DE1544921A1

DE1544921A1 - Molding compound for the production of sliding elements

Info

Publication number: DE1544921A1
Application number: DE1965F0047392
Authority: DE
Inventors: Roeber Dipl-Chem Dr Hans; Spankeren Dipl-Chem Dr Ulr Van
Original assignee: Hoechst AG
Current assignee: Hoechst AG
Priority date: 1965-10-09
Filing date: 1965-10-09
Publication date: 1969-02-06
Also published as: GB1123358A; DE1544921B2; DE1544921C3; SE325416B; FR1496337A

Description

Formasse zur Herstellung von Gelitelementen Die Erfindung betrifft Gleitelemente, z. B. Lagerbuchsen, Lagerschalen und Gleitführungen, aus Mischungen von Polyacetalen und Kreide mit verbesserter Abriebfestigkeit. Molding Compounds for the Production of Gelitelements The invention relates to Sliding elements, e.g. B. bushings, bearing shells and sliding guides, made of mixtures of polyacetals and chalk with improved abrasion resistance.

Die bisher bekannten Lager aus Polyacetalen zeigen gute Gleiteigenschaften, genUgen aber nicht immer den an sie gestellten Anforderungen in Bezug auf Abriebverhalten und Lebensdauer. The previously known bearings made of polyacetals show good sliding properties, however, they do not always meet the requirements placed on them in terms of abrasion behavior and lifespan.

Es ist von anderen thermoplastischen Kunststoffen her bekannt, durch Zusatz von Molybdänsulfid die Gleiteigenschaften des Materials zu verbessern. Das Zumischen von Molybdänsulfid zu Polyacetalen führt aber zu einer Beeinträchtigung der Thermostabilität des iterials, die eine einwandfreie Yerarbeitung zu Formkörpern sehr erschwert. It is known from other thermoplastics by Addition of molybdenum sulfide to improve the sliding properties of the material. That However, admixing molybdenum sulfide with polyacetals leads to impairment the thermal stability of the iterials, which enables perfect processing into molded bodies very difficult.

Es wurde nun gefunden, daß man Gleitelemente, z. B. Lagerschalen, Lagerbuchsen und GleitfUhrungen, mit guten Gleiteigenschaften und verbesserter Abriebfestigkeit erhält, wenn man zu ihrer Herstellung eine Formmasse verwendete die aus einer Mischung aus 70 bis 99, 5 Gewichtsteilen, vorzugsweise 80 bis 99 Gewichtsteilen, eines Polyacetals mit einem Schmelzindex in bei 190°C von 0, 5 bis 20 g/10 Minuten, vorzugsweise 1 bis 10 g/10 Minute, und 0, 5 bis 30 Gewichtsteilen, vorzugsweise 1 bis 20 Gewichtsteilen, Kreide besteht. Die guten Gleiteigenschaften des Polyacetals und die Thermostabilität werden durch den Kreidezusatz kaum beeinflußt. It has now been found that sliding elements such. B. bearing shells, Bearing bushes and sliding guides, with good sliding properties and improved abrasion resistance obtained when a molding compound is used for their production that consists of a mixture from 70 to 99.5 parts by weight, preferably 80 to 99 parts by weight, of a polyacetal with a melt index in at 190 ° C of 0.5 to 20 g / 10 minutes, preferably 1 up to 10 g / 10 minutes, and 0.5 to 30 parts by weight, preferably 1 to 20 parts by weight, Is made of chalk. The good sliding properties of the polyacetal and the thermal stability are hardly affected by the addition of chalk.

Unter Polyacetalen werden dabei an sich bekannte Homopolymerisate aus Formaldehyd oder Trioxan und vorzugsweise Copolymersiate aus Trioxan mit bis zu 15 Gewichtsprozent Formalen oder Ringäthern, z. B. Diäthylenglykolformal, Dioxolan, Butandiolformal, Xthylenoxyd, Oxacyclobutan oder Tetrahydrofuran, verstanden. Besonders geeignet sind Copolymerisate aus Trioxan und Xthylenoxyd.Polyacetals are homopolymers known per se from formaldehyde or trioxane and preferably copolymers of trioxane with up to to 15 percent by weight formals or ring ethers, e.g. B. diethylene glycol formal, dioxolane, Butanediol formal, ethylene oxide, oxacyclobutane or tetrahydrofuran, understood. Particularly Copolymers of trioxane and ethylene oxide are suitable.

Ubliche Zusätze, z. B. Stabilisatoren, Farbstoffe, Pigmente und Verarbeitungshilfen, können den erfindungsgemäßen Formmassen zugesetzt werden.Usual additives, e.g. B. Stabilizers, dyes, pigments and processing aids, can be added to the molding compositions according to the invention.

Die Wirksamkeit der dem Polyacetal zugesetzten Kside ist sowohl von der Teilchehgroße als auch von der Herkunft (Lagerstätte) und der Aufarbeitung bywr dem Herstellungsverfahren weitgehend unabhängig, wie aus nachstehender Tabelle zu ersehen ist.The effectiveness of the kside added to the polyacetal is of both the particle size as well as the origin (deposit) and the processing bywr largely independent of the manufacturing process, as shown in the table below is seen.

Die Mischung von Polyacetal und Kreide kann nach allen Ublichen Verfahren erfolgen. Vorzugsweise werden die beiden Pulver zunächst in einem Intensiv-Mischer gemischt, diese Pulvermischung wird dann granuliert oder direkt verarbeitet. Die Gleitelemente können mit Hilfe des Spritzgußverahrens direkt in der endgUltigen Form hergestellt werden, oder es können gepreßte oder extrudierte Formkörper spanabhebend weiterverformt werden.The mixture of polyacetal and chalk can be done by all customary methods take place. The two powders are preferably first mixed in an intensive mixer mixed, this powder mixture is then granulated or processed directly. the With the help of the injection molding process, sliding elements can be produced directly in the final Shape can be produced, or it can be pressed or extruded moldings by machining be further deformed.

Die aus der erfindungsgemäßen Formasse hergestellten Gleitelemente können in vielen Anwendungsfällen schmierungsfrei arbeiten. Sie eignen sich deshalb besonders zum Bau wartungsfreier Gleitlager. Als Glaitpartner eignen sich die Ublichen Materialien, vorzugsweise Metalle, z. B. Stahl und Bronze.The sliding elements produced from the molding compound according to the invention can work without lubrication in many applications. They are therefore suitable especially for the construction of maintenance-free slide bearings. The usual ones are suitable as sliding partners Materials, preferably metals, e.g. B. Steel and bronze.

Beispiele BAn Copolymerisat aus Trioxan und 2 Gewichtsprozent Xthylenoxyd mit einem Schmelzindex i2 (190°C) von 9,0 g/10 Minuten, stabilistiert mit 0, 5 Gewichtsprozent 2, 2'-Methyliden-bis(4-methyl-6-tert.-butyl-phenol) und 0, 1 Gewichtsprozent Dicyandiamid, wurde mit den in der Tabelle angegebenen Mengen verschiedener Kreidesorten in einem schnellaufenden Mischer bei Raumtemperatur vermischt.Examples BAn copolymer of trioxane and 2 percent by weight of ethylene oxide with a melt index i2 (190 ° C) of 9.0 g / 10 minutes, stabilized with 0.5 weight percent 2, 2'-methylidene-bis (4-methyl-6-tert-butyl-phenol) and 0, 1 percent by weight of dicyandiamide was used in the amounts given in the table different types of chalk mixed in a high-speed mixer at room temperature.

Die Kreide war zum Teil vom Hersteller durch Behandlung mit Stearinsäure mit Calciumstearat umhüllt Die erhaltenen Pulvermischungen wurden mit Hilfe eines Extruders granuliert. Anschließend wurde ein Vollprofil extrudiert, und daraus wurden spanabhebend die Prüfkörper hergestellt.The chalk was made in part by treatment with stearic acid coated with calcium stearate The powder mixtures obtained were with the help of a Granulated extruder. A full profile was then extruded and turned into the test specimen produced by machining.

Zur Bestimmung des Abriebverhaltens wurden die Proben mit einer Last von 150 g gegen eine mit einer Umfangsgeschwindigkeit von v = 2 m/Sekunde umlaufende Stahlwlle (d = 65 mm), deren oberfläche vor jedem Versuch mit einem Schmirgelpapier der Körnung 400 abgeschmirgelt wurde gedrückt. Die Wersuchsdauer betrug jeweils 24 Stunden. Die Gleitflächen wurden nicht geschmiert (Trockengleitverschleiß).To determine the abrasion behavior, the samples were loaded with a load of 150 g against one rotating at a peripheral speed of v = 2 m / second Steel shaft (d = 65 mm), the surface of which with an emery paper before each experiment the 400 grit was sanded down. The duration of the trial was in each case 24 hours. The sliding surfaces were not lubricated (dry sliding wear).

Das Abriebverhalten wird durch das volumetrische Verschleißbetrdgsverhaltnis(aachDIN50321)gekennzeichneteDas volumetrische Verschleißbetragsverhältnis W zeigt an, wie sich der Verschleißbetrag des zu prüfenden Merkstoffes zum Verschleißbetrag des als Vergleichswerkstoff eingesetztes Künststoffes in einem bestimmten Verschleißfall verhält. Als Vergleichswerkstoff-wurde das gleiche, ungefüllte Acetalcopolymerisat verwendet.The abrasion behavior is characterized by the volumetric wear ratio (according to DIN50321) volumetric wear amount ratio W indicates how the wear amount changes of the marked material to be tested to the amount of wear of the material used as a reference material Synthetic behaves in a certain case of wear. As a comparison material the same, unfilled acetal copolymer is used.

Die Haftreibung, gemessen bei einer Flächenpressung p - 10 kp/cm2 auf einer polierten, technisch reinen Stahlplatte, und die Gleitreibung, gemessen bei einer Gleitgeschwindigkeit v= 6,6 m/Sekunde gegen eine polierte Stahlwelle bei einer Flächenpressung p = O bis 25 kp/cm2, waren bei den mit Kreide gefüllten Polyacetal-Proben innerhalb der Fehlergrenze gleich denen des ungefUllten Polyacetals.The static friction, measured at a surface pressure of p - 10 kp / cm2 on a polished, technically pure steel plate, and the sliding friction, measured at a sliding speed of v = 6.6 m / second against a polished steel shaft a surface pressure p = 0 to 25 kp / cm2, were in the case of the polyacetal samples filled with chalk within the error limit equal to those of the unfilled polyacetal.

Zur Prafung au ThermostabilitNt wird die granulite Mischung bei 230°C unter einem Sauerstoffstrom gehalten und der Gewichtsverlust nach 30 Minuten bestimmt. Dieser Gewichtsverlust in Prozent ist in der Tabelle ebenfalls angegeben. Der Gewichtsverlust der Mischungen liegt etwa im gleichen Bereich vie der des ungefüllten Materials.To test for thermal stability, the granulite mixture is heated to 230 ° C kept under a stream of oxygen and the weight loss determined after 30 minutes. This weight loss in percent is also given in the table. The weight loss of the mixtures is roughly in the same range as that of the unfilled material.

Mischungen mit nur 0, 5 bzw. 2 % Molybdändisulfid haben dagegen Gewichtsverluste von 5,3 bzw. 14,6 % in 30 Minuten bei 230°C im Sauerstoffstrom. Die Thermostabilität des Polyacetals wird also bereits durch geringe Molybdändisulfid-Zusätze merklich verschlechtert. Bei-Kreide-Typ Gewichts-Verschleiß-Gewichts- spiel anteil an betragsver- verlust der Gesamt- hältnis bei 230°C mischung W in O2 %/30 Min. 1 amorphe Champagne Kide, 10 % 0, 07 2, 8 Teilchengröße vorwiegend I bis 3, keine Teilchen über 8/u und unter 0,5 u, mit Calciumstearat umhüll 2 wie Beispiel 1 20 % 0,06 3, 5 3 wie Beispiel 1 30 % 0, 40 3, 9 4 kristalliner Calcit, Teil- 20 % 0,04 2,9 chengröße vorwiegend 5 u, mit Calciumstearat um- hüllt 5 natürliches, trocken ver-20 % 0, 02 3, 1 mahlenes und selektionier- tes Calciumcarbonat, her- gestellt aus sehr reinem Calcit rhomboedrischer Struktur, mit Calcium- stearat umhüllt 6 Schlämmkreide, nicht mit 20 % 0,02 2, 6 Calciumstearat umhUllt kristalliner Calcit, Teil- 2 % 0,11 2,0 chengröße vorwiegend 5/u, nicht mit Calciumstearat umhüllt 8 wie Beispiel 7 5% 0,07 2, 2 9 wie Beispiel 7 8 % 0, 06 2, 1 10+) 1,00 2,5 +) Vergleichsversuch mit ungefüllten AcetalcopolymerisatMixtures with only 0, 5 or 2% molybdenum disulphide, on the other hand, have weight losses of 5.3 or 14.6% in 30 minutes at 230 ° C in an oxygen stream. The thermal stability of the polyacetal is therefore noticeably impaired by even small amounts of molybdenum disulphide. At-chalk-type weight-wear-weight- play share of loss of amount the total ratio at 230 ° C mixture W in O2 %/30 min. 1 amorphous champagne kide, 10% 0, 07 2, 8 Particle size predominantly I to 3, no particles over 8 / u and under 0.5 u, coated with calcium stearate 2 as in example 1 20% 0.06 3, 5 3 as in example 1 30% 0, 40 3, 9 4 crystalline calcite, partial 20% 0.04 2.9 size mainly 5 u, with calcium stearate wraps 5 natural, dry ver-20% 0, 02 3, 1 grinding and selection calcium carbonate, manufactured made of very pure Calcite rhombohedral Structure, with calcium stearate coated 6 whitening chalk, not with 20% 0.02 2, 6 Calcium stearate envelops crystalline calcite, part- 2% 0.11 2.0 size mainly 5 / u, not with calcium stearate enveloped 8 as in example 7 5% 0.07 2, 2 9 as in example 7 8% 0, 06 2, 1 10+) 1.00 2.5 +) Comparative experiment with unfilled acetal copolymer

Claims

p a t e n t a n s p r u c h molding compounds for the production of sliding elements, consisting of a mixture of 70 to 99.5 parts by weight of a polyacetal with a melt index i2 at 190 ° C. of 0.5 to 20 g / 10 minutes and 0.5 to 30 parts by weight Chalk..