DE1469832A1 - Lagermaterial und Verfahren zu dessen Herstellung - Google Patents

Lagermaterial und Verfahren zu dessen Herstellung

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Description

betreffend
Lagermaterial· und Verfahren zu dessen Herstellung
üs sind verschiedene Lager und Lagermaterialien Deicannt, die eine üoröse oder sicelettartige U-rundmasse mit eingebettetem Polytetrafluoräthylen aufweisen. Dieser Kunststoff wird mit Hilfe einer Disoersion eingebettet. Im allgemeinen werden jedoch nur die Oberflächenbereiche derartiger Lager mit Kunststoff imprägniert. Es wurde auch bereits versucht, die günstigsten Laufeigenschaften von Polytetrafluoräthylen bei ü-leitlagern dadurch nutzbar zu machen, daß oberflächliche Anstriche mit Hilfe einer Dispersion angewandt wurden. Diese Laufflächen
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3Ue Unterlagen (Art.78l Abs.2Nr.! Satz3
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entsprechen jedoch nicht den Anforderungen bei längerem Lauf und unter schwerer Belastung.
mit Polytetrafluoräthylen in der Lauf- oder Gleitschicht treten bekanntlich insofern Schwierigkeiten auf, als sich dieses Kunststoffmaterial mit anderen Materialien und insbesondere mit Metallen nicht oder nur unzureichend verbinden lässt»
Um diese Schwierigkeiten zu beheben, ist bereits nach der französischen Patentschrift 1 134 126 ein Lagermaterial bekannt geworden, bei welchem eine Vernetzung von Polyfluorchlorolefinen mit Epoxyharzen vorlag.
Die Erfindung bringt nun ein neues Lager und ein Verfahren zu dessen Herstellung. Das Lagermaterial besteht aus einem Gemisch von Polytetrafluoräthylen und Epoxyharz, wobei das Polytetrafluoräthylen entweder körnig oder faserig vorliegen kann. Das Lagermaterial kann in bekannter Weise einen Füllstoff, wie ein Metall oder Molybdändisulfid und/oder eine Verstärkungseinlage aufweisen; der Epoxyharzanteil soll 20 bis 40 % betragen.
Die Herstellung des neuen Gleitlagers gegeoenenfalls
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als Verbundlager angewandt t geschieht in-bekannter weise durch Verpressen des Gemischs der beiden Komponenten und im i?alle eines Verbundlagers durch Anwendung von Druck und Wärme zur Fixierung auf der Unterlage. Ist ein Lagermaterial mit faserigem Polytetrafluorethylen angestrebt, so wird das Gemisch der Komponenten vor der Verformung ^cherbeanspruchungen ausgesetzt.bis sich das körnige iJolytetrafluoräthylen in ein faseriges umgewandelt hat. Das Härten des Kt>oxyharzes kann in der Kälte, vorzugsweise jedoch in der wärme erfolgen. .
Das üDoxyharz soll sich bei der Zumischung des folytetrafluoräthylen^granulats im A- oder b-Zustand befinden, tis ist möglich, jedoch nicht erforderlich, ' das xOlytetrafluoräthylen noch zu sintern, z.B. Dei einer l'emOeratur von 30^ unö. 3öü°C.
Der Anteil an Epoxyharz in dem erfindungsgemässen Lagermaterial hängt vom Anwendungsgebiet des Lagermaterials und auch von den Herstellungsbedingungen ao. Im allgemeinen lässt sich ein Material mit 20 Gew,-% Epoxyharz einwandfrei durch Strangpressen und Kalandern verarbeiten. £s ist jedoch auch ein höherer Epoxygehalt z.B..üö bis 40 uew.-;o brauchbar. Dies gilt
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für modifiziert© fp gegenüber SfctMss«fer*lftMf, ' &A£»r*ohe£eii. uq& Haffcimg zeigen» In &!#§#© Fsli, oleo
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preehen.<i,er Mei,se 2wt§^iien Walizeia iäuf^, JCp dieses Arbeitsv^^ga^gee icjanii ;si.Gh aueto lie des Spoxyjiarzes iipiHiitt^^
In rnaacjaen Fäilen isfc es zweokmassig, die zwischeii igetallisehe© ,Stützmateerial ,
lal -dadurcto ?u yeiP'be^fe-^n^ daß aujf -d&e
eiji iCiLefesitoff, :Z*B, #iaj JE
BAD ORIGINAL
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entfernt werden.
Die Verdichtungs- und Scherkräfte, die für die Ausbildung der faserigen Struktur des Polytetrafluoräthylens erforderlich sind, können in verschiedener Weise aufgebracht werden, z.B. in Mischern und Knetern, die das zu verarbeitende Material hinsichtlich Scherkräften stark belasten. Vielfach wird man jedoch die Masse auf einem Walzenstuhl oder Kalander verarbeiten, um auf diese Weise direkt zu Folienmaterial zu gelangen. Diese Verarbeitung unter Scherkräften soll bei Temperaturen deutlich unter der Sintertemperatur des Polytetrafluoräthylens erfolgen. Das in die faserige Form übergeführte Polytetrafluorathylen in Spoxyharzeinbettung kann — man nun zerkleinern und auf die gewünschte Körnung sieben. Dieses Material wird dann, ohne daß noch eine Verarbeitungsstufe mit höherer Temperatur erforderlich-ist, für den Verwendungszweck geformt. Die einzige noch nötige Wärmebehandlung dient zum Aushärten des Epoxyharzes. Sie hängt ab von dem jeweils angewandten Epoxyharz. Selbstverständlichkann man auch kalthärtendes, also bei Baumtemperatur aushärtendes Epoxyharz verwenden. Wie erwähnt kann auch noch das Polytetrafluorathylen bei 300 bis 3800G gesintert werden.
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Die Erfindung wird anhand folgender Beispiele näher erläutert:
Beispiel 1:
Ein Gemisch von Epoxyharz und Härter ("Epikote 828 bzw. "Epikure D.D.M. von Shell) in einem Gewichtsverhältnis 100 : 27 in der B-Stufe wurde auf < 150 /U granuliert und mit körnigem Polytetrafluorathylen (Pluon CD. 1) im Verhältnis 20 : 80 verarbeitet. In diese Masse wurde auf 400 g 116 cm-' eines Gleitmittels (Shell Eisellaöl) in 20 cnP Petroläther(siedebereich 100 bis 1200G) eingemischt und unter einem Druck von 0,35 kg/mm' zu einem Rohling geformt und dieser mit einer Geschwindigkeit von etwa 22,8 cm/min zu einer Stange - Durchmesser 8 mm- stranggepresst.
Die Stange wurde nun zu Bändern mit einer Stärke von 0,127, 0,25^ und 0,508 mm bei einer Geschwindigkeit von 3 bis 12 m/min gewalzt. Das Gleitmittel wurde dann mit Tetrachlorkohlenstoff entfernt.
Die Bänder wurden auf ein mit Stahlsand abgeblasenes und fettfreies Blech aus weichem Stahl bei einem Druck von 3 kg/mm in 10 min bei 135 bis 15O0G aufgepresst und 5 min bei 3^0 bis 35O0G gehalten.
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Dieser Schichtwerkstoff wurde dann zu Scheiben für Drucklager verarbeitet.
Beispiel 2:
100 Gewichtsteile Epoxyharz ("ßpikote 828"), 27 Gewichtsteile Härter ("ßpikure D.D.W.") und 60 Gewichtsteile Graphitpulver, wobei das Harz in der B-Stufe war, wurden auf eine Teilchengrösse von 150 bis 250 /U zerkleinert.
Anstelle des hier verwendeten Härters und Füllstoffs kann man andere Härter und Füllstoffe verwenden z.B. MoIybdändisulfid, Bronze, Blei oder Asbest»
20 Gewicht stelle dieses Granulats und 8ü Gewichtsteile Polytetrafluoräthylengranulat wurden nach Beispiel 1 auf ein Blech aus etaer Aluminiumlegierung aufgewalzt- Dieser SeMchtMerketoff eignet sich für Zylinderbuchse»· Anstelle des Särters !sonnen auch 14,5 Gewichts teile eijaem maämren Härfeers I "iäpikure Ά*Ρ*&0*) angewamlt werden.
4*0 Teile Harz tier B-^fcaaTe -maä. 6.0 ϊ*11« PoIysaaeäa
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und aus dieser Masse eine 0,^-6 om starke Folie hergestellt, diese auf ein gereinigtes Blech aus weichem Stahl bei einem Druck von 1,5 kg/mm in : 3 min bei 14O°C aufgewalzt und 3 min bei 2000C, 3 min bei 300°C und schließlich 5 min bei 35O0G unter Druck gehalten.
Beispiel
100 Teile Molybdändisulfid wurden in 100 Teile Epoxyharz ("Epikote 828") bei Raumtemperatur verteilt, dann 20 Teile flüssigen Härter ("Epikure Z") zugegeben und die Masse auf Schalen gegossen, die mit Zellophanfolie ausgekleidet waren. Es wurde 10 min auf etwa 1000C erwärmt; beim Abkühlen gekliert die Masse. Dieses Harz der B-Stufe wurde auf ^ 250 /U zerkleinert und mit Polytetrafluoräthylengranulat des Beispiels 3 vermischt.
Dieses Beispiel kann abgewandelt werden, indem als Härter 5 Gewichtsteile Bortrifluorid angewandt wurden; das Gelieren erfolgte nach 1 h bei 1000C.
Bei Verteilung dieser Hasse auf ein Verbundlager waren 15 min bei 14ö°C zu» Aushärten erforderlich.
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Beispiel 5:
100 Gewichtsteile Epoxyharz ("Bakelite 201") in der B-Stufe mit 8,6 Teilen Bortrifluorid-Piper^idin-Komplex und 50 Gewichtsteilen Molybdändisulfid, 5 Gewichtsteilen Asbestpulver und 5 Vol.-% Bleipulver wurden auf -<L 250 ,u granuliert und auf 55 Gewichtsteile dieses Granulats 45 Gewichteteile Plytetrafluoräthylengranulat eingearbeitet. Dieses Material eignete sich zur Herstellung eines Verbundlagers entsprechend Beispiel 3·
Beispiel 6:
Ein Granulat von 63,3 Gewichtsteilen Epoxyharz der B-Stufe ("ünox-Epoxyd 207") mit 30 Gewichtsteilen Maleinsäureanhydrid, 6,7 Gewichtsteilen Trimethylolpropan und 30 Gewichtsteilen Graphit wurde mit einem Polytetrafluoräthyl engranulat verarbeitet. Auch dieses Material läßt sich als Verbundlager (wie Beispiel 3) anwenden.
Beispiel 7:
100 Teile festes Epoxyharz ("Epikote 1001") wurde auf <C250 /U granuliert, mit 10,5 Teilen Härter ("Epikure D.D.M.") versetzt und zu dem ganzen 60 Teile Molybdändisulf id und 187 Teile Polytetrafluoräthylen zugesetzt. Die Masse wurde auf ein Stahlblech verteilt, bei einem Druck von 0,78 kg/mm2
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bei 134°C 5 rain, bei 2000C 10 min und bei 35O0C 5 min gehärtet.
Beispiel 8:
27 Gewichtsteile Härter ("Epikure D.D.M.") wurden auf 80 bis 1000C erwärmt und eine ungefähr gleiche Menge Epoxyharz ("Epikote 828") gründlich eingemischt und dann der Rest des Harzes auf 100 Gewichtsteile zugefügt und noch 12 Voi-Teile Graphitpulver eingerührt. In einem Flügelmischer wurden dann 56 Vol.-Teile obigen Epoxyharzgemischs mit 12 VoI-Teilen Graphit in 32 Vol.-Teile Polytetrafluorathylengranulat eingebracht und weitere 10 min gemischt. Die Masse wurde dann in eine flache Schale gegossen und konnte über Nacht gelieren. Sie wurde dann zerkleinert auf eine Teilchengrösse von etwa 5 mm. Man erhielt eine trockene, faserige Masse, die sich einfach formen ließ. Das Formen geschieht unter Einwirkung von Wärme und Druck, z.B. in 5 bie 30 min bei 150°Cbei einer Druckbelastung von etwa 0,8 bis 3 kg/mm2.
Beispiel 9:
Nach Beispiel 8 wurde eine faserige Masse von Polytetrafluoräthylen in einem Epoxyharz hergestellt. Die Masse wurde auf eine Folie mit einer Stärke von
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ca. 0,5 mm in einem Walzenstuhl gepresst; sie diente zur Heriellung eines Verbundlagers geringer Reibung und hoher Versohleissfestigkeit, indem man sie auf Bänder von mit Stahlsand abgeblasenen und entfetteten Aluminiumlegierungen oder Stahl in 5 min bei 1500C unter" einem Druck von ca. 0,8 kg/mm aufpresste.
Die Folie aus Lagermaterial wurde auch auf ein Gewebe-verstärktes Phenolformaldehydlaminat aufgezogen, indem sie auf eine oder mehrere Schichten von vorimprägniertem und ausgehärtetem Gewebematerial auf gebracht und 5 bis 30 min bei 140 bis l60°G und einem
2 Druck von etwa 0,4 bis 1,5 kg/mm aufgepresst wurde. Es wurde dann das Phenolharz unddas Epoxyharz gleichzeitig ausgehärtet.
Beispiel 10:
In Sinne des Beispiels 8 oder 9 wurde eine Hasse aus 46 Vol.-Teilen Epoxyharz, 12 Vol.-Teilen Graphit in Fora von Pulver oder Flocken, 10 Vol.-Teilen Bleipulver und 32 VoL-Teü» Poly te traf luoräthylen verarbeitet.
Anstelle von Graphit kann man auch Molybdändi-
sulfid anwenden.
Patentansprüche
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Claims (8)

S 1*69832 PATKNTANW IM« 27. Mai 1968 Patentansprüche .
1. Gleitlager oder Lagermaterial auf der Basis von Polytetrafluoräthylen gegebenenfalls mit Füllstoff und Verstärkungseinlage, dadurch g e k e η η ζ ,e i c h η e t , ·■·- daß ein feinteiliges Gemisch von Polytetrafruoräthylen und einem Epoxyharz vorliegt.
2. Gleitlager oder LagermaterläL nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß das Polytetraf luoräthylen in körniger Form in obm Epoxyharz eingelagert ist.
3. Gleitlager oder Lagermaterial nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Polytetrafluorethylen in faseriger Form in dem Epoxyharz eingelageriist.
4. Gleitlager oder Lagermaterial nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet , daß 20 bis kO % dee Lagermaterials Epoxyharz sind.
5. Gleitlager oder Lagermaterial nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Füllstoff ein Metall oder Molybdän!sulfid ist.
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31ΙΘ Unterlagen (Art 7 § I Abs. 2 Nr. I Setz 3 des Änderungsges. v. 4,9-196
ΙΛ lA-22 589
- * - U69832
6. Verfahren zur Herstellung der Gleitlager oder Lagermaterialien nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß man das Gemisch von Polytetrafluoräthylen und Epoxyharz in an sich bekannter Weise verpresst und gegebenenfalls zu einem Verbundlager verarbeitet.
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet,- daß man das Pulvergemisch zur Sinterung des Polytetrafluoräthylens erhitzt*
8. Verfahren zur Herstellung des Gleitlagers nach Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet , daß man das Pulvergemisch einer Scherbeanspruchung aussetzt, bis das Polytetrafluoräthylen in faseriger Form überführt ist, und dann das Lagermaterial formt und härtet.
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