаждение и температуру поддерживают не выше 100°С. Спустя 60 минут полученный продукт охлаждают и переливают в металлическую тару.

Получение пресс-материала

В смеситель с эпоксидной смоляной частью и растворителем (этилацетатом) приливают отвердитель в соотношении на 100 мас.ч. смоляной части 80 мас.ч. отвердителя и после 10-минутного перемешивания добавляют 110 мас.ч. рубленого полиамидного волокна марки СВМ (ТУ 6-06-1153-78) с длиной волокон 5-10 мм и 5 мас.ч. смазки - стеарата цинка. Массу перемешивают в течение 30 мин, после чего сушат в вакуум-сушилке при 80°С до удаления растворителя.

Полученный пресс-материал прессуют при 170°С, удельном давлении 100 кг/см² и выдержке 1 мин/мм толщины.

Примеры 2-7 осуществляют аналогично примеру 1 с изменением условий в соответствии с табл.1. Свойства пресс-материалов приведены в табл.2. Как видно из таблицы, заявляемый способ обеспечивает получение антифрикционных материалов с уникальным сочетанием технологических и эксплуатационных показателей.

Таблица 1 Условия получения пресс-материала по примерам 2-7 № п/а Наименование параметра и применяемого компонента Величина параметра и вид компонента по примерам 2 3 4 5 6 7 1 Вид эпоксидированного амина (смола). Компонент А ЭА ЭА ЭА УП-610 (триглицидил параамино-
фенол) ЭХД тетраглицидиламин 3,3 дихлор-4,4' диаминодифе-
нилметана Эпоксидированный 4,4 диамицодифенил-
сульфон* 2 Содержание иона водорода и атома меди в минерале монтмориллоните (компонент Б), % H⁰ 0,5 H⁰ 0,1 H⁰ 0,2 H⁰ 0,2 H⁰ 0,2 H⁰ 0,2 Cu 0,8 Cu 1,5 Cu 0,1 Cu 0,1 Cu 0,1 Cu 0,1 3 Соотношение А:Б 65:35 65:35 65:35 90.10 60.40 65:35 4 Избыток амина в аддукте сверх стехиометрического количества 10 10 10 10 5 15 5 Количество отвердителя па 100 смолы (мас.ч) 80 80 80 80 120 40 6 Вид и количество органоволокна на 100 смоляной части (мас.ч) оксалон 200 полиамид 80 Высокомолекулярное волокно СВМ 110 7 Вид и количество смазки на 100 смоляной части (мас.ч.) 5 стеарата цинка 5 стеарата цинка 5 стеарата цинка 5 стеарата цинка 8 стеариновой кислоты 2 церезина (нефтепродукт) 8 Вид и количество растворителя, мас.ч. 5 этилацета 5 этилацетата 5 этилацетата 20 ацетона 10 этилцеллозольва 10 этилцеллозольва 9 Режим сушки при удалении растворителя, t°С/мин 80/60 80/60 60/60 40/30 90/30 90/30 10 Режим прессования t°С/мин, выдержки на 1 мм толщины изделия 170/1 170/1 170/1 150/2 180/1 180/3 * Получен по А.с. СССР №363719, Бюл. изобр. №4 (1973 г.)

Таблица 2 Свойства заявляемого пресс-материала по примерам 1-7 № п/а Наименование показателя Величина показателя по примерам Прототип патент РФ №2179984 1 2 3 4 5 6 7 1 Текучесть по спирали, мм 600 800 700 650 750 900 700 Не течет 2 Возможность получения изделий сложной конфигурации Возможно получение изделий любой конфигурации компрессионным и литьевым прессованием Возможно получение плоских изделий 3 Предел прочности, МПа                 - при статическом изгибе, при 20°С 350 320 340 310 440 380 420 - при статическом изгибе, при 200°С 160 170 190 180 210 200 220 4 Предел прочности, МПа                 - при сжатии, при 20°С 300 250 200 310 370 410 400 - при сжатии, при 200°С 160 140 180 150 160 180 210 5 Удельная ударная вязкость, КДж/м² 210 200 215 190 180 210 200   6 Коэффициент трения (V=0,5 м/с, Р=1 МПа) 0,12 0,10 0,13 0,14 0,14 0,11 0,16  

Изобретение относится к способу получения антифрикционных пресс-материалов, предназначенных для изготовления антифрикционных изделий сложных конфигураций, например подшипниковых втулок. Описывается способ получения антифрикционного органоволокнистого пресс-материала, включающий приготовление раствора эпоксидной смолы смешением эпоксидированного амина (А) с минералом H-Cu-монтмориллонитом (Б) при соотношении А:Б от 90:10 до 40:60 и органическим растворителем, добавление отвердителя - аддукта 3,3'-дихлор-4,4'-диаминодифенилметана с 3,4-эпоксициклогексиметил-3',4'-эпоксициклогек-

санкарбоксилатом и перемешивание. Далее добавляют органоволокнистый наполнитель - органическое рубленое волокно и смазку, массу перемешивают и сушат. Предложенный способ позволяет получить пресс-материал с повышенной прочностью и теплостойкостью, обеспечивающий получение из него изделий как компрессионным, так и литьевым прессованием. 2 табл.

Способ получения антифрикционного органоволокнистого пресс-материала, заключающийся в том, что предварительно готовят раствор эпоксидной смоляной части путем смешения эпоксидированного амина (А) с минералом H-Cu-монтмориллонитом, в структуре которого содержатся атомы водорода и атомы меди (Б) в соотношении А:Б от 90:10 до 40:60, и органическим растворителем, добавляют отвердитель в виде аддукта 3,3'-дихлор-4,4'-диаминодифенилметана с 3,4-эпоксициклогексиметил-3',4'-эпоксициклогексанкарбоксилатом при стехиометрическом избытке амина 5-15, компоненты перемешивают, добавляют органоволокнистый наполнитель - органическое рубленое волокно и смазку, массу перемешивают и сушат, при этом пресс-материал содержит следующее соотношение компонентов, мас.ч.:
вышеуказанный раствор эпоксидной смоляной части 100 вышеуказанный отвердитель 40-120 органическое рубленое волокно 20-200 смазка 2-8