Износостойкая композиция Советский патент 1984 года по МПК C08L75/04 C08K5/34 C08K5/47 

Изобретение относится к созданию композиционных материалов на основе полиуретанов, предназначенных для изготовления износостойких деталей уплотнений, прокладок, подшипников скольжения и ДР.У, работающих в ус ловиях кратковременного воздействия температур. Известны композиции , содержгицие полиуретаны композиции и вторичные ароматические амины в качестве терм стабилизаторов, например Н,Ы-дифенил-п-фенилендиамин til. Однако, введение термостабилизаторов вызывает снижение износостойкости полиуретанов при комнатных температурах. Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемым результатам являются исходные полиуретаны С21. Однако при температурах въаае 350-360 К они в значительной степени теряют износостойкость, прочност ные и деформационные свойства. Целью изобретения является повышение износостойкости, прочности полиуретанов при температурных воз действиях. Поставленная цель достигается тем, что износостойкая композиция, содержащая полиуретан, дополнительн i содержит ариламиды гетерилтиокарбоновых кислот Лоомулы ле чего добавляют 4,4-дифенилметанди изоцианат. Состав перемешивают до гомогенного состояния и выливают в металлические или стеклянные формы которые помещают в термошкаф, где выдерживают при 410. К в течение 4 ч до завершения реакции. После охлаждения полиуретановую композицию раст воряют в диметилформамиде и из 20%-ного раствора готовят образцы для испытаний на трение и износ, а также пленки методом полива для зико-механических испытаний. Образцы подвергают термоста;рению на воздухе npi разных температурах в течение 30-300 мин. П р и м е р 2. Композицию готовят по примеру 1 при содержании анилид-2-бензикидазолилтиокарбоновойкислоты (ЛБТК-2) в количестве 0,5%. П р и м е р 3. Композицию готовят по примеру 1 при содержании анилид-2-бензимидазолилтиокарбоновой кислоты (ЛБТК-2) в количестве 1%. П р и м е р 4. Композицию готовят по примеру 1 при содержании п-фенитидит-2-бензимидазолилтиокарбоновой кислоты (АБТК-1) формулы

,где X S, s;

В количестве 0,5%.

П р и м е р 5. Композицию готовят по примеру 1 при содержании п-анизидид-бензтиазолилтиокарбоновой кислоты (ТА-4 формулы R ОСНз , , Н, В количестве 0,1-1% от массы полиуретана. Добавка ариламидов гетерилтиокар боновых кислот повьппает износостойкость полиуретановой композиции, что не достигается применением известного термостабилизатора М,и-ди фенил-п-фенилендиамина, широко используемого, например, в резиновых смесях, так как механизм термодеструкции полиуретанов и эластомеров различен. Пример. Композицию готовя следующим образом. В гидроксилсодер жащую смесь (соотношение простой или сложной полиэфир:бутандиол «1-1,5:4) вводят 0,1% анилид-2-бензимидазолилтиокарбоновой кислоты (АБТК-2) формулы -Кч с-с-:ннСмесь йагревают до 333 К, термостабилизируют в течение 15 мин, пос в количестве 0,5%. Исследование физико-«№ханических свойств пленочных образцов проводят на разрывной машине МР-500-0,2 по ГОСТ 270-75. Исследование трения и .износа полиуретановых композиций проводят на дисковой машине трения при скорости скольжения 1,26 м/с и нагрузке 0,35 МПа. v Составы кс втозиций и результаты исследования износа материалов представлены в таблице На фиг. 1 а и (Г представлены зависимости изменения относительной прочности полиуретановых композиций от времени термостарения соответственно при 430 и 460 К. Введение ариламидов гетерилтиокарбоновых кислот (АБТК-1, АБТК-2, ТА-4 разного содержания (0,1-1%У способствует повышению прочности полиурета1Нов с увеличением продолжительности термостарения, а значеfyiH изменяются в узком диапазоне (кривая 2). Прочность полиуретана (кривая 1) при температурныхвоздействиях понижается ( фиг. land)

На фиг, 2 ск и cf представлены зависимости относительного удлинения котлпозиции (крЬвые 2 ) и полиуретана, (кривая 1) от продолжительности термостарения при 430 и 460 К соответственно. Относительное удлинение полиуретановых композиций незначительно изменяется в отличие от существенного понижения значений для исходного полиуретана с увеличением продолжительности термостареНИН.

Введение ариламидов гетерилтиокарбоновых кислот способствует снижению износа полиуретанов (контрольные образцы)/. С увеличением температу-, ры и продолжительности термостарения износ композиций увеличивается , однако материалы сохраняют работоспо собность. Для исходного полиуретана характерна потеря работоспособности уже ПРИ 430 К. Характер изменения износостойкости композиций в зависимости от содержания добавки представлен на примере введения АБТК-2.

Материал

Структурная формула

Оптимальным с точки зрения износостойкости являетсй введение 0,5% добавки.

Таким образом, введение ариламидов гетерилтиокарбоновых кислот в композицию, содержащую полиуретан, способствует повышению износостойкости, прочности полиуретана, а также сохранению относительного удлинения при температурных воздействи0ях.

Базовым объектом является исходный полиуратан, используемый для изготовления износостойких деталей.

Предлагаемая кетлпозиция на осно5ве полиуретанов в отличие от базового объекта сохраняет работоспособность при воздействии температур до 430-460 KB течение 30-300 мин, что позволяет увеличить долговеч0ность работы деталей из полиурета- . нов. Применение предлагае1 ых композиций в качестве сальниковых уплотнений триплекс-насосов цехов производства хлорбензола позволяет уве5личить долговечность узлов трения в 3 раза. Ожидаемый экономический эффект составит около 48 тыс. рубф

Контроль ные образцысоединения

ИЗНОСОСТОЙКАЯ КОМПОЗИЦИЯ, содержащая полиуретан, о т Ли ч а ю щ а я с я. тем, что, с целью повышения износостойкости, прочности при температурных воздействиях, она дополнительно содержит ариламиды гетерилтиокарбоновых кислот формулы где X N, S, R ОСН,, , Н В количестве 0,1-1% от массы поли(Л уретана.

Полиуретин С ПУ

ПУ + Ы,н-дифёнил-п-дифенилендиамин

ПУ+ АБТК-2

ПУt АБТК-2

ПУ+ АБТК-2

ПУ+ АВТК-2

ПУ+ АБТК-2

ПУ« АБТК-1

ПУ+ ТА-4

Продолжение таблицы