СОСТАВ КОМПОЗИЦИОННОЙ РЕЗИНО-ПОЛИМЕРНОЙ СМЕСИ ТРИБОТЕХНИЧЕСКОГО НАЗНАЧЕНИЯ
COMPOSITION OF COMPOSITE RUBBER-POLYMER MIXTURE OF TRIBOTECHNICAL PURPOSE

Изобретение относится к резино-технической промышленности, в частности к модификации резин для повышения их твердости и прочностных характеристик, антифрикционных свойств, теплостойкости и стойкости материала к истиранию в абразивной среде, содержащей твердые частицы. Заявленный антифрикционный материал получен методом горячего прессования материала в прессформах и может быть использован при изготовлении высоконапряженных узлов трения различного назначения и формирования на его основе подшипников и опор скольжения насосов водоподъема, втулок Гудрича или уплотнительных элементов (колец, манжет, сальников) в гидравлических системах, эксплуатируемых при повышенных давлениях в том числе в опорных и уплотнительных элементах бурового и нефтегазопромыслового оборудования.
Известно изобретение RU 2425850, в котором в резиновую смесь на основе цис-изопренового каучука СКИ-3 - 100 мас.ч. вводят, мас.ч.: сверхвысокомолекулярный полиэтилен, модифицированный 7 мас. % углеродсодержащего материала, - карбосила - 170, вискозный волокнистый наполнитель, пропитанный латексно-резорцин-формальдегидным составом - банавис - 80, активный технический углерод П-234 - 30, нефтяное масло-мягчитель - нетоксол - 5, окись цинка - 5, стеариновую кислоту - 1, серу - 3, сульфенамид Ц - 1,6, противостаритель - диафен ФП-1, антиозонант - ацетонанил Н -1. Недостатками данных изобретений является сложная композиция состава.
Известно изобретение RU 1627542 по получению заливочных материалов для отливки в разъемные формы изделий или деталей, стойких к абразивному износу в пульпах, содержащих твердые частицы, взвешенные в водных растворах агрессивных сред. Данный заливочный материал имеет состава, содержащий, мас. %: нефтекокс 11,0-13,0; натуральный графит 4,0-5,0; термоантрацит 11,0-13,0; резиновая крошка на основе бутадиеннитрильного каучука 9,0-11,0; резольная водоэмульсионная фенолформальдегидная смола 20,0-22,0, фурилфенолформальдегидная смола 20,0-22,0; сульфосалициловая кислота 2,0-3,0; фуриловый спирт остальное.
Наиболее близким техническим решением из известных является изобретение RU 2215757. Материал включает резиновую смесь на основе бутадиен-нитрильного каучука и наполнитель. В качестве наполнителя используют сплошное нетканое полотно на основе полиамидного волокна, пропитанное трибополимеробразующей
добавкой. Добавка содержит 57 мас. % гексаметилендиизоцианата и 15 мас. % поливинилового спирта марки К-28. Состав материала, мас. %: резиновая смесь 94-96, наполнитель 2-3, трибополимеробразующая добавка 2-3. Недостатком данного изобретения является низкие триботехнические и прочностные характеристики получаемых изделий.
Цель предлагаемого изобретения заключается в создании новой полимерной композиции с улучшенными антифрикционными свойствами, высокими деформационно-прочностными показателями, низким коэффициентом трения и повышенной износостойкостью в условиях абразивного износа.
Поставленная цель достигается путем структурирования реактопласта (новолачной смолы) на матрице линейного эластомера, в процессе горячего прессования, с образованием межмолекулярной азометиновой связи.
Технический результат изобретения достигается тем, что материал на основе резино-полимерной смеси, включающий резиновую смесь на основе бутадиен-нитрильного каучука и наполнитель, в качестве наполнителя смесь содержит коксо-графитовую муку в соотношении кокса и графита 1:1, пропитанную новолачной фенол-формальдегидной смолой в весовом соотношении новолачной фенол-формальдегидной смолы и коксо-графитовой муки, равном 1:2, соответственно, и в качестве резиновой смеси на основе бутадиен-нитрильного каучука смесь содержит сырую резину марки 3825 в весовом соотношении коксо-графитовой муки с новолачной фенол-формальдегидной смолой и сырой резины 3825, равном 1-2:3-4, соответственно.
Способ достижения цели.
Приготавливается коксо-графитовая мука совместным размолом в мельнице в соотношении кокса и графита 1:1 и просеивается через сито. Новолачную фенол-формальдегидную смолу получают нагревом фенол-формальдегида до температуры плавления и вводом 8-12 мас. % отвердителя, охлаждения полученного состава и размалывания в мельнице. В качестве отвердителя может использоваться уротропин или ароматические динитрилы.
Приготовленная новолачная фенол-формаьдегидная смола растворяется в ацетоне или этиловом спирте в соотношении 2 вес. ч. новолачной фенол-формальдегидной смолы на 1 вес. ч. растворителя. В растворенную новолачную фенол-формальдегидную смолу вводится коксо-графитовая мука в соотношении 1:2, соответственно. Смесь тщательно перемешивается и сушится до полного испарения растворителя.
Смесь коксо-графитовой муки, пропитанная новолачной фенол-формальдегидной смолой вводится в сырую резину с соотношении 1-2 вес. ч. смеси на 3-4 вес. ч. сырой резины путем попеременного экструдирования и вальцевания. В качестве сырой резины используется промышленная резиновая смесь марки 3825 на основе синтетического бутадиен-нитрильного каучука (например по ТУ У 600152135.040-96).
Из полученной резино-полимерной смеси путем заполнения разъемных форм и термической вулканизации могут быть получены различные уплотнительные элементы и опоры скольжения. Сырая резино-полимерная смесь обладает повышенной текучестью, что делает ее перспективной для заполнения форм большой высоты, например, при получении втулок Гудрича.
При введении в сырую резину на основе бутадиен-нитрильного каучука пропитанной новолаком коксо-графитовой муки в установленных пределах прочность при разрыве вулканизатов увеличивается на 10-15%, по сравнению с исходной резиной, твердость по Шору с 65-70 до 90-105 ед., коэффициента трения по стали в сухую снижается с 0,7-0,8 до 0,25-0,17, износостойкость резино-металлических подшипников скольжения (фиг. 1.) при работе в водной среде в 2,5-3,0 раза превышает промышленные аналоги.