Композиция для электрощеточного материала

08 3/04, 01 39/20 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ПАТЕНТНЫЙ КОМИТЕТ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ КОМПОЗИЦИЯ ДЛЯ ЭЛЕКТРОЩЕТОЧНОГО МАТЕРИАЛА(71) Заявитель Институт радиационных физикохимических проблем НАН Беларуси(73) Патентообладатель Институт радиационных физико-химических проблем НАН Беларуси(57) Композиция для электрощеточного материала, содержащая порошок графита и полиэфирное связующее,отличающаяся тем, что она содержит порошок графита с размером частиц 5 - 15 мкм, а в качестве полиэфирного связующего полиэтилентерефталат при следующем соотношении компонентов, об. порошок графита 79,9 - 88,3 полиэтилентерефталат 11,7 - 20,1. Изобретение относится к композиционным материалам на основе графита и полимерного связующего и может быть использовано в электротехнике, например при изготовлении элементов скользящего контакта и токопроводящих подшипников скольжения в электроприборных узлах трения, при изготовлении щеток для коммутационных устройств и различных электрических машин. Известна композициябольшим содержанием графитового порошка (более 80 ), а в качестве связующего она включает термореактивную феноло-формальдегидную смолу 1. Однако материал, полученный на основе такой композиции, обладает большой пористостью и недостаточно высокой прочностью после отжига и графитации. Кроме того, феноло-формальдегидная смола является токсичным продуктом, а при ее отверждении наблюдается большая линейная усадка (18-35 ). Наиболее близким техническим решением, выбранным в качестве прототипа, является композиция для электрощеточного материала, содержащая порошок интеркалированного связующего, в качестве которого может быть как термореактивный, так термопластичный полимер, в том числе и полиэфир 2. Недостатком известной композиции является сложность ее приготовления, требующего создания инертной среды и высоких температур. Кроме того, полученный электрощеточный материал, обладающий повышенной электрической проводимостью и низким удельным сопротивлением, в то же время имеет невысокие антифрикционные свойства и механическую прочность. Задача изобретения - упрощение процесса получения композиции, повышение механической прочности и антифрикционных свойств электрощеточного материала. Поставленная задача достигается тем, что композиция, содержащая порошок графита и полиэфирное связующее, содержит порошок графита с размером частиц 5-15 мкм, а в качестве полиэфирного связующего полиэтилентерефталат при связующем соотношении компонентов, об.порошок графита 79,9-88,3 полиэтилентерефталат 11,7-20,1. 2854 1 Применение полиэтилентерефталата (ПЭТФ) в сочетании с обычным, а не интеркалированным (с металлическими частицами) графитовым порошком в предлагаемом соотношении позволяет существенно упростить процесс получения композиции и повысить эксплуатационные характеристики материала, поскольку для ее приготовления не требуется создание инертной среды и высоких температур (500-1000 С). С другой стороны, ПЭТФ, имеющий низкую линейную усадку (1,2-1,5 , и достаточно высокую стабильность вязкости расплава, при переработке легко заполняет все поры и трещины графитового порошка и прочно связывает его частицы, создавая однородную и непроницаемую структуру. В значительной мере этому способствует и то, что частицы графитового порошка имеют узкий интервал распределения по размерам и небольшие их значения, 5-15 мкм. В этом случае процесс усадки связующего происходит равномерно, не вызывая образование микротрещин в готовом образце. А это, с учетом высокой прочности и износостойкости ПЭТФ и хорошей теплопроводности и антифрикционных свойств графитового порошка в предлагаемых соотношениях,приводит к значительному улучшению эксплуатационных характеристик. При содержании ПЭТФ ниже предлагаемого предела его становится недостаточно, чтобы связать частицы графитового порошка, и получаемый материал имеет низкую прочность. Введение ПЭТФ выше 20- вызывает снижение электропроводности и антифрикционных свойств. Для приготовления композиции используют гранулированный ПЭТФ (ТУ РБ 03301552-001-95) и графитовый порошок марки ГМЗ, с размерами частиц 5-15 мкм. Композицию получают путем тщательного смешивания ПЭТФ с порошком графита при температуре 250-260 С. Из полученной смеси прессуют заготовки изделий при давлении 100-110 МПа и температуре 250-265 С. Пример 1. ПЭТФ (11,7 об. ) смешивают с 88,3 об.графитового порошка с размерами частиц 5-15 мкм при температуре 255 С и прессуют изделия при давлении 100 МПа и температуре 255 С. Пример 2. 15,5 об.ПЭТФ смешивают с 84,5 об.графитового порошка при температуре 260 С, а изделия прессуют при давлении 110 МПа и температуре 260 С. Пример 3. То же, что и в примере 2, только берут 20,1 об.ПЭТФ и 79,9 об.графитового порошка дисперсностью 5-15 мкм. В таблице приведены свойства электрощеточного материала, полученного на основе предлагаемой композиции. Для сравнения в качестве базового объекта приведены свойства известного материала, полученного в об.на основе политетрафторэтилена (27,5-55,5) и графита (30,0-50,0), покрытого слоем химически осажденного олова (1,5-2,5) и подслоем электрически наращенной меди (10) 3. Пример 1 2 3 Известный Прочность на Коэффициент Водопоглосжатие, МПа трения щение 50,6 0,16 0,05 53,8 0,14 0,02 55,2 0,13 0,02 33,0-37,0 0,11-0,12 Использование ПЭТФ в сочетании с графитовым порошком, имеющим размеры частиц 5-15 мкм, позволяет достичь комплексного улучшения эксплуатационных характеристик электрощеточного материала механическая прочность повысилась в 1,5 раза, а удельное объемное электрическое сопротивление снизилось 20-30 по сравнению с известным. Кроме того, материал, полученный на основе предлагаемой композиции, отличается низким водопоглощением, высокой стабильностью размеров при переменной влажности и повышенной износостойкостью. Применение предлагаемой композиции позволяет также получать электрощеточный материал на простой, экологически чистой и безотходной технологии. Таким образом, комплексное улучшение свойств материала и упрощение технологии его получения даст возможность повысить надежность и срок эксплуатации изделий, изготовленных из предлагаемой композиции. Государственный патентный комитет Республики Беларусь. 220072, г. Минск, проспект Ф. Скорины, 66.