UA72410A - An antifriction polymer-composite material - Google Patents
An antifriction polymer-composite material Download PDFInfo
- Publication number
- UA72410A UA72410A UA20031212973A UA20031212973A UA72410A UA 72410 A UA72410 A UA 72410A UA 20031212973 A UA20031212973 A UA 20031212973A UA 20031212973 A UA20031212973 A UA 20031212973A UA 72410 A UA72410 A UA 72410A
- Authority
- UA
- Ukraine
- Prior art keywords
- epoxy resin
- composite material
- modifier
- fluoroplastic
- composition
- Prior art date
Links
- 239000002131 composite material Substances 0.000 title claims abstract description 15
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 18
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 11
- 239000003822 epoxy resin Substances 0.000 claims abstract description 11
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 claims abstract description 11
- 239000010439 graphite Substances 0.000 claims abstract description 11
- 229920000647 polyepoxide Polymers 0.000 claims abstract description 11
- 239000000945 filler Substances 0.000 claims abstract description 10
- 239000003607 modifier Substances 0.000 claims abstract description 9
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 7
- 239000002966 varnish Substances 0.000 claims abstract description 6
- 229920002313 fluoropolymer Polymers 0.000 claims abstract description 5
- QPLDLSVMHZLSFG-UHFFFAOYSA-N Copper oxide Chemical compound [Cu]=O QPLDLSVMHZLSFG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 4
- 239000005751 Copper oxide Substances 0.000 claims abstract description 4
- 229910000431 copper oxide Inorganic materials 0.000 claims abstract description 4
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 claims description 10
- 229920000049 Carbon (fiber) Polymers 0.000 claims description 6
- 239000004917 carbon fiber Substances 0.000 claims description 6
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- -1 polyethylene Polymers 0.000 claims description 6
- 239000004698 Polyethylene Substances 0.000 claims description 5
- 229920000573 polyethylene Polymers 0.000 claims description 5
- 229920000768 polyamine Polymers 0.000 claims description 4
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 claims 1
- 239000010949 copper Substances 0.000 claims 1
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims 1
- 239000010703 silicon Substances 0.000 claims 1
- 229920002873 Polyethylenimine Polymers 0.000 abstract 1
- 239000000835 fiber Substances 0.000 abstract 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 5
- 239000004593 Epoxy Substances 0.000 description 3
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 3
- 239000004848 polyfunctional curative Substances 0.000 description 3
- 229920006359 Fluoroplast Polymers 0.000 description 2
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 2
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 2
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 2
- 238000004132 cross linking Methods 0.000 description 2
- 238000011049 filling Methods 0.000 description 2
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 2
- 239000004615 ingredient Substances 0.000 description 2
- 238000011089 mechanical engineering Methods 0.000 description 2
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 2
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 2
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 2
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 2
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 1
- 150000001412 amines Chemical class 0.000 description 1
- 239000003831 antifriction material Substances 0.000 description 1
- 238000005266 casting Methods 0.000 description 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- LNEPOXFFQSENCJ-UHFFFAOYSA-N haloperidol Chemical class C1CC(O)(C=2C=CC(Cl)=CC=2)CCN1CCCC(=O)C1=CC=C(F)C=C1 LNEPOXFFQSENCJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000001746 injection moulding Methods 0.000 description 1
- 239000011256 inorganic filler Substances 0.000 description 1
- 238000011068 loading method Methods 0.000 description 1
- 239000000314 lubricant Substances 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- WSFSSNUMVMOOMR-NJFSPNSNSA-N methanone Chemical compound O=[14CH2] WSFSSNUMVMOOMR-NJFSPNSNSA-N 0.000 description 1
- 238000000465 moulding Methods 0.000 description 1
- 239000012766 organic filler Substances 0.000 description 1
- 229920001921 poly-methyl-phenyl-siloxane Polymers 0.000 description 1
- 229920005596 polymer binder Polymers 0.000 description 1
- 239000002491 polymer binding agent Substances 0.000 description 1
- 238000006116 polymerization reaction Methods 0.000 description 1
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 238000000518 rheometry Methods 0.000 description 1
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 1
- 239000004034 viscosity adjusting agent Substances 0.000 description 1
- 238000009736 wetting Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
- Reinforced Plastic Materials (AREA)
Abstract
Description
Винахід належить до галузі одержання композицій на основі модифікованих епоксидних смол і комплексу неорганічних та органічних наповнювачів методом лиття під тиском, які можуть знайти застосування в машинобудуванні як підшипники ковзання без використання мастильних речовин.The invention belongs to the field of obtaining compositions based on modified epoxy resins and a complex of inorganic and organic fillers by injection molding, which can be used in mechanical engineering as sliding bearings without the use of lubricants.
Для формування підшипників ковзання на органічній в'яжучій (основі) використовують формальдегідні, епоксидні, кремнійорганічні смоли та композиції на їх основі. Для наповнення композицій найбільш широко застосовують матеріали на основі графіту та дисперсні металеві, органічні і неорганічні добавки.Formaldehyde, epoxy, organosilicon resins and compositions based on them are used to form sliding bearings on an organic binder (base). Graphite-based materials and dispersed metal, organic and inorganic additives are most widely used to fill compositions.
Відомий полімеркомпозиційний матеріал антифрикційного призначення (патент України Ме30537А С 08A well-known polymer composite material for antifriction purpose (patent of Ukraine Me30537А C 08
К 3/00, Е 16 С 33/00 наступного складу, мас 90:K 3/00, E 16 C 33/00 of the following composition, mass 90:
Епоксидне в'яжуче 20-40 епоксидна смола ЕД-16 - 100 мас. ч., модифікатор ДЕГ-1 - мас. ч., твердник ізо-МТГФА - 50 мас. ч., прискорювачEpoxy binder 20-40 epoxy resin ED-16 - 100 wt. h., modifier DEG-1 - wt. h., iso-MTGFA hardener - 50 wt. h., accelerator
ТЕА - 6 має. ч.,TEA - 6 has. h.,
Силіційований графіт 50-70;Silicified graphite 50-70;
Терморозширений графіт 3-7;Thermally expanded graphite 3-7;
Поліетилен 3-7.Polyethylene 3-7.
Недоліком даної композиції є низька зносостійкість, яка пов'язана з недостатньою адгезійною міцністю на границі фаз, великим вмістом графіту, а також високими залишковими напруженнями в прес-композиції через високу степінь наповнення системи, що не дозволяє використовувати її в динамічно-навантажених вузлах тертя.The disadvantage of this composition is low wear resistance, which is associated with insufficient adhesive strength at the phase boundary, a large content of graphite, as well as high residual stresses in the press composition due to the high degree of filling of the system, which does not allow its use in dynamically loaded friction nodes.
За технічною суттю найбільш близькою до композиції яка заявляється є антифрикційний полімеркомпозиційний матеріал (патент України Ме49436 А СО8КЗ/00, Е16С33/00 наступного складу, мас.ч.:In terms of technical essence, the closest to the claimed composition is the anti-friction polymer composite material (patent of Ukraine Me49436 А СО8КЗ/00, Е16С33/00 of the following composition, wt. parts:
Епоксидна смола 100;Epoxy resin 100;
Поліетиленполіамін 10-12;Polyethylene polyamine 10-12;
Вуглеволокно 1-3;Carbon fiber 1-3;
Титан 3-10;Titan 3-10;
Фторопласт 12-20;Fluoroplast 12-20;
Лускатий графіт 6-10.Flaky graphite 6-10.
Відома композиція має наступні недоліки: а) низька зносостійкість, яка пов'язана з недостатньою адгезійною міцністю на границі фаз через неефективне змочування часток наповнювачів полімерною матрицею; б) низькі тепло- та термотривкість, що не дозволяє використовувати матеріал при підвищених швидкостях ковзання; в) недостатня реологічність композиції в цілому, що зумовлю технологією отримання і степенем наповнення системи.The known composition has the following disadvantages: a) low wear resistance, which is associated with insufficient adhesive strength at the phase boundary due to ineffective wetting of the filler particles by the polymer matrix; b) low heat and thermal resistance, which does not allow using the material at high sliding speeds; c) insufficient rheology of the composition as a whole, which is determined by the production technology and the degree of filling of the system.
Завданням на яке спрямований винахід, що заявляється, є вдосконалення антифрикційного полімеркомпозиційного матеріалу шляхом зміни інгредієнтів композиту та їх кількісного складу.The task to which the claimed invention is directed is to improve the anti-friction polymer composite material by changing the ingredients of the composite and their quantitative composition.
Завдання вирішується наступним чином: антифрикційний полімеркомпозиційний матеріал на основі епоксидної смоли, модифікатора і різнофункціональних наповнювачів містить епоксидно-діанову смолу ЕД- 20, яка модифікована кремнійорганічним лаком КО-921 і наповнена порошками лускатого графіту, фторопласту, оксиду міді та подрібненого вуглеволокна в наступному співвідношенні компонентів, мас. ч.:The task is solved as follows: the anti-friction polymer composite material based on epoxy resin, modifier and multifunctional fillers contains epoxy-diane resin ED-20, which is modified with organosilicon varnish KO-921 and filled with powders of flaky graphite, fluoroplastic, copper oxide and chopped carbon fiber in the following ratio of components , mass h.:
Епоксидна смола 100;Epoxy resin 100;
Поліетиленполіамін 10-14;Polyethylene polyamine 10-14;
Поліметилфенілсилоксан 30-90;Polymethylphenylsiloxane 30-90;
Вуглеволокно 1-4;Carbon fiber 1-4;
Оксид міді 3-12;Copper oxide 3-12;
Фторопласт 12-20;Fluoroplast 12-20;
Лускатий графіт 6-10.Flaky graphite 6-10.
Відмінною суттєвою ознакою є ознака "як модифікатор епоксидної смоли матеріал містить кремнійорганічний лак КО-921". Процедура модифікування епоксидної смоли відома, але речовиною, яку використовують при цьому, є ДЕГ-1 | див. патент України Ме 30537 А). У антифрикційному полімер композиційному матеріалі, як модифікатор використана інша речовина, а саме кремнійорганічний лак КО- 921. Тому результат від використання нового модифікатора інший: вищф термостійкість та зностоійкість полімер композиту.A distinctive essential feature is the feature "as a modifier of epoxy resin, the material contains organosilicon varnish KO-921". The procedure for modifying epoxy resin is known, but the substance used in this process is DEG-1 | see patent of Ukraine Me 30537 A). In the anti-friction polymer composite material, another substance is used as a modifier, namely organosilicon varnish KO-921. Therefore, the result of using the new modifier is different: higher heat resistance and wear resistance of the polymer composite.
Застосування методики багатофакторного планування експерименту (Бокса-Уілсона) підтвердило, що найвищі триботехнічні властивості притаманні полімеркомпозиту при заявленому співвідношенні інгредієнтів.The application of the method of multifactorial planning of the experiment (Box-Wilson) confirmed that the highest tribotechnical properties are inherent in the polymer composite at the declared ratio of ingredients.
Вся сукупність відмінних суттєвих ознак спрямована на реалізацію єдиної мети - підвищення триботехнічних характеристик композиту.The entire set of distinctive essential features is aimed at the realization of a single goal - increasing the tribotechnical characteristics of the composite.
Композицію формують за наступною технологією: підготовка і дозування компонентів; введення в епоксидний олігомер твердника і модифікатора; механічне перемішування композиції для досягнення однорідної консистенції; почергове введення подрібненого механічним способом вуглеволокна, порошків титану, фторопласту і лускатого графіту з наступним перемішуванням та одночасним вакуумуванням композиції (кількісний вміст компонентів згідно формули винаходу). Антифрикційний матеріал, що заявляється, може бути використаний в машинобудуванні як зносостійке покриття або підшипник ковзання.The composition is formed according to the following technology: preparation and dosage of components; introducing a hardener and modifier into the epoxy oligomer; mechanical mixing of the composition to achieve a uniform consistency; alternate introduction of mechanically crushed carbon fiber, titanium powder, fluoroplastic and flaky graphite with subsequent mixing and simultaneous vacuuming of the composition (quantitative content of components according to the formula of the invention). The claimed antifriction material can be used in mechanical engineering as a wear-resistant coating or sliding bearing.
Технологія отримання підшипників ковзання реалізується методом лиття під тиском у відповідності за типорозміром. Полімеризація композиту здійснюється за ступінчастим температурним режимом: одна доба при температурі 293Ка1 година при 373Каи1 година при 433К2 години при 503К з наступним охолодженням на спокійному повітрі. Це дозволяє зменшити внутрішні напруження при появі первинних вузлів зшивання, прискорити структуроутворюючий процес на 2-му етапі і максимально підвищити степінь зшивання системи на третьому етапі при використанні амінного твердника. Після термічної обробки проводять оцінку якості підшипника. Антифрикційний полімеркомпозиційний матеріал з описаними властивостями отримується в повному діапазоні співвідношень компонентів, що подані у таблиці Розроблений матеріал характеризується наступними техніко-економічними перевагами над прототипом (патент УкраїниThe technology of obtaining sliding bearings is realized by the method of casting under pressure in accordance with the standard size. Polymerization of the composite is carried out according to a stepwise temperature regime: one day at a temperature of 293K, 1 hour at 373K, 1 hour at 433K, 2 hours at 503K, followed by cooling in still air. This makes it possible to reduce internal stresses at the appearance of primary crosslinking nodes, speed up the structure-forming process in the 2nd stage and maximize the degree of crosslinking of the system in the third stage when using an amine hardener. After heat treatment, the quality of the bearing is assessed. The anti-friction polymer composite material with the described properties is obtained in the full range of component ratios given in the table. The developed material is characterized by the following technical and economic advantages over the prototype (patent of Ukraine
Ме49436А): 1. в 9-12 раз вища зносостійкість композиту внаслідок раціонального введення модифікатора і різнофункціональних наповнювачів при оптимальному їх співвідношенні, а також інтенсивнішого режиму термічної обробки. 2. Можливість експлуатації розробленого матеріалу трибовиробів при жорсткіших навантажувально- швидкісних режимах роботи (Р-1,4МПа; м«2,5м/с). 3. Вища технологічність композиції та краща змочуваність часток наповнювачів полімерним в'яжучим при формуванні через введення в систему модифікатора з низькою в'язкістю.Me49436A): 1. the wear resistance of the composite is 9-12 times higher due to the rational introduction of the modifier and multifunctional fillers with their optimal ratio, as well as a more intensive heat treatment regime. 2. The possibility of using the developed tribo-products material under tougher loading and speed modes of operation (Р-1.4MPa; m«2.5m/s). 3. Higher manufacturability of the composition and better wettability of filler particles with a polymer binder during molding due to the introduction of a low-viscosity modifier into the system.
В таблиці приведено приклади конкретного використання композицій: - технічне рішення згідно заявки; контрольні приклади і прототип, а також їх порівняльні характеристики.The table shows examples of concrete use of compositions: - technical solution according to the application; control examples and prototype, as well as their comparative characteristics.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| UA20031212973A UA72410A (en) | 2003-12-30 | 2003-12-30 | An antifriction polymer-composite material |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| UA20031212973A UA72410A (en) | 2003-12-30 | 2003-12-30 | An antifriction polymer-composite material |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| UA72410A true UA72410A (en) | 2005-02-15 |
Family
ID=34618194
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| UA20031212973A UA72410A (en) | 2003-12-30 | 2003-12-30 | An antifriction polymer-composite material |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| UA (1) | UA72410A (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2487828C1 (en) * | 2012-04-06 | 2013-07-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Тихоокеанский государственный университет" | Spreader beam for timber |
-
2003
- 2003-12-30 UA UA20031212973A patent/UA72410A/en unknown
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2487828C1 (en) * | 2012-04-06 | 2013-07-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Тихоокеанский государственный университет" | Spreader beam for timber |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN107513634B (en) | A kind of densification process for preparing high body and dividing SiCp/Al composite material | |
| Srivastava et al. | Mechanical behaviour of copper and aluminium particles reinforced epoxy resin composites | |
| CN105328186B (en) | A kind of aluminum-based in-situ composite materials formed based on laser 3D printing and preparation method thereof | |
| CN102076749A (en) | Composite comprising nanosize powder and use of the composite | |
| CN102286138A (en) | Heat-resistant epoxide resin composition for rapid pultrusion | |
| CN105711194A (en) | High-strength wear-proof composite material and preparation method thereof | |
| CN102796374A (en) | Carbon nanotube/benzoxazine/bimaleimide composite material and preparation method thereof | |
| Jamshidi et al. | Toughening of dicyandiamide-cured DGEBA-based epoxy resins using flexible diamine | |
| CN106751793A (en) | High surface gloss high-dimensional stability polyamide compoiste material and preparation method thereof | |
| CN103911118A (en) | Polyimide friction material for rotary ultrasonic motor and preparation method of polyimide friction material | |
| CN111575699A (en) | Self-lubricating aluminum-based composite material and preparation method thereof | |
| US10676409B1 (en) | Energetic composites from metallized fluoropolymer melt-processed blends | |
| JP2016194161A (en) | Aluminum alloy powder metal with high thermal conductivity | |
| CN105689702B (en) | Aluminium packet Graphite Composite Powder, the aluminum-graphite composite and preparation method thereof comprising the composite granule | |
| Mohanty | Investigation of physical, flexural, and dynamic mechanical properties of alumina and graphene nanoplatelets filled epoxy nanocomposites. | |
| Naidu et al. | A review on design of components of 4 stroke engine using hybrid metal matrix | |
| UA72410A (en) | An antifriction polymer-composite material | |
| CN1257296C (en) | TiB2/Ai high--damp composite material and preparing method thereof | |
| CN1865388A (en) | Wet type copper base friction material and its preparation method | |
| CN105273335B (en) | A kind of plastic-metal alloy composite materials and preparation method thereof | |
| JP2012140683A (en) | Cu AND HIGH MELTING POINT METAL COMPOSITE FOR HEAT SINK MATERIAL TO WHICH Ni IS ADDED, AND METHOD FOR PRODUCING THE SAME | |
| UA60554A (en) | An antifriction polymer composite material | |
| RU2755353C1 (en) | Composite material based on aluminium or aluminium alloy and method for production thereof | |
| CN109825732B (en) | Preparation method of multi-scale multi-level interface hard alloy material | |
| JP2007197717A (en) | Polyarylene sulfide-based resin composition and resin composition for sliding |