CS223027B1 - Plastový komposit - Google Patents

Abstract

Vynález se týká plastového kómpositu snižujícího výskyt vibrační koroze strůjních součástí, který se vyznačuje tím, že kromě 47,0 % hmot. až 98,79 % hmot. základní složky plastu obsahuje 1,0 %' hmot. až 44,0 procenta hmot. kysličníků kovů žíravých zemin a jejich hydrátů, 0,1 % hmot. až 3,0 procenta hmot. solí vyšších mastných kyselin o počtu atomů uhlíku 15 až 20 s alkalickými kovy, 0,01 % hmot. až 1,0 % hmot. kondenzačních produktů triethanolaminu a vyšších mastných kyselin o počtu atomů uhlíku 15 až 20 a 0,1 % hmot. až 5,0 % hmot. alkanickocyklanických olejů vroucích nad 280 °C.

Description

' Vynález se týká plastového kompositu, snižujícího vliv vibračního opotřebení strojních součástí.

Jak známo, snižuje se tření pohybujících se strojních součástí velmi často použitím tekutého polotuhého maziva. To však není vždy možné a výhodné, proto se používá polymerů buď ve formě vložek mezi kovové strojní součásti, nebo ve formě přímé náhražky jedné z kovových součástí, které zabraňují dotyku nerovností kovových povrchů a snižují tření mezi plochami.

Nevýhodou těchto polymerů je, že mohou být vytlačeny ze styčné plochy při vysokém tlakovém namáhání. Nejčastěji se používají polyamidy a polytetráfluorethylen. Polyamidy mají poměrně dobré mechanické vlastnosti ve srovnání s jinými polymery, výroba je jednoduchá a koeficienty jsou poměrně nízké při širokém teplotním a tlakovém rozmezí. Mohou se· -používat· jak tuhé vložky nebo jako obal kovových součástí.

Do polymerů se přidávají různé přísady, které. mají. za, účel..ovlivnit smykové vlash .. nosti. Například přídavkem mólybdenďisůlfitu se snižuje koeficient tření a zvyšuje mez pevnosti v tahu, zejména u tenkých polymerových povlaků. Přidáváním grafitu nebo kovového- prášku - například- -do—pQlyt&tra— fluorethylenu se sice výrazně zvýší tepelná vodivost materiálu, materiál je chemicky inertní, ovšem jeho nízká mechanická pevnost a sklon k unikání při větším zatížení způsobuje, že je možno jej použít jen jako tenký obal ve spojení s kovovou vložkou.

I přes použití polymerů dochází .po určité době k poškozování kovových povrchů strojních součástí. Kovové povrchy vykazují středovou zjevně nepoškozenou oblast a vnější poškozený prstenec. Tato poškozená plocha je důlkovitá a svým vzhledem odpovídá poškození způsobenému třením kovu o kov. Opotřebovaná drť vždy obsahuje malé částečky kysličníku železitého. Je tedy z tohoto zřejmé, že plasty i v případě jejich plnění známými plnivy nejsou schopny účinně zabránit vzniku vibračního korozního opotřebení tj. u oceli zejména tvorbě řady kysličníků.

Cílem vynálezu je odstranit tyto potíže.

Úkolem vynálezu je vytvořit plastový komposlt, který by účinně omezil vznik vibračního korozního opotřebení a nevyžadoval během provozu žádných úprav, například mazání.

Úkol je vyřešen plastovým kompositem se základní plastovou složku, který podle vynálezu obsahuje 1,0 % hmot. až 44,0 % hmot. kysličníků kovů žravých zemin a jejích hydrátů, 0,1 % hmot. až 3,0 % hmot. solí vyšších mastných kyselin o počtu atomů uhlíku 15 až 20 s alkalickými kovy, 0,01 % hmot. až 1,0 % hmot. kondezačních produktů triethanolaminu a vyšších mastných kyselin o počtu atomů uhlíku 15 až 20 a 0,1 % hmot. až 5,0 % hmot. alkanickocyklanického oleje vroucího nad 280 °C.

Další význaky vynálezu vyplývají z jednotlivých příkladů složení plastového kompozitu.

Příklad 1

34,0 % hmot. kysličníky kovů žíravých zemin a jejich hydráty, 1,0 % hmot. solí vyšších mastných kyselin s alkalickými kovy, například stearan vápenatý, 1,0 °/o hmot. kondenzační produkt triethanolaminu a kyseliny olejové, 5,0 % hmot. alkalicko cyklanlcký olej vroucí nad 280 °C, například olej vaselinový bílý, těžký do 100 % hmot. lisovací fenolformaldehydová pryskyřice.

Tento plastový komposit snižuje podstatně výskyt vibrační koroze, vykazuje zvýšenou· kluznost a zlepšenou separovatelnost výrobků ve styku s formou.

Příkla.d.2

15,0 % hmot. kysličníky kovů žíravých (zemin a jejich hydráty, 0,1 % hmot. soli vyšších mastných kyselin s alkalickými ko• vy, například stearan sodný, 0,01 % hmot. kondenzační produkt triethanolaminu a kyseliny olejové 1,5 % hmot. alkaltckocyklanický olej vroucí nad 280 °C, například olej vazelínový mediciální, do 100 % hmot. polyolefin.

Tímto složením plastového kompositu se kromě odstranění nebezpečí vzniku vibrační koroze dosahuje u výrobků vyššího modulu pružnosti,-.snížení-výrobní, smrštivosti a odolnošt-vůči vyšším, zatížením. ' · .

PríkTaď 3 . .. .....' .^::'~ í,0 '% hmot., kysličníky kovů Žíravých ze-., min a jejich hydráty, 3,0 % hmot. soli vyšších mastných kyselin s alkalickými kovy, například palmitan vápenatý, 0,1% hmot. kondenzační produkt triethanolaminu a kyseliny stearové, 0,1 % hmot. nízkoviskozní alkanickocyklanický olej vroucí nad 28O.°S, například olej vazelínový bílý, těžký, do 100 procent hmot. polyamid.

Kromě již v příkladu 2 uvedených vlastností se tímto složením navíc dosáhne nižší navlhavosti kompositu, větší rozměrové stálosti výrobků a zvýšení třídy přesnosti vyráběného výlisku.

Příklad 4

44,0 % hmot. kysličníky kovů žíravých zemin a jejich hydráty, 2,0 % hmot soli vyšších mastných kyselin, například olenan vápenatý, 1,0 % hmot. kondenzační produkt triethanolaminu a kyseliny palmitové, 5,0 % hmot. alkanickocyklanický olej vroucí nad 280 °C, například olej vazelínový mediciální, do 100 % hmot. licí epoxidová pryskyřice s katalyzátorem.

Plastový komposit tohoto složení se vyznačuje opět snížením výskytu vibrační koroze, zvýšenou kluzností, snížením výro-bní smrštivosti a reakčního tepla, zvýšením rázové houževnatosti.

Soli vyšších mastných kyselin s alkalickými kovy a kovy žíravých zemin, například stearan vápenatý a sodný, palmian vápenatý, olean vápenatý, jsou v podstatě mýdla uvedených kovů, která smícháním s olejem tvoří gelovitou strukturu vlastního tuku. Přísada těchto mýdel se ve vzniklém tuku projevuje lepšími kluznými vlastnostmi a pevněji lpícím mazacím filmem, který vykazuje vyšší odolnost proti porušení.

Alkanickocyklanický olej například olej vazelínový medicinální a bílý, těžký je směs nasycených uhlovodíků, jejíž teplota varu je nad 280 °C. Je to bezbarvá až slabě nažloutlá ole jo vitá nízko viskózní kapalina, která za běžných podmínek velmi dobře smáčí třecí mezipovrch. Nízká viskozita zaručuje jeho dobrou nasákavost do organických plnidel.

Kysličníky a jejich hydratované formy prků žíravých zemin, například kysličník vápenatý a horečnatý, tvoří tuhý mazivový základ. Kysličníky krystalují většinou v krychlové krystalové soustavě, jejich hydrátové formy v soustavě šesterné, což poskytuje velmi dobré kluzné vlastnosti. Snáší bez chemickofyzikálních změn vysoké teploty a dobře odolávají vysokým tlakům bez chemických změn.

Kondenzační produkty triethanolaminu s vyššími mastnými kyselinami o počtu atomů uhlíku v řetězci C15 až C20, například kyselina olejová, palmitová, stearová mají funkci inhibitoru koroze, zlepšují kluzné vlastnosti a přilnavost mazacího filmu na povrchu kovu.

Kysličníky kovů žíravých zemin a jejich hydráty, obsažené v plnivu ve větším množství, představují tuhou mazací složku, která v sobě fixuje další mazací složky, tj. soli vyšších mastných kyselin, alkanickocyklanické oleje a kondenzační produkt triethanolaminu a vyšší mastné kyseliny. Pomocí kysličníků kovů zemin se u těchto mazacích a inhibičně korozních (pasivačníchj složek dosáhne jejich rovnoměrné rozmístění v celkové hmotě plastu, a to i tehdy, jsou-li tyto složky přidávány do plastu v procentově malém množství.

Jiný způsob rovnoměrného rozmístění solí vyšších mastných kyselin, alkanickocyklanického oleje a kondenzačních produktů triethanolaminu a vyšší mastné kyseliny, které jsou složky kapalné nebo polotekuté, aby vzhledem k podmínkám přípravy a zpracování plastového kompositu bylo obtížné a co do kvality ne vždy stejně reprodukovatelné. Fixací těchto složek v kysličnících kovů žíravých zemin a jejich hydrátech se rovněž vyloučí možnost vymačkávání celkového množství kapalných a polotekutých složek středními tlaky z plastového kompositu. Při vyšších tlacích a současně při tom vznikajících vyšších teplotách se tyto složky, například alkanickocyklanický clej uvolní zpočátku pouze v místech působení těchto vyšších tlaků či teplot. Tím vzniknou tzv. mazací ostrůvky a protože ostatní stykové plochy zůstávají ve své povrchové struktuře i tvaru beze změny, nemohou vytěsněné mazací polotekuté nebo kapalné složky unikati mimo mazací prostor.

Při zvýšené spotřebě jednotlivých mazacích složek v mazacích ostrůvcích je tento vzniklý místní nedostatek vyrovnán difúzí mazacích složek z ostatních míst plastového kompos tu, kde zůstaly zachovány. V případě, že by plastový komposit obsahoval pouze soli vyšších mastných kyselin, alkanlckocyklaniciké oleje či kondenzační produkty triethanolaminu s vyšší mastnou kyselinou, došlo by při zvýšení provozních tlacích či teplotách k vytěsnění všech mazivových složek, k jejich úniku, a tím ke vzniku trvalého nedostatku.

Proto obsahuje plas tový komposit též větší množství kysličníků kovů žíravých zemin nebo jejich hydrátů, které kromě své funkce nosiče a distributora ostatních za nižších a středních tlaků či teplot působících mazivových složek, při značném zvýšení koeficientu tření soustavy (a tím i zvýšení teploty] v důsledku svých vlastností snižují tření, odstraňují možnost zadření a vzniku vibrační koroze.

Skladbou jednotlivých složek plastového kompositu zůstává zachován i při extrémních provozních podmínkách příznivý poměr statického a dynamického koeficientu tření. Plastový komposit podle vynálezu mění výrazným způsobem opotřebení stýkajících se ocelových ploch, zejména při vibračním namáhání a to i při extrémních amplitudách a frekvencích. Plastový komposit a z něho vyrobená například kluzná pouzdra je oproti materiálům mazaným klasickým způsobem výhodnější zejména v případech, kdy pracovní prostředí napadá (vyplavuje) mazivo, dále v prašných pracovních prostředích, neboť zde nedochází k ulpívání tuhých prachových částic na vazké složce maziva, což pak způsobuje nežádoucí otěr jednotlivých součástí. V případě výroby konstrukčních součástí přímo z plastového kompositu podle vynálezu odpadá pravidelná kontrola domazávání součástí, neboť mazání zde zajišťují přímo samy mazací složky plastového kompositu, zejména pak ty složky, které se během provozu dostávají na povrch součástí, a to po celou dobu životnosti konstrukčního uzlu.

Claims (1)

1. Plastový komposit obsahující 47,0 % hmot. až 98,79 % hmot. základní plastové složky, vyznačený obsahem přísad tvořených 1,0 °/o hmot. až 44,0 % hmot. kysličníků kovů žíravých zemin a jejich hydrátů, 0,1 % hmot. až 3,0 % hmot. solí vyšších mastných kyselin. o počtu atomů uhlíku 15 až 20 s alkalickými kovy a kovy žíravých zemin, 0,01 %

   VYNALEZU hmot. až 1,0 % hmot. kondenzačních produktů triethanolaminu a vyšších mastných kyselin o počtu atomů uhlíku 15 až 20 a 0.1 % hmot. až 5,0 °/o hmot. alkanickocýklanického oleje, vroucího nad ,2i80 °C, přičemž uvedené procentové údaje se vztahují na plastový komposit.