DE2441503C3

DE2441503C3 - Trockenfilmschmiermittel

Info

Publication number: DE2441503C3
Application number: DE2441503A
Authority: DE
Inventors: Harold Arthur Midland Mich. Clark
Original assignee: Dow Corning Corp
Current assignee: Dow Silicones Corp
Priority date: 1974-06-24
Filing date: 1974-08-30
Publication date: 1982-05-19
Also published as: GB1455936A; NL7412005A; DE2441503A1; CA1025427A; BE820871A; NL157943B; AU7274474A; FR2276373A1; DE2441503B2; US3909424A; JPS512877A; JPS537578B2; FR2276373B1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf feste Schmiermittelzubereitungen. Sie betrifft einesteils mit einem Film eines trockenen festen Schmiermittels beschichtete Träger und andernteils eine Zubereitung, die einen neuen filmbildenden Träger für stückige feste Schmiermittel enthält.

Trockenfilmschmiermittel werden dazu verwendet, um Oberflächen mit einem trockenen und in gewissem Ausmaß dauerhaften Überzug zu versehen, der den Reibungskoeffizienten erniedrigt und so als Schmiermittel wirkt. Diese Klasse von Schmiermitteln besteht normalerweise aus Teilchen eines festen Schmiermittels, die in einer filmbildenden Harzmatrix verteilt sind.

Zum Einsatz als Binderkomponente für den Schmiermitteliilm wurde bereits eine Reihe verschiedener Harze vorgeschlagen. Die am häufigsten bei Trockenfilmschmiermitteln verwendeten Harze sind Phenolharze, unter Einschluß modifizierter Phenolharze, Epoxyharze sowie Acrylpolymerer. Zur Verbesserung der Wärmestabilität und der Lagerbelastbarkeitskapazität von Schmiermittelfilmen wurden auch bereits Silicone verwendet (siehe beispielsweise US-PS 32 88 710). In US-PS 36 74 690 wurden auch bereits an der Luft trocknende und in einem Lösungsmittel lösliche Silicone als einzige Bindemittel für Trockenschmiermittel vorgeschlagen.

In DE-OS 15 94 666 werden Pasten auf Grundlage von Organopolysiloxanölen und Füllstoffen beschrieben, die sich dadurch auszeichnen, daß sie zusätzlich zu den Organopolysiloxanölen und Füllstoffen, bezogen auf das Gewicht der Organopolysiloxanöle, 2 bis 35 Gew.-% Methylpolysiloxane enthalten, bei denen an die Siliciumatome durchschnittlich 0,99 bis 1,3 Methylgruppen gebunden sind und deren nicht durch Methyfgruppen oder Siloxansauerstoffatome abgesättigte Siliciumvalenzen durch Hydroxyl- und/oder Alkoxygruppen abgesättigt sind. Die zu verwendenden Organopolysiloxanöle sollen vorzugsweise aus 1 bis 20 Mol-% Triorganosiloxaneinheiten und dem Rest Diorganosiloxaneinheiten bestehen, wobei 0 bis 50% der organischen Reste Phenylreste und 50 bis 100% der organischen Reste Methylreste sein sollen, und eine Viskosität von 100 bis 1000 cSt bei 20⁰C haben. Als Füllstoffe werden insbesondere Siliciumdioxide mit einer Oberfläche von wenigstens 80 m²/g verwendet. Die zu verwendenden Methylpolysiloxane sollen nicht mehr als 25 Mol-% Siloxaneinheiten mit 2 oder 3 siliciumgebundenen Methylresten enthalten und keine 1000 cSt bei 25° C übersteigende Viskosität haben. Wie aus dem Brückenabsatz zwischen den Seiten 4 und 5 dieser DE-OS hervorgeht, können die als Füllstoffe verwendeten Siliciumdioxide teilweise oder vollständig auch durch andere in Siliconpasten übliche Füllstoffe, insbesondere durch Zinkoxid oder Metallseifen wie Lithiumstearat, ersetzt werden. Im Gegensatz zu Siliciumdioxiden gelten Zinkoxide oder Metallseifen in der Fachwelt auch als Festschmierstoffe. Der obigen DE-OS 15 94 666 kann somit maximal entnommen werden, daß hieraus füllstoff- und festschmierstoffhaltige Pasten auf der Grundlage von Organopolysiloxanölen bekannt sind, die zusätzlich eine bestimmte Menge bestimmter Methylpolysiloxane enthalter Als Trockenfilmschmiermittel können derartige Pasten jedoch überhaupt nicht eingesetzt werden, da sich das in ihnen enthaltene Bindematerial (Organopolysiloxanöle gegebenenfalls in Verbindung mit gewissen Methylpolysiloxanen) nicht zur Bildung von trockenen Schmierfilmen eignen würde, die im erforderlichen Ausmaß wärmestabil, abriebfest und korrosionsbeständig sein würden. Dies läßt sich vielmehr erst durch eine ganz besonders ausgewählte und wohl ausgewogene Kombination verschiedener Bestandteile als Bindemittel erreichen.

Erfindungsgemäß wird nun ein Trockenfilmschmiermittel geschaffen, das man zur Herstellung von Trockenfilmen verwenden kann, und das dem Stand der Technik dadurch überlegen ist, daß es sich beim Bindematerial um ein wärmestabiles, abrieb- und korrosionsfestes sowie verhältnismäßig wohlfeiles Produkt handelt.

Das erfindungsgemäße Trockenfilmschmiermittel der eingangs genannten Art ist nun gekennzeichnet durch ein homogenes Gemisch aus (a) einem stückigen festen

Schmiermittel und (b) einem filmbildenden Träger, der praktisch aus einer Dispersion von kolloidalem Siliciumdioxid in einer Lösung des Teilkondensats eines Silanols der allgemeinen Formel RSi(OH)3, worin R für Alkyl mit 1 bis einschließlich 3 Kohlenstoffatomen, Vinyl, 3,3,3-Trifluorpropyl, gamma-Glycidoxypropyl oder gamma-Methacryloxypropyl steht, in einer Lösung aus niederem aliphatischem Alkohol und Wasser besteht, wobei wenigstens 70 Gewichtsprozent des Silanols die Formel CH₃Si(OH)₃ haben, der Träger 10 bis 50 Gewichtsprozent Feststoffe enthält, die praktisch aus 10 bis 75 Gewichtsprozent kolloidalem Siliciumdioxid und 25 bis 90 Gewichtsprozent des Teilkondensats bestehen, und wobei der Träger ferner soviel Säure enthält, daß man im Träger einen pH-Wert von 3,0 bis 6,0 erhält

Der Bestandteil (a) des Trockenfilmschmiermittels kann irgend eh feinverteiltes stückiges festes Schmiermittel sein. Geeignete feste Schmiermittel sind Molybdändisulfid, Molybdändiselenid, Graphit, Antimontrioxid, Titandisulfid, Wol/ramdisulfid, Wolframdiselenid, Wismuthtrioxid, Bleisulfid, Bleioxid, Magnesiumoxid, Bornitrid, Calciumfluorid, Zirconiumdisulfid, kolloidales Silber und dergleichen. Zu andere.! geeigneten festen Schmiermitteln gehören feinverteilte Polymermaterialien mit inhärenter Schmierfähigkeit, wie pulverförmiges Polytetrafluoräthylen, Polytrifluormonochloräthylen, Nylon, Polyalkylene, wie Polypropylen oder deren Copolymere, Polyimide und aromatische Polyester, wie Poly-p-oxybenzoyl. Außer ihrer Schmierfähigkeit sorgen gewisse Polymere, wie Polytetrafluoräthylen oder Poly-p-oxybenzoyl, auch für nichtklebrige Eigenschaften des Films. Natürlich lassen sich auch Kombinationen fester Schmiermittel verwenden, wie Gemische aus Graphit und Molybdändisulfid, Gemische aus Calciumfluorid und Bornitrid sowie Gemische aus Antimontrioxid und Molybdändisulfid. Diese festen Schmiermittel sind als feinverteilte Pulver erhältlich, die im allgemeinen über eine Teilchengröße im Bereich von 1 bis 150 Mikron Durchmesser verfugen. Zur weiteren Diskussion fester Schmiermittel wird auf Braithwaite's Solid Lubricants und Surfaces, the Macmillan Company, New York (1964) verwiesen.

Wie bereits oben erwähnt, ist der filmbildende Träger für das feste Schmiermittel eine Dispersion aus kolloidalem Siliciumdioxid in einer Alkohol-Wasser-Lösung des Teilkondensats eines Trisilanols. Im gehärteten Zustand bildet der Träger einen Binderfilm aus Siliciumdioxid und Silsesquioxan. Der überwiegende Anteil des Teilkondensats oder Siloxanols stammt aus der Kondensation von CH₃Si(OH)₃. Ein geringerer Anteil läßt sich ebenfalls aus einer Cokondensation mit

C₂H₅Si(OH)₃ C₃H₇Si(OHi)₃
CH₂=CHSi(OH₃)J
CH₂=CHCCOO(CH₂)₃Si(OH)₃
CH₃

55

60

CH₂CHCH₂O(CHi)₅Si(OH)₃

oder Gemischen hiervon erhalten. Sowohl vom Standpunkt der Wirtschaftlichkeit als auch optimaler Eigenschaften aus verwendet man für den gehärteten Film bei der Formulierung der Zubereitung vorzugsweise nur Monomethyltrisüanol.

Wie in den Beispielen im einzelnen beschrieben wird, werden die Trisilanole in situ hergestellt, indem man die entsprechenden Trialkoxysilane zu sauren wäßrigen Dispersionen von kolloidalem Siliciumdioxid gibt Geeignete Trialkoxysilane sind solche, die als Suhstituenten Methoxy, Äthoxy, Isopropoxy oder t-Butoxy enthalten, und aus denen bei Hydrolyse die entsprechenden Alkohole frei werden, wodurch sich wenigstens eine Teilmenge des in der Trägerzubereitung vorhandenen Alkohols bildet Nach Bildung des Silanols in dem wäßrigen sauren Medium kommt es zu einer Kondensation der Hydroxylsubstituenten unter Bildung von — Si —O —Si-Bindungen. Die Kondensation ist nicht vollständig, sondern es bleiben im Siloxan ziemliche Mengen siliciumgebunaener Hydroxylgruppen zurück, wodurch das Polymer in dem Lösungsmittel aus Wasser und Alkohol löslich wird. Dieses lösliche Teilkondensat läßt sich als ein Siloxanolpolymer bezeichnen, das über wenigstens eine siliciumgebundene Hydroxylgruppe auf je drei - WiO-Einheiten verfügt Während des Härtens des Films auf einem Träger kondensieren diese restlichen Hydroxygruppen unter Bildung eines Silsesquioxans, RSiO₃/2·

Das Siliciumdioxid der Trägerzubereitung liegt in Form von kolloidalem Siliciumdioxid vor. Wäßrige kolloidale Siliciumdioxiddispersionen haben im allgemeinen eine Teilchengiöße im Bereich von 5 bis 150 Millimikron Durchmesser. Diese Silicahydrosole werden in bekannter Weise hergestellt und sind im Handel erhältlich. Vorzugsweise verwendet man kolloidales Siliciumdioxid mit einer Teilchengröße von 10 bis 60 Millimikron, da die hiermit hergestellten Dispersionen stabiler sind und man aus ihnen Filme mit besseren Eigenschaften erhält. Kolloidale Siliciumdioxide dieser Art sind verhältnismäßig frei von Natriumoxid und anderen Alkalioxiden, und sie enthalten im allgemeinen weniger als 2 Gewichtsprozent, vorzugsweise weniger als 1 Gewichtsprozent, Natriumoxid. Sie sind sowohl als saure als auch basische Hydrosole erhältlich. Kolloidales Siliciumdioxid unterscheidet sich von anderen, in Wasser dispergierbaren Formen von S1O2, wie Polykieselsäure cder Alkalisilicaten, die sich erfindungsgemäß nicht verwenden lassen.

Das Siliciumdioxid ist in einer Lösung des Siloxanols dispergiert, das in einem Colösungsmittel aus Alkohol und Wasser getragen wird. Geeignete niedere aliphatische Alkohole sind beispielsweise Methanol, Äthanol, Isopropanol oder t-ButylalkohoI. Es können auch Gemische solcher Alkohole verwendet werden. Als Alkohol wird Isopropanol bevorzugt, und im Falle der Verwendung von Alkoholgemischen werden vorzugsweise wenigstens 50 Gewichtsprozent Isopropanol im Gemisch eingesetzt, damit der Überzug optimal haftet. Das Lösungsmittelsystem sollte etwa 20 bis 75 Gewichtsprozent Alkohol enthalten, damit eine Löslichkeit des Siloxanols sichergestellt ist. Wahlweise kann auch eine kleinere Menge, beispielsweise nicht mehr als 20 Gewichtsprozent, des Lösungsmittelsystems ein weiteres mit Wasser mischbares polares Colösungsmittel sein, wie Aceton, Butylcellosolve und dergleichen.

Zum Erreichen optimaler Eigenschaften beim Film und für eine maximale Badbeständigkeit der Überzugszubereitung muß soviel einer mit Wasser mischbaren organischen Säure zugegen sein, daß man einen pH-Wert von 3,0 bis 6,0 erhält. Als Säuren eignen sich sowohl organische als auch anorganische Säuren, wie

Chlorwasserstoffsäure, Essigsäure, Chloressigsäure, Zitronensäure, Benzoesäure, Dimethylmalonsäure, Ameisensäure, Glutarsäure, Glycolsäure, Maleinsäure, Malonsäure, Toluolsulfonsäure, Oxalsäure und dergleichen. Die jeweils verwendete Säure hat einen direkten Einfluß auf die Geschwindigkeit der Silanolkondensation, die ihrerseits wiederum die LagerfäVigkeit bzw. Beständigkeit der Zubereitung bestimmt Die stärkeren Säuren, wie Chlorwasserstoffsäure oder Toluolsulfonsäure, geben eine wesentlich kürzere Lager- bzw. BadbeständigkeÄ, und bei ihrer Verwendung muß man zum Erreichen des beschriebenen löslichen Teilkondensats weniger lang altern. Vorzugsweise setzt man soviel mit Wasser mischbare Carbonsäure aus der Gruppe Essigsäure, Ameisensäure, Propionsäure oder Maleinsäure zu, daß man bei der Binderzubereitung einen pH-Wert im Bereich von 4 bis 5,5 erhält. Hierdurch erhält man eine gute Badbeständigkeit, und die Alkalisalze dieser Säuren sind darüber hinaus löslich, so daß man diese Säuren mit Siliciumdioxiden verwenden kann, die eine wesentliche (bei über 0,2% Na2O liegende) Menge an Alkalimetall oder Alkalimetalloxid enthalten.

Die Trägerzubereitungen lassen sich ohne weiteres herstellen, indem man Trialkoxysilane, wie RSi(OCH3)3, zur Disperion aus kolloidalem Siliciumdioxid zugibt und den pH-Wert durch Zusatz der organischen Säure auf die gewünschte Höhe einstellt Die Säure kann man dem Silan oder der Dispersion zusetzen, bevor man beide Komponenten miteinander vermischt, sofern das Vermischen rasch erfolgt Die zum Erreichen des gewünschten pH-Wertes erforderliche Säuremenge hängt vom Alkaligehalt des S'iliciumdioxids ab, sie liegt jedoch normalerweise bei unter 1 Gewichtsprozent der Zubereitung. Durch Hydrolyse der Alkoxysubstituenten des Silans wird Alkohol gebildet, und aus einem Mol -Si(OC₂H₅)3 entstehen so z. B. 3 Mol Äthanol. Je nach der in der fertigen Zubereitung gewünschten prozentualen Feststoffmenge oder ein mit Wasser mischbares Lösungsmittel zusetzen. Man sollte die Zubereitung gut durchmischen und eine kurze Zeitspanne altern lassen, damit die Bildung des Teilkondensats gesichert ist. Die auf diese Weise erhaltene Zubereitung ist eine klare oder leicht trübe niederviskose Flüssigkeit, die mehrere Tage stabil ist. Die Kondensation von =SiOH setzt sich sehr langsam fort und die Zubereitung bildet eventuell Gelstrukturen. Die Badbeständigkeit der Zubereitung läßt sich erhöhen, indem man die Dispersion auf niederer Temperatur, beispielsweise bei 5°C, hält. Der Träger kann mit gepufferten latenten Kondensationskatalysatoren versetzt werden, wodurch man zum Erreichen optimaler Filmeigenschaften für den Endüberzug bei milderen Härtungsbedingungen arbeiten kann. Eine Klasse solcher latenter Katalysatoren sind die Alkalisalze von Carbonsäuren, wie Kaliumformiat. Zu anderen Klassen latenter Katalysatoren gehören die Amincarboxylate und die quaternären Ammoniumcarboxylate. Die Katalysatoren müssen natürlich in dem Colösungsmittelsystem löslicS oder wenigstens damit mischbar sein. Die Katalysatoren sind in solchem Ausmaß latent, daß sie bei Raumtemperatur die Badbeständigkeit der Zubereitung nicht merkbar verkürzen. Beim Erhitzen dissoziiert der Katalysator jedoch unter Bildung einer zur Erhöhung der Kondensation aktiven Katalysatorart, beispielsweise eines Amins. Zur Vermeidung von Einflüssen auf den pH-Wert der Zubereitung werden gepufferte Katalysatoren verwendet. Bestimmte im Handel erhältliche kolloidale Siliciumdioxiddispersionen enthalten freies Alkalimetall, das während der Einstellung des pH-Wertes mit der organischen Säure unter Bildung des Carboxylatkatalysators in situ reagiert. Dies gilt insbesondere dann, wenn m&n von einem Hydrosol mit einem pH-Wert von 8 oder 9 ausgeht Das saure Bindemittel kann durch Zugabe von Carboxylaten katalysiert werden, wie Dimethylaminacetat Äthanolaminacetat, Dimethylanilinformiat Tetraäthylammoniumbenzoat Natriumacetat Natriumpropionat Natriumformiat oder Benzyltrimethylammoniumacetat Die Katalysatormenge läßt sich in Abhängigkeit von dem gewünschten Härtungszustand variieren. Bei einem Katalysatorgehalt von etwa 1,5 Gewichtsprozent in der Zubereitung ist die Badbeständigkeit jedoch kürzer, und die physikalischen Eigenschaften des Films können in diesem Fall ebenfalls nachteilig beeinflußt werden. Bevorzugt verwendet man daher etwa 0,05 bis 1 Gewichtsprozent Katalysator.

Damit die Dispersionsform weiterhin möglichst stabil

ist und man beim gehärteten Oberzug gleichzeitig optimale Eigenschaften erhält, verwendet man vorzugsweise eine Überzugszubereitung, die einen pH-Wert im Bereich von 4 bis 5 hat und 10 bis 25 Gewichtsprozent Feststoffe enthält. Der Siliciumdioxidanteil hat dabei eine Teilchengröße im Bereich von 5 bis 60 Millimikron, das Teilkondensat von CH₃Si(OH)₃ ist in einer Menge von 35 bis 55 Gewichtsprozent, bezogen auf die gesamte Feststoffmenge, in einem Colösungsmittel aus Methanol, Isopropanoi und Wasser vorhanden, die Alkohole machen 30 bis 60 Gewichtsprozent des Colösungsmittels aus, und der Katalysator wird aus der Gruppe Natriumacetat und Benzyltrimethylammoniumacetat ausgewählt und ist in einer Menge von 0,05 bis 0,5 Gewichtsprozent der Zubereitung vorhanden. Eine derartige Zubereitung ist verhältnismäßig stabil, verfügt über eine Badbeständigkeit von etwa einem Monat und läßt sich nach Aufbringen auf einen Träger in verhältnismäßig kurzer Zeit bei Temperaturen von 75 bis 125° C härten.

Außer dem Bestandteil (a), nämlich dem festen Schmiermittel, und dem Bestandteil (b), nämlich dem Träger, können die erfindungsgemäßen Zubereitungen auch leine Menge, üblicher Zusätze enthalten, wie thixotrop machende Mittel, beispielsweise Carboxymethylcellulose, Korrosionsinhibitoren, Farbstoffe, Oxydationsinhibitoren und dergleichen.

Die erfindungsgemäßen Schmi^nnittelzubereitungen werden hergestellt, indem man das stückige feste Schmiermittel mit dem filmbildenden Träger unter hoher Geschwindigkeit und hohen Scherbedingungen vermischt. Diese Bedingungen sichern ein völliges Vermischen und Aufbrechen eventuell vorhandener Agglomerationen des festen Schmiermittels. Die Menpe an mit dem Träger zu vermischenden festen Schmiermittel hängt von der Art des festen Schmiermittels und den jeweiligen Anwendungsbedingungen für den Schmiermittelfilm ab. Die Schmiermittelzubereitung enthält im allgmeinen 10 bis 75 Gewichtsprozent festes Schmiermittel und vorzugsweise 25 bis 60 Gewichtsprozent der stückigen Feststoffe.

Außer durch Sprühen können die Schmiermittelzubereitungen auch durch Aufbürsten, Tauchen oder sonstige übliche Techniken aufgebracht werden, mit denen man einen kohärenten einheitlichen Film auf

b3 einem festen Träger erhält. Die Filmstärke läßt sich beim jeweiligen Aufbringverfahren variieren, im allgemeinen arbeitet man jedoch mit Filmstärken von 2,54 bis 127 μ.

Bei entsprechender Vorbehandlung, unter Einschluß üblicher Grundiermittel, kann der Oberzug auf praktisch alle Trägerarten gebunden werden. Typische Vorbehandlungen von Metallen sind ein Phosphatieren eisenhaltiger Legierungen, eine Oxydation nickelhaltiger Legierungen und ein Anodisieren von Titan. Das Hauptinteresse gilt zwar der Beschichtung von Metallträgern mit dem Schmiermittel, der Schmiermittelfilm läßt sich jedoch auch auf andere feste Träger aufbringen, wie feste Polymermaterialien, beispielsweise Polyester, Polyamide und dergleichen, cellulosische Träger, wie insbesondere Papierprodukte, um diesen Trenneigenschaften zu verleihen, Keramiken und dergleichen.

Nach Aufbringen auf die Trägeroberfiäche trocknet die Schmiermittelzubereitung an der Luft zu einem schmierenden Film. Bei Raumtemperatur ist die Härtung im allgemeinen innerhalb von 24 Stunden beendet. Das Härten läßt sich durch Erhitzen beschleunigen, und es dauert dann bei einer Temperatur von 79,5° C 4 Stunden. Der Härtungsmechanismus entspricht dem einer Kondensation des im Teilhydrolysat vorhandenen restlichen Silanols, und man erhält so einen Binder aus RS1O3/2 und kollodialem Siliciumdioxid, der Teilchen des festen Schmiermittels enthält. Die vorwiegend anorganische Natur der RS1O3/2—SiCh-Matrix führt zu einer Hitzestabilität, die besser ist als diejenige bei Verwendung organischer Harzbinder.

Obigen Ausführungen kann entnommen werden, daß zum Gegenstand der Erfindung auch feste Träger gehören, bei denen zumindest eine Oberfläche mit einem Schmiermittelfilm beschichtet ist, der aus Teilchen eines festen Schmiermittels, das gleichförmig in einer Matrix von RS1O3/2 dispergiert ist, und aus kolloidalem Siliciumdioxid besteht, wobei die Matrix praktisch aus 10 bis 75 Gewichtsprozent S1O2 und 25 bis 90 Gewichtsprozent RS1O3/2 besteht. In einem solchen gehärteten Film sind die festen Schmiermittelteilchen vorzugsweise in einer Menge von 15 bis 60 Gewichtsprozent, bezogen auf das Gesamtgewicht der Zubereitung, vorhanden.

Die Erfindung wird anhand der folgenden Beispeile näher erläutert

Beispiel 1

25 g einer wäßrigen Dispersion, die 30 Gewichtsprozent kolloidales Siliciumdioxid (13 bis 14 Millimikron, 032% Na₂O, Ausgangs-pH-Wert 9,8) enthält, wird mit einer zur Einstellung des pH-Wertes auf 4,8 ausreichenden Menge Eisessig versetzt Die angesäuerte Dispersion versetzt man mit Methyltrimethoxysilan (17 g). Die erhaltene Binderzubereitung wird 2 Stunden unter Rühren gealtert, um die Bildung des Teilkondensats sicherzustellen. Die Binderzubereitung enthält 36 Gewichtsprozent Feststoffe, von denen die Hälfte kolloidales Siliciumdioxid ist, das in einem Colösungsmittel aus Methanol und Wasser für das Teilkondensat getragen wird.

Nach 2 Stunden wird die Binderzubereitung mit 25 g einer im Handel erhältlichen wäßrigen Emulsion aus stückigem Polytetrafluoräthylen vermischt, die 60 Gewichtsprozent Feststoff enthält Die Emulsion ist ursprünglich alkalisch, und zur Einstellung des pH-Wertes auf 4,8 versetzt man das Gemisch mit Essigsäure.

Die so erhaltene Schmiermittelzubereitung wird auf phosphatierte Stahlplatten aufgebracht. Der Überzug wird 1 Stunde an der Luft getrocknet und dann 15 Minuten bei 135° C gehärtet. Die gehärtete Platte erhitzt man auf einer auf 150°C aufgeheizten Heizplatte und verwendet sie so als Backfläche für das Eiweiß von Spiegeleiern. Das Eiweiß wird solange gebacken, bis es gründlich koaguliert ist, und man entfernt das Ganze dann mit einem Spatel von der beschichteten Oberfläche. Backwaren, die 15 Minuten bei 218°C auf der beschichteten Platte gebacken werden, lassen sich ebenfalls leicht von der Oberfläche entfernen. Es zeigt sich somit, daß man das Schmiermitte! auch als Oberflächenbeschichtung für Backbleche und dergleichen verwenden kann.

Beispiel 2

Die in Beispiel 1 beschriebene Binderzubereitung wird mit verschiedenen festen Schmiermitteln zur Herstellung von Überzugszubereitungen vermischt, die auf die Oberflächen von Verschleißtestblöcken aufgebracht werden. Die Schmiermittelformulierungen enthalten jeweils 50 g der Binderzubereitung mit 36% Feststoff, 50 g des stückigen festen Schmiermittels und 94 g Isopropanol. Nach dem Härten ergeben die Zubereitungen einen Überzug, der 66,6% Schmiermittel und 33,3% Binder enthält, wobei 50 Gewichtsprozent des Binders Siliciumdioxid sind und der Rest aus CH 3S1O3/2 besteht.

Nach Härten der Überzüge auf den Verschleißtestblöcken bestimmt man die Schmiereigenschaften nach der LFW-I Testmethode. Zur Ermittlung dieser LFW-I-Ergebnisse betreibt man eine Alpha-Testmaschine (beschrieben in US-PS 30 28 746) in einer Richtung unter Verwendung eines Standard-Stahlringes RfiO) und eines i?<30-Blocks bei 72 Umdrehungen pro Minute und einer Belastung von 14,8 kg/cm². Die Überzüge werden bis zu ihrem Bruch untersucht, was als diejenige Anzahl an Umdrehungen ausgedrückt wird, die erforderlich ist, bis man einen Reibungskoeffizienten von 0,166 oder darüber erreicht Jeder Versuch wird zweimal wiederholt Die dabei erhaltenen Ergebnisse können der folgenden Tabelle entnommen werden.

Im Überzug vorhandenes festes
Schmiermittel

Umdrehungen vor der Abnutzung

MoS₂

Graphit

11 555
19 523

16 692
18 632

1392
471

Die Versuchsergebnisse zeigen die relative Wirksamkeit der verschiedenen festen Schmiermittel, wenn man sie für die erfindungsgemäßen Zubereitungen verwendet

230220/165

Claims

10 Patentansprüche:

1. Trockenfilmschmiermittel auf Basis eines stückigen festen Schmiermittels, eines Siliciumdioxids sowie einer Organosiliciumverbindung, gekennzeichnet durch ein homogenes Gemisch aus

(a) einem stückigen festen Schmiermittel und

(b) einem filmbildenden Träger, im wesentlichen bestehend aus einer Dispersion eines kolloidalen Siliciumdioxids in einer Lösung des Teilkondensats eines Silanols der allgemeinen Formel RSi(OH)₃, worin R für Alkyl mit 1 bis einschließlich 3 Kohlenstoffatomen, Vinyl, 33,3- '⁵ Trifluorpropyl, gamma-Glycidoxypropyl oder gamma-Methacryloxypropyl steht, aus einem niederem aliphatischen! Alkohol und Wasser, wobei wenigstens 70 Gew.-% des Silanols in Form von CH₃Si(OH)₃ vorliegen, der Träger 10 bis 50 Gew.-% Feststoffe enthält, die praktisch aus 10 bis 75 Gew.-°/o kolloidalem Siliciumdioxid und 25 bis 90 Gew.-% des Teilkondensats bestehen, und wobei der Träger eine zur Einstellung eines pH-Wertes von 3,0 bis 6,0 in dem Träger ausreichende Menge Säure enthält.

2. Trockenfilmschmiermittel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Alkohol in einer Menge von 20 bis 75 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht des Colösungsmittels, vorhanden ist

3. Trockenfilmschmiermittel nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß es als Säure eine Carbonsäure aus der Gruppe Essigsäure, Ameisensäure, Propionsäure oder Maleinsäure enthält.

4. Trockenfilmschmiermittel nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß es einen Träger mit 0,1 bis 1,5 Gew.-°/o eines gepufferten latenten Silanolkondensationskatalysators enthält.

5. Trockenfilmschmiermittel nach Anspruch 4, ίο dadurch gekennzeichnet, daß es als Katalysator Natriumacetat enthält.

6. Trockenfilmschmiermittel nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das stückige feste Schmiermittel (a) in einer Menge von 10 bis 75 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Zubereitung, vorhanden ist.

7. Trockenfilmschmiermittel nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß es als festes Schmiermittel (a) Poly(tetrafluoräthylen), Graphit oder MoS₂ enthält.