Полимерная композиция Советский патент 1990 года по МПК C08K3/08 C08L77/02 

Изобретение относистя к созданию композиционных материалов на основе полимеров, предназначенных преимущественно для изготовления деталей узлов машин, подвергающихся абразивному изнашиванию, в частности гидроабразивной эрозии, и может быть ис- попьэовано в машиностроении, нефте- и газодобывающей промышленности, в том числе для изготовления деталей, работающих в агрессивных средахо

Цель изобретения - повышение физико-механических свойств, стойкости к абразивному изнашиванию, гидроабразивной эрозии и воздействию агрессивных сред

Для приготовления полимерной композиции используют полиамид 6, графит коллоидный С-1 , порошок алюминиевый марки IIA-1 , порошок медный марки ПМС-1, порошок вольфрамовый марки ПВИ-1, порошок магниевый марки МПФ-1.

Композицию готовят следующим образом,

В электропечи при 60°С в течение 24 ч просушивают наполнитель: порошки меди, алюминия, окиси алюминия и графитао Смешивают с гранулами полиамида порошок меди до получения однородной смеси, затем в полученную смесь таким же образом последовательно вводят и смешивают порошки алюминия, окиси алюминия,и графит. Каждое смешение проводят в течение 10 мин. Полученную смесь засыпают в бункер литьевой машины и изготавливают из нее образцы для испытаний. Технологические режимы литья под давлением: температура переработки по зонам материального цилиндра литьевой машины : Т, 180°С; Тг 200- 210°С; Т, 220-230°С, далекие литья 100 МПа. Аналогичным образом изготав-- ливают образцы из композиционного маел

СО Јъ

сл

териала на основе других полимерных связующих и наполнителей с учетом температуры переработки конкретного связующего ,

Разрушающее напряжение при растяжении и сжатии определяют на универсальной машине ZD-10 при скорости наг-, ружения 50 кгс/с„ Гидроабразивное изнашивание материала определяют наю машине трения СМЦ-2 по схеме вал - частичный вкладыш о В качестве контртела используют ролик из стали ст.45 диаметром 40 мм, твердостью 45 ед., шероховатостью R0 1; 0-15 0,8 мкм Гидроабразивной средой служит буровой раствор с 10% примеси нефти, удельным весом 1,18 г/см3 и с содержанием твердой фазы 20%. Объемный электретный заряд, приобретенный 20 образцами из полимерного композиционного материала, определяют методом термодеполяризации.

Химическую стойкость определяют по изменению массы образцов после выдер- 25 живания в смеси 95% бензина, и 5% бензола в течение 24 ч и изменению механических показателей после выдерживания в растворе натрия хлористого. Твердость материалов определяют пу- зо тем вдавливания я материал образца стального шарика диаметром 5 мм. Ударную вязкость определяют на образцах с надрезом. Абразивный износ определяют путем истирания образцов шлифоваль ной шкуркой марки 14А20 НМ448 на машине марки AFG1

Составы полимерных композиций приведены в табл. К, свойства материалов - в табл.2.

Формула изобретения

Полимерная композиция, включающая полиамид, металлический наполнитель и минеральный наполнитель, отличающая ся тем, что, с целью повышения физико-механических свойств стойкости к абразивному изнашиванию, гидроабраэивной эрозии и воздействию агрессивных сред, она содержит в качестве металлического наполнителя смесь порошков разнородных металлов с разностью стандартных электродных потенциалов 0,70-2,70 В и дисперсностью 5-40 мкм при следующем соотношении компонентов, мас.%: Указанная смесь порошков разнородных металлов1,0-7,0 Минеральный наполнитель 0,5-5,0 Полиамид Остальное

Полиамид Смесь порошк разнородных металлов Ml М2 UU). соотношение весовых частей, дисперсность)

(0.7B,

1:2,5,

5 мкм)

Си А1

(1,99В.

3:1 .

20 мкм

Си + И

(2,7В.

5:1,

50 мкм) Си + Сг

(1,2В, 1:1

5 мим)

ЛЛ.+У(|,9В,

1:7,

40 мкм)

Hi + Сг

(0,66В,

1:2:1,

20 мкм)

Cu+Cr (I.2B,

0,5:1,

20 мкм)

Си+А1(1.99В.

1:8, 20 мкм)

Cu+Hg(2,7B,

5:1, 20 мкм)

(0,66B,

0,5:1, 50 мкм)

(2,7 В, 8:1, 50 мкм) i Си (20 мкм) . А1 (20 мкм)

(4,004В,

20:1-, 20 мкм

Си К

(3,302; 10:1;

20 мкм)

Ae+U(3.839,

20:1, 20 мкм) - Hi (20 мх

Ишмрмьвнн

94,0 89,5 98,5 91,0 91.0 94,0 94,0 89,5 95,7 92,6 92,5 92,5 88,5 89 90 95,2 86.0 94,5 9А.5 94.590

2,5

2.5 2,5

0,8

0,8

Тсрмодеструкши материала

Термодастрткон материала Тсрмодестфукгам матаряала

90

90

95

2.5 2,5

0,8

0,8

Изобретение относится к области создания полимерных композиций для деталей и узлов машин. Изобретение позволяет повысить физико-механические свойства, стойкость к абразивному изнашиванию, гидроабразивной эрозии и воздействию агрессивных сред за счет использования в композиции на основе полиамида (до 100 мас.%) и минерального наполнителя (0,5-5,0 мас.%) добавок смеси порошков разнородных металлов (1,0-7,0 мас.%) с разностью стандартных электродных потенциалов 0,70-2,70 В и дисперсностью 5-40 мкм. 2 табл.

Графят

Окне а

1,5

з.:

1,5 1.5

I.S 0,1 1.5 1,5

2 1.5

0,5 0,5 0,5 2

0.5

Свойства

Разрушающее напряжение , МПа

при растяжении

при сжатии Твердость по Бри- нелю, МПа Удельная ударная вязкость (с надрезом) ,

3 м1

Коэффициент трения при Р«7 МПа V 0,6 м/с Линейный износ,

с.ю-8 Јй

км

Абразивный износ,

Ресурс работы уплотнении, ч Объемный элект- ретный заряд, Кл/м Химическая стойкость

изменение массы образцов, Z разрушающее напряжение при р ас т яжении, МПа разрушающее напряжение при сжатии, МПа удельная удар- нал вязкость (с надрезом),

Щ м

41,02 9,83 11,65 10,9 19,94 11,06 10,69 8,58,59,0 8,58,68,88,87,7