Антифрикционная композиция Советский патент 1982 года по МПК C08L63/04 C08J5/16 

Изобретение относится к получению антифрикционных полимерных материапов, 1 используемых в уплотнительных узлах шаровых затворов, применяемых на газои нефтепроводах. Современные уплотнительные материалы должны выдерживать усилия, необходимые для герметизации стыка пробкакольцо до 1О МПа (1ОО кгс/см ), быть стойкими к агрессивным средам, обеспечивать малый поворотный момент трения (коэффициент трения без смазки 0,150,2) при скоростях сксиьжения менее О,1 м/с, иметь высокую износостойкость и работать- в диапазоне температур . Для этих целей используют антифрикционные материалы на основе фтором: пласта и полиамидов. Но они не всегда удовлетворяпют предъявляемым к полимерным уплотнителям требованиям. Фторопласты характеризуются высокой хладотекучестью, которая не позволяет им выдерживать необходимые контактные давления в течение дшггепьиого времени и уплотнители из них не обеспе. чивают герметичности при давлениях свыше 2,5 МПа (25 кгс/см). Композиции на основе полиамидов и целевых добавок имеют низкую химичес кую стойкость и склонны к набуханию, что может вызвать заклинивание поворотного механизма. Благодаря своим хорошим механическим свойствам, высокой химической стойкости и невысокому коэффициенту трения широкое применение в технике получили композиции на основе эпоксидно-новолочных блок-сополимеров (ЭНБС). Наиболее близким по технической сущности к предложенному является антифрикционная композицтя, содержащая ЭНБС, отвердитель и наполнитель, например, дисульфида молибдена или графита 1 . Он обладает низким коэффициентом трения и улучшенными физико-механическими свойствами. Однако уплотнители из этой композиции не могут в необходимой степени обеспечить плотный контакт в шаровом затворе в зазоре между -пробкой и полимерным уплотнителем из-за низких деформационных свойств.

Цепь изобретения - понижение коэффициента трения и повышение деформационных свойств композиций.

Цель достигается тем, что композиция, содержащая эпоксидно-новопачный блок-сополимер, отвердитель и наполнитель, в качестве наполнителя содержит асбест, двуокись титана и фторопласт, в качестве отвердителя дициандиамид и дополнительно поливинилбутираль и диметакрилаттриэтиленгликрля при следующем соотношении компонентов, мае. ч: Эпоксидно-новолачный блок-сополимерЗО-35

Поливинилбутираль15-20

Фторопласт3-15

Диметакрилат

триэтиленгликоля10-15

Асбест5-7

Двуокись титана1О-12

Диииандиамид6-8

ЭНБС марки 16Э 18Н60 получают на основе эпоксидной диановой смолы ЭД-16 и новолачной смолы СФ-ОЮ, взятых в соотношении 6:4, при 12О®С в течение 2 ч.

Введение в ЭНБС полнвинилбутираля СПВБ) марки ПШ и диметакрилата триэтиленгликоля марки ТГМ-3 в указанных количествах придают ЭНБС необходимые деформадиояные свойства. При их меньшем содержании снижается эластичность, а при большем содержании возрастает коэффициент трения.

Только применение в композиции ннэкомолекулярного порошкообразного фторопласта марки Ф-4НТД с t тт. ЗОО32О С позволяет получить композгагаю с коэффициентом трения 0,15-0,20. Увеличение содержания фторопласта свыше 15 мае. ч. приводит к сииженню фнзикомеханических свойств композиции.

Для повышения технологичности компо зиции при переработке в нее вводят отвердитель - дициандиамид и налоляител асбест и двуокись титана.

Пример. Смесь, содержащая мае. ч.: ЭНБС ЗО, ПВБ 20, фгороплао 5, ТГМ-3 15, асбест 5, двуокись титана 12, дициандиамид 6, вальцуют 12О-140°С и прессуют из нее уплотнительные кольца требуемых размеров при 16О-18О°С, давлении ЗО-45 МПа и выдержке 2-3 мин на 1 мм топшины изделия.

П р и м е р 2. По способу, описанному в примере 1, готовят композицию состава, мае. ч.: ЭНБС 35, ПВБ 15, фторопласт 15, ТГМ-3 Ю, асбест 7, двуокись титана 1О и дициандиамид 8. П р и м е р 3. По способу, описанному в. примере 1, готовят композицию состава, мае. ч: ЭНБС 32, ПВБ 18, фторопласт 12, ТГМ-3 13, асбест 6, двуокись титана 11 и диациандиамид 7. Сравнит/ельные свойства предлагаемых

(по примерам 1-3) и известных прессованных композиций приведены в таблице.

Коэффициент трения 0,20 0,15 по стали Деформация при сжатии, % Температура размягчения (по Вика),°С Разрушающее напряжение, МПа при сжатии при изгибе Твердость по Бринеллю, Стойкость в нефтепродуктах 120 ,18 13035 о р о ш а я Из таблицы видно, что разработанные композиции превосходят известную по коэффициенту трения и эпас гичиости, а Ф-4 по основным физико-механическим свойствам, опреде 1яющим работоспособность полных материалов в качестве уплотнителей. Изделия из предлагаемой коктозиции технологичны, способны работать при высоких давлениях рабочей среды, стойк к воздействию нефтепродуктов и малочувствительны к перепаду температуры. 1 кг изделий из предлагаемой компо зиции стоит 4-5 руб., а изделий из фторопласта Ф-4 15-2О руб. Применение уплотнителей из предлагаемой композици в арматуростроении приносит значительный экономический эффект. Формула изобретения Антифрикционная композиция для уплотнителей шаровых затворов, содфжащая эпоксидно-новолачный блок-сополимер, отвердитель и наполнитель, отличающаяся тем, что, с целью пониж шя коэффициента трения и повышения деформационных свойств, в качестве напилнителя композиция содержит асбест, двуокись титана и фторопласт, в качестве отвердителя дициандиамид и дополнительно поливинилбутираль и днметакрилат триэтиленгликоля, при следующем соотношении компонентов, мае. ч.: Эпоксидно-новолачный блок-сополимер.30-35 Поливикилбутираль15-20 Фторопласт5-15 Диметакрилат триэтилейгликоля1О-15 Дициандиамид6-8 Асбест5-7 Двуокись титана10-12 Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР № 24О999, кл. С 081, 63/О4, 1969 (прототип).