DD251988A1

DD251988A1 - Ptfe- haltiges schmiermittel mit verminderter kriechneigung

Info

Publication number: DD251988A1
Application number: DD29343986A
Authority: DD
Inventors: Reinhard Hau; Klaus Buchold; Ingeburg Lehms; Reinfried Kaden; Horst Hamann
Original assignee: Zeiss Jena Veb Carl
Priority date: 1986-07-29
Filing date: 1986-07-29
Publication date: 1987-12-02

Abstract

Die Erfindung betrifft ein PTFE-haltiges Schmiermittel mit verminderter Kriechneigung und ist vorwiegend in der Feingeraetetechnik, wie beispielsweise an Lagern mechanisch-optischer Geraete, einsetzbar, wo hohe Flaechenpressungen oder Punktbelastungen auftreten. Ziel der Erfindung ist ein Schmiermittel, welches in einem breiten Temperaturbereich einsetzbar ist und dabei gleichbleibend gute Schmiereigenschaften sowie eine wirksame Unterdrueckung der Kriechneigung gewaehrleistet. Die Aufgabe, ein Dispersionsmittel zu finden, welches das Agglomerieren des PTFE-Pulvers, das Koagulieren der Schmiermittelemulsion und die Kriechneigung des Schmiermittels unterbinden, wurde mit dem Einsatz fluorhaltiger oberflaechenaktiver Verbindungen, wie v-H-Polyfluorcanbonsaeure der allgemeinen Formel H (C2F4)n COOH mit n1...10 und deren Ester H (C2F4)n-COOR mit Alkoholen der Kettenlaengen RC6H13...C18H37 und n1...10 geloest.

Description

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft ein Schmiermittel mit hoher Schmierwirkung und ist dort einsetzbar, wo an Schmierstellen hohe Flächenpressungen auftreten und deshalb das Spreiten des Schmierstoffes verhindert werden muß, um die Gerätefunktion zu gewährleisten. Das Schmiermittel ist insbesondere für die Feingerätetechnik, wie beispielsweise für Lager von mechanisch-optischen Geräten, vorgesehen.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

In der Fach- und Patentliteratur sind eine Reihe technischer Lösungen zur Herstellung von Schmiermitteln für spezielle Anwendungsfälle publiziert. So ist beispielsweise bekannt, daß sich durch Zusatz von PTFE-Feinpulver die Schmiereigenschaften von konsistenten Schmierstoffen verbessern lassen. Die US-PS 4 333 840 beschreibt einen Hybrid-PTFE-Schmierstoff für Waffen, der speziell für die Anwendung bei Handfeuerwaffen vorgesehen ist und neben einer Reduzierung der Reibung und somit des Verschleißes, eine schnelle Verschmutzung verhindert. Der Hybrid-Schmierstoff besteht aus einem relativ hochviskosen Trägeröl, in dem das mikrofeine PTFE-Pulver stabil dispergiert ist, und einer größeren Menge eines synthetischen Öls niedriger Viskosität, die miteinander vermischt sind. Zur Stabilisierung der Dispergens wird dem Hybrid-Schmierstoff ein fluorhaltiges Tensid zugemischt. Die PTFE-Partikeln imprägnieren die mikroskopischen Vertiefungen in den Metalloberflächen und es wird eine Schutzschicht, mit hoher Schmierwirkung in einem breiten Temperaturbereich, gebildet. Als besonders nachteilig wirkt sich bei diesem Hybrid-Schmierstoff aus, daß aufgrund seiner sehr speziellen Anwendung für Handfeuerwaffen, ein Schmiermittel mit geringer Viskosität gefordert ist, an das hinsichtlich des Spreitens keine Anforderungen gestellt werden brauchen. Der Hybrid-Schmierstoff erfüllt somit nicht die wesentliche Forderung nach einer verminderten Kriechneigung.

In der DE-PS 4 465 607 wird die Herstellung von stabilen Dispersionen von PTFE-Pulver mit Korngrößen von 1 bis 200 μπη in Schmierölen beschrieben. Diese Schmiermittelzusammensetzungen, die durch den Zusatz von PTFE-Pulver über eine hohe Schmierwirkung verfügen, sind für den Einsatz in Kurbelwellengehäusen vorgesehen.

An das Schmiermittel werden für dieses Anwendungsgebiet keine Forderungen hinsichtlich des Spreitens und Koagulierens der Emulsion gestellt, da sich das Schmiermittel in einem geschlossenen Gehäuse befindet und durch die bewegten Teile das Koagulieren der Emulsion verhindert wird. Dieses Schmiermittel ist somit nicht für Schmierstellen, an denen aufgrund hoher Flächenpressungen oder Puriktbelastungen eine verminderte Kriechneigung des Schmiermittels gefordert wird, einsetzbar.

Ziel der Erfindung

Ziel der Erfindung ist es, ein Schmiermittel zu entwickeln, welches gleichbleibend gute Schmiereigenschaften unter extremen Einsatzbedingungen hinsichtlich der Umgebungstemperatur gewährleistet und gleichzeitig die Kriechneigung des Schmiermittels möglichst unterdrückt.

Wesen der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Dispersionsmittel zu finden, welches das Agglomerieren des mikrofeinen PTFE-Pulvers verhindert und in Verbindung mit einem, auf die Einsatzbedingungen abgestimmten, Basisöl eine nicht koagulierende Emulsion bildet, die sich durch eine verminderte Kriechneigung auszeichnet.

Diese Aufgabe wird mit dem PTFE-haltigen Schmiermittel mit verminderter Kriechneigung, bei dem das der Verbesserung der Schmierwirkung dienende PTFE-Pulver, mit Korngrößen von 0,1 bis 0,5 μπη, durch ein Dispersionsmittel in einem Basisschmierstoff, wie Mineralöl und Syntheseöl, dispergiert ist, dadurch gelöst, daß als Dispersionsmittel, zur Stabilisierung der PTFE-Partikeln, ω-H-Polyfluorcarbonsäuren der allgemeinen Formel H(C₂F₄J_nCOOH mit η = 1 ...10 und deren Estern H(C₂F₄J_nCOOR mit Alkoholen der Kettenlänge R = C₆H_]3...C₁₈H₃₇ und η = 1 ...10 zum Einsatz kommen.

Mit der Erfindung wurde ein Schmiermittel entwickelt, welches, durch Zusatz von mikrofeinem PTFE-Pulver, gute Schmiereigenschaften aufweist, die durch die Auswahl eines entsprechenden Mineral- oder Syntheseöles als Basisschmierstoff an einem breiten Temperaturbereich gleichermaßen gewährleistet werden. Durch den Einsatz von ω-H-Polyfluorcarbonsäure als Dispersionsmittel kann in Verbindung mit dem Basisschmiermittel gleichzeitig eine stabile Dispersion sowie eine Unterdrückung der Kriechneigung des Schmiermittels erreicht werden.

Ausführungsbeispiel

Die Erfindung soll nachfolgend an einem Ausführungsbeispiel beschrieben werden.

Das PTFE-haltige Schmiermittel mit verminderter Kriechneigung besteht aus PTFE-Pulver mit Korngrößen von 0,1 bis 0,5 Mm, welches in ein Dispersionsmittel eingelagert ist und zur Verbesserung der Schmierwirkung wie dem Basisschmierstoff vermischt wird. Basisschmierstoffe sind hierbei Silikonöle, Esteröle oder deren Gemische. Als Dispersionsmittel kommen co-H-Polyfluorcarbonsäuren der allgemeinen Formel H(C₂F₄)_nCOOH mit η = 1 ...10 und deren Ester H(C₂F₄J_nCOOR mit Alkoholen der Kettenlängen R = C₆H₁₃...C₁₈H₃₇ und η = 1 ...10 zum Einsatz. Neben den genannten Syntheseölen, also Silikonölen, beispielsweise Methyl-, Ethyl- oder Phenylmethylsilikonöi, und Esteröl, beispielsweise Trimethylolpropan- bzw. Pentaerythrifester von Carbonsäuren mit der Kettenlänge C₄H₉ bis C₆H₁₃, Phthalsäureester und Dicarbonsäureester mit Alkoholen der Kettenlänge C₈H₁₇ bis C₁₃H₂₇ und 2-Äthylhexylalkohol wobei die Anzahl der Methylgruppen der Dicarbonsäuren 2 bis 6 betragen kann, sind als Basisschmiermittel auch Mineralöle verwendbar.

Die Herstellung des PTFE-Pulvers mit Korngrößen von 0,1 bis 0,5 μπι erfolgt zweckmäßigerweise durch Bestrahlung von PTFE-Abfällen mittels γ-Strahlen.

Das PTFE-haltige Schmiermittel ist dort einsetzbar, wo an Schmierstellen hohe Flächenpressungen oder Punktbelastungen auftreten und deshalb das Spreiten des Schmierstoffes unterbunden werden muß, um die Gerätefunktion zu gewährleisten. Insbesondere ist das Schmiermittel für die Feingerätetechnik, wie beispielsweise für Lager von mechanisch-optischen Geräten, vorgesehen.

Der besondere Vorteil dieses Schmiermittels liegt darin, daß mit der Verwendung von ω-H-Polyfluorcarbonsäuren oder deren Ester als Dispersionsmittel das Agglomerieren der PTFE-Partikeln und gleichzeitig die Kriechneigung der Schmierstoffemulsion unterbunden werden. Dieses Dispersionsmittel ermöglicht die Herstellung stabiler, nicht koagulierender Emulsionen. Der Einsatz von Polyfluorcarbonsäureestern ist besonders in Verbindung mit Esterölen als Basisschmierstoff geeignet, wobei sich zeigte, daß durch die Verwendung ungereinigter Reaktionsprodukte der Polyfluorcarbonsäureester eine noch bessere, die Kriechneigung hemmende. Wirkung erzielbar ist. Die Anwendbarkeit des Schmiermittels, das durch den Zusatz von PTFE-Pulver eine höhere Schmierwirkung erreicht, ist aufgrund der verwendbaren Basisschmierstoffe in einem Temperaturbereich möglich. So können beispielsweise an Silikonöle sehr hohe Anforderungen hinsichtlich des Viskositäts-Temperatur-Verhaltens gestellt werden.

Claims

Erfindungsanspruch:

1. PTFE-haltiges Schmiermittel mit verminderter Kriechneigung, bei dem das der Verbesserung der Schmierwirkung dienende PTFE-Pulver, mit Korngrößen von 0,1 bis 0,5 μηι, durch ein Dispersionsmittel in einen Basisschmierstoff, wie Mineralöl und Syntheseöl dispergiert ist, gekennzeichnet dadurch, daß als Dispersionsmittel, zur Stabilisierung der PTFE-Partikeln, ω-H-Polyfluorcarbonsäuren der allgemeinen Formel H(C₂F₄)_nCOOH mit η = 1 ...10 und deren Ester H(C₂H₄)_nCOOR mit Alkoholen der Kettenlänge R = C₆H₁₃...C₁₈H₃₇ und η = 1 ...10 zum Einsatz kommen.