Антифрикционная композиция

08 57/08, 67/03 НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ(71) Заявитель Государственное научное учреждение Объединенный институт энергетических и ядерных исследований - Сосны Национальной академии наук Беларуси(72) Авторы Якимцов Владимир Петрович Капустина Инна Борисовна(73) Патентообладатель Государственное научное учреждение Объединенный институт энергетических и ядерных исследований - Сосны Национальной академии наук Беларуси(57) Антифрикционная композиция, включающая полиэтилентерефталат и политетрафторэтилен, отличающаяся тем, что включает политетрафторэтилен, наполненный ультрадисперсным графитом при их массовом соотношении 955, при следующем соотношении компонентов, мас.полиэтилентерефталат 65-85 политетрафторэтилен, наполненный ультрадисперсным графитом 15-35.(56)2016002 1, 1994.1947 1, 1997.1643567 1, 1991.95107065 1, 1997.2115669 1, 1998.58032655 , 1983. Изобретение относится к антифрикционным композициям на основе термопластических полимеров и может быть использовано для изготовления подшипников скольжения,торцовых уплотнений и т.п., применяемых в узлах трения машин и механизмов, например в насосах, эксплуатируемых в коррозионных средах. Применение полиэтилентерефталата, обладающего рядом ценных свойств, таких как химическая стойкость к растворителям и агрессивным средам, большая прочность и высокая температура плавления, в качестве антифрикционного материала ограничена из-за хрупкости кристаллического полимера, узкого интервала его переработки и высокого коэффициента трения. Известна термопластичная композиция 1, включающая полиэтилентерефталат, полиэтилен высокого давления, смазочное масло, графит или дисульфид молибдена. 6696 1 Композиция характеризуется повышенной деформационной стабильностью, однако материал, полученный из этой композиции, не обладает достаточной механической прочностью и износостойкостью, вследствие чего его нельзя применять для изготовления антифрикционных изделий. Известна также антифрикционная полиэфирная композиция 2, содержащая полиэтилентерефталат, полиэтилен, пентапласт и графит. Материал, полученный из такой композиции,отличается высокой прочностью и низким коэффициентом трения. Однако износостойкость его не высока вследствие того, что применяемые полимерные добавки (полиэтилен и пентапласт), имеющие низкие температуры плавления, не оказывают существенного влияния на антифрикционные свойства материала. Наиболее близким техническим решением, выбранным в качестве прототипа, является антифрикционная композиция 3, которая содержит мас.ч. гетероцепной термопласт 90-95 и радиационно-облученный дозой 1-2 Мрад высокомолекулярный политетрафторэтилен 5-10. В качестве гетероцепного термопласта композиция содержит термопласт, выбранный из группы, включающий полиамид, полиэтилентерефталат, или те же стеклонаполненные полимеры. Известная композиция характеризуется высоким модулем упругости при растяжении и ударной вязкостью. Применение радиационно-облученного политетрафторэтилена, хотя и способствует улучшению технологичности композиции при формовании, однако не позволяет получить материал с высокой прочностью при сжатии, низким коэффициентом трения и износом, поскольку политетрафторэтилен при действии излучения быстро разрушается и теряет большую часть своей прочности. Задача изобретения - снижение коэффициента трения и износа при сохранении достаточно высоких физико-механических показателей материала. Поставленная задача достигается тем, что антифрикционная композиция, включающая полиэтилентерефталат и политетрафторэтилен, в качестве политетрафторэтилена содержит политетрафторэтилен, наполненный ультрадисперсным графитом при их массовом соотношении 955 соответственно, при следующем соотношении компонентов, мас.полиэтилентерефталат 65-85 политетрафторэтилен, наполненный 15-35. ультрадисперсным графитом Применение ультрадисперсного графита с размером частиц 5-10 нм, благодаря высокой дисперсности наполнителя, не только препятствует агрегации политетрафторэтилена вследствие уменьшения электризуемости, но и способствует равномерному распределению наполненного политетрафторэтилена в полиэтилентерефталате, что в конечном итоге приводит к существенному улучшению антифрикционных свойств материала. Оптимизация свойств материала, полученного из предлагаемой композиции, достигается при содержании 15-35 мас.графитонаполненного политетрафторэтилена. Для получения композиции используют полиэтилентерефталат (ТУ РБ 0330552-001-95) гранулированный политетрафторэтилен марки Ф-4 ПН 111, порошок с размером частиц до 3010-6 м графит марки ГАК-2, порошок с размером частиц 5-10 нм. Технология изготовления антифрикционного материала заключается в следующем. В смесителе с механической мешалкой предварительно проводят смешение порошков политетрафторэтилена и ультрадисперсного графита до получения однородной массы, затем при температуре 265-270 С в инертной атмосфере сплавляют гранулы полиэтилентерефталата с полученной смесью порошков. После охлаждения расплава его измельчают в порошок до размеров частиц 100-15010-6 м. Изделия из полученного таким образом пресспорошка получают прессованием при температуре 250 С и давлении 40-50 МПа. 2 6696 1 Испытание антифрикционных свойств образцов материала проводились на машине трения с вертикальной осью вращения типа кольцо по кольцу при скорости вращения 1350 об/мин, материал контртела - закаленная сталь - 45. Измерения проводились при сухом трении и нагрузке 1,2 МПа. Интенсивность износа материала по углу закручивания тарированной пружины. Испытания прочности на сжатие проводились на разрывной машине Р-0,5 на образцах цилиндрах диаметром 10 мм и высотой по стандартной методике. Примеры составов 1-5 предлагаемой композиции и результаты испытаний образцов полученного материала в сравнении с известным приведены в таблице. Состав композиций и свойств материала Содержание, мас.Прочность Коэффи- ИнтенсивГрафитонапол- Усадка, на сжатие, циент ность изноПример Полиэтилен ненный политетМПа трения са, мг/см 2 ч терефталат рафторэтилен 1 90 10 1,5 57 0,08 1,6 2 85 15 1,2 55 0,07 0,9 3 75 25 1,0 49 0,06 0,5 4 65 35 0,9 46 0,05 0,3 5 60 40 0,9 42 0,06 0,4 К 95 5 2,2 50 0,16 2,8) предварительно облученный политетрафторэтилен. Как видно из приведенных в таблице данных, применение полиэтилентерефталата в сочетании с политетрафторэтиленом, наполненным ультрадисперсным графитом, позволяет получить композиционный конструкционный материал с высоким комплексом физико-механических и антифрикционных свойств, который по коэффициенту трения и износостойкости значительно превосходит и местные антифрикционные материалы. Использование изобретения позволит повысить ресурс работы антифрикционных изделий из заявляемой композиции в узлах трения за счет повышенной износостойкости и уменьшенного коэффициента трения. Источники информации 1. Выложенная заявка ФРГ 2525194, МПК С 08 5/16, 1976. 2. Патент РБ 1947, МПК С 08 5/16, 1977. 3. Патент РФ 2016002, МПК С 08 5/16, С 08 77/00, 67/06, 1994. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20.