182379. lajstromszámú szabadalom • Kenőanyagot tartalmazó javított súrlódási- és kopási tulajdonságú poliamid kopolimer alapú kompozíció és eljárás ennek előállítására
3 182379 4 R2 hidrogén atom, metil-, etil-, vinil- vagy fenilcsoport — polimerizáljuk ismert lúgos kémhatású katalizátor, aktivátor, adott esetben ismert adalékanyagok, és 0,5—10 tömeg% ásványolaj és/vagy szintetikus olaj, így poliéter- poliészter- vagy szilikon olaj jelenlétében. A találmány szerint alkalmazott, uretáncsoportokat tartalmazó telehelikus polimerek telehelikus poliéterekből vagy polisziloxánokból, illetve poliéter- polisziloxánokból állíthatók elő oly módon, hogy azokat mono- vagy poliizocianátokkal ismert módon reagáltatjuk. Telehelikus poliéterként és/vagy polisziloxánként előnyösen a (VI), (VII), vagy (VIII) és (IX) általános képletú vegyületeket, ezek egymás közötti keverékét, illetve ezeknek a (III), (VI), és (V) általános képletú vegyületekkel alkotott elegyét alkalmazhatjuk. A képletekben szereplő x, x', x", x'", x"", valamint y', y", y'", y"", és z', z", z'", illetve q egész számot jelent és értékük a belőlük előállított (I), (II), (IA), (IIA) általános képletű uretán végcsoportú telehelikus poliéter, illetve polisziloxán móltömegéből adódik. Izocianátként az R(NCO)m általános képletű (m = 1 — 10) mono- vagy poliizocianátok, illetve ezek keveréke használható. Előnyösen alkalmazható a fenil-izocianát, a 2,4- és 2,6- -toluilén-diizocianát, a nyers di- vagy trifenil-metán-di- vagy triizocianát, a tetrametilén-diizocianát vagy az előbbiek keveréke. A találmány szerinti eljárásban laktámként jól használhatók az ú>amino-karbonsavakból keletkező, legalább héttagú gyűrűből álló Iaktámok, mint például a kaprolaktám, az önantsavlaktám, a kapril-laktám és a laurinsav-laktám, valamint ezek keverékei. Kenőanyagként olyan természetes vagy szintetikus kenőolajat alkalmazunk, amelynek olvadáspontja a találmány szerinti kopolimer olvadáspontjánál kisebb. Előnyösen alkalmazhatók az ásványolajok, így az orsóolaj, a kompresszor olaj, a dinamóolaj, a turbinaolaj, a gépolaj, a gőzhengerolaj vagy a hajtóműolaj; szintetikus olajként a szilikonolajok, a halogéntartalmú szilíkonolajok, a poliészter olajok és a poliéter olajok. A polimerizáció megindulása előtt különféle adalékokat, így például festékeket, csúsztatókat, grafitot, molibdén-diszulfidot, kristályosodás szabályozó szereket, kormot, bárium-szulfátot. timföldet és szilícium-dioxidot is keverhetünk a laktám ömledékhez, és adott esetben kismolekulájú aktivátorokat, így N-acetil-kaprolaktámot, izocianátokat is adagolhatunk az elegyhez. A találmány szerint előállított, kenőanyagot is tartalmazó políamid kopolimerből igen előnyösen készíthetők olyan csapágyak, tengelykapcsoló-betétek, csiga- és fogaskerekek, görgőtestek, hengerek és hengerbevonatok, amelyek a fémkohászatban, a gépiparban, a közlekedési eszközöket, valamint s mezőgazdasági gépeket gyártó iparágakban használatosak. Ezeket a találmány szerinti kopolimerből öntőeljárással és az alakos formaöntvényekből forgácsolással lehet előállítani. A találmány értelmében célszerűen úgy járunk el, hogy a kereskedelmi minőségű laktámot megolvasztjuk, majd az ömledéket felmelegítjük a polimerizáció hőmérsékletére. Hozzákeverjük az alkalikus kémhatású katalizátort, az előzőleg célszerűen a forró laktámömledékben feloldott uretán végcsoportú telehelikus oldásközvetítő komponenst, a kenőanyagot, és adott esetben az aktivátort és az egyéb adalékanyagot is. Az ömledéket ezután az előmelegített szerszámba öntjük. Az igy előkészített ömledék polimerizációja hamarosan megindul és a polimerizáció előrehaladtával az ömledék fokozatosan megszilárdul. A találmány szerinti eljárással előállított öntésre előkészített ömledék a szokásos acél- vagy alumínium lemezből, illetve öntvényekből készített öntőformákban jó eredménynyel polimerizálható. A találmány szerinti ömledék akkor is jól polimerizálható, ha a polimerizációt nem sztatikus, hanem egyéb, például rotációs vagy centrifugál eljárással végezzük. A polimerizátumot tartalmazó kompozícióból készített granulátum jól alakítható fröccsöntéssel, extrudálással és szálképző berendezéssel is. A találmány szerinti polimert tartalmazó kompozícióból és annak előállítási eljárását, valamint alkalmazását nem korlátozó jelleggel az alábbi példák kapcsán mutatjuk be. A példák szerint előállított poliamid kopolimer kompozíciókból próbatesteket készítettünk és mértük ezek súrlódási tényező értékeit és a kopás nagyságát 150 km megtett út után. A vizsgálati paraméterek a következők: Az acél tárcsa anyaga: 16 MnCr5 (Werkstoff—Nr 17131, a DIN 17007 számú szabvány szerint) Az acéltárcsa felületi érdessége (Ra): 0,5 pm fajlagos felületi terhelés (p): 60 N/cm2 kerületi sebesség (v): 3,0 m/s a próbatest felületi hőmérséklete (t): 40 °C Mértük továbbá 15x12x2 mm méretű próbatesten a statikus és a dinamikus súrlódási tényező közötti különbséget a A|j-t, azaz a „stick-slip” mértékét. A vizsgálatot a Periodica Polytechnika (16. kötet 4. szám 391—400 old. 1972) folyóiratban közöltek szerint határoztuk meg, az alábbi paraméterek mellett: felületi nyomás: 0,03—0,08 Nmm ~2 kerületi sebesség: 10—80 mm/perc hőmérséklet: 20 °C 1. példa 1 kgmól (113 kg) cú-amino-kaprolaktámot megolvasztunk és az ömledéket 130 °C-ra hevítjük fel, majd két egyenlő részre osztjuk. Az egyikben a laktámra vonatkoztatva 0,10 tömeg% (0,113 kg) nátriumhidridet, a másikban 0,60 tömeg% (0,678 kg) N-acetil-kaprolaktámot, 3,0 tömeg% (3,39 kg) 20 °C-on 200 mm2/s kinematikai viszkozitású fenil-metil-polisziloxán, 2,0 tömeg% 60 mm2/s kinematikai viszkozitású ásványi eredetű kompresszor olaj, valamint 5,0 tömeg% (5,65 kg) uretán végcsoportú, telehelikus poliéter oldásközvetítőnek a 134 °C-ra előmelegített elegyét oldjuk fel. A polimer oldásközvetítőt a (III) általános képletű 2000-_ es móltömegű, 56-os és a (VII) általános képletű 446-os móltömegü, 375-ös hidroxilszámú telehelikus poliéterpoliol 9 :1 arányú elegyének és Desmodur T 80 (2,4- és 2,6-toluilén-diizocianát 8 : 2 arányú elegye) reagáltatásával állítottuk elő. Mindkét ömledéket 140 °C-ra melegítjük fel, majd egyenlő térfogatarányban a 160 *C-ra hevített öntőformákba öntjük. Sztatikus öntéssel a következő öntvényeket készítjük el: egy durva acéllemezeket készítő hengersor állványgörgőjének 4 db, egyenként 17 kg tömegű csapágy perselyét, 50 és 300 mm átmérőjű rudakat, valamint 20 és 60 mm falvastagságú lapokat; rotációs öntéssel: 160/140 mm átmérőjű és 1500 mm hosszú csövet. A laktámömledéket tartalmazó öntőformákat 160 °C-os kemencében tartjuk, ahol a polimeri-5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 4
