DE1519010A1

DE1519010A1 - Materialien geringer Reibung

Info

Publication number: DE1519010A1
Application number: DE19641519010
Authority: DE
Inventors: Paulus George F
Original assignee: Acheson Industries Inc
Current assignee: Acheson Industries Inc
Priority date: 1963-11-05
Filing date: 1964-11-05
Publication date: 1969-11-13
Also published as: GB1031406A

Description

Aoheson Industries, Inc., Port Huron, Michigan, USA Materialien geringer Reibung

Die Erfindung betrifft Massen zur Herstellung von Schutsüberzügen mit guter Haftung an der Unterlage und geringer Reibung.

Die Massen der Erfindung sind fließfähige Dispersionen, die auf eine Unterlage aufgebracht werden können, um überzüge mit ausgezeichneter Haftung, geringer Reibung, starker Wasserabweisung, Abnutzungsbeständigkeit und Zähigkeit herzustellen, oder zu starren und zähen Formkörpern geringer Reibung verarbeitet werden können.

Die fließfähigen Dispersionen der Erfindung enthalten insgesamt mehr als 50 Ggw.-# Feststoffe, und 5 bis 75 Oew.-ji der gesamten

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Feststoffe bestehen aus einem waohsartigen festen Pluorkohlenstofi polymerisat, wie weiter unten definiert, mit einem Molekulargewicht von 1500 bis 15 000 und 25 bis 95 Gew.-# aus einem wännehärtenden Harz. Diese Dispersionen sind hol Temperaturen unter denen, bsi denen die Harze reaktionsfähig werden, fließfähig und sind lagerungsetabll.

Die bevorzugten Massen gemäß der Erfindung sind bei Zimmert empen· tür fließfähig aber praktisch frei an einem Lüsungsmittol für" das Harz und enthalten insgesamt 80 biß 100;* Feststoffe. Durch Zugabe geeigneter Katalysatoren, Anwendung von Wanne oder unter anderen Bedingungen, die eine Vernetzung oder Polymerisation dos Harzes verursachen, kann man die fließfähige Dispersion zu Jeder gewünschten Form, beispielsweise zu dünnen überzügen auf Oberflächen, Innerhalb einer Form zu festen oder nahezu festen Formkörpern oder als Kitt erstarren lassen.

Die Fluorkohlenstoffpolymerisate von niedrigem Molekulargewicht, die eich für eine Verwendung gemäß der vorließenden oSi-rindüng • eignen, sind wachsartige, noiinalerweise feste Fluorkohlenstoffpolymeriaate mit einem Molekulargewicht in doni Bc?reich von 1200 bis 15000, einem kristallinen Schmelzpunkt in dein Bereich von 2'& bis 33KFC, einem Chlorgehalt von 0,05 bis 2 dew.-# und einen Wasserstoffgehalt von 0,05 bis 2 Gew,-#. Sie sind im wesentlichoi nicht-destilllerbare, offenkettige, hoch kristalline Reaktloiis-

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produkte von 1 Mol Tetrafluoräthylen, einer Lösung von O₄Ol bis 0,6 Mol eines aktiven Telogens und 1,7 bis 15 Mol Trichlortrifluoräthan in Gegenwart von 0,05 bis 5 Gew.-#, bezogen auf das Tetrafluoräthylen, an einem freie Radikale bildenden Katalysator. Diese Polymerisate habön epezifisohe Infrarotverhältnisse bei 3,4μ von 0,05 bis 3,5 und bei 10,4μ von 0,5 bis 2,0 und bilden tafelartige, lamellenartig angeordnete Kristalle. Diese Polymerisate werden in den Dispersionen der Erfindung vorzugsweise in der Form fester, feiner Teilchen mit einer Größe in dem Bereich von 1/2 bis 10μ und einer mittleren Teilchengröße von 5μ oder W darunter verwendet. Diese Fluorkohlenstoffpolymerisate können unte, Anwendung der in der USA-Patentschrift 2 540 088 beschriebenen Telomerisierungstechnik hergestellt werden, und Telogene, die sich für ein solches Verfahren eignen, sind beispielsweise tertiäre Kohlenwasserstoffe, aliphatische Äther mit α-Wasserstoffatomen, tertiäre aliphatisch« Amine, aliphatisch^, ein α-Wasser-Stoffatom enthaltende Alkohole, zweiwertige aliphatische Schwefelverbindungen, aliphatische, ein o-Wasserstoffatom enthaltende Carbonylverbindungen und Dialkylphosphite und Dialkylamide. Ge- ^ eignete Katalysatoren sind beispielsweise diejenigen, die bei einer Temperatur von'75 bis 200⁰C freie Radikale bilden, wie die organischen Peroxyde und Azoverbindungen. Eine bevorzugte Gruppe soloher Polymerisate bilden diejenigen mit einem mittleren Molekulargewicht in dem Bereich von 4000 bis 8000, wobei die derzeit besten Ergebnisse mit solchen Polymerisaten mit einem mittleren Molekulargewicht von etwa 6000 erzielt wurden. Der Ausdruck

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"waehsartige, feste Fluorkohlenstoffpolymerisate" wird für derartige Polymerisate verwendet.

Es wurde auch gefunden, daß die oben beschriebenen wachsartigen, festen Fluorkohlenstoffpolymerisate lh den Dispersionen der Erfindung im Gemisch mit fein verteilten Teilchen von Polyterafluoräthylen von hohem Molekulargewicht über etwa 500 000 und einer Teilchengröße von vorzugsweise in dem Bereich von 0,1 bis 2μ, wie sie nach dem beispielsweise in den USA-Patentschriften 2 534 058 und 2 478 229 beschriebenen Verfahren erhalten werden, verwendet werden können. Solches fein verteiltes Polytetrafluo?- äthylen mit hohem Molekulargewicht 1st in der Form wäßriger Suspen· βIonen Im Handel erhältlich, und es wurde gefunden, daß bei Zumischung dieser Polymerisate zu den oben beschriebenen Fluorkohlenstoff polymerisat en von niedrigem Molekulargewicht Massen mit weiteren erwünschten Eigenschaften erhalten werden. Die PoIytetrafluoräthylenpolymerlsate von hohem Molekulargewicht können in Mengen bis zu dem Gewicht des Fluorfcqhlenstoffpolymerisats von niedrigem Molekulargewicht verwendet werden. Die Verwendung des Polyteträfluoräthylens von hohem Molekulargewicht ist gewöhnlich Jedoch nur in solchen Dispersionen möglich, die nicht durch die Anwesenheit von Wasser unerwünscht reaktionsfähig oder instabil werden, sowie in Dispersionen, die für die Aufbringung und Aushärtung dünner Überzüge bestimmt sind.

Die Ausdrücke "wärmehärtbare Harze" und "wärmeHErbende Harz3^w

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sind in ihrem übliohen Sinn zu verstehen, d.h. sie umfassen alle diejenigen Klassen von modifizierten oder nicht modifizierten Harzen und Kunststoffen und Gemischen davon mit damit verträglich Zumischungen, die durch Erhitzen, Oxydieren oder weiteres Polymerisieren zu einem dauerhaften Zustand bzw. ihrer endgültigen Form aushärten. Dazu gehören Phenolharze, Epoxyharze, Polyesterharze, Polyurethane, Aminoharze, Purfuralharze, wHircehärtende Siliconharze und wärmehärtende Acrylharze* Die neuen fließfähige; Dispersionen enthalten entweder Harze, die bei Ziirraertcmperatur fließfähig oder bei einer Temperatur unter derjenigen, bei der sie aushärten oder polymerisieren, schmelzbar sind bder fließfähig sind, weil sie eine mit dem wärraehärtbaren Kunststoff verträgliche monomere Verbindung, die mit dem wärraehärtbaren Kunststoff ein Mischpolymerisat zu bilden vermag, enthalten, Beispiele für derartige verträgliche nionoinere Verbindungen sind Styrol und Diallylphthalat für eine Verwendung mit Polyestern und D-iallyläther, ButylglycidylKther und Styroloxyd f ür eine Verwendung mit Epoxyharzen« Für spezielle Zwecke können gewünschtenfalls auch andere monomere Verbindungen verwendet werden. wärmehärtbare Harze, die nur solche flüssigen verträglichen monomeren Verbindungen enthalten, bilden Massen, die entweder 10Q# Feststoffe oder praktisch iOO# Feststoffe enthalten, und diese Hassen haben sich als besonders wertvoll für die Herstellung von festen Gegenständen, beispielsweise Preßlingen, QIeQ-lingen oder Kitten, erwiesen.

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Für die Dispersionen der Erfindung verwendbare Phenolharze sind beispielsweise die Kondensationsprodukte von Phenol oder Phenolen, wie Kresol, Resorcin oder Butylphenol, mit Aldehyden, wie Formaldehyd oder Furfural« und Phenolharze, die beispielsweise mit Kolophonium, Kolophoniumestern oder Alkyden modifiziert sind.

Zu den Aminoharzen gehören die beiden bedeutenden, sich von Harnstoff bzw. Melamin ableitenden Gruppen. Die Harnstoff/Fornialdehyd-Harze sind die Kondensationsprodukte von Harnstoff und Formaldehyd oder seinen Polymerisaten und die Melaminharze sind die Kondensationsprodukte von Melamin und Formaldehyd. Die letzteren eignen sich besonders gut für eine Verwendung in solcher. Dispersionen gemSB der Erfindung, die für die Herstellung von Übeζ zügen auf Leder oder anderen biegsamen Unterlagen oder für die Herstellung von Gegenständen, die gegen heißes Wasser beständig sein müssen, verwendet werden sollen.

Polyester sind sowohl gesättigte als auch ungesättigte Ester und Polyester mehrbasischer Säuren mit mehrwertigen Alkoholen, wie beispielsweise die Ester von Malein-, Fumar-, Phthal- oder Adipinsäure mit einem Olykol, Glycerin oder Sorbit. Diese Polyester können beispielsweise mit Phenolharzen oder verschiedenen trocknenden oder halbtrocknenden ölen modifiziert werden.

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Die Epoxyharze sind die Kondensationsprodukte von Eplchlorhydrin jnlt Bisphenolen oder bif unkt ioneilen, hydroxylgruppenhalt igen Verbindungen. Diese Polymerisate können beispielsweise mit Polyestern, Phenolharzen und gewlscen Fettsäuren modif iisiort werden.

Die Polyurethane sind die Reaktionsprodukte eines Polyesters oder Polyäthers mit einem Isooyanat, die so gewählt werden, daß sie zu einem festen Film aushärten« vorzugsweise die Umsetzungsprodukte eines gesättigten Polyesters mit einem 2,4-Toluylen-di- ™ isooyanat oder seinen Derivaten.

Geeignete Silioone sind die wärmehärtenden Alkylsillcone, wie Methylsilicon,mit einem Verhältnis Gll^/Bl zwischen etwa JL, 2

und 1,5, oder Äthylellicone mit einem Verhältnis C^i^/Si awisohea etwa 0,5 und etwa 1,5 oder die Alkyl-aryl-Gilicone mlb bostinimfceii Mengen an Alkyl- und Arylgruppen, mit denen gute Haftung und festigkeit erzielt werden, beispielsweise Methylphenyl-cilicon mit etwa gleichen Mengen an Methjl - und Phenylgruppen und einem ** Verhältnis zu Si von etwa 1,8.

Die Purfuralharze sind die Reaktionsprodukte von Furfuiylalkohol mit sauren Katalysatoren und von Furfural mit Anilin, Ketonen und Phenolen,

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Die wärmehHrtbaren Acrylpolymerlsate sind Mischpolymerisate monomerer Verbindungen, wie Kthylacrylat, Methylmethaorylat und Methacrylsäure,

Wie oben erwähnt, sind die Dispersionen der Erfindung vorzugsweise lösungsmittelfrei. Für gewisse Anwendungen und Formen, beispielsweise mit wärmehUrfcenden Harzen oder Polymerisaten, die Feststoffe sind, oder in solchen Konzentrationen, daß sie für ihre letztliehe Verwendung, beispielsweise für die Herstellung von überzügen durch Aufsprühen oder Auf strelohen, noch mit weiterem Lösungs- oder Verdünnungsmittel verdünnt werden müssen, können die Dispersionen ein Lösungs- oder Verdünnungsmittel in soiJiier Menge enthalten, daß ihr Qesamtfestc offrenalt 60 bis 65 Gew,-# ocl'?i gar bis herunter zu wenig über 30 Gew.,-<£ beträgt.

Die Mengenverhältnisse von wärraehärtbareri Harzen zu festen Fluorkohlensfeoffpolyrrierii-s.-r-n können je nanI- dem Verwendungszweck der Dispersion in weiten Grenzen, beispielsweise zwischen etwa und etwa 75 Qew.-jS der gesamten Feststoffe an Fluorkohlenstoffpolymerisat und etvre 25 bis etwa 95# an dem wa'nnehärtbaren Harz variieren. Durch Variieren der relativen Mengen an Fluorkohlenstoffpolymsrisat und reaktionsfähigem Harz innerhalb dieser Bereiche können die Eigenschaften der aus den Dispersionen hergestellten überzüge und Formkörper, wie Reibungskoeffizient, NetzbarkeIt, Flexibilität und Abriebfestigkeit, variiert werden. Die optimalen Eigenschaften der fertigen überzüge oder Formkörper

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können durch Prüfen unter den Verwendungsbedingungen, wenn die letztliche Verwendung bekannt ist, ermittelt werden.

Bisher wurden die besten Ergebnisse erzielt, wenn daß feste Fluorkohlenstof !polymerisat in einer Menge in dem Bereich von etwa 10 bia etwa 50 Gew.-^ und das wärmshärtbare Harz in einer Menge in dem Bereich von etwa 50 bis&wa 90 Gew.-^, bezogen auf die Gesamtmenge an Peststoffen in der Dispersion, verwendet wurden.

Die Dispersionen, gemäß der Erfindung können auch noch andere Materialien, wie Füllstoffe« Pigmente und färbende Kittel enthalten, solange deren Menge nicht verhindert, daß durch Aushärten des reaktionsfähigen Harzes eine feste Bindung mit den darin dispergierten Fluorkohlenstoffteilchen und mit der Oberfläche des Trägers, wenn ein überzug gebildet wird, entsteht oder die mechanischen Eigenschaften der gebildeten Formkörper verschlechtert werden* Diese weiteren Bestandteile der Dispersionen sollen auch von solcher Art und in solcher Menge anwesend sein, daß sie das Gleit- oder Schutzverraögen der überzüge oder Formkörper nicht zerstören. Es ist möglich und in manchen Fällen auch erwünscht, den Dispersionen faste, fein verteilte Materialien, dl« die Zugfestigkeit, Kaltfließfähigkeit und ähnliche mechanische Eigenschaften der gehärteten Dispersionen verbessern, zuzusetzen. Diese Armierungsmittel sind beispielsweise Materialien, wie fein

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verteiltes SilLeiumdioxyd, Asbeatfasorn, Glasmehl und -fasern, Ruß oder Graphit, ivietallfasern und Zellulosefasern.

Die Fluorkohlenstoffteilchen wirken, wenn sie durch das reaktionsfähige Harz an einen Träger oder zu einem Formkörper gebunden sind, als feste Schmier- oder Gleitmittel, die fest verankert sind und unter den verschiedensten Reibungsbeanspruohungen ihren Platz behalten. Be ist auch möglich und in manchen Fällen sogar erwünscht, den Dispersionen noch andere feste Teilchen mit Schmier- oder Gleitwirkung zuzusetzen. Derartige Materialien sind beispielsweise Graphit, Molybdändisulfid, Wolframdieulfid, Bornitrid, Talkum., Vermiculit, Silbersulfid und Bleimonoxid In feiner Vertllung.

Farbstoffe, Figtne itö und andere Zusätze sind vorzugsweise in Mengen von nicht mehr als 10 Gew.«# der gesamten Feststoffe in den Dispersionen enthalten. Armierungsmittel sind vorzugsweise in Mengen von nicht mehr als 10 Gew.-jS der gesamten Feststoffe enthalten, und Oiaphit, MolvbctSndisulf id oder andere feste Gleit oder Schmiermittel sind vorzugsweise in Mengen von nicht mahr als 40 Gew,-# der gesamten Feststoffe anwesend,

Trägermateriäien, die mit Überzügen aus den Dispersionen gemäß der Erfindung versehen werden können, sind beispielsweise Metalle* Glas, Gewebe, Holz und Kunststoffe. Die mit den Überzügen zu

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I O I 3 U I U

versehenden TrKger Bussen beständig sein gegenüber den Temperature·. die bein Härten der überzüge auftreten» wenn bei der Härtung ein Temperaturanstieg erfolgt. Duron die Verwendung von Härtungskatalysatoren wird die Verwendbarkelt der Dispersionen erhöht, weil die Anzahl an verwendbaren Trägermaterialien erhöht wind. Öle Haftung der überzüge kann in allgemeinen verbessert werden, tmm man die mit den überzug zu vereehenden Oberflächen des Trägers sunMohst beispielsweise durch Dampf ent fettung, mechanischen Abrieb oder Sandblasen reinigt und aufrauht. Wenn der Träger ein Metall ist« kann eine Obarflttohenkonditionierung duroh Bildung von überzügen, beispielsweise von Metall-phosphat, -oralat, -02:73 oder «sulfld« oder duroh Ätzen mit Saure, über::: ;> η r .- T:.- \iit u.dgl. vorangehen. FOr manohe Zwecke kann es erwünscht; c»in, ein.; Zwißihensohioht oder Qrundierung zwischen den Träger und die überzüge der Erfindung aufzubringen. Dabei ist die Art der Grundierung nicht wesentlich. Sie kann beispielsweise aus üblichen Yerslegelungsmitteln, beispielsweise Holz^rci.eicelungsmitteln, wenn der Träger aus Holz besteht, oder aus Lösungen deß in der Dispersion anwesenden wKrmehärtbaren Harzes oder eines ähnlichen oder Kunststoffs bestehen.

\ neuen Dispersionen können auoh für die Herstellung von Forir.-If'vpern, wie freitragenden Filmen, freistehenden Giefllineen, v:ie Blocks und Zylindern, und gegossenen Formkörpern auf Tragteilen, die aus Holz, Metall oder wRimehärtenden oder thermoplastischen Kunststoffen bestehen können, verwendet vrerden.

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ι s ι au ι υ

Die Dispersionen der Erfindung können duroh Katalysatoren, durch Kombination von Wärme und Katalysatoren oder in manchen Fällen duroh Wärme allein ausgehärtet werden. Die erforderlichen Erhitzungsbedingungen sind allgemein diejenigen» dl· ein« vollständige Polymerisation des Harzes in der kürzesten Zelt und ohne nachteiligen Einfluß auf den Träger bewirken. Je höher die Temperatur ist« desto kürzer ist im allgemeinen die sun Aushärten erforderliche Zeit. Wenn ein Katalysator verwendet wird« so 1st dieser ein Üblicherweise zum Härten d«s verwendeten wärmehärtenden Harzes verwendetes Material* Solche Katalysatoren sind beispielsweise die in großem Umfange für die Polymerisation v>n Polyestern verwendeten organischen Peroxyde und die in großem . Umfange für die Polymerisation der Epoxyharze verwendeten Amine oder Säuren.

Die Härtungstemperaturen und -selten sowie Art und Menge an Katalysator hängen von den für den Überzug oder Formkörper erwünschten Eigenschaften und dem verwendeten reaktionsfähigen Harz oder Kunststoff ab. Die optimalen Bedingungen können leicht duroh Prüfen unter den Verwendungsbedingungen, wenn die Letztverwendung bekannt ist, ermittelt werden.

Die aus den Dispersionen hergestellten überzüge können in verschiedener Dicke auf den Träger aufgebracht werden. Für die meisten Zwecke wird mit überzügen mit einer Dicke von etwa 0,019 mm eine

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zufriedenstellende Oberfläche geringer Reibung erhalten, während für andere Verwendungszeoke, wo die Oberflächen stetiger Abnutzung oder Erosion ausgesetzt sind« ein Überzug mit einer Dicke von mehreren cm aufgebracht werden und zufriedenstellende Eigenschaften haben kann. FUr die meisten Zwecke werden vorzugsweise überzüge mit einer Dicke von 0,019 oder 0,025 mm bis zu 0,50 mm hergestellt» Bin wesentlicher Vorteil der Dispersionen der Erfindung liegt darin« daß verhältnismäßig dicke überzüge aus ihnen hergestellt werden-können. Derart dicke überzüge, die glatt und frei von Rissen sind« können durch einmaliges überziehen des Trägers oder gewUnsohtenfalls durch Aufbringen mehrerer dünner Schichten und Trocknen oder Härten joder Schicht, bevor die nächste aufgebracht wird» aufgebracht werden«

Die Dispersionen der Erfindung können« wie erwähnt» auoh durch Preßverfonnen, Gießen und Hhnliohe Methoden zu festen Fonnkörpern verarbeitet werden. Bs können auch zusammengesetzte Gegenstände aus einem Gieß line oder Preßling aus einem Harz oder Kunststoff« ohne Teilchen aus niedrig molekularem Fluorkohlenetoff mit einem überzug aus einer Dispersion gemäß der Erfindung versehen werden. Dabei wird zur Herstellung des Preß lings oder Gieß lings vorzugsweise das gleiche Harz oder der gleiche Kunststoff verwendet, das bzw. der in der Überzugodisperslon anwesend 1st« und besonders wertvolle Gegenstände dieser Art Herden unter Verwendung der oben genannten Epoxyharze und Polyester erhalten.

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Zylindrische Scheiben mit guten Eigenschaften wurden durch Gießen der Dispersionen in Metallformen mit einem Grundfläohenradius von 2,5 on und einer Höhe von 1,25 cm erhalten. Die Größe der herstellbaren Gegenstände unterliegt aber keiner anderen Beschränkung als derjenigen, daß die reaktionsfähige Komponente nach dem (Hessen außhärtbar sein muß. Form und Größe der Gegenstände werden von dem Verwendungszweck bestimmt. Die Gleitfähigkeit der gehärteten Massen erleichtert die Entnahme der Gegenstände aus den Formen und Matrizen sehr wesentlich.

Die folgenden Beispiele veranschaulichen die Erfindung. Teile beziehen sich auf das Gewicht.

Beispiel 1

Eine Dispersion wurde hergestellt, indem 40 Teile Tetrafluoräthylenpolymerisat von niedrigem Molekulargewicht von etwa 2000, einer Teilchengröße von etwa 5μ> einem spezifischen Gewloht von 2,09 g/onr, einem Erweichungspunkt von 218¹C und einem kristallinen Schmelzpunkt von 279⁰C mit 60 Teilen flüssigem Epoxy« harz ("Epon" 828) bis zur völligen Einheitlichkeit miteinander vermischt wurden. Dieser Dispersion wurden 8 Teile Triäthylentetr; rain zugemlsoht, und man erhielt eine einheitliche sehr viskose Flüssigkeit. Diese Flüssigkeit wurde dann auf die Oberfläche eine; Eichenbrettes von 7,5 χ 30 cm, das zuvor mit einem Überzug aus einem üblichen Holzversiegelungsmittel versehen war, aufgestriehen. Das mit dem überzug versehene Brett wurcfe in einem

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Ofen drei Stunden bei einer Temperatur von BSfQ gehärtet, aus den Ofen entnoanen und in der Luft gekühlt. Danach zeigte sioh, dal die Oberfläche des Brettes alt einen glatten, ziemlich harten, nit Wasser nicht benetzbaren, fast haftenden FlIn alt einer Monte von 0,5 mn, der aus einem Netzwerk von Teilchen 'aus niedrig molekularem Tetrafluoräthylen, die gleiohnäfiig in einen eueasnenhängenden Epoxyharzfilm verteilt waren, bestand, überzogen war. Der statische Reibungskoeffizient des gehärteten Überzuges betrug 0,23, während der eines sonst gleichen Überzuges jedoch dme TetrafluoräthylenpolymeriBat 0,39 betrug.

Das Epoxyharz "Bpon" 888 1st der Diglyoidyläther von Bisphenol alt einen Sohaelzpunkt (bestimmt nach Durrans Quecksilbermethode) von 8-12V, einer maximalen Gardner-Farbe von4> einer Oardner-Holdt-Viskosität yoa Zg-2g und einen Ipoxydäquiralent (g Harz, die ein arenmäqulvalent Epoxyd enthdben) von 185-192, einen spezifischen Oewioht von 1,23 g/oor und einem Brechungs index von 1,573· Es kann von der Shell Chemical Co. bezogen werden.

Beispiel 2

Eine einheitliche Dispersion wurde hergestellt, wie in Beispiel 1 beschrieben, wobei Jedoch 16 Teile TetrafluorSthylenpolymerisat mit einem Molekulargewicht von etwa 3000, einer Teilchengröße von etwa 5μ, einem spezifischen Gewioht von 2,16 und einen Brweiohungspunkt von 266⁴V mit 184 Teilen "Epon" 828 vennisoht wurden. 26 Teile Tetraäthylenpentamln wurden als Katalysator

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zugesetzt· Ein mit dieser Diopersion wie in Beispiel 1 auf Holzplatten aufgebrachter und gehärteter, übersug war ein harter, gut haftender: Film von weitgehend gleichen Eigenschaften Jedoch härter als der von Beispiel 1. Sin Teil derselben Dispersion wurde in zylindrische Aluminiumfonnen mit einem Radius von&5om und einer Höhe von 1,25 am gegossen. Die Hasse härtete in einer Stunde bei Zimmertemperatur aus. Der gehärtete Formkörper wurde durch leichten Druck aus der Form genommen. Es war eine Sohelbe aus einer Matrix aus gehUrtetem Harz« in dem gleich mäßig feine Partikeln von Tetrafluoräthylenpolymerisat dispergiert waren. Die Scheibe war hart und fühlte sich beim Reiben schlüpfrig an.

Beispiel 3

Eine Dispersion wurde hergestellt, indem man 25 Teile des niedrig molekularen Tetrafluoräthylenpolymerisats von Beispiel 1 mit 50 Teilen monomerenfrsiem Polyester ("CoRszyn" 3) vermischte, bis eine gleichmäßige viskose Flüssigkeit erhalten war. 25 Teile Styrol wurden gleichmäßig eingemischt, wobei die Dispersion fließfähiger wurde. In diese Dispersion wurden noch 0,5 Teile Kobaltoctoat und 2,0 Teile Msthyl-Ufchyl-lceton-peroxycl εΐε Katalysator eingemischt, und c'.ie D:lsp9r'ßion wiräe dann auf Holztafeln aufgestrichen. Sie härtete in sv/el Stunden bei Sircmertempsratur aus. Der gebildete Überzug war hart, schlüpfrig und gut haftend.

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"CoRezyn" 5 ist ein viskoser Polyester auf Grundlage von Orthophthalsäure, der einen Inhibitor enthält und die folgenden Eigenschaften besitzt: Ieloht bernsteinfarben, spez. Gewicht 1,23 g/cnr, Viskosität bei 25% über 10 000 ops und bei 3*^rC 10 000 bis 12 000 ops Er kann von der Commercial Resins Division der Interplastio Corporation bezogen werden»-

Beispiel 4

unter Verwendung von 42 Teilen des Pluorkohlenstoffpolymerisets von Beispiel 1 und 58 Teilen eines Fui'furalesters ("Karfco*¹ 4-V&) wurde eine Dispersion hergestellt« wie in Beispiel 1 beschrieben. Diese einheitliche Dispersion wurde dann mit 20 Teilen ρ-Toluolsulfonsüure (5Q#-ige Lösung in Toluol) vermischt. Diese katalysierte Dispersion wurde wie in Beispiel 2 in Metallfoimen gegossen und in einen Ofen von 93*C gestellt. Nach einer Stunde wurden die gefüllten Fonnen aus dem Ofen entnommen und die gehärteten Scheiben überprüft. Es waren harte, glatte aber etwas spröde Gießlinge aus feinen Tetrafluoräthylenpolyraerisatteilchen, die gleichmäßig in dem gehärteten Harz dispergiert waren.

^1fKarbo 4-4A" ist vermutlich ein Purfural/Alkohol-Harz, «las hergestellt wird, wie in der USA-Patentschrift 2 681 896 beschrieben, und ist erhältlich von der Karbo, Inc. Es ist eine Flüssigkeit mit einer Viskosität von 120-500 ops bei 25*C und einem spezifischen Gewicht von etwa 1,5 g/cm .

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« 3.8 -

Beispiel 5

SO Tolle άοα Tsfcra^luoriitliylenpolyinorlflato von te.rlnplel. 1 und at» Teile Epoxyharz (^uEpon° BJh) wurden miteinander vermisch!;, bis eine einheitliche vißKoßo flüssige Dispersion erhalten war. Dieser Flüssigkeit wurden 10 Teile fein verteilt natürliche Graphitte Hohen (90$) duroh 200 meßh) zugesetzt miß ea wurde vielter gemischt, bin oins einheitliche Hioobung erhalten war. Dieser Mischung wurden cifjin noch 10 Teile 'i'i'ilLühy zueeralßcht, und oin TgII diß Oemlßühon viurüö öAii' oinc aufge3triehen, dlo dann JLn einen Ofen von 71⁶C geiogb mirJo. Kfaoh einsr ßtunde wurde» öle Tai'ci aus c!siü Ofen gsnornon, t\n Lvd't gekOiilt und ütoorprüfb. Dor Ufcoraus v/ar glatt * grcu«n{:li.;,i-iT5„ !v.v'o. £3θ1ιΗ1ρΓϊ1κ und fcui; iiafbcnd. Bin" wtoiter Anfcoll clon ßcr.,·; oiü?/if> \·*-v; in eine syllndricofre Almniniuiiifonii mit oinou nadiur» von 2»5 «g> und einer Eüho von X₉IPj nin ßößoasen. iJaoh oiir.jr Säundo bsi to*

ööx· Unigobwns imrrla dlo svGüu&rbe ßoheltJi aurj . Sio *rar g2.i>.tb und schwarz und hatte eine s Oberfläche.

Dai» Epoxshai-»z "Epon" 03^ ist ein Glycidylüthor von P 20 - So¹C ((ssmcfls&n n&ch rlor Durrane QuaokBllb£>?»Met;hcO.-i), nlv.

einem epezifißchen Goi-lohi; von 1,17 s/cnr*, eine:j iioKydL'iuiva?.· i von 230-£δ0. elsissi· mo::imalcn Gardnar-?c.rbe von f>, v.nü einer Gardri3r~Holüi:~V:lslcogi1;at von 0-V, g3-:.iei3:!u::. Ij-:i £j5^ci) ιγ::·Χ .rl?

70^-iß3n Löuimg i-.i SeubyXoavbi«:»!. E3 ist ox-äältlich von (!.*.' Shell Chemical Co.

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Beispiel 6

Bine Dispersion wurde hergestellt, indem 25 Teile dew in Beispiel 1 verwendeten Fluorkohlenstoffpolvnerieats mit 75 Teifei des in Beispiel 1 verwendeten Bpoaqrdhar.tes vernlsoht wurden« bis

eine einheitliche Dispersion erhalten \rar. Dieser Mischung wurden 3 Teile Siliciumdioxid ("Cab-O-Sil") zufcMsetat und eingemischt, Me eine einheitliche, sehr viskose Filzigkeit erhalten war. Diese Flüssigkeit wurde dann Bit 11 Teilen Tetraäthylenpentamin veraleoht, in Formen gegossen und (jehHrtit, wi* in Beispiel 2 beschrieben. Die erhaltene Scheibe hatte das gleiche Aussehen wie die von Beispiel 2, war jedoch härter und hatte eine höhere Zugfestigkeit.

"0ab~0-8il" 1st ein pyrogenea Siliolumdloxyd mit einem Mindestgehalt an Siliciumdioxid von 99,9&>t einen Teilohengrößenbereich von 0,015-0,020μ und einer Stlokstoffaba^rptlonsoberflSohe von 200 m /g. Es 1st ertlältlich von der Cabot Corporation.

Beispiel 7

16,7 Teile des FluorkohlenstoffpolyBerlsate von Jeiepiel 1 wurden in 52,9 Teile Bpoxyharz (^rtEpoti^fl Q34) eingemlsoht« bis eine einheitliche Dispersion erhalten wix. Dieser Mischung wurden 3 Teile Kupferbronzepulver und 25 Tei3e Polyamid ("Versamid" 125) zugesetzt und eingooiisoht. tti die Bildung einer einheitlichen Dispersion zu unterstatzen irurdon 5#* Teile Xthylenglykol-

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monoUthylBther-aeotat zugesetzt, und dieses Gemisch wurde bis zur Einheitlichkeit gemischt. Das Qsmisoh wurde auf eine mit Sand aufgerauhte Birkensperrholstafel aufgestrichen und 65 Stunden bei Zimmertemperatur auehurban golficiöen. Der überzug war bart, glatt« glänzend und bronzefarben. Er haute eine Gohl&gauhigkeit von 3,3 x 10 g/om und einen statischen Reibungskoeffizienten von

Das Polyamid «Versaißicl"12f5 hat eine Aminzahl von 206, eine Viskosität von 8 ops bei 15% ein spez.Gowioht von 0,97 g/oor und einen Flammpunkt (flash point) von 265¹C. Ee 1st erhültlioh von der Chemical Division der General Mills.

Beispiel 8

Unter Verwendung dei* Materialien und der Maßnahmen von Beispiel 1 wurde eine Dispersion hergestellt. Xn l4O Teile Tetrafluoräthylen polymerisat und 60 TeIlQ ^i;£ponⁿ 828, die zu einer viskosen fließfähigen Masse miteinander vermischt waren» wurden 140 Teile eines ttteungsmltteleemleohos aus 56 Teilen Kthylenglykol-nono-Uthyläther-acetat, 56 Teilen Toluol und 36 Teilen n-Butylalkohol eingeffliBoht, bis eine einholt Hohe Dispersion von geringer Viskosität erhalten war. 8 Teile Triethylendiamin wurde eingemischt und die erhaltene einheitliche Dispersion wurde mit einer Spritzpistole DeVilblss HcicXl MBC, DUce Kr. ?0 und einer D-Ex-epltso unter Anwendung einee iAiftäruQkeo von 2₄8 kg/om saubere Flatten aus Stahl mit niedrlgsm Kohlenstoffgehalt von 7,5 s 15 cm aufj3gsprit;?.t« Nach 8 Durchlangen mit

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I vj I vJ U I KJ

Trooknungeperloden dazwischen wurden die Tafeln an Luft getrocknet und dann eino Stunde bei 65^ gehärtet. Der gebildete überzug hatte eine Dicke von 0,025 mm und war hart und glatt.

Beispiel 9

50 Teile des Tetrafluorä*thyienpolyniöi'i3ats3 von Beispiel 1 und 90 Teile eines flüssigen Epoacyharzc3 ("Kpon" 823) wurden zu einer Dispersion miteinander vermischt. In diese Dispersion wurden Teile Triäthylentetremii* 55 Teile Jithylenglykol-monoUthylätheraoetat und 40 Teile Triohlortrifluoröthan eingemisoht, so daß eine dünne Dispersion mit 5*$ Feststoffgehalt und 46# an nichtreaktionsfähigem. Lösungsmittel gebildet wurde. Diese Lösung wurde zu eincßi dünnen Überzug auf Holatax'eln gesprüht, die dann dur^h Abdampfen des Lösungf^iittolc gebxx>oknot wurden und übsr nacht durch Polymerisieren und Ve met sen auahUrteten. Der Uberaug war hart, haftend, nicht-netzbar und schlüpfrig.

Baispiel 10

4o Teile waohsartiges, festes Teti'afluoräthylGnpolynieri.'jat von niedrigem Molekulargewicht von etwa 2000, einer Teilchongrüße von etwa 5μ, einem Dpezif Ischen Qewlcht von 2,09 g/cnr, einem Erweichungspunkt von 218^ und einem kristallinen Schmelzpunkt von 279¹C wurden mit ?4 Teilen AMS 3132-B Phenol/iOnnaldehyd-Lack (einem Kiirmehärtenden Phanol^ormaldQhyd-Harz mit 28-32$ Peststoffen in einem organischen Lösungsmittel und etwa 0,1$ εη einem blauen Farbstoff) zu einer Dispersion vermischt. Diese Dispersion enthält insgesamt 3h% Puststoffe. 3ie wurde auf eine

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Qlasoberfläche gestrichen und eine Stunde bei 149% gehärtet. Der gebildete Oberzug war glatt, gut haftend, nicht mit Wasser netzbar und hatte eine Dioke von etwa 0,05 mn.

Beispiel 11

86,5 Teile alkylicrtee Harnstoff/Poiwaldehyd-Harz, 28 Teile des waohsartlgen, festen Pluorkohlenetoffpolymerisats von Beispiel 10» 5,2 Teile Äthylenglykol-monoäthyläther, 5*2 Teile Toluol und 2,6 Teile η-Butyl alkohol wurden zu einer einheitlichen Dispersion miteinander vermischt« Diese Dispersion enthielt insgesamt 63£ Feststoffe, die aus 65 Teilen alkyllertem Harnstoff/Formaldehyd-Harz und 25 Teilen des waohsartigen festen Fluorkohlenstoffpolymerisate bestanden. Die Dispersion wurde auf Glas gestrichen und 30 Hinuten bei 149% gehärtet. Der gebildete überzug war glatt, schlüpfrig, gut haftend und hatte eine Dicke von etwa 0,075 mm.

Das verwendete alkylierte Harnstoff/Ponnaldehyd-Harz war eine 6o£-lga Pest stoff lösung eines alkyl Ie rt en Harns t off/Formal dehyd-Kondensatlonsproduktes mit einer Säurezahl von höchstens 3, einer < Qardner-Holdt-Viskosität von V-Y und Butanal:! Xylol.

Beispiel 12

104 Teile eines wärmehärtenden Siliconharzes (DC 806 A)^H, 28

Teile des wachsartigen, festen Fluorkohlenstoffpolymerisats von

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BAD ORIGINAL

I j ι

Beispiel 10, 5*2 Teile äthylenglykol-monoäthylätlrer, 5,2 Teile Toluol und 2,6 Teile η-Butyl alkohol wurden zu oinir einheitlichen Dispersion . miteinander vermischt. Die Dispersion enthielt insgesamt 55# Feststoffe, die au« 65 Teilen dee Siliooniarzos untt 25 Teilen des waohsartigen, festen Fluorkohlenstoffpolnnerleatß bestenden. Die Dispersion wurde auf Glas- und StahlflfcVien gectriohen und 1 Stunde bei 249*C gehärtet. Der gehärtete Ui fr zug war hart« glatt« wasserabweisend und gut haftend und hat ti eine Dicke von ungefähr 0,05 nun.

*"DC 8o6 A" be ze lohnet eint 50^-iße Lösung eines wänneh&n enden Sllloonharzes in Xylol, die einen harten, wasserfesten FiU bildet und eine Gardnev-Koldt-Viskosität von D-H und eine:* Gardner-Farbe von 2 hat«

Beispiel 13

104 Teile eines Sojabohiienölalkydharzes (Aropias 6006)^x, 28 5'ei.a des waoheartigen, festen Fluorkohl inet of fpoiymerieat es von Beispiel 10, 0,87 Teile Bleiootoat ('<W, 0,3$ Teile Kobalt-octoat (6%) und 5 Teile XyId. wurden zu einer einheitlichen Dißporslon miteinander vennieoht. Die Dispersion enthielt insgesamt 58£ Feststoffe, von denen 65 Te.Ue aus dem Alkydharz und 35 Teile aus dem wachsartigen, festen Fluorkohlenet of fpolyaierieat bestunden. Die Dispersion wurde auf Holz-, Tuch-* Leder- und Natur- und Butylgumni-flächen Gestrichen und Über nacht trooknen gelassen. In jedem Fall war auf dom Träger ein haftender, glatter überzug von guter Flexibilität gebildet.

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_BAD OBIG«**.

*^MAropias" 6006 let eine 50£-ige Lüftung βineβ Sojaöl-alkydharzes mit einer Qardner-Holdt-Viskosität von W-Y, einer Oardner-Farbe von maximal 6 und einer Säure zahl von 6*10.

Beispiel l4

95 Teile eines wärmehärtenden Aorylharzes (Polytex 902)*, 28 Teile des waohsartigen, festen Fluorkohlenstoffpolyineri&ates von Beispiel 10, 5,2 Teile Äthylenglykol-monoäthyiather, 5,2 Teile Toluol und 2,6 Teile n-Butylalkohol wurden zu einer einheitlichen DIspension miteinander vennischt. Die Dispersion enthielt insgesamt 59$ Feststoffe, von denen 65$ aus dem wBnnohärtenden Aory!polymerisat und 35£ aus dem wachsartigen, festen Fluorkohlenstoffpolymerisat bestanden. Die Dispersion wurde auf eine Stahlf IKohe gestrichen und 30 Minuten bei 17&C gehärtet. Der gebildete Überzug war gut haftend, glatt, sohlttpfi'ig und wasserfest.

^Ä"Polytexⁿ 902 ist ein Mischpolymerisat von Äthylacrylat, Methylmethaorylat und Methacrylsäure und wurde in der Ponn einer 55^-igen Lösung in einem Lösungsmittel aus 82$ Xylol und Butanol verwendet. Die Lösung hatte eine Gardner-Holdt-Viskosität von U-W und eine Qardner-Farbe von maximal 2.

Beispiel 15

91 Teile eines Polyurethans (St.Clair 8813)* und 55 Teile des waohsartlgen, festen Fluorkohlenstoffpolymerisats von niedrigem

909846/1053 _BAD ORlG«NAt

Molekulargewicht von Beispiel 10 wurden zu einer einheitlichen Dispersion miteinander verraieoht. Die Dispersion enthielt insgesamt 56# Feststoffe aus 68% Fluorkohlenstoffpolymerisat und 32# Polyurethan. Sie wurde auf eine Gummlobe rf lache aufgestrichen und 45 Minuten bei 176% gehärtet. Sie bildete einen biegsamen, schlüpfrigen, wasserfesten Überzug.

""St.Clalr" 8813 bezeichnet eine 29#-ige Lösung ;eines Überzugspolyurethans in organischen Lösungsmitteln der St.Clair Rubber Company.

Beispiel 16

100 Teile eines Phenol/Formaldehyd-Lackes (AMS JJ132-B), wie in Beispiel 10 beschrieben, 60 Teile des wachsartigen, festen Fluorkohlenstoffpolymerisats von Beispiel 10, 10 Teile "Teflon" 2Q^K, 5,2 Teile Äthsfenglykol-monoäthylttther, 5,2 Teile Toluol und 2,6 Teile n-Butylalkohol wurden zu einer einheitlichen Dispersion miteinander vermisoht. Diese Dispersion enthielt insgesamt 52£ Feststoffe aus.etwa 31Ji Phenolharzfeststoffen, etwa 62£ niedri. molekularem Fluorkohlenstoffpolymerisat und etwa 7Ji hoch molekularem Tetrafluoräthylenpolymerisat. Die Dispersion wurde auf Oberflächen von Stahl und Holz gestrichen und eine Stunde bei 149% gehärtet. Die überzüge erwiesen sich als hart, haftend, schlüpfrig und abnützungsfest.

9Ö9846V1ÖS3

'"Teflon" 30 let eine 6o£~ige wäßrige Dispersion eines hochmolekularen Tetrafluoräthybnpolymerisats mit einer mittleren Teilchen* grüße von 0,1-?μ mit einem nloht-ionischen oberflächenaktiven Mittel.

909846/1053 8ADORlGtNAL

Claims

Pattntanaprüohe

1. Fließfähige, Oleitrc-itteltöilohen enthaltende Dispersion, daduroh gekennzeichnet, daß sie inegeeamt mehr als 50 Qew.-£, vorzugsweise 80-100 Qew.-# Feststoffe enthält, wobei 5-75 0ew.-£ und vorzugsweise 10-50 Gtew.-Ji der Qesamtfeatstoffe aus einem waoheartigen, festen Fluorkohlenstoffpolymerloat mit einem Molekülargewioht von 1300 bis 15 000, vorzugsweiße 4000-8000, und 25-95 Qew.-Ji, vorzugsweise 50-90 Gew.-&der gesamten Feststoffe aus einem wärmehttrtbaren Harz bestehen.

2. Fließfähige Dispersion naoh Anspruch 1, daduroh gekennzeichnet, daß das Pluorkohlenstoffpolymerisat aus Toilhen mit einer von 1/2 bis 10μ besteht.

3. Fließfähige Dispersion naoh Anspruch 2, daduroh gekennzelohnet, daß die mittlere Teilchengröße dor Fluorkoultmstof ft Glichen 5μ oder darunter beträgt.

4. Fließfähige Dispersion naoh einem der Ansprüche 4-2* daduroh gekennzelehnst, daß das wärmehUrtbare Material ein Polyester, ein Epoxyharz oder ein Furfuralharz ist.

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5* Fließfähige Dispersion naoh einem der AnsprUohe 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß sie noch fein verteilte Polytetrafluoräthylenteilchen mit einem Molekulargewicht Über 500 000 in einer Menge bis zu dem Gewicht des Pluorfcohlenstoffpolymeriüats enthält.

6«- Fließfähige Dispersion nach einem der Ansprüche 1-5» dadurch gekennzeichnet» daß sie bis zu 40 Qew,-$£ der Qesamtfeststoffe an Sohmiermlttelteilohen aus Graphit, Molybüändlsulfid, Wolframdisulf Id, Bornitrid« Talkum» Vermiculit, itllbersulfid oder BIeimonoxyd enthält.

7. Verwendung einer Dispersion nach einen der AnsprUohe 1-6 für die Herstellung sohlUpfrlger überzüge imd Gegenstände. ..*.

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