DE2703918B2 - Selbstschmierende thermoplastische Massen und ihre Verwendung - Google Patents
Selbstschmierende thermoplastische Massen und ihre VerwendungInfo
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Description
Poiy(arylensulfid) wie Poly(phenylensulfid) ist ein
wertvolles Matrixmaterial für Gleitwerkstoffe in selbstschmierenden Lagern. In solchen Zusammensetzungen
werden üblicherweise als Komponenten Poly(arylensul-Rd),
eine feste Schmiermittelkomponente, ein verstärkendes
Material und eine geringe Menge des teueren Antimonoxids als Füllstoff verwendet.
Antimontrioxid ist der bevorzugte Füller gewesen wegen seiner Verträglichkeit mit den anderen Komponenten,
seiner leichten Zugänglichkeit und seiner doch noch relativ mäßigen Kosten. Bedauerlicherweise steht
aber Antimontrioxid nicht mehr in so großen Mengen zur Verfugung, und seine Kosten sind außerordentlich
gestiegen, so daß es jetzt zu einem ganz wesentlichen Kostenfaktor in der Formulierung von solchen Gleitbzw.
Lagerwerkstoffen geworden ist. Es besteht deshalb der Wunsch nach relativ billigen Materialien, die in der
Lage sind, das Antimonlrioxid zum Teil oder vollständig zu ersetzen, wobei jedoch die sehr vorteilhaften
Eigenschaften des Polymers erhalten werden sollen, wie seine Zugfestigkeit, so daß bei der Verwendung zum
Herstellen von Lagern gute Ergebnisse erzielt werden, wie eine niedrige Abnutzung und ein niedriger
Reibungskoeffizient.
Es wurde nun gefunden, daß bestimmte Füllstoffe vollständig oder teilweise das bisher als Füllstoff
notwendig ange*ehene Antimontrioxid ersetzen können und dennoch eine selbstschmierend^ Masse auf Basis
von l'oly(arylensulfid) von vorteilhafter Zugfestigkeit,
geringem Verschleiß und niedrigem Reibungskoeffizienten ergeben.
Gegenstand tier Erfindung ist deshalb eine selbstschmierende
Formmasse aus
30 bis 50 Gew.-% eines Poly(arylcnsulfids) mit einem
.Schmelzindex im Bereich von 25 bis 1000 t>/10 min,
15 bis 25 Gew.-% eines oder mehrerer der folgenden
festen Schmiermittel Molybdändisulfid, Molybdändiselenid, Wolframdisulfid, Wolframdiselenid, Graphit
und/oder Polytetrafluoräthylen,
15 bis 25 Gew.-% eines oder mehrerer der verstärkenden
Mittel Glasfasern, Asbestfasern, Kohlenstoffasern, Borfasern und/oder keramischen Fasern und
10 bis 20 Gew.-% eines Füllstoffes,
wobei alle Prozentangaben sich auf das Gesamtgewicht
10 bis 20 Gew.-% eines Füllstoffes,
wobei alle Prozentangaben sich auf das Gesamtgewicht
to der Masse beziehen und die Masse dadurch gekennzeichnet ist, daß der Füllstoff eine wesentliche Menge an
Calciumcarbonat, Titandioxid, Bariumsulfat, hydratisiertes
Aluminiumsilicat, Ruß, rotes Eisenoxid und/oder Diatomeen-Erde enthält
Die erfindungswesentlichen Füllstoffe können auch in Kombination mit Antimontrioxid verwendet werden.
Die in den selbstschmierenden Massen verwendeten Arylensulfidpolymeren können nach beliebige;, bekannten
Verfahren hergestellt werden. Besonders geeignete Methoden dafür sind in der US-PS 33 54 129 beschrieben.
Nach diesem Verfahren wird mindestens eine polyhalogensubstituierte Arylverbindung, bei der die
Halogenatome an den Kohlenstoffring gebunden sind, mit einem Alkalisulfid in einer polaren organischen
Verbindung bei erhöhter Temperatur umgesetzt Für die Verwendung in selbstschmierenden Zusammensetzungen
sollen die Arylensulfidpolymeren vor der Wärmebehandlung bevorzugt eine inhärente Viscosität
von mindestens etwa 0,01, insbesondere mindestens
ίο etwa 0,1 bis 0,25, gemessen in 1-Chloniaphthalin bei
206° C bei einer Polymerkonzentration von 0,4 Gramm pro 100 ml Lösungsmittel haben. Der Schmelzindex soll
bevorzugt mehr als 2700 g/10 min unter einer Belastung
von 5 kg bei 315° C (ASTM D 1238-70) und die Dichte
η des Polymerisats soll bevorzugt etwa 1,1 bis 1,8 g/cm3
betragen.
Die Arylensulfidp /iymeren werden einer Wärmebehandlung
in Luft oder einem anderen Gas, das molekularen Sauerstoff enthält, bei einer Temperatur
-to von etwa 232 bis 343° C für einen ausreichenden
Zeitraum, wie etwa 1 bis 24 Stunden, behandelt, um ihren Schmelzindex zu reduzieren und die Zugfestigkeit
des fertigen geformten Produktes zu verbessern. Die wärmebehandelten Polymeren zeigen bevorzugt einen
■i") Schmelzindex bei 3I5"C und 5 kg Belastung von etwa 25
bis 100 g/10 min (ASTM D 1238-70). Ohne Wärmebehandlung des Polymers können die daraus hergestellten
Formkörper zur Rißbildung neigen.
Die festen Schmiermittelkomponenten können aus
Die festen Schmiermittelkomponenten können aus
>o den für diesen Zweck bekannten Materialien ausgewählt werden, wobei es sich um Molybdändisulfid,
Graphit, Molybdändiselenid, Wolframdiselenid, Wolframdisulfid oder irgendein Polytetrafluoräthylen allein
oder in Kombination handeln kann. Bevorzugt sind zur
)*> Zeit Molybdändisulfid, Graphit und Polytetrafluoräthylen.
der Anteil dieser Komponenten liegt bei etwa 15 bis 25 Gew.-% der gesamten Zusammensetzung. Jedes
dieser Materialien steht in Qualitäten für die Verwendung als Schmiermittel zur Verfügung; es sollte im
M) wesentlichen ölfrei sein und sollte ein fein verteiltes
pulverförmiges Material bilden.
Der verwendete Graphit kann entweder von natürlicher oder synthetischer Herkunft sein. Die
Polytetrafluorethylene sind im Handel unter verschiede-
h"> nen Bezeichnungen erhältlich und schließen Homopolymerisate
von Tetrafluorethylen wie Polytetrafluoräthylen und Copolymerisate von Tetrafluoräthylen
beispielsweise mit Hexafluorpropylen ein.
Die dritte Komponente der selbstschmierenden
Zusammensetzung wird von einem oder mehreren verstärkenden Materialien gebildet, das in einer
Gesamtmenge von etwa 15 bis 25 Gew,-% der Zusammensetzung vorliegt Bei diesem verstärkenden
Material kann es sich um Glasfasern, Asbestfasem, Kohlenstoffasern, Borfasern, keramische Fasern handeln, wobei diese Fasern allein oder in Kombination
vorkommen können. Die Faserlänge kann in weiten Bereichen schwanken, doch wird zur Zeit eine
Faserlänge nach dem Verschneiden von etwa 1 bis 4 mm bevorzugt Glasfasern sind aus Preisgründen und wegen
der Leichtigkeit der Handhabung bevorzugt da Glasfasern als Glasseiden-Strang eingearbeitet werden
und während der Mischvorgänge zerkleinert werden können.
Die in den selbstschmierenden Zusammensetzungen nach der Erfindung vorkommenden Füllstoffe liegen in
der Zusammensetzung in einer Menge von etwa 10 bis
20 Gew.-% vor ur.d können, wie bereits festgestellt
wurde, den bisherfcevorzugten Füllstoff Antimontrioxid
einschließen, dessen Kosten jedoch wesentlich gestiegen sind. Bei der Erfindung wird jedoch das Antimontrioxid teilweise oder bevorzugt vollständig durch
andere Füllstoffe ersetzt Derartige Füllstoffe sind Calciumcarbonat, Titandioxid, Bariumsulfat hydratisierte Aluminiumsilicate, Ruß, rotes Eisendioxid, Diatomeen-Erde oder Mischungen solcher Füllstoffe untereinander oder mit Antimontrioxid. Aus wirtschaftlichen
Gründen ist es wünschenswert, möglichst wenig Antimontrioxid zu benutzen. Das Antimontrioxid
kommt deshalb bevorzugt in Mengen von weniger als 20 Gew.-% bis zu 0 Gew.-% de;· Zusammensetzung vor,
wobei ein oder mehrere der gtnannten Füllstoffe Jen Restanteil der Füllstoffe ausmachen. Lese für diesen
Zweck neuen Füllstoffe können dazu dienen, das Antimontrioxid vollständig zu ersetzen oder es teilweise
oder wesentlich zu ersetzen, so daß beispielsweise bis zu 90 Gew.-% der relativen Füllstoffmenge (18 Gew.-°/o
der gesamten Zusammensetzung) aus diesen neuen Füllstoffen besteht. Bevorzugt sind Füllstoffmischungen,
bei denen das Antimontrioxid in Abhängigkeit von seinen Kosten zu etwa 40 bis 60 Gew.-% durch die für
diesen Zweck neuen Füllstoffe ersetzt ist. Ganz besonders bevorzugt ist eine vollständige Ersetzung des
teueren Antimonoxids durch die genannten billigen, aber wirksamen Füllstoffe.
Die zum Ersetzen des Antimontrioxids verwendeter. Füllstoffe sollten in fein verteilter oder pulvriger Form
vorliegen, so daß sie eine Teilchengröße von etwa 200 Maschen (US-Standard) oder weniger haben.
Calciumcarbonat kann sowohl als synthetisches oder
natürlich vorkommendes Material verwendet werden. Es steht im Handel unter verschiedenen Namen zur
Verfügung, wie gepulverter Kalkstein, Marmor, Kreide, Kreideweiß, gefällter Kalk und dergleichen.
Titandioxid ist unter einer Vielzahl von Namen bekannt wie Titandioxid, Titanoxid, Titanweiß und kann
entweder in der weißen oder in der schwarzen Modifikation verwendet werden, solange es in fein
gepulverter Form Vorliegt. Pulverförmiges Bariumsulfat
ist ebenfalls unter verschiedenen Namen bekannt, wie gefälltes Bariumsulfat, Baryt, Permanentweiß und
dergleichen.
Unter der Bezeichnung hydratisierte Aluminiumsilicate wird eine Vielzahl von natürlichen und synthetischen Materialien zusammengefaßt, die unterschiedliche Anteile an AI2Oj und SiO2 enthalten Kine besonders
geeignete und leicht zugängliche Form ist der
über gelblich bis braun. Als hydratisierte Aluminiumsili
cate sind verschiedene Tone geeignet wie Kaolinit
können auch Materialien verwendet werden, die diese
Betracht kommen, sind beispielsweise solche, die durch unvollständige Verbrennung oder thermische Zersetzung von verschiedenen kohlenstoffhaltigen Quellen
entstehen, wie z.B. natürlichem Gas oder Erdöl. Die hauptsächlich verwendeten Rußtypen sind Lampenruß,
Gasniß und thermischer Ruß. Gegenwärtig wird wegen seiner leichten Zugänglichkeit und wegen der feinen
Verteilung thermischer Ruß und Gasruß mit den ASTM-Bezeichnungen N-I bis N-9 bevorzugt, wobei
besonders die mittleren thermischen Rußtypen wie
ASTM N-9 bevorzugt sind. Die Graphite sind zwar in
den Zusammensetzungen als Schmiermittel geeignet, aber nicht als Füllstoffe.
Beispiele für die in der selbstschmierenden Zusammensetzung verwendbaren roten Eisenoxide sind
Eisen(III)-oxide, Fe2O3, von natürlicher oder synthetischer Art Auch diese Füllstoffe sind unter verschiedenen Bezeichnungen im Handel erhältlich. Die Charakterisierung als »rot« zeigt an, daß das Eisen im
wesentlichen in dreiwertiger Form vorliegt und daß das
jo Oxid im wesentlichen wasserfrei ist
Die Diatomeen-Erde ist ein natürlich vorkommendes
Material mit einem hohen Siliciumdioxidgehalt, die beispielsweise als Diatomite und Kieselgur erhältlich
ist.
Andere Materialien, die in solchen Zusammensetzungen verwendet werden können, sind pulverförmige
Metalle, solange sie die Eigenschaften der Zusammensetzungen nicht nachteilig beeinflussen.
Bei der Herstellung der selbstschmiprenden Zusam-
^n mensetzungen werden abgewogene Mengen von jedem
der ausgewählten Bestandteile verschnitten oder sorgfältig gemischt. Das Verschneiden kann in beliebiger geeigneter Weise unter Verwendung der üblichen
Einrichtungen erfolgen. Das Polymere, die Schmiermit-
> telkomponenten, die verstärkenden Materialien und die
Füllstoffe sollten bevorzugt in feimeiliger Form vorliegen, obwohl das Poly(arylensulfid) häufig in Form
von kleinen Tabletten geliefert und verwendet wird. Die Arylensulfidpolymeren sind im Handel auch in Mi
schung mit Glasfasern, wie 20 bis 60 Gew.-°/o
Glasfasern, erhältlich. Wenn infolgedessen Glasfasern als Verstärkungsmittel verwendet werden sollen,
werden vorteilhafterweise solche Mischungen der Arylensulfidpolymeren mit Glasfasern verwendet.
5> Gegebenenfalls kann ein inertes Verdünnungsmittel
bei dem Vermischen der Bestandteile verwendet werden, da ein solches Verdünnungsmittel nach der
Fertigstellung der Mischung leicht beispielsweise durch Erwärmen entfernt werden kann und die weitere
Verarbeitung der Mischung nicht stört. Geeignete Verdüntiungsmillei sind beispielsweise hälogenieffe
Kohlenwasserstoffe.
Die fertige Mischung wird dann zur Herstellung von Lagern von geeignetem Typ und Größe verwendet.
h> Man kann die Lager durch Spritzgießen bei erhöhter
Temperatur, z. B. bei 316 bis 399" C, bevorzugt 316 bis 343CC, herstellen, wobei Formtemperaturen von 38 bis
39°C verwendet werden können.
Alternativ kann die gemischte Formmasse zu einem geeigneten Pulver mit Teilchengrößen im Bereich von
etwa 75 bis 300 Maschen (US-Standard) verkleinert und in einer Form bei Umgebungstemperatur unter
erhöhten Kompressionsdrücken im Bereich von 35 bis 350 kg/cm2 verpreßt werden. Es ist ferner auch möglich,
daß Arylensulfidpolymere, die feste Schmiermittelkomponente und den Füllstoff zu einer Vormischung zu
verarbeiten und dann in der Verpreßstufe Glasfasern zuzusetzen. Die Preßverformung ist in der Technik
ebenfalls gut bekannt, und ihre Durchführung bereitet für den Fachmann keine Schwierigkeiten. Die Preßmischang
wird dann bei dem Preßdruck erwärmt, so daß eine Temperatur von 316 bis 319°C für einen Zeitraum
von etwa lh bis 2 Stunden aufrechterhalten wird, wobei
sich dann der gewünschte Gegenstand bildet
Man läßt dann den Fonnkörper und die Form langsam auf eine Temperatur von etwa 66 bis 93° C
abkühlen, und dann kann der Formkörper aus der Form entnommen werden und entweder als solcher verwendet
oder einer Nachbearbeitung unterworfen werden.
Die selbstschmierenden Massen gemäß der Erfindung sind für die Verwendung zur Herstellu!^ von einer
Vielzahl von Formkörpern geeignet, wie z. B. Achsenlager, Buchsen, Gehäuse von Kugellagern, Kompressorkolben,
eine Vielzahl von Fittings, Abdichtungsringen, Abschlüssen, Auflagen und Verschleißringen.
Das in den Beispielen verwendete Arylensulfidpolymere
war ein Poly(phenylensulfid), das hergestellt worden war durch Umsetzung von p-Dichlorbenzol mit
einer Mischung, in der Natriumsulfid mit N-methylpyrrolidon
in Berührung gebracht wurde.
Das Poly(arylensulfid) war hergestellt worden, indem Lithiumacetat und N-methylpyrrolidon in den Reaktor
gegeben · .urde, wonach dehydratisiert wurde, um etwa
vorhandenes Wasser zu entfernen. Natriumsulfid wurde »in situ« hergestellt, indem äquivalente Mengen von
NaHS und NaOH in Wasser unter Verwendung eines geringen Überschusses von 0,1 Mol NaOH gegeben
wurden. Nachher wurde das Wasser entfernt. Es wurde dann ρ Dichlorbenzol in äquivalenter Menge zu den
gebildeten Molen von NajS gegeben. Die Reaktionsmischung
wurde drei Stunden auf etwa 204°C erwätmt und dann drei weitere Stunden auf etwa 266°C. Die
Reaktionsmasse wurde' durch Abdampfen von etwa der Hälfte der Flüssigkeit konzentriert. Es wurde dann
überschüssiges COrGas zugegeben, um die Mischung zu neutralisieren. Die Mischung wurde dann auf 282°C
erwärmt und gespült, um das trockene Poly(phenylensulfid) zu isolieren. Das Polymere wurde gekühlt,
verkleinert, mit Wasser gewaschen und getrocknet und isoliert.
Der ursprüngliche Schmelzindex betrug 2700, was der Grenze des Meßinstruments entsprach. Das so hergestellte
Poly(phenylensulfid) wurde in Luft auf etwa 2605C für etwa 6 Stunden erwärmt, urn den ursprünglichen
Schmelzindex zu senken. Das so behandelte Poly(pher.ylensulfid) hat eine Dichte von 1,6 g/cm3
(ASTM D-1505-68) und einen Schmelzindex von 50 g/ 10min (ASTM D-1238-70, 3l5.5°C/10kg Last). Dieses
Polymere ist ein handelsübliches Produkt der Anmelde
Es wurde dann das in den folgenden Beispielen verwendete, mit Glasfasern gefüllte Poly(phenylensulfid)
hergestellt, indem das vorstehende Polymere mit Glasseidenstr&ngen so verschnitten wurde, daß die
Mischung 40 Gew.-°/o Glasfasern von einer Länge von 1 bis 4 mm enthielt, und die erhaltene Mischung wurde
wieder tablettiert. Diese mit Glasfasern gefüllte Mischung ist ebenfalls ein Handelsprodukt der Anmeiderin.
Diese glasfaserhaltige Mischung hat eine Dichte
ίο von etwa l,6g/ccm und einen Schmelzfluß von etwa
25 g/10 min unter den vorhin definierten Bedingungen.
AHe Lagerproben, deren Zusammensetzung später angegeben wird, wurden unter Verwendung eines
Henschel-Intensivmischers etwa 3 Min. gemischt, extrudiert
und tablettiert Es wurden Prüflager durch Spritzgießen bei einer Massetemperatur von 316 bis
329° C und einer Formtemperatur von 66° C hergestellt Die flachen Abschnitte hatten die Dimensionen von
0,6 χ 13 x 1,6 cm.
Diese Prüfabschnitte wurden auf ihre Antireibungseigenschaften
unter Verwendung ':jier »LFW-1 Lewis
Friction Wear Test-Maschine« gsprQft Einzelheiten
dieser Maschine sind in der NASA-SP-5059-Veröffentlichung vom Mai 1966 auf den Seiten 57 bis 59 angegeben.
Die LFW-I -Maschine wird unter Benutzung eines einzigen Testblocks verwendet Für die Versuche der
Tabelle I wurde jeweils eine einzige Probe bei jedem Versuch auf »Verschleiß« und »Reibungskoeffizienten«
geprüft. Für die Versuche der Tabellen II und III wurden
jn jeweils zwei Messungen für den »Verschleiß« und den
»Reibungskoeffizienten« durchgeführt, und der Mittelwert davon wurde bei dem entsprechenden Versuch
angegeben. Jede Probe wird bei einer Belastung von 6,8 kg bei zunehmenden Geschwindigkeiten eingeführt.
J5 40UpM für 2 Minuten, !0OUpM für 2 Minuten und
190UpM für 2 Minuten. Es schließt sich daran eine Weiterprüfung unter strengen Bedingungen bei einer
Belastung von 41 kg und 190 UpM für 10 Minuten an. Es werden drei Bestimmungen für den Verschleißtest und
die Reibungskoeffizienten durchgeführt, und es werden die Mittelwerte ermittelt Die für die Prüfung verschieben
hergestellten Proben enthielten jeweils in der fertigen Zusammensetzung folgende Bestandteile:
Poly(phenylensulfid)
Glasfasern
Molybdändisulfid
Füllstoff
Glasfasern
Molybdändisulfid
Füllstoff
43 Ge w.-%
20 Gew.-%
20 Gew.-%
17Gew.-%
20 Gew.-%
20 Gew.-%
17Gew.-%
Innerhalb jeder Testgruppe der entsprechenden Tabellen ist ein Vergleichsversuch mit SbjOj allein
enthalten, um eine Basis für einen Vergleich für die Versuche aus dieser Gruppe zu haben. Die entsprechenden
Verschleißteste und Reibungskoeffizienten stellen Mittelwerte von zwei Werten dar. Es 'vird angenommen,
daß der Reibungskoeffizient weniger als etwa 0 35 betragen sollte. Für reibungslose bzw. selbstschmierende
Lager ist der Verschleißtest bei einer Belastung von
M) 41 kg besonder wichtig, da angenommen wird, daß
dieses ein strenger Test ist. Der Verschleißtest sollte nicht viel über 5 χ lodern hinausgehen, wobei wesentlich
höhere Werte von 7,6 χ 103 bis 'Ox 10-Jcm und
höher im allgemeinen einen unzulässigen Verschleiß
h> bedeuten. Was infolgedessen gewünscht ist, ist ein
niedriger Reibui.jskoeffizient, gekuppelt mit einem
niedrigen Verschleiß bei minimaler Reibung und langer Gebrauchsdauer.
7 8
Eigenschaften der Poly(phenylensulfid) selbstschmierenden Lagcrzusammensel/.ungen
| Versuch | Füller | Il | 8.5 | - | Zugfestig- Dehnung | % | Zugfestig | BaSO4 | kg/cm2 | Shore-Ilärte | Dichte | Lagerverschleißtest | Reibungs | Reibungs | Zugfestig- Dehnung Dichte Shore- Lagerverschleißtest | g/cm' | Härte | I | 87 | Verschleiß | Reibungs |
| füller, Gow.-% | 8,5 | - | keit | 0.97 | keit | 1005 | koeffizient | koeffizient | keit | 2,14 | 90 | koeffizient | |||||||||
| 8,5 8,5 | III | 0,89 | 8,5 949 | Verschleiß | 2.17 | 89 | cm | ||||||||||||||
| Sb2O, CaCO1 | 17 | Füller | 0,86 | 927 | 0.20 | 0,17 | 1,93 | 90 | 1.0 X 10"3 | 0,18 | |||||||||||
| kg/cm2 | 0,96 | 8.5 970 | g/cm1 | cm | 0,17 | 0.205 | kg/cm2 % | 1,94 | 89 | 3,3 X 10 3 | 0,205 | ||||||||||
| 1 | Sb2O, | 935 | 0.85 | 970 | 87 | 1.70 | 5.1 X 10 ' | 0.22 | 0.195 | 991 0.87 | 1,91 | 90 | 3,0 X 10 3 | 0,22 | |||||||
| 2 | CaCO, | 17 | 921 | 0,79 | 942 | 88 | 1.95 | 5.1 x ΙΟ""3 | 0,23 | 0,18 | 928 0,77 | 1,98 | 3,0 X 10"3 | 0,205 | |||||||
| 3 | TiO, | - | 844 | 0,92 | 928 | 87 | 2,00 | 5,6 x IO"■' | 0,32 | 0,185 | 830 0,68 | 4,44 x 10"3 | 0,26 | ||||||||
| 4 | BaSO4 | Sb2O; | 893 | 0,84 | 17 1005 | 87 | 1.95 | 5,1 X 10 "■' | 0,18 | 0.17 | 886 0.74 | 4,1 X 10"3 | 0,25 | ||||||||
| 5 | Na2CO, | Pyrophyllit1) | 801 | 87 | 1.92 | 28.4 x 10 ■' | 0,18 | 0,245 | 865 0,90 | ||||||||||||
| 6 | TaIc | Ruß:) | 816 | 85 | 1,94 | 12,2 x 10 ' | 0,26 | 0,25 | 724 0,67 | ||||||||||||
| 7 | ZnO | rotes Eisenoxid | 900 | 87 | 2.04 | 20,3 x 10""' | |||||||||||||||
| 8 | ZrSi(J4 | Bentonit | 858 | 87 | 1,96 | 7.6 X 10"'· | Dichte Lagcrvcrschlcißtest | ||||||||||||||
| Tabelle | Diatomeen-Erde3 | ||||||||||||||||||||
| Ver | Dehnung | Shore- | Verschleiß | ||||||||||||||||||
| such | Ilärte | ||||||||||||||||||||
| TiO, | g/cm' cm | ||||||||||||||||||||
| 2.13 3,8 x 10"3 | |||||||||||||||||||||
| % | 2.08 3,0 X 10"-' | ||||||||||||||||||||
| 9 | - | 0.86 | 88 | 2,04 4,8 x 10' | |||||||||||||||||
| 10 | 8.5 | 0,88 | 88 | 2,05 2,1 x 10 ' | |||||||||||||||||
| 11 | 8.5 | 0,80 | 87 | 2.05 2,3 x 10"-' | |||||||||||||||||
| 12 | - | 0.86 | 88 | 1,95 4,1 x 10 ' | |||||||||||||||||
| 13 | - | 0.82 | 89 | 2,05 3,6 x 10"' | |||||||||||||||||
| 14 | - | 0.85 | 87 | 2,07 5,3 x 10 "■' | |||||||||||||||||
| 15 | 17 | 0,79 | 89 | ||||||||||||||||||
| 16 | - | 0,94 | 88 | ||||||||||||||||||
| Tabelle | |||||||||||||||||||||
| Versuch | |||||||||||||||||||||
| Gew.-':. | |||||||||||||||||||||
| 17 | 17 | ||||||||||||||||||||
| 18 | 17 | ||||||||||||||||||||
| 19 | 17 | ||||||||||||||||||||
| 20 | 17 | ||||||||||||||||||||
| 21 | 17 | ||||||||||||||||||||
| 22 | )17 | ||||||||||||||||||||
') Parway WA. handelsübliches hydratisiertes Aluminiumsilicat.
2) Thertnax 991, Vanderbilt Co., handelsüblicher mittlerer thermischer Ruß ASTM N-991.
3) Super-Floss, John Mansville.
In Tabelle I wurde beim Vergleichsversuch 1 nur Antimontrioxid als Füllstoff verwendet Bei den
Versuchen 2, 3 und 4 gemäß der Erfindung wurde Calciumcarbonat, Titandioxid bzw. Bariumsulfat verwendet,
wobei in jedem Fall ein vollständiger Ersatz des Antimontrioxids in der gleichen Menge wie bei dem
Vergleichsversuch ! vorgenommen wurde, jeder dieser
Füllstoffe zeigte einen Reibungskoeffizienten, der sehr nahe demjenigen von Antimontrioxid war, wobei er
speziell im Fall des Calciumcarbonate bei Versuch 2 sogar noch niedriger war. Bei jedem der Versuche 2, 3
und 4 war der Verschleißtest befriedigend niedrig und praktisch gleichwertig wie beim Versuch 1 mit
Antimontrioxid. Diese guten Ergebnisse sind überraschend,
da ein anderes Carbonat, nämlich Natriumcarbonat bei Versuch 5 sehr schlecht war und ein anderes
Oxid, nämlich Zinkoxid beim Versuch 7 ebenfalls sehr schlecht war.
Bei Versuch 5 wurde das leicht zugängliche Natriumcarbonat, bei Versuch 6 Talcum, bei Versuch 7
Zinkoxid und bei Versuch 8 das Zirkonsilicat in den gleichen Mengen wie bei Versuch 1 benutzt, doch
zeigten diese Versuche ein negatives Ergebnis mit hohen Verschleißwerten und hohen Reibungskoeffizienten.
Eine nndere Gruppe von Versuchen, deren Ergebnisse in Tabelle II wiedergegeben werden, enthält den
Vergleichsversuch 9 mit Antimontrioxid als Füllstoff. Bei den Versuchen nach der Erfindung 10, 11 und 12
wurde das Antimontrioxid vollständig ersetzt, und bei Versuch 13 wurde die Hälfte des Antimontrioxids
ersetzt. Es ergab sich, daß der Reibungskoeffizient demjenigen von Versuch 9 ähnlich war und daß beim
Verschleißtest im allgemeinen bessere Werte erhalten wurden und nur i'eringfügig höher im Falle der
Mischung von Caleiumcarbonat und Titandioxid bei Versuch 11 waren. Bei Versuch 14 wurde Caleiumcarbonat
allein verwendet, bei Versuch 15 Titandioxid und bei
Versuch 16 Bariumsulfat, wobei durch ein vollständiges Ersetzen des Antimontrioxids ein befriedigender Verschleißtest
und befriedigende Werte für den Reibungskoeffizienten erzielt wurden.
In einer dritten Versuchsserie, die in Tabelle Hl wiedergegeben wird, wurde wieder ein Kontrollversuch
17 nur mit Antimontrioxid als Füllstoff durchgeführt. Aus der Tabelle ist leicht ersichtlich, daß die Ergebnisse
von Versuch 18 mit hydratisiertem Aluminiumsilicat.
■> Versuch 19 mit Ruß, Versuch 20 mit rotem Eisenoxid,
Versuch 21 mit Bentonit und Versuch 22 mit Diatomeen-Erde jeweils befriedigende Ergebnisse hinsichtlich
des Reibungskoeffizienten und des geringen Verschleißes ergaben. Versuch 22 mit Diatomeen-Erde
ίο als Füllstoff zeigte eine geringe Senkung der Zugfestigkeit
des Polymeren. Die Ergebnisse der Prüfung von Versuch 18 mit Pyrophyllit, 21 mit Bentonit und 22 mit
Diatomeen-Erde sind besonders überraschend im Hinblick darauf, daß mit anderen Silicaten wie Talkum
!> bei Versuch 6 und Zirconsilicat bei Versuch 8 nur
schlechte Ergebnisse erhalten werden.
Die Ergebnisse dieser drei Versuchsreihen zeigen, daß in jeder einzelnen Versuchsreihe Antimontrioxid
unter gleichen Bedingungen geprüft wurde, wobei sich
.'« ergab, daß Caleiumcarbonat, Titandioxid, Bariumsulfat,
hydratisiertes Aluminiumsilicat, Ruß, rotes tisenoxid, Diatomeen-Erde oder eine Mischung davon mit gutem
Erfolg dazu verwendet werden können, um das Antimontrioxid vollständig oder teilweise zu ersetzen.
Claims (2)
- Patentansprüche:U Selbstschmierende, thermoplastische Formmasseaus30 bis 50 Gew,-% eines Poly(arylensulfids) mit einem Schmelzindex im Bereich von 25 bis 1000 g/10 min,
15 bis 25 Gew.-% eines oder mehrerer der fester, Schmiermittel MolybdändisulFid, Molybdändiselenid, Wolframdisulfid, Wolframdiselenid, Graphit und/oder Polytetrafluoräthylen,
15 bis 25 Gew.-% von einem oder mehreren der Verstärkungsmittel Glasfasern, Asbestfasern, Kohlenstoffasern, Borfasern oder keramischen Fasern und10 bis 20 Gew.-% eines Füllstoffes,
wobei alle Prozentangaben auf das Gesamtgewicht der Zusammensetzung bezogen sind, dadurch gekennzeichnet, daß der Füllstoff eine wesentliche Menge an Calciumcarbonat, Titandioxid, Bariumsulfat, hydratisiertes AluminiuRissücat, Ruß, rotes Eisenoxid und/oder Diatomeen-Erde, gegebenenfalls in Kombination mit Antimontrioxid, enthält - 2. Verwendung der Formmasse nach Anspruch 1 zur Herstellung von selbstschmierenden Formteilen.
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| DE2703918B2 true DE2703918B2 (de) | 1980-10-02 |
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| DE2703918A Expired DE2703918C3 (de) | 1976-02-02 | 1977-01-31 | Selbstschmierende thermoplastische Massen und ihre Verwendung |
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Cited By (2)
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|---|---|---|---|---|
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-
1977
- 1977-01-31 DE DE2703918A patent/DE2703918C3/de not_active Expired
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Also Published As
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| DE2703918C3 (de) | 1981-07-23 |
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