DE1089161B - Herstellung von Polyurethan-Elastomeren mit niedrigem Reibungskoeffizienten nach demGiessverfahren - Google Patents

Description

DEUTSCHES

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Polyurethan-Elastomeren mit niedrigem Reibungskoeffizienten nach dem Gießverfahren durch Umsetzung von endständige Hydroxylgruppen aufweisenden Polyestern mit überschüssigem organischem Diisocyanat in Gegenwart von schmierend wirkenden Stoffen und anschließende Vernetzung unter Formgebung.

In neuerer Zeit ist es bekanntgeworden, zur Erniedrigung des Reibungskoeffizienten, bei Lagern, Führungen usw Schmierstoffe auf Basis von Molybdänsulfid zvk verwenden. Es ist auch bereits vorgeschlagen worden, Molybdändisulfid " Kunststoffen einzuverleiben, und zwar speziell Polyamiden. Es ist weiterhin bekanntgeworden, Molybdändisulfid in unelastische Polyurethane einzuarbeiten. Beim Versuch, Molybdändisulfid in Pulverform zuzugeben, wurden durch das Einbringen des Sulfides die Verarbeitbarkeit der Schmelze, also> die Gießzeiten, in der Praxis zu stark verkürzt. Diese Schwierigkeiten lassen sich auf eine enfache Art dadurch umgehen, daß man das Molybdändisulfid bereits den Ausgangsstoffen einverleibt, und zwar am günstigsten dem Polyester.

Es ist ebenfalls bereits bekanntgeworden, endständige Isocyanatgruppen enthaltende Polyester vor der Vernetzung mit Stoffen zu versetzen, die die mechanischen Eigenschaften derartiger Produkte verbessern. Hierzu zählen weißer Faktis, chloriertes Paraffin oder Polychloropren. Es ist auch bekanntgeworden, Schmiermittel auf der Grundlage von Molybdändisulfid sowie flüssigen Estern, Erdöl und Silikonöl herzustellen. Weiterhin ist der Zusatz von Paraffin oder Montanwachs zu endständige Hydroxylgruppen enthaltenden Polyestern oder deren Umsetzungsprodukten mit Diisocyanaten vor ihrer A^ernetzung bekannt. Letztlich ist auch der Zusatz von Stoffen, die als Gleitmittel bekannt sind, z. B. Graphit, bei der Herstellung von Polyurethan-Kunststoffen üblich.

Demgegenüber ist das erfindungsgemäße Verfahren dadurch gekennzeichnet, daß als schmierend wirkende Stoffe neben Molybdändisulfid Silikonöle und/oder höhermolekulare Kohlenwasserstoffe verwendet werden.

Die Herstellung elastischer Polyurethane geht üblicherweise so vor sich, daß man lineare, endständige OH-Gruppen aufweisende Polyester mit einem Überschuß an Diisocyanaten reagieren läßt und in die so entstehenden noch linearen, N C O-Gruppen aufweisenden Polyesterurethane difunktionelle Vernetzer, z. B. 1,4-Butandiol, einbringt, worauf die Produkte aus der gießbaren Schmelze in verhältnismäßig kurzer Zeit in den kautschukelastischen Zustand übergehen.

Fügt man nun den Polyestern Molybdändisulfid zu und läßt das Produkt mit Diisocyanaten reagieren, so

Herstellung von Polyurethan-Elastomeren mit niedrigem Reibungskoeffizienten

nach dem Gießverfahren

Lemförder Metallwarengesellschaft

m.b.H.,
Lemförde (Hann.)

Dr. Gottfried Reuter und Dr. Jürgen Uldetup,

Lemförde (Hann.),
sind als Erfinder genannt worden

besitzt die resultierende gießfähige Schmelze immer noch relativ kurze Gießzeiten. Diese kann man entsprechend verbessern, indem man den difunktionellen Vernetzern bis zu 1% Säuren, beispielsweise trockenen Chlorwasserstoff als Gas, zufügt.

Erfindungsgemäß wurde nun festgestellt, daß der Reibungskoeffizient der elastischen Polyurethane außer durch den Gehalt an Molybdändisulfid besonders günstig durch einen weiteren Zusatz von handels-

üblichen Silikonölen und/oder höhermolekularen Kohlenwasserstoffen, beispielsweise Hartparaffin, beeinflußt wird, d. h., die Reibungswerte erreichen den Wert 0,1 bei einer Reibung beispielsweise eines erfindungsgemäß hergestellten Polyurethans gegenüber Stahl. Bisher konnten bei einem elastischen Stoff solche Werte noch nicht beobachtet werden.

Vergleichende Versuche zwischen einem erfindungsgemäß hergestellten Polyurethan-Elastomeren, das 1%· Molybdändisulfid und 5%> Silikone enthält, sowie einem entsprechenden Elastomeren mit einem Gehalt von 1 %■ Molybdändisulfid und einem weiteren Elastomeren ohne Beimischungen zeigt bei dem Elastomeren mit einem Zusatz von 1% Molybdändisulfid und 5% Silikonen bei verschiedenen Anpreßdrücken von. 1 bis 3 Kp./cm² Gleitreibungswerte, die denjenigen von Elastomeren erheblich überlegen sind, die nicht nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellt sind. Entsprechende Versuche mit Elastomeren, in die Molybdändisulfid lediglich in die Oberfläche eingearbeitet worden ist, zeigen, daß eine Verbesserung der Gleitreibungswerte insbesondere bei höherer Gleitgeschwindigkeit nicht erzielt werden kann, da bei höheren Drücken und größeren Gleitgeschwindigkeiten die lediglich in die Oberfläche eingearbeiteten Molybdän-

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disulfidteile schnell herausgerissen und verbraucht werden.

Das Neue besteht also darin, daß Molybdandisulfid gleichzeitig mit Silikonölen und/oder hochmolekularen Kohlenwasserstoffen in die Ausgangsstoffe der Polyurethane eingebracht, in an sich bekannter Weise mit überschüssigem Diisocyanat umgesetzt wird und die entstehende gießbare Schmelze mit bekannten. Vernetzern in den vernetzten Zustand übergeführt wird. Als besonders vorteilhaft hat es sich gezeigt, wenn als Kohlenwasserstoff bei dem Verfahren Hartparaffin benutzt wird.

Die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten elastischen Polyurethane eignen sich vorzüglich z. B. als Lagerbüchsen oder elastische Schalen für Kugelgelenke. Die im Dauerversuch gemessene Lebensdauer solcher Produkte übertrifft die bisher bekanntgewordenen Ergebnisse um ein Vielfaches.

Ausführungsbeispiel

1000g Polyester (Molekulargewicht 2000, Hydroxylzahl 50, Säurezahl 1) werden 1 Stunde bei 135° C im Vakuum entwässert. Anschließend gibt man 3 g Molybdändisulfid, Korngröße 0,5, 3 g handelsübliches Silikonöl und 2 g Hartparaffin zu. Unter Rühren fügt man 300 g Naphthylen-l,5-diisocyanat zu und läßt die Komponenten etwa 10 Minuten im Vakuum miteinander reagieren. In die Schmelze trägt man unter kräftigem Rühren innerhalb 1 Minute 70 g 1,4-Butandiol, welches 1 % trockenes H Cl-Gas enthält, ein und vergießt das entstandene Produkt in bereitgestellte geheizte Formen. Zur Überführung in den kautschukelastischen Zustand wird die Masse noch 24 Stunden bei.110° C,ausgeheizt und stellt nach dieser Zeit einen schwarz gefärbten elastischen Körper mit besonderen Oberflächeneigenschaften dar.

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung von Polyurethan-Elastomeren mit niedrigem Reibungskoeffizienten nach dem Gießverfahren durch Umsetzung von endständige Hydroxylgruppen aufweisenden Polyestern mit überschüssigem organischem Diisocyanat in Gegenwart von schmierend wirkenden Stoffen und anschließende Vernetzung unter Formgebung, dadurch gekennzeichnet, daß als schmierend wirkende Stoffe neben· Molybdänsulfid Silikonöle und/oder höhermolekulare Kohlenwasserstoffe verwendet werden. ■ .

2. Verfahren nach Anspruchl, dadurch gekennzeichnet,, daß neben Molybdänsulfid Hartparaffin verwendet wird.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschriften Nr. 831 772, 916118,
252;

USA-Patentschriften Nr. 2 686 155, 2 686156;
französische Patentschrift Nr. 1 056 226;
»Erdöl und Kohle«, 7 (1954), S. 156 bis 160.

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