RU2260612C1 - Состав для получения лиофобного графитизированного материала - Google Patents
Состав для получения лиофобного графитизированного материала Download PDFInfo
- Publication number
- RU2260612C1 RU2260612C1 RU2004119048/04A RU2004119048A RU2260612C1 RU 2260612 C1 RU2260612 C1 RU 2260612C1 RU 2004119048/04 A RU2004119048/04 A RU 2004119048/04A RU 2004119048 A RU2004119048 A RU 2004119048A RU 2260612 C1 RU2260612 C1 RU 2260612C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- composition
- production
- polytetrafluoroethylene
- molecular weight
- sodium
- Prior art date
Links
Landscapes
- Lubricants (AREA)
Abstract
Изобретение относится к уплотнительной технике, а именно к созданию композиционных материалов для сальных уплотнений, преимущественно обеспечивающих герметизацию подвижных «шток-корпус» и неподвижных «корпус-крышка» соединений трубопроводной арматуры, применяемой в энергетике, нефтехимии, металлургии, коммунальном хозяйстве и других отраслях. Состав включает следующие компоненты, в мас.%: 70-90 графита, 1-3 низкомолекулярного полиэтилена молекулярной массы 150-300, 2-7 натрия кремнекислого, 1-2 натрия азотистокислого, 3-6 углеродного волокна, аппретированного 2-7 суспензиии политетрафторэтилена при соотношении политетрафторэтилена к воде 1:10 и 1-5 глицерина. Это обеспечивает высокую износостойкость изделий за счет снижения коррозии металлических элементов. 2 табл.
Description
Изобретение относится к уплотнительной технике, а более конкретно к созданию композиционных материалов для сальниковых уплотнений, преимущественно обеспечивающих герметизацию подвижных «шток-корпус» и неподвижных «корпус-крышка» соединений трубопроводной арматуры, применяемой в энергетике, нефтехимии, металлургии, коммунальном хозяйстве и других отраслях.
Особенностью уплотнений указанного типа является эксплуатация в условиях повышенных температур и давлений, для чего материал должен обладать высокими упругими свойствами, повышенными демпфирующей способностью, гидрофобностью и коррозионной стойкостью.
Наиболее распространенным приемом повышения термостойкости материалов является введение в композицию графита. Так, например, в известной графитизированной композиции [Патент РФ №2115669, МПК7: F 16 N 15/02, бюл. №10, 1999 г.] наряду с графитом присутствует политетрафторэтилен (ПТФЭ) и фенолформальдегидная смола в качестве связующего. Однако повышение эксплуатационных характеристик изделий из данной композиции связаны не столько с ее составом, сколько с проведением непроизводительных технологических операций при переработке композиции в изделия.
Известная графитизированная композиция для уплотнений [Патент РФ №2128801, МПК7: F 16 N 15/02, бюл. №10, 1999 г.] наряду с графитом, ПТЭФ и фенолформальдегид-ной смолой дополнительно содержит тальк и уротропин. Вместе с тем исходный шихтовый материал для создания композиции является столь разнообразным по составу, номенклатуре и исходному фракционному состоянию, что неизбежно приводит к получению композиционного материала с чрезвычайно разнообразными эксплуатационными свойствами. Кроме того, изделия из известной композиции характеризуются низкой износостойкостью.
Наиболее близким к материалу, получаемому из заявляемого состава, является графитизированная композиция [Авторское свидетельство СССР №1810384, МПК7: С 10 М 163/00, С 10 М 125/02, 1991 г. (прототип)], которая наряду с графитом в качестве порошкообразного наполнителя дополнительно содержит низкомолекулярный полиэтилен, углеводородный конденсат стадии сепарации при производстве полиэтилена высокого давления при следующем соотношении компонентов, мас.%: графит - 3...30; низкомолекулярный полиэтилен - 5...25; указанный углеводородный конденсат - до 100 (прототип).
Однако, несмотря на ряд достоинств указанной композиции, она обладает сравнительно невысокой нагрузочной способностью, особенно при высоких скоростях скольжения и в условиях повышенных температур. Кроме этого, ей присуща низкая гидрофобность вследствие адсорбционного проникновения жидкости, высокий коэффициент трения и низкая износостойкость вызванные коррозией металлических элементов фиксирующих положение уплотнений.
Задачей настоящего изобретения является повышение износостойкости изделий из лиофобного графитизированного материала за счет снижения коррозии металлических элементов.
Поставленная задача решается тем, что состав для получения лиофобного графитизированного материала включает в качестве основы графит и низкомолекулярный полиэтилен молекулярной массы 150-300, при этом дополнительно содержит натрий кремнекислый, натрий азотистокислый, углеродное волокно, аппретированное суспензией политетрафторэтилена при соотношении политетрафторэтилена к воде 1:10, и глицерин при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Графит | 70-90 |
Низкомолекулярный полиэтилен | |
молекулярной массы 150-300 | 1-3 |
Натрий кремнекислый | 2-7 |
Натрий азотистокислый | 1-2 |
Углеродное волокно | 3-6 |
Суспензия политетрафторэтилена | 2-7 |
Глицерин | 1-5 |
Состав для получения лиофобного графитизированного материала приготавливают следующим образом. Готовят водную суспензию ПТФЭ при соотношении 1 части ПТФЭ к 10 частям воды и вводят в нее мелкорубленное углеродное волокно. В графит вводят низкомолекулярный полиэтилен и помещают в печь. Затем осуществляют нагрев композиции в печи до 300°С с последующей выдержкой в течение 1 часа. После выемки из печи вводят растворы кремнекислого натрия и азотистокислого натрия в соотношении 2:1, а также углеродное волокно в суспензии ПТФЭ. Состав тщательно перемешивают. Поскольку глицерин имеет температуру плавления 178°С, его вводят по мере охлаждения смеси до указанной температуры, продолжая перемешивание смеси. За время перемешивания влага из растворов кремнекислого, азотистокислого натрия и суспензии ПТФЭ испаряется, а высушенные частицы последних равномерно распределяются по структуре материала. Полученный порошковый материал перерабатывается в изделие методом холодного прессования.
Введением в состав материала азотистокислого натрия достигается защита материала контртела (стали) от коррозии при температурах до 270°С, а при более высоких температурах защиту от коррозии осуществляет в основном кремнекислый натрий с более высокой температурой разложения. Необходимая концентрация ингибитора коррозии зависит от условий эксплуатации, состава и свойств жидкости. Присутствие глицерина стабилизирует упругие характеристики материала и предохраняет изделия от высыхания в течение всего времени хранения и эксплуатации. Рубленое углеродное волокно, аппретированное ПТФЭ, значительно повышает демпфирующую способность материала, а также улучшает прочностные и антифрикционные свойства. Кроме того, мелкие углеродные волокна в сочетании с кремнекислым и азотистокислым натрием повышают стойкость органических составляющих к окислению при повышенных температурах. Составы предлагаемого материала приведены в таблице 1.
Таблица 1 Состав материала |
|||||
Компоненты | Содержание компонентов, мас.% | ||||
1 | Заявляемый состав | 5 | |||
2 | 3 | 4 | |||
Графит | 95 | 90 | 85 | 70 | 65 |
Низкомолекулярный полиэтилен | 1 | 1 | 2 | 3 | 4 |
Натрий кремнекислый NaSi2О5 | 1 | 2 | 2 | 7 | 8 |
Натрий азотистокислый NaNO2 |
1 | 1 | 1 | 2 | 4 |
Углеродное волокно | 1 | 3 | 3 | 6 | 6 |
Суспензия ПТФЭ (1:10) | 1 | 2 | 4 | 7 | 7 |
Глицерин СНОН (СН2ОН)2 | - | 1 | 3 | 5 | 6 |
Фрикционные испытания материалов проводили на машине трения СМЦ-2 по схеме вал-частичный вкладыш. В качестве вала использовали ролик из стали 45, шероховатость поверхности Rа=0,8-1,0 мкм. Испытания на сжатие проводили по ГОСТ 23775-79 на образцах диаметром D=36 мм и высотой h=20 мм. Увеличение массы при воздействии воды и масла определяли по ГОСТ 4650-80.
Значения коэффициента трения, интенсивности изнашивания, увеличения массы при воздействии воды и масла для известного материала и материала, получаемого из предлагаемого состава, приведены в таблице 2.
Как следует из данных, приведенных в таблице 2, лиофобный антифрикционный материал на основе графита, изготовленный из заявляемого состава, обладает более высокими эксплуатационными свойствами по сравнению с известной композицией. Интенсивность изнашивания составов 1 и 5 соответствует интенсивности изнашивания известной композиции.
Таблица 2 Свойства материалов |
||||||
Показатели | Материалы | |||||
1 | Заявляемый состав | 5 | Прототип [3] | |||
2 | 3 | 4 | ||||
Коэффициент трения | 0,11 | 0,07 | 0,08 | 0,09 | 0,12 | 0,12-0,15 |
(давление Р=5·104 Н/м2, | ||||||
скорости ν=0,5 м/с) | ||||||
Интенсивность изнашивания, | 2,5 | 1,0 | 1,5 | 0,8 | 2,8 | 2,5-3,0 |
мкм/км(Р=5·104 Н/м2, | ||||||
ν=0,5 м/с) | ||||||
Увеличение массы при воз- | ||||||
действии, %, не более: | ||||||
- вода | 0,20 | 0,10 | 0,09 | 0,09 | 0,10 | 0,40 |
- масло | 0,16 | 0,08 | 0,08 | 0,07 | 0,07 | 0,32 |
Источники информации
1. Патент РФ №2115669, кл. F 16 N 15/02, бюл. №10, 1999 г.
2. Патент РФ №2128801, кл. F 16 N 15/02, бюл. №10, 1999 г.
3. Авторское свидетельство СССР №1810384, кл. С 10 М 163/00, С 10 М 125/02, 1991 г. (прототип).
Claims (1)
- Состав для получения лиофобного графитизированного материала, включающий в качестве основы графит и низкомолекулярный полиэтилен молекулярной массы 150-300, отличающийся тем, что он дополнительно содержит натрий кремнекислый, натрий азотисто-кислый, углеродное волокно, аппретированное суспензией политетрафторэтилена при соотношении политетрафторэтилена к воде 1:10, и глицерин при следующем соотношении компонентов, мас. %:
Графит 70-90 Низкомолекулярный полиэтилен молекулярной массы 150-300 1-3 Натрий кремнекислый 2-7 Натрий азотисто-кислый 1-2 Углеродное волокно 3-6 Суспензия политетрафторэтилена 2-7 Глицерин 1-5
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2004119048/04A RU2260612C1 (ru) | 2004-06-22 | 2004-06-22 | Состав для получения лиофобного графитизированного материала |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2004119048/04A RU2260612C1 (ru) | 2004-06-22 | 2004-06-22 | Состав для получения лиофобного графитизированного материала |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2260612C1 true RU2260612C1 (ru) | 2005-09-20 |
Family
ID=35849001
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2004119048/04A RU2260612C1 (ru) | 2004-06-22 | 2004-06-22 | Состав для получения лиофобного графитизированного материала |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2260612C1 (ru) |
-
2004
- 2004-06-22 RU RU2004119048/04A patent/RU2260612C1/ru not_active IP Right Cessation
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Qi et al. | Ultralow friction and wear of polymer composites under extreme unlubricated sliding conditions | |
Guo et al. | MXene-Al2O3 synergize to reduce friction and wear on epoxy-steel contacts lubricated with ultra-low sulfur diesel | |
Wang et al. | Nitrogen-doped porous carbon nanospheres derived from hyper-crosslinked polystyrene as lubricant additives for friction and wear reduction | |
Qi et al. | Impact of counterpart materials and nanoparticles on the transfer film structures of polyimide composites | |
Qi et al. | Comparative study of tribochemistry of ultrahigh molecular weight polyethylene, polyphenylene sulfide and polyetherimide in tribo-composites | |
Qi et al. | Exploring the influence of counterpart materials on tribological behaviors of epoxy composites | |
JPH02204316A (ja) | 可撓性グラファイト粒子と無定形炭素との複合体 | |
Xu et al. | High-temperature tribological performance of TiAl matrix composites reinforced by multilayer graphene | |
Che et al. | Role of carbon nanotubes on growth of a nanostructured double-deck tribofilm yielding excellent self-lubrication performance | |
Lai et al. | A study on the friction and wear behavior of PTFE filled with acid treated nano‐attapulgite | |
Tu et al. | Thermal wear and electrical sliding wear behaviors of the polyimide modified polymer-matrix pantograph contact strip | |
Kumar et al. | A novel Pinus roxburghii natural leaves fiber used as reinforcement polymer composite: As asbestos‐free brake friction material | |
Wang et al. | Significant friction and wear-reduction role of attapulgite nanofibers compounded in PEEK-Based materials | |
CN105255555B (zh) | 一种耐磨、生态环保的润滑油及其制备方法 | |
Wu et al. | Effects of hBN and CaCO3 nanoparticles on tribological and vibration properties of polyurea grease on rolling bearing | |
Ahlawat et al. | Thermal analysis and tribo‐performance evaluation of multilayered graphene and graphite based fly ash filled banana fiber reinforced brake friction composites | |
US4157328A (en) | Sealing material on the basis of polytetrafluoroethylene fibers | |
KR102439050B1 (ko) | 마찰 공학적 응용을 위한 섬유 | |
Ścieszka | Tribological phenomena in steel-composite brake material friction pairs | |
Sathyamoorthy et al. | Tribological characterizations of bio-polymer based ecofriendly copper-free brake friction composites | |
Antonyraj et al. | Influence of graphite purity concentrations on the tribological performance of non-asbestos organic copper-free brake pads | |
RU2260612C1 (ru) | Состав для получения лиофобного графитизированного материала | |
Xue et al. | Tribological properties of NiAl matrix composites filled with serpentine powders | |
Grützmacher et al. | Combining Tailored Ionic Liquids with Ti3C2Tx MXenes for an Enhanced Load‐Carrying Capacity Under Boundary Lubrication | |
Demirtas et al. | Characterization of the friction and wear effects of graphene nanoparticles in oil on the ring/cylinder liner of internal combustion engine |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20060623 |