DE2118920B2

DE2118920B2 - Massen aus aethylen/tetrafluoraethylen- oder aethylen/chlortrifluoraethylen-mischpolymerisaten und glas

Info

Publication number: DE2118920B2
Application number: DE19712118920
Authority: DE
Inventors: Dana Peter; Effenberger John Albert; PoIk Malcolm Benny; Wilmington Del. Carlson (V.St.A.)
Original assignee: EI Du Pont de Nemours and Co
Current assignee: EIDP Inc
Priority date: 1970-04-20
Filing date: 1971-04-19
Publication date: 1977-06-16
Also published as: NL7105301A; DE2118920A1; FR2089865A5; GB1339789A; BE765931A

Description

Die Erfindung betrifft Massen aus Äthylen/Tetrafluoräthylen-Mischpolymerisat oder Äthylen/Chlortrifluoräthylen-Mischpolymerisaten und Glas.

Äthylen/Tetrafluoräthylen-Mischpolymere sind aus den US-PS 24 68 664 und 24 79 367 bekannt. Diese Mischpolymeren und Mischpolymere dieser Monomeren mit wenigstens einem weiteren Comonomeren, die eine wesentliche Menge Äthylen enthalten, besitzen einen hohen Reibungskoeffizienten, der das Mischpolymere für Anwendungen wie Lager, die eine Oberfläche mit geringer Reibung erfordern, wertlos macht. Beispielsweise besitzt ein Äthylen/Tetrafluoräthylen-Mischpolymeres, das etwa 50 Mol-% beider Monomeren aufweist, einen Reibungskoeffizienten von 0,4, gemessen bei 305 cm/min und 7 kg/cm².

Aus der GB-PS 9 71 546 sind Massen bekannt, die aus einem Fluorkohlenstoffpolymerisat und mineralischen Fasern, z. B. aus Glas, die in diesem Polymerisat fein verteilt sind, bestehen. Als Fluorkohlenstoffpolymerisat können auch Copolymerisate aus Tetrafluoräthylen und Äthylen Verwendung finden. Glas hat einen Reibungskoeffizienten von etwas über 0,5.

Der Gegenstand der Erfindung ist in den Patentansprüchen definiert.

Durch das erfindungsgemäß verwendete Kupplungsmittel wird die Dehnung der Masse zur Hälfte oder mehr gegenüber einer Masse, bei der der Glasfüllstoff nicht mit dem Kupplungsmittel behandelt worden ist vermindert Der Reibungskoeffizient der erfindungsgemäßen Masse ist kleiner als der entsprechende Wert der Einzelkomponenten. Er beträgt nämlich etwa 0,2, was im günstigen Bereich für Lageroberflachen liegt

Die Äthylen- und Tetrafluoräthylen- oder Chloitrifluoräthylengehalte in dem erfindungsgemäß verwendeten Mischpolymerisat ergeben stets 100 Mol-%. Der hier verwendete Ausdruck »Masse« bedeutet, daß das Mischpolymere die Matrix darstellt und das GUis darin dispergiert oder eingehüllt ist

Die erfindungsgemäßen Massen besitzen eine stark verbesserte Wärmefestigkeit Die Wärmefestigkeitstemperatur des Tetrafluorlthyien enthaltenden Misch polymeren allein ist 70⁰C Die Wärmefestigkeitstemperatur einer erfindungsgemäfien Masse mit 50% Glas beträgt beispielsweise 236' C; bei geringerem Gehalt z.B. 26% Glas, ist die Wärmefestigkeitstemperatur noch 230⁰C Diese Wärmefestigkeitstemperaturen werden bei einem Druck von 18,5 kg/cm² gemessen. Eine ähnliche Verbesserung wird für die chlortrifluoräthylenhaltigen Mischpolymeren erhalten. Das Mischpolymerisat der erfindungsgemäßen Masse

ίο hat ein hohes Molekulargewicht das durch eine Schmelzviskosität von wenigstens 5XlO³ Poise, gemessen bei einer Scherbeanspruchung von 0,455 kg/cm², bei 300⁰C für Äthylen/Tetrafluoräthylen-Mischpolymere und bei 260⁰C für Äthylen/Chlortrifluoräthylen-Misch polymere gekennzeichnet ist Wenn das Mischpolymeri sat weitere copolymerisierbare Monomeren enthält so beträgt deren Menge gewöhnlich 0,1 bis 10 Mol-%. Der Ausdruck »(»polymerisierbar« bedeutet daß das Monomere einen Teil der Äthylen/Tetrafluoräthylen- oder Chlortrifluoräthylen-Mischpolymer-Hauptkette bildet und die Mischpolymerisation nicht in einem Ausmaß mindert oder als ein Telogen wirkt, das die Erzielung eines Mischpolymeren mit hohem Molekulargewicht verhindert wird.

Zu Beispielen derartiger copolymerisierbarer Monomeren gehören die Vinylmonomeren, die ein Kohlenstoffatom in jeder beliebigen Seitenkette enthalten, z. B. Hexafluorpropylen, Isobutylen und Perfluor(methylvinyl)-äther. Die bevorzugten Vinylmonomeren sind

jedoch solche, die eine Seitenkette von wenigstens zwei Kohlenstoffatomen aufweisen. Beispiele dieser Monomeren sind die fluorierten Vinylmonomeren der Formel

R_CF = CF₂und ROCF = CF₂,

worin R einen organischen Rest darstellt, der cyclisch oder acyclisch sein kann und/oder einen aromatischen Kern enthält und der 2 bis 8 Kohlenstoffatome aufweist. Im allgemeinen ist der organische Rest hoch fluoriert,

d. h. jedes Kohlenstoffatom der Gruppe weist eine Substitution mit wenigstens einem Fluoratom auf. Es können andere Atome vorliegen, beispielsweise Chlorsubstituenten an einem Kohlenstoffatom. Wasserstoff kann in einer Stellung vorliegen, in der er praktisch inert ist, z. B. als Teil der Gruppe -CF₂H in ω-Stellung. In ähnlicher Weise können andere Atome, beispielsweise S und N, in inerten Einheiten, wie der Sulfonyl- oder Amidgruppe, vorliegen. Zu Beispielen von fluorierten Vinylmonomeren gehören die «-Monoolefine, beispiels weise Perfluorbuten-l, Perfluorpenten-1, Perfluorhep- ten-1 und ω-Hydroperfluorocten-l, und die Vinyläther der Formel

YCF₂(CFj)_nOCF-CF₂,

worin Y Fluor, Wasserstoff oder Chlor und η eine ganze Zahl von 1 bis 7 bedeuten. Zu Beispielen für Vinyläther gehören Perfluor-(äthyl-vinyläther), Perfluor-(propylvinyläther) und 3-Hydroperfluor-(propyl-vinylätner).

Ein anderer fluorierter Vinyläther, der verwendet werden kann, ist das Perfluor (2-methylen-4-methyl-1,3-dioxolan), das in der US-PS 33 08 107 beschrieben ist

Der organische Rest R muß nicht hoch fluoriert sein, wenn eine gewisse Einbuße der Wärmestabilität des erhaltenen Copolymeren toleriert werden kann. Zu Beispielen der Monomeren, die nicht hoch fluoriert und fflir die Erfindung geeignet sind, gehören die fluorierten Hydrofluorkohlenstoffvinylmonomeren und die fluo-

rierten Kohlenwasserstoffvinylmonomeren, wie beispielsweise solche der Formel

CF₃(CF₂)JCH₂OCF=CFv
worin m eine ganze Zahl von 0 bis 6 ist, bzw.
CH₃(CH₂)^OCF=CF₂,

worin π eine ganze Zahl von 1 bis 7 ist. Diese Vinyläther werden durch Umsetzung des entsprechenden Natriumalkoholats tnit Tetrafluoräthylen unter den in der US-PS 31 59 609 beschriebenen Bedingungen hergestellt Zu Beispielen dieser Vinyläther gehören n-Butyltrifluorvinyläther und 2,23,3,3-PentafIuorpropyltrifhiorvinyläther.

Eine andere Gruppe von Vmylmonomeren, die verwendet werden kann, sind die Vinylester der Formel

Il

R¹ — C-OCH=CH₂

worin R¹ die vorstehend für R angegebene Bedeutung besitzt, mit der Ausnahme, daß R¹ lediglich ein Kohlenstoffatom enthalten muß. Ein Beispiel für ein derartiges Vinylmonomeres ist Vinylacetat

Weitere Vinylmonomere, in denen die Vinylgruppe eine Kohlenwasserstoffgruppe ist, und die gemäß der Erfindung geeignet sind, können durch die folgenden Formein wiedergegeben werden

R²CH₇O=CH,

R³OCH₃C =CH,

worin R² und R^J perfluorierte oder Chlor-fluoralkylgruppen mit 1 bis 7 Kohlenstoffatomen und X Wasserstoff oder einen CH₃-ReSt darstellen. Die einfach?-!?»! dieser Vinyl monomeren werden durch Umsetzung von Hexafluoraceton mit Propylen in Gegenwart von AlCl₃ bzw. Hexafluoraceton mit Allylbromid in Gegenwart von CsF hergestellt Eine weitere Beschreibung von Vinylmonomeren dieser Formeln und Verfahren zu deren Herstellung ergibt sich aus K η u η y a η t s, Bull, Acad. Sei, USSR, Div. Chem. Sei., S. 355 (1962), und der holländischen Patentanmeldung 66 02 167. Zu typischen Gruppen R² und R³ für diese Monomeren gehören die Perfluoralkylgruppen,

CF₃CF₂CF₂- und(CF₃J₂CF-,

und die Chlorfluoralkylgruppen, wie (CClF₂J₂CF-. R² kann auch der Rest eines sekundären oder tertiären Halogenalkohols sein, z. B. die Gruppe —(CCIF^OH oder -(CF₃J₂COH, gemäß der US-PS 34 44 148. Beispiele dieser Vinylmonomeren sind folgende:

4,4,4-Trifluorbuten-l;

4,4,5,5,5-Pentafluorpenten-l;

1,1,1 -Trifluor-2-(trifluormethyl)-

4-penten-2-ol;

1-Chlor-1,1-difluor-2-(chlordifluormethyl-

4-penten-2-ol;

1,1,1 -Trifluor^-OrifluormethylH-methyl-

4-Denten-2-ol:

4-(Trifluonnethyl)-4,5_>5,5-tetrafluorpenten-1;

Allyl-heptafluorisopropyläther;

Allyl-13-dichlorpentafluorisopropyläther;

AliyUheptafluorpropylätner;

Allyl-pentafluoräthylätherund

2-Methyl-aIlyl-heptafluorisopropyläther.

Andere verwendbare copolymerisierbare Monomere sind die in der US-PS 33 42 777 beschriebenen Perfluorketone, die durch die folgende Formel wiedergegeben werden können:
O

Il

X-CF₂C-CF₁-X¹

worin X und X¹ unabhängig voneinander Wasserstoff, Halogen mit der Atomzahl 9 bis 35, Perfluoralkyl, ω-Hydro-, ω-Chlor, ω-Brom- und/oder ω-Alkoxyperfluoralkylreste bedeuten, wobei sämtliche Alkylgruppen 1 bis 18 Kohlenstoffatome enthalten oder zusammengenommen aus einem Halogenperfluoralkylenrest mit 1 bis 3 Kohlenstoffatomen bestehen, wobei sämtliche Halogenatome eine Atomzahl von 9 bis 35 aufweisen. Das bevorzugte Perfluorketon ist Perfluoraceton.

Das tetrafluoräthylenhaltige Mischpolymerisat der erfindungsgemäßen Masse kann durch nichtwäßrige Polymerisation hergestellt werden, bei der die zu copolymerisierenden zwei oder mehreren Monomeren in einem handelsüblichen fluorierten Chlorkohlenwasserstoff als Lösungsmittel bei einer Temperatur von 30 bis 85°C und in Gegenwart eines bei einer derartigen Temperatur aktiven Polymerisationsinitiators zusammengebracht werden und anschließend das Mischpolymere gewonnen wird.

Das chlortrifluoräthylenhaltige Mischpolymere wird vorzugsweise in einem nichtwäßrigen Polymerisationssystem nach einem in European Polymer journal, Band 3, Seiten 129-144 (1967), beschriebenen Verfahren hergestellt. Anstelle des dort beschriebenen Initiators kann man einen bei niedriger Temperatur arbeitenden Initiator verwenden, beispielsweise Trichloracetylperoxid. Damit das Mischpolymere einen Schmelzpunkt oberhalb von 20O⁰C aufweist, muß die Polymerisationstemperatur weniger als 20° C und vorzugsweise weniger als 1O⁰C betragen. Eine gute Ausgewogenheit von Eigenschaften wird bei Polymerisationstemperaturen von - 10 bis ± 10° C erhalten.

Die Glaskomponente der erfindungsgemäßen Masse liegt im allgemeinen in einer teilchenförmigen Form vor, so z. B. als Flocken, Perlen, Pulver oder Fasern, um gleichmäßig in der Mischpolymermatrix dispergierbar zu sein. Das Glas kann auch in einer textlien Form vorliegen, z. B. als Stoff oder Gewebe, das von dem Mischpolymeren eingehüllt werden kann, mit Ausnahme der Freilegung des Glases an der Oberfläche, wo ein verminderter Reibungskoeffizient erwünscht ist. Vorzugsweise liegt das Glas in Form von Fasern vor. Die bevorzugten Glasfasern weisen einen Durchmesser bis zu 15 μ und ein Verhältnis von Länge zu Breite von wenigstens 10 :1 auf. Typische Längen sind Längen von 0,4 bis 6,3 mm, die durch Hacken erhalten werden. Kürzere Längen, die durch Mahlen erhalten werden können, können verwendet werden. Im allgemeinen ist das Glas siliciumdioxydhaltig und enthält wenigstens 30 i>5Gew.-% SiO₂ und häufiger wenigstens 50 Gew.-%. Zum Beispiel ist das Glas ein Natronkalk-Kieselsäureglas. Vorzugsweise enthält die erfindungsgemäße Masse 10 bis40Gew.-%Gl>s.

Beispiele für Kupplungsmittel, die gemäß der Erfindung geeignet sind, sind die Organosilan-Kupplungsmittel mit Aminofunktion, die in den US-PS 30 13 915, 32 52 825, 32 52 278, 29 31739, 33 18 757, 29 20 095 und 32 31 540 und der britischen Patentschrift 10 69 752 beschrieben sind. Im allgemeinen besitzt das Organosilan-Kupplungsmittel wenigstens eine direkt mit dem Siliciumatom des Silans verbundene wasserhydrolysierbare Gruppe und wenigstens eine direkt mit dem Siliciumatom des Silans durch eine stabile Kohlenstoff-Siliciumbindung verbundene organische Gruppe, die wenigstens eine Aminofunktion aufweist. Die wasserhydrolysierbare Gruppe des Silans ergibt eine Bindung mit dem Glas, die Aminofunktion ergibt eine Bindung mit dem Mischpolymeren, wodurch das Glas mit dem Mischpolymeren verbunden wird.

Die Silane mit einer Aminofunktion können durch die folgende allgemeine Formel beschrieben werden:

C
A Si B

worin A die wasserhydrolysierbare Gruppe, B die organische Gruppe, welche die Aminofunktion enthält, und jedes C entweder A. B oder eine Alkylgruppe, die vorzugsweise 1 bis 5 Kohlenstoffatome enthält, bedeutet. Zu Beispielen der Gruppe A gehören Hydroxyreste, Halogenreste, wie Cl oder F, Alkoxyreste die vorzugsweise 1 bis 5 Kohlenstoffatome enthalten, Aryloxyreste, z. B. Phenoxy- oder Naphtoxyreste, und der Acetoxyrest. Zu Beispielen der Gruppe B gehören aliphatische und aromatische Gruppen, in denen die Aminofunktion primär, sekundär oder tertiär sein kann. So kann der Rest B die Gruppierung

■-<' / NH₂

bedeuten, die direkt mit dem Si-Atom oder indirekt damit, z. B. durch eine Alkylengruppe, verbunden ist, oder die Gruppierung -(CHi)₁NH₂, worin χ eine ganze Zahl von 2 bis 12, jedoch bevorzugt 3 bis 9, ist, oder die Gruppierung

-(CH₂),NH(CH;),NHR.

worin y eine ganze Zahl von 2 bis 4 und ζ eine ganze Zahl von 1 bis 4 ist und R Wasserstoff, einen Methyloder Äthylrest bedeutet, oder die Gruppierung

-(CH₂),N(CH,)₃,

worin χ die obenstehende Bedeutung aufweist Zu bevorzugten Silanen gehören die ω-Aminoalkyltrialkoxy-silane, z.B. y-Amino-propyltriäthoxy-siian, m- und p-Amino-phenyltriäthoxy-silan und N-(n-Propyl-trimethoxysilyl)-äthylendiamin.

Zu anderen verwendbaren Kupplungsmittel gehören die Organosilane mit Epoxyfunktion und die silanmodifizierten Olefin/Säure-, Olefin/Säurehalogenid- und Olefin/Säuresalz-Mischpolymeren, die in der IJS-PS 34 08 420 und der DT-OS 20 03 997 beschrieben sind. Im allgemeinen beträgt der Olefinaniieil wenigstens 50 Mol-% des Mischpolymeren. Vorzugsweise ist die Säurekomponente eine äthylenisch ungesättigte Carbonsäure oder ein Derivat davon. Ihr Anteil beträgt vorzugsweise 0,1 bis 25 Mol-% des Mischpolymeren. Die mit dem Mischpolymeren umgesetzten Silane können aus den vorstehend angegebenen ausgewählt werden. Zu Beispielen für Mischpolymere gehören Äthylen/ Acrylsäure-Mischpolymere, Äthylen/Methacrylsäure-Mischpolymere, Äthylen/ltaconsaure-

> Mischpolymere, Äthylen/Maleinsäure-Mischpolymere und Äthylen-Propylen/Acrylsäure-Mischpolymere.

Das Glas wird mit dem Kupplungsmittel überzogen. wobei das Kupplungsmittel in Form einer organischen oder wäßrigen Lösung oder Dispersion vorliegt. Das

ίο das Kupplungsmittel enthaltende flüssige Medium wird auf das Glas, z. B. durch Vermischen, Sprühen oder Tauchen, unter Bildung eines Überzugs aufgebracht und anschließend getrocknet. Die Konzentration des Kupplungsmittel liegt im allgemeinen bei 0,25 bis 5 Gew.-°/o,

■5 bezogen auf das Gesamtgewicht des Mediums. Der auf dem Glas erhaltene Überzug hat eine Stärke in der Größenordnung von Molekülen.

Die erfindungsgemäßen Massen können durch trockenes Vermischen des Mischpolymeren in teilchen-

-o (örmiger Form mit dem Glas und anschließendes Vermischen der Bestandteile miteinander bei einer Temperatur, bei der das Mischpolymere geschmolzen ist, hergestellt werden. Die letztere Mischstufe kann unter Verwendung eines Extruders erfolgen. Das

-5 erhaltene geschmolzene Gemisch kann zu einem Gegenstand der gewünschten Form oder zu Formgranulaten extrudiert werden, die wiederum extrudiert oder in anderer Weise in der Schmelze zu Gegenständen der gewünschten Form verarbeitet werden können.

Das Mischpolymere kann viel Glasfüllstoff aufnehmen und doch in der Schmelze verarbeitbar sein. Beispielsweise erhöht sich die Schmelzviskosität eines Mischpolymeren aus 50 Mol-% Äthylen und 50 Mol-% Tetrafluorethylen von 1,8 χ IV Poise durch die Zugabe von 26% Glasfasern lediglich auf 6,49 χ 10" Poise. Dadurch kann das Mischpolymere bis zu 70Gew.-% Glas, bezogen auf das Gesamtgewicht der Masse, aufnehmen. Vorzugsweise enthalten erfindungsgemäße Massen 10 bis40Gew.-%Glas.

Die hohen Wärmefestigkeitstemperaturen der erhaltenen Masse ermöglicht deren Einsatz bei hohen Temperaturen bis zu dem Schmelzpunkt des Gemischs von 225 bis 275°C (je nach Mischpolymerisat) unter Belastungsbedingungen, die das Mischpolymere selb¹-!

•4* nicht aushalten würde.

Die erfindungsgemäßen Massen sind aufgrund ihre* geringen Reibungskoeffizienten als Lageroberflächer besonders geeignet. F i g. 1 und 2 zeigen perspektivisch ein Laufbuchsenlager bzw. ein Gleitlager, in denen die

Lageroberfläche aus einer erfindungsgemäßen Masst besteht

In Fig. 1 weist das Laufbuchsenlager 2 eim Metallbuchse 4 und eine Auskleidung 6 für die Buchsi auf, wobei die Auskleidung aus einer Masse gemäß de; Erfindung besteht Die Laufbuchse oder Lagerschall stützt die Auskleidung oder hält sie in Stellung zu Aufnahme einer Drehachse. In ähnlicher Weise enthäl und stützt bei dem Gleitlager 10 der Fig.2 eil Metallstab 12 mit einen längs einer Seite gebildetei

to Ausnehmung 14 eine mit Nut versehene Gleitfläche Ii die aus einer Masse der Erfindung hergestellt ist

Erfindungsgemäße Massen können in Oberfläche! vieler anderer bekannter Lager verwendet werden, ζ. Ε in Lageroberflächen von Brückenpuffern. Erfindungsge '¹^ mäße Massen können auch zur Schmelzverarbeitun von Gegenständen verwendet werden, die höher Festigkeit und Steilheit benötigen als durch da Mischpolymere selbst herbeigeführt werden kann.

(ο

In den folgenden Beispielen beziehen sich Teile und Prozentangaben, falls nicht anders angegeben, auf das Gewicht.

Beispiel! _s

100 g eines Mischpolymeren aus 50,7 Mol-% Tetrafluoräthylen, 47,4 Mol-% Äthylen und 1,9 Mol-% Perfluor-(propylvinyl)-äther mit einem Schmelzpunkt von 263⁰C und einer Schmelzviskosität von 1,9 χ 10⁴ Poise bei 300° C bei einer Scherbeanspruchung ι. von 0,455 kg/cm² wurden auf einem auf 290 bis 300° C erhitzten Walzenpaar von 7,6 cm geschmolzen. Zu dem geschmolzenen Mischpolymeren wurden gehackte Glasfasern von 0,635 cm Länge zugegeben, die vorher mit einer Lösung aus y-Amino-propyl-triäthoxy-silan-Kupplungsmittel überzogen und getrocknet worden waren. Das Mischpolymere und die Fasern wurden auf den heißen Walzen 6 Minuten gemischt und dann zu einer flachen Bahn gewalzt und gekühlt. Die gekühlte Bahn wurde in zwei Stücke geschnitten; es wurden daraus Folien von etwa 10,15 cm χ 10,15 cm χ 0,25 cm durch Formpressen hergestellt. Die Streckgrenze und Enddehnung des glasverstärkten Films betrug bei Raumtemperatur 582 kg/cm² bzw. 4,4%.

Das gleiche Mischpolymere wurde unter den obigen Bedingungen, jedoch ohne das Glas gewalzt. Druckgeformte Folien aus dem Mischpolymeren besaßen eine Streckgrenze und eine Enddehnung bei Raumtemperatur von 19? kg/cm² bzw. 350%,

Beispiel 2

In diesem Beispiel besaß das verwendete Mischpolymere eine Schmelzviskosität von 3,04XlO⁴PoISe bei 300° C und 0,455 kg/cm² Scherbeanspruchung und bestand aus 50 Mol-% Tetrafluoräthylen, 1 Mol-% Hexafluoraceton und 49 Mol-% Äthylen, die Glasfasern waren, die gleichen wie im Beispiel 1. 850 g des Mischpolymeren und 350 g Glasfasern wurden trocken vermischt und dann zu Formpulver bei einer Temperatur von etwa 305 bis 310°C extrudiert. Das Formpulver wurde zu Platten von 20 cm χ 20 cm bei einem Druck von 4540 kg druckgeformt. Aus diesen Platten wurden becherförmige Proben gearbeitet und einem Reibungstest unter Verwendung eines Drucklagerprüfgeräts und des Verfahrens gemäß ASME-Druckschrift Nr. 63- λ= WA 325 (1963) einer im Eingriff stehenden Fläche aus AISl 1018 Stahl (40,6 χ 10-" cm Oberflächenvergütung) und einem Druck von 7 kg/cm² unterzogen. Die Ergebnisse der Belastungsgeschwindigkeit und des Reibungskoeffizienten sind durch die folgenden Daten zusammen mit Testergebnissen für Versuchsproben aus dem Mischpolymeren allein wiedergegeben.

Zusammensetzung

Geschwindig- Reibungskeit, cm/min koeffizient

Mischpolymeres allein	305	0,69
	915	0,70
Mischpolymeres + Glas	305	030
	915	0,18

höheren Geschwindigkeit stieg der Abnutzungsfaktor für das Mischpolymere allein auf 1 416 100, während der des glashaltigen Gemisches im wesentlichen gleich dem bei der geringeren Geschwindigkeit lag. Die glashaltige Masse ergab auch eine verbesserte Zugfestigkeit und einen verbesserten Modul und Biegemodul gegenüber dem Mischpolymeren allein. Die Wärmefestigkeitstemperatur der Masse betrug 209°C bei einer Belastung von 18,5 kg/cm² im Vergleich zu 70°C für das Mischpolymere allein.

Beispiel 3

Das Verfahren nach Beispiel 2 wurde mit der Abänderung wiederholt, daß die Menge der vermischten Bestandteile 1000 g Mischpolymeres und 25Og Glasfasern betrug. Das Mischpolymere war aus 50 Mol-% Tetrafluoräthylen und 50 Mol-% Äthylen aufgebaut und besaß eine Schmelzviskosität von 4,3XlO⁴PoISe bei 300⁰C und einer Schwerbeanspruchung von 0,455 kg/cm². Die Preßformungstemperatur betrug 325°C. Bei einer Belastung von 7 kg/cm^:' und einer Geschwindigkeit von 305 cm/min betrug der Reibungskoeffizient 0,24 im Vergleich zu 033 für das Mischpolymere allein. In diesem Beispiel und dem folgenden Beispiel wurde ein selbst ausrichtendes Führungsteil zwischen der Probe und der Halterung bei dem Test des Reibungskoeffizienten verwendet.

Beispiel 4

Das Verfahren nach Beispiel 2 wurde mit der Abänderung wiederholt, daß die Glasfasern «inen Überzug eines Kupplungsmittels aus einem Mischpolymeren aus 90% Äthylen und 10% Methacrylarnid-Propyltriäthoxy-silan aufwiesen. Die erhaltene Masse besaß einen Reibungskoeffizienten von 0,18 im Vergleich zu 0,37 für das Mischpolymere allein.

Dieses Beispiel wurde mit der Abänderung wiederholt, daß der Glasfasergehalt der Masse von 26% auf 50% erhöht wurde; der Reibungskoeffizient der erhaltenen Masse betrug 0,17.

Beispiel 5

Es wurde eine Reihe von Gemischen hergestellt, indem 50 g eines Mischpolymeren aus 50 Mol-% Tetrafluoräthylen und 50 Mol-% Äthylen mit 6 g 1.25 cm langen gehackten Glasfasern bei 300⁰C gewalzt wurden, die vorher mit den folgenden örganosilanen (eines je Gemisch) überzogen worden waren:

NH₂(CH₂)₂NH(CH₂)₂(CH₃)CHCH₂SiCH3(OCH3)₂,

NCCH₂CH₂Si(OC₂H₅)J und

//V-CH₂CH₂Si(OCH₃J₂.

O I

Die glashaltige Masse ergab auch einen Abnutzungsfaktor von lediglich etwa

._7An cm³ min · 1(Γ^Ιη

4760

kg m ■ Std.

im Vergleich zu 195 160 für das Mischpolymere allein bei der Geschwindigkeit von 305 cm/min. Bei der Für jedes Gemisch wurde die Dehnung etwa zu Hälfte oder mehr für das entsprechende Gemisch ohni Kupplungsmittel auf den Glasfasern herabgesetzt un( es ergab sich eine erhöhte Steifheit des Gemtschs. Da glasgefüüte Gemisch (ohne Kupplungsmittel) war aucl wesentlich steifer als das Mischpolymere allein.

70S 624/47

Beispiel 6

Für dieses Beispiel wurde ein Mischpolymeres aus 51 Mol-% Chlortrifluoräthylen und 49 Mol-% Äthylen verwendet, das einen Schmelzpunkt von 237°C und eine Schmelzviskosität von 24x10⁴ Poise bei 260°C und einer Scherbeanspruchung von 0,455 kg/cm² aufwies. 39 g dieses Mischpolymeren wurden auf einem Walzenpaar (7,6-cm-Walzen) auf 360°C erhitzt. Zu dem geschmolzenen Polymeren wurden 13 g gehackte Glasfasern (0,635 cm lang) zugegeben, die mit einer Lösung von y-Amino-propyl-triäthoxy-silan-Kupplungsmittel überzogen und getrocknet worden waren. Die geschmolzene Masse wurde auf den Walzen während etwa 1 Minute vermischt, dann zu einer flachen Bahn gewalzt und gekühlt. Die Bahn wurde in Stücke geschnitten. Ein Teil dieser Stücke wurde bei 260°C zu einer Folie mit etwa den Abmessungen von 10 cm χ 10 cm χ 0,25 cm im Formpreßverfahren geformt. Die Streckgrenze und Enddehnung dieser Folie bei Raumtemperatur betrug 569 kg/cm² bzw. 15,1%.

40 g des gleichen Mischpolymeren wurden unter den obigen Bedingungen, jedoch ohne die Glasfasern gewalzt. Eine unter den obigen Bedingungen durch Formpressen hergestellte Folie besaß eine Streckgren-

10

ze und eine Enddehnung bei Raumtemperatur vor 300 kg/cm? bzw. 115%.

Ein Teil der gewalzten Proben, sowohl aus derr Mischpolymeren allein als auch aus der glasfaserhalti gen Probe, wurde bei 260°C durch Formpressen zi Scheiben von 0,635 cm Dicke und 3,8 cm Durchmesse! geformt. Diese Scheiben wurden zu becherförmiger Proben verarbeitet, die für das in der ASME-Druck schrift Nr. 63-WA 325 (1963) beschriebene Reibungs testverfahren verwendet wurde. Die im Eingrifi stehende Oberfläche für diese Versuche bestand au; AISI 1018 Stahl (40,6 χ 10"⁶ cm Oberflächenvergütung) Die Messungen erfolgten bei einem Druck von 7 kg/cm^: und einer Geschwindigkeit von 305 cm/min. Es wurder folgende Ergebnisse für den Reibungskoeffizienten dei beiden Materialien erhalten:

Zusammensetzung

Reibungskoeffi/ieiil

,_c Mischpolymeres allein 0,59 0,54

Mischpolymeres+ Glas 0,34 0,38

Bei höheren Testgeschwindigkeiten fällt der Rei bungskoeffizient des glashaltigen Gemischs auf niedri gere Werte und wird als Lageroberfläche nocl günstiger.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

. 3 Patentansprüche:

1. Masse aus: A: einem Mischpolymerisat aus

a) 40 bis 60 Molprozent Tetrafluoräthylen,

b) 40 bis 50 Molprozent Äthylen und ggf.

c) bis zu 10 Molprozent, bezogen auf die Masse aus (a) und (b) weiteren copolymerisierbaren Monomeren,

oderaus

a) 40 bis 60 Molprozent Chlortrifluoräthylen,

b) 40 bis 60 Molprozent Äthylen und ggf.

c) bis zu 10 Molprozent, bezogen auf die Masse aus (a) und (b), weiteren copclymerisierbaren Monomeren und

B: 5 bis 70 Gewichtsprozent, bezogen auf die Gesamtmasse von A und B, Glasfüllstoff, dadurch gekennzeichnet, daß der Glasfüllstoff mit einem hydrolysierbaren Silankupplungsmittel behandelt worden ist 2. Verwendung der Masse gemäß Anspruch 1 zur Herstellung von Lagerflächen.