полимерная антифрикционная композиция

Формула изобретения

Полимерная антифрикционная композиция, состоящая из политетрафторэтилена, углеграфитового волокна, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит жидкое стекло и компоненты взяты в следующем соотношении, г:

Политетрафторэтилен 80-100

Углеграфитовое волокно 20-50

Жидкое стекло 30-45

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к композиционным материалам на основе политетрафторэтилена (ПТФЭ), которые могут найти применение в химическом машиностроении, авиастроении, автомобиле- и приборостроении.

Известна полимерная композиция на основе ПТФЭ, расширенного графита, кокса и базальтового волокна. Коэффициент трения такой композиции составляет 0,2, прочность при сжатии 37 МПа (А.с. 992542 от 30.01.83).

Наиболее близким по технической сущности и составу является композиционный материал Флубон-20, состоящий из 80% ПТФЭ и 20% углеграфитового волокна (Антифрикционные карбопластики 90 - К.: Техника, 1985. – 195 с.).

Недостатком этой полимерной композиции является невысокая прочность на сжатие 30-35 МПа и повышенный коэффициент трения (0,3).

Перед авторами стояла задача - снижение коэффициента трения и улучшение прочностных характеристик путем повышения когезионной прочности материала.

Поставленная задача решена тем, что полимерная композиция на основе ПТФЭ и углеграфитовых волокон (УГВ) дополнительно содержит водный раствор силиката при следующем соотношении компонентов, г:

ПТФЭ 80-100

УГВ 20-50

Раствор силиката 30-45

Техническое решение изобретения заключается в том, что в процессе перемешивания компонентов происходит обволакивание углеграфитовых волокон раствором силиката, в результате чего повышается смачиваемость волокон за счет снижения краевого угла смачивания, а это, в свою очередь, предотвращает образование пустот (воздушных пузырей) и приводит к повышению когезионной прочности материала, способствующей снижению коэффициента трения и увеличению срока службы.

Сущность предлагаемого изобретения поясняется примерами получения композиции.

К расчетному количеству углеграфитового волокна добавляют водный раствор силиката, в качестве которого используют жидкое стекло. Углеграфитовые волокна (ВИСКУМ-И) представляют собой частицы длиной 150-400 мкм. Смесь УГВ с водным раствором силиката тщательно перемешивают на скоростном смесителе (1490 об/мин) в течение 4-5 мин, высушивают при температуре 150°С 25-30 мин. Полученную смесь соединяют с порошком ПТФЭ белого цвета, перемешивают и прессуют в пресс-форме при давлении 35-38 МПа. Отпрессованную композицию спекают в термошкафу при температуре 370-390°С в течение 30-40 мин и далее проводят медленное охлаждение в термошкафу.

По описанному примеру получения композиции были изготовлены 6 составов композиций с различным содержанием компонентов и проведена проверка основных показателей в лабораторных условиях. Составы разработанных композиций приведены в таблице 1. В таблице 2 приведены свойства предлагаемой композиции.

По результатам, полученным после проведенных испытаний, можно судить о том, что предлагаемая композиция обладает низким коэффициентом трения и высокими прочностными характеристиками. Как показали испытания, эта композиция может быть использована в уплотнительных узлах компрессоров, опорных подшипников, уплотнительных колец, торцевых уплотнителей и др.

Таким образом, можно судить о наличии изобретательского уровня и промышленной применимости разработанной авторами композиции. Проведенный патентно-информационный поиск подтверждает новизну предлагаемой композиции.

На основании вышеизложенного считаем, что предлагаемая полимерная антифрикционная композиция может быть защищена патентом Российской Федерации.