Антифрикционная композиция Советский патент 1976 года по МПК C08L79/08 

Изобретение относится к антифрикционным материалам, используемым в машиностроении для изготовления вкладышей подшипников и элементов скольжения. Известны антифрикционные полимерные композиции для изготовления термостойких материалов, включаюшие связуюшее на основе N N -бис-малеинимида или смеси N,ls|-бис-малеинимида и ароматических диаминов и различные наполнители - стеклянное волок но, асбест, графит, дисульфид молибдена и другое l. В зависимости от типа наполнителя получают конструкционные или антифрикционные материалы. Благодаря тому, что эти материалы обладают довольно высокой термостойкостью и физико-механическими свойствами, их широко применяют в электронике, электротехнике, авиации, машиностроении 2 - 4 Известна антифрикционная композиция, включающая олигомерную полиймидную смолу на основе полиаминофенилена и малеинового ангидрида и твердую смазку, например окись кадмия и графита 4 J . Однако этот материал имеет недостаточно высокие прочность, теплостойкость и относительно высокий коэффициент трения. Целью изобретения является повышение прочности свойств. Предлагаемая антифрикционная композиция обладает высокой прочностью, повышонной теплостойкостью и низким коэ11)фициентом трения. Это достигается использованием в композиции в качестве связуюшего термореактивной олигомерной полинмидной смолы на основе полиаминофенилена (Г1АФ) общей формулыгде Т1 4, и ангидр1ща бицикло- 2,2,1 гепт-5-ен-2,3-дикарбоновой кислоты (ЛБГК) - эндикового ангидрида - с последушей имидизацией полученных продуктов. В ависимости от количества АБГК, вводимого реакцию, получают олигомерные смолы с азличной степенью замещения аминогрупп АФ и содержанием бицикло- 2,2,13-гепт-5-ен-р1мидкых циклов 1-4. Антифрикцяон- кый матооиал гстог.ят путем смешения 6075 вес/О олигомерной смолы полиимидной смолы, 20-ЗО вес.% окиси кадмия и 510 вес.% графита с последующим прессованием композиции в присутствии свободно-р дикальных инициаторов - 2,5-циметил-2,5-ди-трет-Сутилпероксигексина (1) или триметилкумилпероксисилана (2) при 260275 С, удельном давлении. 1ООО кгс/см и выдержке в пресс-форме в течение 10 мин на 1 мм толщины. Выбор указанных переки сей обусловлен высокими температурами их разложения, т.е. они распадаются с образованием свободных радикалов при температу ре, близкой к температуре прессования материала. Пример 1. К раствору 4О г ПАФ в 200 мл диметилформамида (ДМФА) прибавляют при гшремешивании 49 г АБГК и реакционную смесь выдерживают 2 час при 2О-30 С. Далее приливают 25О мл уксусного ангидрида (УА), 20 мл триэтиламнна (ТЭА) и реакционную массу нагревают до 70 С течение 30 мин. Затем ее охлажда ют до 20 С и выдерживают 48 час. Выпавший порошок черного цвета отделяют от раствора, промывают диэтиловым эфиром и сушат в вакууме при 1ОО-11О С, выход 70%, содержание бицикло- 2,2,1 -гепт-5-ен-имидных циклов 2. Для контроля степени замещения аминогрупп ПАФ перед имидизацией полученной полиамидокислоты отбирают 5 мл реакционной смеси, к которой прибавляют избыток водьт, выпавший осадок промывают водой, сушат в вакууме и определяют кислотное число (к.ч.) ПАФ. К.ч., мг кон/г: найдено 158,5; вычислено 17(3. Смесь 14 вес.ч. олигомерной смолы, 5 вес.ч. окиси кадмия и 1 вес.ч. графите тщательно диспергируют и пропитывают эфирным раствором перекиси 1(0,14вес.ч. перекиси в 20 вес.ч. эфира). После сушки при 50 С композицию прессуют при 260 С удельном давлении 1000 кгс/см и времени выдержки 10 мин на 1 мм толщины обПосле прессования образцы терморазца. статируют 4 час при 200 С. Пример 2. Композицию, ную по примеру 1, прессуют при 275 С, удельном давлении 100 |рх;/см и времени выдержки 10 мин на 1 мм толшины образца. После прессования образцы термостатируют 4 час при 200 С. Пример 3. Смесь 12 вес.ч. олигомерного связующего, полученного по примеру 1, 6 вес.ч. окиси кадмия и 2 вес.ч. графит а тщательно диспергируют и пропитываю эфирным раствором перекиси 2 (0,12 вес.ч. перекиси в 20 вес.ч. эфира). После сушки при 50 С композицию прессуют при 275 С, удельном давлении 1000 кгс/см и времени выдержки 10 мин на 1 мм толщины образца. После прессования образцы термостатируют 4 час при 200°С. Пример 4. Синтез смолы осуществляют по методике, описанной в примере 1. Для синтеза используют следующие количества реагентов: ПАФ 40 г, АБГК 62 г, ДМФА 2ОО мл, УА 38О мл и ТЭА 15 мл. К,ч., мг кон/г: найдено 191; вычислено 208. Содержание бицикло- 2,2,1 -гепт-5-ен--имидных циклов 3. Смесь 14 вес.ч. олигомерной смолы, 5 вес.ч. окиси кадмия и 1 вес.ч. графита тщательно диспергируют и пропитывают эфирным раствором перекиси 1. После сушки при 50 С композицию прессуют при 2600С, удельном давлении 1000кгс/см и времени выдержки 10 мин на 1 мм толщины образца. После прессования образцы термостатируют 4 час при 200 С. Пример 5. Смесь 12 вес.ч. олигомерного связующего, полученного по примеру 4, 6 вес.ч. окиси кадмия, 2 вес.ч. графита тщательно диспергируют и пропитывают эфирным раствором перекиси 2. После сущки при 50 С композицию прессуют при 275 С удельном давлении 1ООО кгс/см и времени выдержки 1О мин на 1 мм толщины образца. После прессования образцы термостатируют 4 час при 200 С. Физико-механические и фрикционные показатели материалов, пол ченных в примерах 15, приведены в таблице. Для сравнения даны показатели известного антифрикционного материала (прототипа). Плотность, г/см 1,35 1,35 Предел прочности 2100 22ОО при сжатии, кгс/см Твердость по Бринеллю, кгс/см Коэффициент трения при V О,5 м/сек 25 кгс/см 0,15 0,14 Износ на наждачной шкурке, мг/км 0,О8 0,07 Теплосто йкость по Вика, С 1,35 1,36 1,36 1,35-1,27 10О 2ООО 22ОО 15ОО-19ОО 23-26 0,16 0,16 ода 0,09 0,09 0,О9 365 365 360

Формула изобретения

Антифрикционная композиция, включающая полиимидное связующее и твердые смазки, например графит и окись кадмия, отличающаяся тем, что, с целью повышения прочностных свойств, в качестве связующего в нее ваедена олигомерная полиимидная смола на основе полиамияофенилена и ангидрида бицикло- 2,2,1 -гепт-5-ен-2,3-дикарбоновой кислоты и компоненты взяты в следующих соотношениях, вес.%:

Олигомерная полиимидная

смола6О-75

Окись кадмия2О-ЗО

25 Графит5-10

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

пластики, № 11, 16, 1971 г. 2. Экспресс-информация Термостойкие пластики, № 2, 15, 1972 г.

4.Авторское свидетельство по заявке 38№ 2059899/05, 16.09.74 (прототип).