Композиция на основе полиэтилена

Композиция на основе полиэтилена

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОП ИСАН И Е

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

00 544662

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 17.11.75 (21) 2311140/05 с присоединением заявки Ko— (23) Приоритет

Опубликовано 30.01.77. Бюллетень Мо 4

Дата опубликования описания 17.02.77 (51) Ч. Кл. С 08Ь 23/06

С 08К 5/08

Государственный комитет

Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК 678.742.278 (088,8) (72) Авторы изобретения (71) Заявитель

С. В. Щербаков, В. И. Ложеницына, В, А. Емелин и А. А. Львов

Институт механики металлополимерных систем

АН Белорусской CCP (54) КОМПОЗИЦИЯ НА ОСНОВЕ ПОЛИЭТИЛЕНА

При этом содержание гредиентов определяется шением, вес. /о..

Полиэтилен

30 Порошок железа всех указанных инследующим соотно89 — 94,6

5 — 10

Изобретение относится к композиционным материалам на основе термопластичных полимеров и может быть использовано в качестве антифрикционного материала в узлах сухого трения.

Наличие у полиэтилена таких качеств, как химическая стойкость, антифрикционные и демпфирующие свойства, делает целесообразттым применение его в непосредственном контакте с абразивными частицами или подВижными поверхностями, несмотря на худшие прочностные свойства полиэтилена по сравнению с металлами и другими антифрикционными материалами.

Полиэтилен низкого давления (ПЭНД) является одним из наиболее дешевых антифрикционных -материалов, и улучшение его характеристик за счет правильного подбора наполнителей в сочетании с различными антифрикционными добавками может представить значительный практический интерес.

В настоящее время в нашей стране и за рубежом на основе полиэтилена создан ряд композиционных материалов с улучшенными физико-механическими показателями, которые широко применяются в промышленности и народном хозяйстве.

Улучшение износостойкости композиций на основе полиэтилена может быть достигнуто в результате использования относительно твердых наполнителей (11.

По составу ингредиентов к предлагаемой полимерной композиции наиболее близки композиции на основе полиэтилена, наполненные окисламн, спликатами, а также металлическими порошкообразными наполнителями, в частности порошком железа (2). Композиции на основе полиэтилена могут содержать по10 верхностно-активные вещества, например стеариновую кислоту, а также в качестве стабилизатора — пигменты. Известные материалы не обладают необходимыми антифрикционными и демпфирующпми свойствами, позволяю15 щими использовать их в узлах сухого трения, в частности, для изготовления контактных роликов шлифовально-полировальных агрегатов, применяемых при финишной обработке деталей в различных отраслях промышленно20 сти.

С целью повышения износостойкостп и снижения коэффициента трения в состав предлагаемой полимерной композиции вводят антифрикционную добавку — хингидрон.

15

0,2

0,1

Остальное

Интенси вност ь износаХ 10

Коз ффициент трения

Состав

01!

0,7

0,8

0,4

0,2

0,17

0,16

55

Стеариновая кислота 0,2 — 0,4

Пигмент 0,1 — 0,3

Хингидрон 0,1 — 0,3

Предлагаемый композицио,шый материал получают по следующей технолог."ш. Для равномерного распределения антифрикциоппой добавки в объеме полиэтилена, последшою вводят из 5%-ного этанолового раствора при

70 С до привеса 0,2 — 0,3% с последующей термофикацией на воздухе в течение 30 — 40 мин, при 30 — 50 С. В качестве твердого наполнителя используют порошок железа (315—

630 мкм) в количестве 5 — 10%, который смешивают с полиэтиленом механическим способом. Для улучшения адгезии неполярных частиц полиэтилена к частицам наполнителя и облегчения распределения последнего в полимере, мелкодисперсный порошок железа предварительно обрабатывают 1%-ным раствором стеариновой кислоты из уайт-спирита в течение 30 мин при 60 С с последующей термофиксацией при 150 С в течение 1 час.

В качестве термо- и фотостабилизаторов можно использовать пигменты типа: крон свинцовый желтый, кадмий красный — зеленый фталоцианиновый — 0,1% и др.

Введение в композиционный материал хингидрона, имеющего состав существенным образом влияет на межмолекулярное взаимодействие в полиэтилене. При термическом воздействии хингидрон, действуя как нуклеирующий агент, увеличивает число центров кристаллизации и ускоряет процесс кристаллизации. Твердый наполнитель, который может действовать аналогичным образом, выталкивается при этом в менее плотные межсферолитные области, где, концентрируясь, он может препятствовать дальнейшему росту сферолитов. В итоге каждый сферолит, который при кристаллизации в блоке является объемным образованием, оказывается окутанным частицами наполнителя.

Таким образом, введение антифрикционной добавки наряду с твердым наполнителем приводит к получению полимерной композиции с мелкокристаллической структурой, которой отвечают лучшие прочностные и износные характеристики.

Изготовление изделий из предлагаемого композиционного материала можно производить методом литья под давлением при температуре 160 С и давлении 7)(10 н/м .

Результаты сравнительных испытаний основных физико-механических и антифрикционных свойств предлагаемого материала на основе полиэтилена IIQ отношению к некоторым аналогам представлены в таблице.

Износостойкость оценивают по результатам эксперимента на машине трения МИ-1М по схеме вал — частичный вкладыш, со скоростью 1 м/сек при нагрузке 3+10" н/м, продолжительность испытаний 1 час, площадь номинального контакта 2 10 —" м . В качестве вала используют ролики из стали 45.

П р и и е р. Образцы получают прессованием при 160 С и давлении 5 10 н/м . Испытания проводят на материалах, состав которых приведен ниже (вес. % ) .

Состав 1.

Хингидрон 0,2

Полиэтилен 20306 †0, ГОСТ 16338 — 70 (гранулы) Остальное

Состав 2.

Порошок железа

Стеариновая кислота

20 Пигмент

Полиэтилен 20306 — 005, ГОСТ 16338 — 70 (грапулы)

Состав 3.

Порошок железа 5

Стеариновая кислота 0,2

Пигмент 0,1

Хингидрон 0,2

Полиэтилен 20306 — 005, Зо ГОСТ 16338 — 70 (гранулы) Остальное

Возросшая износостойкость наряду с низким

45 значением коэффициента трения позволяет использовать предлагаемые композиции в качестве антифрикционного материала в узлах сухого трения в ряде отраслей промышленности, что существенно расширит область примене50 ния полимерных композиционных материалов на основе полиэтилена, распространив ее на более жесткие условия.

Формула изобретения

Композиция на основе полиэтилена, содержащая порошок железа, стеариновую кислоту и пигмент, отличающаяся тем, что, с целью повышения износостойкости и сниже60 ния коэффициента трения композиции, она дополнительно содержит хингидрон при след5чощем соотношении компонентов, Bec. %:

Полиэтилен 89 — 94,6

Порошок железа 5 — 10

65 Стеариновая кислота 0,2 — 0,4

Пигмент 0,1 — 0,3

Хингидрон 0,1 — 0,3

Источники, принятые во внимание при экспертизе:

544662

1. Патент ФРГ ¹1180512,,кл. 39аз 31/02, 1963 опублик.

2. Механизм полимеров, 1967, № 6 с. 1070 (прототип) .

Составитель В. Балгин

Редактор Т. Никольская Техред А, Камышникова Корректор Л. Денискина

Заказ 201/16 Изд, № 169 Тираж 654 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Типография, пр. Сапунова, 2