RU2072373C1 - Способ получения полиимидного антифрикционного материала - Google Patents
Способ получения полиимидного антифрикционного материала Download PDFInfo
- Publication number
- RU2072373C1 RU2072373C1 RU93053012A RU93053012A RU2072373C1 RU 2072373 C1 RU2072373 C1 RU 2072373C1 RU 93053012 A RU93053012 A RU 93053012A RU 93053012 A RU93053012 A RU 93053012A RU 2072373 C1 RU2072373 C1 RU 2072373C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- binder
- tetracarboxylic acid
- filler
- water
- composition
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Lubricants (AREA)
Abstract
Изобретение: для изготовления деталей узлов трения, эксплуатируемых в жестких условиях: при температурах выше 300oС, а также при нагрузках выше 20 МПа в условиях сухого трения. Сущность изобретения: приготавливают связующее смешением следующих компонентов: активное азотсодержащее соединение, избыток диангидрида дифенилсульфон-3,3,4,4-тетракарбоновой кислоты или бензофенон-3,3,4,4-тетракарбоновой кислоты или дифенилоксид-3,3,4,4-тетракарбоновой кислоты, 4,4-диаминодифенилметан или 4,4-диаминодифенилоксид и аминобензойная кислота в среде низкокипящих алифатических спиртов или в воде или в смеси спирта с водой (при содержании спирта не менее 15 % от объема растворителя), а в качестве наполнителя используется смесь углеродного наполнителя и модифицирующей добавки (в качестве которой используют оксиды металлов, выбранные из группы: Y2O3, Al2O3, TiO2, TiO, CoO, CdO, CeO, Cr2O3, MgO в количестве 1- 3 % от веса композиции), причем перед смешением с наполнителем связующее подвергают предварительной сушке при 100 - 120oС и термообработке при 180 - 200o в течение 1 ч, прессование пресс-композиции проводят при 380 - 390oС. 3 табл. 5 з.п. ф-лы.
Description
Изобретение относится к конструкционных материалов, служащих для изготовления деталей узлов трения, эксплуатируемых в жестких условиях: при температурах выше 300oС, а также при нагрузках выше 20 МПа в условиях сухого трения, в частности, к способу получения полиимидного антифрикционного материала.
Известен способ получения композиции, включающей олигомерное связующее на основе полиаминофенилена и малеинового ангидрида и углеродный наполнитель (графит) и окись кадмия [1] Способ включает приготовление раствора связующего, выделение порошка связующего и смешение его с твердыми смазками (графит и окись кадмия), последующее прессование в присутствии свободно-радикальных инициаторов при 280 310oС и удельном давлении 100 МПа. Композиция, полученная по этому способу, характеризуется высокой теплостойкостью (до 350oС), однако материалы на ее основе имеют недостаточно высокие показатели физико-механические характеристик, которые ухудшаются в процессе длительной эксплуатации.
Известен также способ получения конструкционного материала, содержащего в качестве связующего ароматический полиамид и наполнитель: графит, дисульфид молибдена, фторопласт, окись иттрия [2] Способ включает следующие операции: смешение компонентов и прессование при 340oС и 50 МПа. Материал на основе этой композиции имеет нагрузочный интервал работоспособности до 40 МПа, однако обладает теплостойкостью в пределах 260oС [3] что не позволяет его использовать в условиях повышенных тепловых нагрузок, в области температур выше 300oС.
Наиболее близким по технической сущности является способ получения композиции для конструкционных материалов [4] включающий приготовление олигоамидокислоты, пропитку наполнителя смесью олигоамидокислоты с мочевиной, подсушивание пропитанного наполнителя, продолжительную термообработку пресс-композиции и ее последующее измельчение и прессование при 340oС и 90 МПа.
Такой способ достаточно сложен при налаживании массового производства изделий из этого материала. Кроме того, для получения полиимидного связующего используются высокополярные апротонные растворители (типа диметилформамид, диметилацетамид и др.). Высокая температура кипения апротонных растворителей и их склонность к образованию комплексов вызывают значительные затруднения при удалении этих растворителей в процессе переработки композиций. Более того, комплексообразование может осложнять протекание процесса имидизации, что приводит к снижению термоокислительной стабильности полимера [5, 6] Остатки такого растворителя, являющегося пластификатором полимерной матрицы, снижают термостойкость материала [7]
Задача изобретения упрощение процесса получения полиимидного антифрикционного материала и улучшение экологической обстановки (по сравнению с использованием диметилформамида (ДМФА) в качестве растворителя при получении связующего).
Задача изобретения упрощение процесса получения полиимидного антифрикционного материала и улучшение экологической обстановки (по сравнению с использованием диметилформамида (ДМФА) в качестве растворителя при получении связующего).
Способ реализуют следующим образом.
Предварительно получают композицию, приготавливая связующее взаимодействием избытка диангидрида ароматической тетракарбоновой кислоты, ароматического диамина, аминобензойной кислоты и активного азотсодержащего соединения в растворителях типа: низкокипящие алифатические спирты (этанол, изопропанол), вода, смесь низкокипящих алифатических спиртов с водой (содержание спирта не менее 15 от объема растворителя). Первый компонент растворяется при кипении растворителя, далее раствор охлаждается, и добавляются все остальные компоненты.
Полученный раствор смеси компонентов связующего подвергают сушке до ее порошкообразного состояния при 100 120oC. Затем порошок связующего подвергают термообработке в течение 1 ч при 180 200oС. Далее порошок олигоимида (с концевыми амидными группами, полученными в результате термообработки) следующего строения
смешивают с наполнителем и перерабатывают в изделия методом горячего прессования при 380 390oС, давлении 50 90 МПа и выдержке при этих условиях в течение 1 1,5 мин на 1 мм толщины изделия. Такая совокупность признаков в литературе не известна.
смешивают с наполнителем и перерабатывают в изделия методом горячего прессования при 380 390oС, давлении 50 90 МПа и выдержке при этих условиях в течение 1 1,5 мин на 1 мм толщины изделия. Такая совокупность признаков в литературе не известна.
Пример А.
В обогреваемый аппарат, снабженный мешалкой, загрузили 1,8 кг (7 моль) диангидрида бензофенон-3,3', 4,4'-тетракарбоновой кислоты и 10 л изопропилового спирта. Нагревали раствор при постоянном перемешивании до полного растворения компонента. Охлаждали раствор до 25oС и, не прекращая перемешивания в течение 15 мин добавляли 9,52 кг (6 моль) 4,4'-диаминодифенилметана. Затем вводили 2,2 кг (2 моль) n-аминобензойной кислоты и перемешивали еще 2 ч. К полученному таким способом раствору олигоамидокислоты добавляли 2,88 кг (4 моль) мочевины и перемешивали еще 1 ч. Раствор концентрировали путем удаления растворителя (улавливали до (75 80)% от начального количества).
Массу подвергали сушке в сушильном шкафу до порошкообразного состояния при 100oС, термообрабатывали при 190oС в течение 1 ч. Порошок связующего подвергали измельчению в шаровой мельнице до размера частиц 0,5 мм.
В смесильную машину (с Z-образными лопастями реверсивного типа) дозировали порошки: 4,0 кг (40 мас.) олигоимида, 5,8 кг (58 мас.) графита марки МГ (ТУ-20-86-76) и 2,0 кг (2 мас.) окиси иттрия (РЭТУ 1072-63). Указанные компоненты перемешивали в течение 30 мин, после чего перерабатывали в изделие методом горячего прессования при 380oС, давлении 90 МПа и выдержке при этих условиях в течение 1 мин на 1 мм толщины изделия.
Пример Б
В обогреваемый аппарат, снабженный мешалкой, загружали 1,6 кг (7 моль) диангидрида дифенилоксид 3,3',4,4'-тетракарбоновой кислоты и 15 л дистиллированной воды. Нагревали раствор при постоянном перемешивания до полного растворения компонента. Охлаждали раствор до 25oС и не прекращая перемешивания в течение 15 мин добавляли 10,0 кг (6 моль) 4,4'-диаминодифенилоксида. Затем вводили 2,2 кг (2 моль) м-аминобензойной кислоты и перемешивали еще 2 ч. К полученному таким способом раствору олигоамидокислоты добавляли 2,5 л 25 -ного водного раствора аммиака и перемешивали еще 1 ч. Раствор концентрировали путем удаления растворителя (до (75 80)% от начального количества.
В обогреваемый аппарат, снабженный мешалкой, загружали 1,6 кг (7 моль) диангидрида дифенилоксид 3,3',4,4'-тетракарбоновой кислоты и 15 л дистиллированной воды. Нагревали раствор при постоянном перемешивания до полного растворения компонента. Охлаждали раствор до 25oС и не прекращая перемешивания в течение 15 мин добавляли 10,0 кг (6 моль) 4,4'-диаминодифенилоксида. Затем вводили 2,2 кг (2 моль) м-аминобензойной кислоты и перемешивали еще 2 ч. К полученному таким способом раствору олигоамидокислоты добавляли 2,5 л 25 -ного водного раствора аммиака и перемешивали еще 1 ч. Раствор концентрировали путем удаления растворителя (до (75 80)% от начального количества.
Массу подвергали сушке в сушильном шкафу до порошкообразного состояния при 120oС, термообрабатывали при 200oС в течение 1 ч. Порошок связующего подвергали измельчению в шаровой мельнице до размера частиц 0,5 мм.
В смесильную машину (с Z-образными лопастями реверсивного типа) дозировали порошки: 4,0 кг (40 мас.) олигоимида, 5,7 кг (57 мас.) мелочи коксовой (ГОСТ 11255 75) и 3,0 кг (3 мас.) окиси кобальта (МРТУ 6 09 - 714 63). Указанные компоненты перемешивали (в течение 30 мин), после чего перерабатывали в изделия методом горячего прессования при 390oС, давлении 80 МПа и выдержке при этих условиях в течение 1,5 мин на 1 мм толщины изделия.
Пример В.
В обогреваемый аппарат, снабженный мешалкой загружали 2,4 кг (7 моль) диангидрида дифенилсульфон-3,3', 4,4'-тетракарбоновой кислоты и 12 л смеси этилового спирта с водой (в соотношении 1:3). Нагревали раствор при постоянном перемешивании до полного растворения компонента. Охлаждали раствор при постоянном перемешивании до 25oС и не прекращая перемешивания в течение 15 мин добавляли 9,52 кг (6 моль) 4,4'-диаминодифенилметана. Затем вводили 2,2 кг (2 моль) а-аминобензойной кислоты и перемешивали еще 2 ч. К полученному таким способом раствору олигоамидокислоты добавляли 2,88 кг (4 моль) мочевины и перемешивали еще 1 ч. Раствор концентрировали путем удаления растворителя (до (75 80) от начального количества).
Массу подвергали сушке в сушильном шкафу до порошкообразного состояния при 110oС, термообрабатывали при 180oС в течение 1 ч. Порошок связующего подвергали измельчению в шаровой мельнице до размера частиц 0,5 мм.
В смесильную машину (с Z-образными лопастями реверсивного типа) дозировали порошки: 4,0 кг (40 мас.) олигоимида, 5,9 кг (59 мас.) орешка коксового (ГОСТ 8935-77) и 1,0 кг (1 мас.) оксида алюминия (ТУ 6 09 973 76). Указанные компоненты перемешивали (в течение 30 мин), после чего перерабатывали в изделия методом горячего прессования при 380oС, давлении 90 МПа и выдержке при этих условиях в течение 1 мин на 1 мм толщины изделия.
Были синтезированы олигоимиды, отличающиеся строением элементарного звена и используемым растворителем. Результаты синтезов представлены в табл. 1.
По предложенному способу были получены материалы, отличающиеся углеродным наполнителем, модифицирующей добавкой и олигоимидом, представленные в табл. 2.
Представленные в табл. 2 материалы подвергались испытаниям на определение показателей физико-механических характеристик, теплостойкости и трения.
Скорость изнашивания, коэффициенты трения и предельно-допустимые нагрузки материалов, полученных по предложенному и по известному способу, определяли на машине трения МИ 1М по схеме "вал-вкладыш" при скорости скольжения 0,5 м/с по контрпаре из стали 40Х13 с чистотой обработки поверхности 0,16 и твердостью НRC 48 в условиях сухого трения в воздушной среде.
Термофрикционные свойства определяли на машине трения вращательного движения МИ 1М, оборудованной нагревательной камерой. Температуру в камере поднимали внешним обогревом со скоростью 5 o/мин. Испытания проводили при скорости скольжения 0,5 м/с по стали 40Х13 в условиях сухого трения в воздушной среде при нагрузке 0,5 МПа.
Предельно-допустимые нагрузки, твердость, теплостойкость и термофрикционные свойства материалов, полученных по предложенному и по известному способу, представлены в табл. 3.
Приведенные в табл. 3 данные показывают, что полученный по предложенному способу антифрикционный полиимидный материал обладает более высокой предельно-допустимой нагрузкой в условиях сухого трения, более низким коэффициентом трения и скоростью изнашивания.
Упрощение технологии получения антифрикционного материала позволяет сократить технологический процесс за счет того, что термообработке подвергают не всю пресс-композицию, а только связующее, которое предварительно переводят в порошкообразное состояние. Продолжительность термообработки сокращается с 5-ти ч при 200 300oС до одного часа при 180 200oС. Это приводит к повышению производительности, экономии энергии и трудозатрат. Осуществление синтеза связующего в низкокипящих растворителях существенно улучшает экологическую обстановку (по сравнению с использованием токсичного ДМФА в качестве растворителя при получении связующего).
Claims (6)
1. Способ получения полиимидного антифрикционного материала, включающий предварительное приготовление связующего путем взаимодействия избытка диангидрида ароматической тетракарбоновой кислоты, ароматического диамина, аминобензойной кислоты и активного азотсодержащего соединения, смешение связующего с порошком углеродного наполнителя и последующее горячее прессование композиции, отличающийся тем, что перед смешением с наполнителем связующее переводят в порошкообразное состояние путем сушки и подвергают предварительной термообработке, причем в качестве диангидрида ароматической тетракарбоновой кислоты используют диангидрид бензофенон-3,3', 4,4' - тетракарбоновой кислоты, или диангидрид дифенилоксид-3,3', 4,4'-тетракарбоновой кислоты, или диангидрид дифенилсульфон -3,3', 4,4'-тетракарбоновой кислоты, в качестве ароматического диамина - 4,4'-диаминодифенилметан или 4,4'-диаминодифенилоксид, в качестве активного азотсодержащего соединения используют мочевину или водный раствор аммиака, синтез связующего проводят в среде низкокипящего алифатического спирта или в воде, или в смеси низкокипящего алифатического спирта с водой, а в качестве наполнителя используют смесь углеродного наполнителя и модифицирующей добавки с микротвердостью 6850 6900 МПа и дисперсностью менее 2 мкм.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве азотсодержащего соединения используют 5 40 мас.-ный водный раствор аммиака.
3. Способ по п.1, отличающийся тем, что содержание низкокипящего алифатического спирта в смеси с водой должно быть не менее 15 мас. от количества растворителя.
4. Способ по п.1, отличающийся тем, что термообработку связующего проводят при 180 200oС в течение часа.
5. Способ по п. 1, отличающийся тем, что прессование пресс-композиции проводят при 380 390oС.
6. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве модифицирующей добавки используют оксиды, выбранные из группы: Y2O3, Al2O3, TiO2, TiO, CoO, CdO, CeO, Cr2O3, MgO в количестве 1 3% от массы композиции.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU93053012A RU2072373C1 (ru) | 1993-11-24 | 1993-11-24 | Способ получения полиимидного антифрикционного материала |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU93053012A RU2072373C1 (ru) | 1993-11-24 | 1993-11-24 | Способ получения полиимидного антифрикционного материала |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU93053012A RU93053012A (ru) | 1996-08-10 |
RU2072373C1 true RU2072373C1 (ru) | 1997-01-27 |
Family
ID=20149569
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU93053012A RU2072373C1 (ru) | 1993-11-24 | 1993-11-24 | Способ получения полиимидного антифрикционного материала |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2072373C1 (ru) |
-
1993
- 1993-11-24 RU RU93053012A patent/RU2072373C1/ru active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
1. Авторское свидетельство СССР N 523917, кл. C 08L 79/08, опубл.1976 г. 2. Авторское сивдетельство СССР N 235880, кл. C 08J 5/16, опубл.1988 г. 3. Соколов Л.Б., Герасимов В.Д., Савина В.М., Беляков ВН. Термостойкие ароматические полиамиды, М.: 1975, с.193. 4. Авторское свидетельство СССР N 1675307, кл. C 08L 79/08, C 08K 3/04, опубл.1991 г. 5. Справочник по композиционным материалам. Под ред. Дж.Любика, М., 1988, с.127. 6. Углеродные волокна и композиты. Под ред. Эрик Фитцер, М., Мир, 1988, с.142-167. 7. Белый В.А., Свирденок А.И., Петраковец М., Савкин В.Г. Трение и износ материалов на основе полимеров. Минск: Наука и техника, 1976. 8. Сайкина З.Ф. Автореферат канд. дис. Термостойкие полиароиленхиназалоны, полиимидоксиды и материалы на их основе. М.н, 1986 г. * |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP2886583B1 (de) | Polyimidpulver mit hoher thermooxidativer Beständigkeit | |
EP2531564B1 (en) | A process for the preparation of carbon black pellets | |
US4016140A (en) | Amide-imide copolymer moldings and method of preparation | |
EP0677080B1 (de) | Verfahren zur herstellung von polymerisaten der asparaginsäure | |
DE69026297T2 (de) | Polyamid-Polyimid- und Polybenzoxazol-Polyimid-Polymere | |
RU2072373C1 (ru) | Способ получения полиимидного антифрикционного материала | |
DE4310503A1 (de) | Verfahren zur Herstellung von Polyasparaginsäure und ihre Salze | |
US4225686A (en) | Blends of copolyimides with copolyamideimides | |
JPS57200453A (en) | Preparation of polyimide powder | |
DE2441020C3 (de) | Verfahren zur Herstellung von viskositätsstabilen Polyamidimid-Lösungen | |
US4018736A (en) | Manufacture of polyester-imide powders | |
US3817927A (en) | Production of soluble polyimides | |
CN115260491A (zh) | 一种耐碱解型聚酰亚胺工程塑料及其制备方法 | |
CN112375315B (zh) | 基于芳氰基树脂的高温自润滑复合材料及其制备方法 | |
DE2366399C2 (de) | Polyamid-Polyimid-Copolymere und deren Verwendung zur Herstellung von industriellen Erzeugnissen | |
JPH0569765B2 (ru) | ||
US20230109481A1 (en) | Aromatic polyimide powder for molded body, molded body using same, method for improving mechanical strength of molded body | |
JPH0611798B2 (ja) | ポリイミド成型品の製造方法 | |
EP0171707A2 (de) | Verfahren zur Herstellung von Polyimidestern der Trimellitsäure | |
GB1590464A (en) | Aqueous polyimide dispersions | |
EP0388394B1 (de) | Verfahren zur Herstellung von schwer entflammbaren, thermostabilen Homopolyimiden | |
RU2016017C1 (ru) | Композиция для изготовления конструкционного материала | |
CN111118237A (zh) | 一种耐光型加脂剂中间体 | |
GB1558616A (en) | Aqueous wire enamel dispersions and their manufacture | |
Ahmedova et al. | Electroconductive polymer materials on the basis of oligo4-aminophenol |