ПОЛИМЕРНАЯ КОМПОЗИЦИЯ ТРИБОЛОГИЧЕСКОГО НАЗНАЧЕНИЯ Российский патент 2024 года по МПК C08L69/00 C08L67/03 

Изобретение относится к области органической химии, в частности к полимерным материалам трибологического назначения, которые могут быть использованы для изготовления подшипников скольжения, износостойких покрытий, втулок, шестерней и других узлов трения, работающих при повышенных температурах.

Известна полимерная композиция для антифрикционного материала (патент RU 237690 Краснов А.П., Рашкован И.А., Казаков М.Е., Афоничева О.В., Айзинсон И.Л.), состоящая из полиамида-6, полиэтилена высокого давления, волокнистого углеродного наполнителя, порошкообразного технического углерода и фторсодержащей добавки из класса фторспиртов.

К недостаткам данного технического решения относится пониженная нагрузка, реализуемая при использовании в узле трения, сложный состав композиции, требующий дополнительных операций при изготовлении материала, проводимых на технически сложном энергозатратном оборудовании.

Известен поликарбонат марки дифлон (ТУ 6-0-1668-74), наполненный стекловолокном и фторопластом.

К недостаткам данного полимерного материала относится повышенный коэффициент трения и наличие стекловолокна и фторопласта, совмещение которых с поликарбонатом требует дополнительных операций, с использованием технически сложного энергозатратного оборудования.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к изобретению является тепло- и термостойкая полимерная композиция трибологического назначения (патент RU 2671859 Краснов А.П., Сорокин А.Е., Горошков М.В., Шапошникова Е.А., Салазкин С.Н., Наумкин А.В.), в которой используют смесь аморфного полиариленэфиркетона и полиарилата.

Существенным недостатком известной композиции является повышенный коэффициент трения и то, что она используется при пониженной нагрузке, что ограничивает применение этого изобретения.

Техническим результатом заявляемого изобретения является понижение коэффициента трения и снижение разности между максимальным и минимальным значением коэффициента трения при повышенной нагрузке.

Этот технический результат достигают использованием полимерной композиции трибологического назначения, состоящей из смеси, включающей аморфный полиариленэфиркетон и сложный ароматический полиэфир, в качестве которого используют поликарбонат, при следующем содержании компонентов, масс.%:

Поликарбонат 60-85 Аморфный полиариленэфиркетон 40-15

Полимерная композиция трибологического назначения содержит поликарбонат марки Lexan 135 или марки Makrolon 2807, и аморфный полиариленэфиркетон, синтезированный в лаборатории Полиариленов №318 ИНЭОС РАН им. А.Н. Несмеянова.

Фрикционные испытания проводят на торцевой машине трения типа И-47К54 при угловой скорости 0,5 м/с и давлении 1,0 кгс/см² по контртелу из стали 3Х13.

Пример 1.

Готовят смесь поликарбоната (ПК) марки Lexan 135 с аморфным полиариленэфиркетоном (ПАЭК), при массовом соотношении поликарбоната и аморфного полиариленэфиркетона, равным 85:15. Образовавшуюся смесь растворяют в хлороформе, затем получают пленку методом полива раствора смеси на стеклянный стол и сушат при температуре 30°С в течение 7 часов, затем в термошкафу при температуре 150°С в течение 30часов. Далее смесь подвергают прессованию при температуре 280°С и давлении 3 МПа.

Примеры 2-6 осуществляют аналогично примеру 1 с использованием соотношений, представленных в таблице 1.

Свойства полимерной композиции трибологического назначения по примерам 1-6 в сравнении с прототипом приведены в таблице 2. Условия получения материала аналогичны примеру 1.

Таблица 1
Соотношение компонентов заявляемой полимерной композиции трибологического назначения по примерам 2-6 № Наименование показателя по примерам Величина показателя по примерам, масс. % 2 3 4 5 6 1 Количество ПК 80 75 70 65 60 2 Количество аморфного ПАЭК 20 25 30 35 40

Таблица 2
Свойства заявляемой полимерной композиции трибологического назначения по примерам 1-6 в сравнении с прототипом № Наименование показателя по примерам Величина показателя по примерам Величина показателя 1 2 3 4 5 6 Прототип 1 Коэффициент трения 0,49-0,53 0,46-0,47 0,39-0,41 0,34-0,36 0,25-0,27 0,14-0,16 0,48-0,52 2 Износ, мг 0,15 0 0,20 4,50 3,80 3,30 1,3 3 Теплостойкость, °С 150 152 152 152 153 153 165 5 Термостойкость, °С 400 418 439 444 444 444 470

Как видно из примеров коэффициент трения и разность между максимальным и минимальным значением коэффициента трения в основном ниже, чем у прототипа.

Сопоставительный анализ предлагаемого технического решения с прототипом позволяет сделать вывод о том, что заявляемая полимерная композиция трибологического назначения отличается от известного изобретения использованием в составе поликарбоната. Это позволяет сделать вывод о новизне состава предлагаемой полимерной композиции трибологического назначения.

При содержании аморфного полиариленэфиркетона в смеси с поликарбонатом ниже предельных значений материалы характеризуются более высокими значениями коэффициента трения, а при содержании аморфного полиариленэфиркетона в смеси с поликарбонатом выше предельных значений полученные материалы характеризуются повышенным износом.

Использование в предлагаемой полимерной композиции трибологического назначения смеси, состоящей из аморфного полиариленэфиркетона и поликарбоната, привело к снижению коэффициента трения и понижению разности между максимальным и минимальным значением коэффициента трения при повышенной нагрузке в узле трения. В этом авторы усматривают изобретательский уровень предлагаемого ими технического решения.

Изобретение относится к области органической химии, в частности к полимерным материалам трибологического назначения, которые могут быть использованы для изготовления подшипников скольжения, износостойких покрытий, втулок, шестерней и других узлов трения, работающих при повышенных температурах. Заявленная полимерная композиция трибологического назначения состоит из смеси, включающей аморфный полиариленэфиркетон и поликарбонат марки Lexan 135, при следующем соотношении компонентов, масс.%: поликарбонат марки Lexan 135 60-85, аморфный полиариленэфиркетон 40-15. Предложенный подход позволяет уменьшить коэффициент трения и разность между максимальным и минимальным значением коэффициента трения при повышенной нагрузке. 2 табл., 6 пр.

Полимерная композиция трибологического назначения, состоящая из смеси, включающей аморфный полиариленэфиркетон и поликарбонат марки Lexan 135, при следующем соотношении компонентов, масс.%:

Поликарбонат марки Lexan 135 60-85 Аморфный полиариленэфиркетон 40-15