DE2703918C3

DE2703918C3 - Selbstschmierende thermoplastische Massen und ihre Verwendung

Info

Publication number: DE2703918C3
Application number: DE2703918A
Authority: DE
Inventors: Donald Gene Ramona Okla. Needham
Original assignee: Phillips Petroleum Co
Current assignee: Phillips Petroleum Co
Priority date: 1976-02-02
Filing date: 1977-01-31
Publication date: 1981-07-23
Also published as: DE2703918A1; DE2703918B2

Description

Poly(arylensulfid) vvie Poly(phenylensulfid) ist ein wertvolles Matrixmaterial für Gleitwerkstoffe in selbstschmierenden Lagern. In solchen Zusammensetzungen werden üblicherweise als Komponenten Poly(arylensulfid), eine feste Schmiermitteikomponente, ein verstärkendes Material und eine geringe Menge des teueren Antimonoxids als Füllstoff verwendet.

Antimontrioxid ist der bevorzugte Füller gewesen wegen seiner Verträglichkeit mit den anderen Komponenten, seiner leichten Zugänglichkeit und seiner doch noch relativ mäßigen Kosten. Bedauerlicherweise steht aber Antimontrioxid nicht mehr in so großen Mengen zur Verfügung, und seine Kosten sind außerordentlich gestiegen, so daß es jetzt zu einem ganz wesentlichen Kostenfaktor in der Formulierung von solchen Gleitb.7w. Lagerwerkstoffen geworden ist. Es besteht deshalb der Wunsch nach relativ billigen Materialien, die in der Lage sind, das Antimontrioxid zum Teil oder vollständig zu ersetzen, wobei jedoch die sehr vorteilhaften Eigenschaften des Polymers erhalten werden sollen, wie seine Zugfestigkeit, so daß bei der Verwendung zum Herstellen von Lagen gute Ergebnisse erzielt werden, wie eine niedrige Abnutzung und ein niedriger Reibungskoeffizient.

Es wurde nun gefunden, das bestimmte Füllstoffe vollständig oder teilweise das bisher als Füllstoff notwendig angesehene Antimontrioxid ersetzen können und dennoch eine selbstschmierende Masse auf Basis von Poly(arylensulfid) von vorteilhafter Zugfestigkeit, geringem Verschleiß und niedrigem Reibungskoeffizienten ergeben.

Gegenstand der Erfindung ist deshalb eine selbstschmierende Formmasse aus

30 bis 50 Gew.-% eines Poly(arylensulfids) mit einem Schmelzindex im Bereich von 25 bis 1000 g/10 min,

15 bis 25 Cjew.% eines oder mehrerer der folgenden festen Scnmiermitiel Molybdändisulfid, Molybdändiselenid, Woltramdisulfid, Wolframdiselenid, Graphit undyoder Polytetrafluoräthylen,

15 bis 25 Gew-% eines oder mehrerer der verstärkenden Mittel Glasfasern, Asbastfasern, Kohlensloffasern, Borfasern und/oder keramischen Fasern und
10 bis 20 Gew.-% eines Füllstoffes,
wobei alle Prozentangaben sich auf das Gesamtgewicht

in der Masse beziehen und die Masse dadurch gekennzeichnet ist, daß der Füllstoff eine wesentliche Menge an Calciumcarbonat, Titandioxid, Bariumsulfat, hydratisiertes Aluminiumsilicat, Ruß, rotes Eisenoxid und/oder Diatomeen-Erde enthält.

Die erfindungswesentlichen Füllstoffe können auch in Kombination mit Antimontrioxid verwendet werden.

Die in den selbstschmierenden Massen verwendeten Arylensulfidpolymeren können nach beliebigen bekannten Verfahren hergestellt werden. Besonders geeignete

.'(ι Methoden dafür sind in der US-PS 33 54 129 beschrieben. Nach diesem Verfahren wird mindestens eine polyhalogensubstituierte Arylverbindung, bei der die Halogenatome an den Kohlenstoffring gebunden sind, mit einem Alkalisulfid in einer polaren organischen Verbindung bei erhöhter Temperatur umgesetzt. Für die Verwendung in selbstschmierenden Zusammensetzungen sollen die Arylensulfidpolymeren vor der Wärmebehandlung bevorzugt eine inhärente Viscosität von mindestens etwa 0,01, insbesondere mindestens

JO etwa 0,1 bis 0,25, gemessen in 1-Chlornaphthalin bei 206⁰C bei einer Polymerkonzentration von 0,4 Gramm pro 100 ml Lösungsmittel haben. Der Schmelzindex soll bevorzugt mehr als 2700 g/10 min unter einer Belastung von 5 kg bei 315°C (ASTM D 1238-70) und die Dichte

J5 des Polymerisats soll bevorzugt etwa 1,1 bis 1,8 g/cm^J betragen.

Die Arylensulfidpolymeren werden einer Wärmebehandlung in Luft oder einem anderen Gas. das molekularen Sauerstoff enthält, bei einer Temperatur

au von etwa 232 bis 343°C für einen ausreichenden Zeitraum, wie etwa 1 bis 24 Stunden, behandelt, um ihren Schmelzindex zu reduzieren und die Zugfestigkeit des fertigen geformten Produktes zu verbessern. Die wärmebehandelten Polymeren zeigen bevorzugt einen

4-3 Schmelzindex bei 315°C und 5 kg Belastung von etwa 25 bis 100 g/10 mm (ASTM D 1238-70). Ohne Wärmebehandlung des Polymers können die daraus hergestellten Formkörper zur Rißbildung neigen.
Die festen Schmiermittelkomponenten können aus den für diesen Zweck bekannten Materialien ausgewählt werden, wobei es sich um Molybdändisulfid, Graphit, Molybdändiselenid, Wolframdiselenid, Wolframdisulfid oder irgendein Polytetrafluoräthylen allein oder in Kombination handeln kann. Bevorzugt sind zur Zeit Molybdändisulfid, Graphit und Polytetrafluoräthylen. der Anteil dieser Komponenten liegt bei etwa 15 bis 25 Gew.-°/o der gesamten Zusammensetzung. Jedes dieser Materialien steht in Qualitäten für die Verwendung als Schmiermittel zur Verfugung; es sollte im wesentlichen ölfrei sein und sollte ein fein verteiltes pulverförmiges Material bilden.

Der verwendete Graphit kann entweder von natürlicher oder synthetischer Herkunft sein. Die Polytetrafluorethylene sind im Handel unter verschiede-

b5 nen Bezeichnungen erhältlich und schließen Homopolymerisate von Tetrafluorethylen wie Polytetrafluoräthylen und Copolymerisate von Tetrafluoräthylen beispielsweise mit Hexafluorpropylen ein.

Die dritte Komponente der selbstschmierenden Zusammensetzung wird von einem oder mehreren verstärkenden Materialien gebildet, das in einer Gesamtmenge von etwa 15 bis 25 Gew.-°/o der Zusammensetzung vorliegt. Bei diesem verstärkenden Material kann es sich um Glasfasern, Asbestfasern, Kohlenstoffasern, Borfasern, keramische Fasern handeln, wobei diese Fasern allein oder in Kombination vorkommen können. Die Faserlänge kann in weiten Bereichen schwanken, doch wird zur Zeit eine Faserlänge nach dem Verschneiden von etwa 1 bis 4 mm bevorzugt. Glasfasern sind aus Preisgründen und wegen der Leichtigkeit der Handhabung bevorzugt da Glasfasern als Glasseiden-Strang eingearbeitet werden und während der Mischvorgänge zerkleinert werden können.

Die in den selbstschmierenden Zusammensetzungen nach der Erfindung vorkommenden Füllstoffe liegen in der Zusammensetzung in einer Menge von etwa 10 bis 20 Gew.-% vor und können, wie bereits festgestellt wurde, den bisher bevorzugten Fülistoff Antimontrioxid einschließen, dessen Kosten jedoch wesentlich gestiegen sind. Bei der Erfindung wird jedoch das Antimontrioxid teilweise oder bevorzugt vollständig durch andere Füllstoffe ersetzt. Derartige Füllstoffe sind Calciumcarbonat, Titandioxid, Bariumsulfat, hydratisierte Aluminiumsilicate, Ruß, rotes Eisendioxid, Diatomeen-Erde oder Mischungen solcher Füllstoffe untereinander oder mit Antimontrioxid. Aus wirtschaftlichen Gründen ist es wünschenswert, möglichst wenig Antimontrioxid zu benutzen. Das Antimonlrioxid kommt deshalb bevorzugt in Mengen von weniger als 20 Gew.-% bis zu 0 Gew.-% der Zusammensetzung vor, wobei ein oder mehrere der genannten Füllstoffe den Restanteil der Füllstoffe ausmachen. Diese für diesen Zweck neuen Füllstoffe können dazu dienen, das Antimontrioxid vollständig zu ersetzen oder es teilweise oder wesentlich zu ersetzen, so daß beispielsweise bis zu 90 Gew.-% der relativen Füllstoffmenpe (18 Gew.-% der gesamten Zusammensetzung) aus diesen neuen Füllstoffen besteht. Bevorzugt sind Füllstoffmischungen, bei denen das Antimontrioxid in Abhängigkeit von seinen Kosten zu etwa 40 bis 60 Gew.-% durch die für diesen Zweck neuen Füllstoffe ersetzt ist. Ganz besonders bevorzugt ist eine vollständige Ersetzung des teueren Antimonoxids durch die genannten billigen, aber wirksamen Füllstoffe.

Die zum Ersetzen des Antimontrioxids verwendeten Füllstoffe sollten in fein verteilter oder pulvriger Form vorliegen, so daß sie eine Teilchengröße von etwa 200 Maschen (US-Standard) oder weniger haben.

Calciumcarbonat kann sowohl als synthetisches oder natürlich vorkommendes Material verwendet werden. Es steht im Handel unter verschiedenen Namen zur Verfügung, wie gepulverter Kalkstein, Marmor, Kreide. Kreideweiß, gefällter Kalk und dergleichen.

Tiiandioxid ist unter einer Vielzahl von Namen bekannt wie Titandioxid, Titanoxid, Titanweiß und kann entweder in der weißen oder in der schwarzen Modifikation verwendet werden, solange es in fein gepulverter Form vorliegt. Pulverförmiges Bariumsulfat ist ebenfalls unter verschiedenen Namen bekannt, wie gefälltes Bariumsulfat, Baryt, Permanentweiß und dergleichen.

Unter der Bezeichnung hydralisierle Aluminiumsilicate wird eine Vielzahl von natürlichen und synthetischen Materialien zusammengefaßt, die unterschiedliche Anteile an Al₂O₃ und SiO₂ enthalten. Eine besonders geeignete und leicht zugängliche Form ist der Pyrophyllit, ein natürlich vorkommendes wasserhaltiges Aluminiumsilicat von verschiedener Farbe, von weiß über gelblich bis braun. Als hydratisierte Aluminiumsili-

ϊ cate sind verschiedene Tone geeignet, wie Kaolinit, Halloysit, und besonders bevorzugt ist Bentonit Es können auch Materialien verwendet werden, die diese Tone enthalten.

Geeignete Rußtypen, die bei der Erfindung in

ίο Betracht kommen, sind beispielsweise solche, die durch unvollständige Verbrennung oder thermische Zersetzung von verschiedenen kohlenstoffhaltigen Quellen entstehen, wie z. B. natürlichem Gas oder Erdöl. Die hauptsächlich verwendeten Rußtypen sind Lampenruß,

π Gasruß und thermischer Ruß. Gegenwärtig wird wegen seiner leichten Zugänglichkeit und wegen der feinen Verteilung thermischer Ruß und Gasruß mit den ASTM-Bezeichnungen N-I bis N-9 bevorzugt, wobei besonders die mittleren thermischen Rußtypen wie ASTM N-9 bevorzugt sind. Die Graphite sind zwar in den Zusammensetzungen als Schmiermittel geeignet, aber nicht als Füllstoffe.

Beispiele für die in der selbstschmierenden Zusammensetzung verwendbaren roten Eisenoxide sind Eisen(III)-oxide, Fe₂O₃, von natürlicher oder synthetischer Art. Auch diese Füllstoffe sind unter verschiedenen Bezeichnungen im Handel erhältlich. Die Charakterisierung als »rot« zeigt an, daß das Eisen im wesentlichen in dreiwertiger Form vorliegt und daß das Oxid im wesentlichen wasserfrei ist.

Die Diatomeen-Erde ist ein natürlich vorkommendes Material mit einem hohen Siliciumdioxidgehall, die beispielsweise als Diatomite und Kieselgur erhältlich ist.

Andere Materialien, die in solchen Zusammensetzungen verwendet werden können, sind pulverförrnige Metalle, solange sie die Eigenschaften der Zusammensetzungen nicht nachteilig beeinflussen.

Bei der Herstellung der selbstschmiercnden Zusam-

4(i mensetzungen werden abgewogene Mengen von jedem der ausgewählten Bestandteile verschnitten oder sorgfältig gemischt. Das Verschneiden kann in beliebiger geeigneter Weise unter Verwendung der üblichen Einrichtungen erfolgen. Das Polymere, die Schmiermittelkomponenten, die verstärkenden Materialien und die Füllstoffe sollten bevorzugt in feinteiliger Form vorliegen, obwohl das Poly(arylensulfid) häufig in Form von kleinen Tabletten geliefert und verwendet wird. Die Arylensulfidpolymeren sind im Handel auch in Mi-

V) schung mit Glasfasern, wie 20 bis 60 Gew.-% Glasfasern, erhältlich. Wenn infolgedessen Glasfasern als Verstärkungsmittel verwendet werden sollen, werden vorteilhafterweise solche Mischungen der Arylensulfidpolymeren mit Glasfasern verwendet.

Gegebenenfalls kann ein inertes Verdünnungsmittel bei dem Vermischen der Bestandteile verwendet werden, da ein solches Verdünnungsmittel nach der Fertigstellung der Mischung leicht beispielsweise durch Erwärmen entfernt werden kann und die weitere Verarbeitung der Mischung nicht stört. Geeignete Verdünnungsmittel sind beispielsweise halogenierte Kohlenwasserstoffe.

Die fertige Mischung wird dann zur Herstellung von Lagern von geeignetem Typ und Größe verwendet.

Man kann die Lager durch Spritzgießen bei erhöhter Temperatur, z. B. bei 316 bis 399⁰C, bevorzugt 316 bis 343⁰C, herstellen, wobei Formtemperaturen von 38 bis 39°C verwendet werden können.

Alternativ kann die gemischte Formmasse zu einem geeigneten Pulver mit Teilchengrößen im Bereich von etwa 75 bis 300 Maschen (US-Standard) verkleinert und in einer Form bei Umgebungstemperatur unter erhöhten Kompressionsdrücken im Bereich von 35 bis 350 kg/cm² verpreßt werden. Es ist ferner auch möglich, daß Arylensulfidpolymere, die feste Schmiermittelkomponente und den Füllstoff zu einer Vormischung zu verarbeiten und dann in der Verpreßstufe Glasfasern zuzusetzen. Die Preßverformung ist in der Technik ebenfalls gut bekannt, und ihre Durchführung bereitet für den Fachmann keine Schwierigkeiten. Die Preßmischung wird dann bei dem Preßdruck erwärmt, so daß eine Temperatur von 316 bis 319°C für einen Zeitraum von etwa '/2 bis 2 Stunden aufrechterhalten wird, wobei sich dann der gewünschte Gegenstand bildet.

Man läßt dann den Formkörper und die Form langsam auf eine Temperatur von etwa 66 bis 93° C abkühlen, und dann kann der Formkörper aus der Form entnommen werden und entweder als solcher verwendet oder einer Nachbearbeitung unterworfen werden.

Die selbstschmierenden Massen gemäß der Erfindung sind für die Verwendung zur Herstellung von einer Vielzahl von Formkörpern geeignet, wie z. B. Achsenlager, Buchsen, Gehäuse von Kugellagern, Kompressorkolben, eine Vielzahl von Fittings, Abdichtungsringen. Abschlüssen, Auflagen und Verschleißringen.

io

Beispiele

Das in den Beispielen verwendete Arylensulfidpolymere war ein Poly(phenylensulfid), das hergestellt ji worden war durch Umsetzung von p-Dichlorbenzol mit einer Mischung, in der Natriumsulfid mit N-methylpyrrolidon in Berührung gebracht wurde.

Das Poly(ary!ensulfid) war hergestellt worden, indem Lithiumacetat und N-methylpyrrolidon in den Reaktor gegeben wurde, wonach dehydratisiert wurde, um etwa vorhandenes Wasser zu entfernen. Natriumsulfid wurde »in situ« hergestellt, indem äquivalente Mengen von NaHS und NaOH in Wasser unter Verwendung eines geringen Überschusses von 0,1 Mol NaOH gegeben wurden. Nachher wurde das Wasser entfernt. Es wurde dann p-Dichlorbenzol in äquivalenter Menge zu den gebildeten Molen von Na2S gegeben. Die Reaktionsmischung wurde drei Stunden auf etwa 204⁰C erwärmt und dann drei weitere Stunden auf etwa 266°C. Die Reaktionsmasse wurde durch Abdampfen von etwa der Hälfte der Flüssigkeit konzentriert. Es wurde dann überschüssiges COrGas zugegeben, um die Mischung zu neutralisieren. Die Mischung wurde dann auf 282⁰C erwärmt und gespült, um das trockene Poly(phenylensulfid) zu isolieren. Das Polymere wuide gekühlt, verkleinert, mit Wasser gewaschen und getrocknet und isoliert.

Der ursprüngliche Schmelzindex betrug 2700, was der Grenze des Meßinstruments entsprach. Das so hergestellte Poly(phenylensulfid) wurde in Luft auf etwa 26O⁰C für etwa 6 Stunden erwärmt, um den ursprünglichen Schmelzindex zu senken. Das so behandelte Poly(phenylensulfid) hat eine Dichte von 1,6 g/cm³ (ASTM D-1505-68) und einen Schmelzindex von 50 g/ 10 min (ASTM D-1238-70, 315,5°C/10 kg Last). Dieses Polymere ist ein handelsübliches Produkt der Anmelde-Es wurde dann das in den folgenden Beispielen verwendete, mit Glasfasern gefüllte Poly(phenylensuifid) hergestellt, indem das vorstehende Polymere mit Glasseidensträngen so verschnitten wurde, daß die Mischung 40 Gew.-% Glasfasern von einer Länge von 1 bis 4 mm enthielt, und die erhaltene Mischung wurde wieder tablettiert. Diese mit Glasfasern gefüllte Mischung ist ebenfalls ein Handelsprodukt der Anmelderin. Diese glasfaserhaltige Mischung hat eine Dichte von etwa 1,6 g/ccm und einen Schmelzfluß von etwa 25 g/10 min unter den vorhin definierten Bedingungen.

Alle Lagerproben, deren Zusammensetzung später angegeben wird, wurden unter Verwendung eines Henschel-Intensivmischers etwa 3 Min. gemischt, extrudiert und tablettiert. Es wurden Prüflager durch Spritzgießen bei einer Massetemperatur von 316 bis 329° C und einer Formtemperatur von 66⁰C hergestellt. Die flachen Abschnitte hatten die Dimensionen von 0,6 χ 1,3 χ 1,6 cm.

Diese Prüfabschnitte wurden auf ihre Antireibungseigenschaften unter Verwendung einer »LFW-1 Lewis Friction Wear Test-Maschine« geprüft. Einzelheiten dieser Maschine sind in der NASA-SP-5059-Veröffentlichung vom Mai 1966 auf den Seiten 57 bis 59 angegeben. Die LFW-I-Maschine wird unter Benutzung eines einzigen Testblocks verwendet. Für die Versuche der Tabelle I wurde jeweils eine einzige Probe bei jedem Versuch auf »Verschleiß« und »Reibungskoeffizienten« geprüft. Für die Versuche der Tabellen II und III wurden jeweils zwei Messungen für den »Verschleiß« und den »Reibungskoeffizienten« durchgeführt, und der Mittelwert davon wurde bei dem entsprechenden Versuch angegeben. Jede Probe wird bei einer Belastung von 6,8 kg bei zunehmenden Geschwindigkeiten eingeführt, 40UpM für 2 Minuten, 100 UpM für 2 Minuten und 190UpM für 2 Minuten. Es schließt sich daran eine Weiterprüfung unter strengen Bedingungen bei einer Belastung von 41 kg und 190 UpM für 10 Minuten an. Es werden drei Bestimmungen für den Verschleißtest und die Reibungskoeffizienten durchgeführt, und es werden die Mittelwerte ermittelt. Die für die Prüfung verschieden hergestellten Proben enthielten jeweils in der fertigen Zusammensetzung folgende Bestandteile:

Poly(phenylensulfid)
Glasfasern
Molybdändisulfid
Füllstoff

43Gew.-%
20 Gew.-%
20 Gew.-%
17Gew.-%

Innerhalb jeder Testgruppe der entsprechenden Tabellen ist ein Vergleichsversuch mit SbjO3 allein enthalten, um eine Basis für einen Vergleich für die Versuche aus dieser Gruppe zu haben. Die entsprechenden Verschleißteste und Reibungskoeffizienten stellen Mittelwerte von zwei Werten dar. Es wird angenommen, daß der Reibungskoeffizient weniger als etwa 0,35 betragen sollte. Für reibungslose bzw. selbstschmierende Lager ist der Verschleißtest bei einer Belastung von 41 kg besonders wichtig, da angenommen wird, daß dieses ein strenger Test ist. Der Verschleißtest sollte nicht viel über 5 χ 10-³ cm hinausgehen, wobei wesentlich höhere Werte von 7,6xlO"³ bis 10xl0-³cm und höher im allgemeinen einen unzulässigen Verschleiß bedeuten. Was infolgedessen gewünscht ist, ist ein niedriger Reibungskoeffizient, gekuppelt mit einem niedrigen Verschleiß bei minimaler Reibung und langer Gebrauchsdauer.

7 8

Tabelle I

Eigenschaften der Poly(phenylensulfid) selbstschmierenden Lagerzusammensetzungen

Versuch	Füller	II	8,5	-	Zugfestig	Dehnung	Shore-Härte	TiO₂ BaSO₄	i	-	Vi	Gew.-%	kg/cm²	%	Dichte	Lagerverschleißtest	Reibungs	Reibungs	Zugfestig- Dehnung Dichte Shore- Lagerverschleißtest	g/cm	Härte	3	Verschleiß	Reibungs
		Füller, Gew.-%	8,5	-	keit				- -			1005	0,86			koeffizient	koeffizient	keit			koeffizient
			8,5 8,5	III					17		!,5 949	0,88		Verschleiß					cm
		Sb₂O₃ CaCO₃	17	Füller				_ _		927	0,80			0,20	0,17
				kg/cm²	%		8,5 c		i,5 970	0,86	g/cm³	cm	0,17	0,205	kg/cm² %
1	Sb₂O₃			935	0,97	87	8,5		970	0,82	1,70	5,1 X 10"³	0,22	0,195
2	CaCO₃	17		921	0,89	88	942	0,85	1,95	5,1 X KT³	0,23	0,18
3	TiO₂	-		844	0,86	87	928	0,79	2,00	5,6 X 10~³	0,32	0,185
4	BaSO₄	893	0.96	87	¹ 1005	0,94	1,95	5,1 X 10~³	0,18	0,17
5	Na₂CO₃	801	0,85	87			1,92	28,4 X 10"³	0,18	0,245
6	Tale	816	0,79	85		1,94	12,2 X 10~³	0,26	0,25
7	ZnO	900	0,92	87		2 04	20,3 X 10"³
8	ZrSiO₄	858	0,84	87		1,·>6	7,6 X 10"³	Dichte Lagerverschleißtest
Tabelle
Ver		Zugfestig- Dehnung	Shore-		Verschleiß
such		keit	Härte
		g/cm³ cm
		2,13 3,8 X 10"³
		2,08 3,0 X 10~³
9	88	2,04 4,8 X 10"³
10	88	2,05 2,1 x 10~³
11	87	2,05. 2,3 x 10~³
12	88	1,95 4,1 X 10"³
13	89	2,05 3,6 X 10~³
14	87	2,07 5,3 x 10""³
15	89
16	83
Tabelle
Versuch

Sb₂O₃

Pyrophyllit¹)

Ruß²)

rotes Eisenoxid

Bentonit

17
17
17
17
17

Diatomeen-Erde³) 17

991 928 830 886 865 724

0,87 0,77 0,68 0,74 0,90 0,67

2,14
2,17
1,93
1,94
1,91
1,98

87
90
89
90
89
90

1,0 X 10"³ 3,3 X 10"³ 3,0 X 10"³

3.0 X 10~³ 4,44 X 10~³

4.1 x 10"³

0,18

0,205

0,22

0,205

0,26

0,25

^:) Parway WA, handelsübliches hydratisiertes AluminiumsilicaL

²) Therraax 991, Vanderbilt Co., handelsüblicher mittlerer thermischer Ruß ASTM N-991.

³) Super-FIoss, John Mansville.

In Tabelle I wurde beim Vergleichsversuch 1 nur Antimontrioxid als Füllstoff verwendet Bei den Versuchen 2, 3 und 4 gemäß der Erfindung wurde Calciumcarbonat, Titandioxid bzw. Bariumsulfat verwendet, wobei in jedem Fall ein vollständiger Ersatz des Antimonirioxids in der gleichen Menge wie bei dem . Vergleichsversuch 1 vorgenommen wurde. Jeder dieser Füllstoffe zeigte einen Reibungskoeffizienten, der sehr nahe demjenigen von Antimontrioxid war, wobei er

speziell im Fall des Calciumcarbonate bei Versuch 2 sogar noch niedriger war. Bei jedem der Versuche 2, 3 und 4 war der Verschleißtest befriedigend niedrig und praktisch gleichwertig wie beim Versuch 1 mit Antimontrioxid. Diese guten Ergebnisse sind überraschend, da ein anderes Carbonat, nämlich Natriumcarbonat bei Versuch 5 sehr schlecht war und ein anderes Oxid, nämlich Zinkoxid beim Versuch 7 ebenfalls sehr schlecht war.

Bei Versuch 5 wurde das leicht zugängliche Natriumcarbonat, bei Versuch 6 Talcum, bei Versuch 7 Zinkoxid und bei Versuch 8 das Zirkonsilicat in den gleichen Mengen wie bei Versuch 1 benutzt, doch zeigten diese Versuche ein negatives Ergebnis mit hohen Verschleißwerten und hohen Reibungskoeffizienten.

Eine andere Gruppe von Versuchen, deren Ergebnisse in Tabelle II wiedergegeben werden, enthält den Vergleichsversuch 9 mit Antimontrioxid als Füllstoff. Bei den Versuchen nach der Erfindung 10, 11 und 12 wurde das Antimontrioxid vollständig ersetzt, und bei Versuch 13 wurde die Hälfte des Antimontrioxids ersetzt. Es ergab sich, daß der Reibungskoeffizient demjenigen von Versuch 9 ähnlich war und daß beim Verschleißtest im allgemeinen bessere Werte erhalten wurden und nur geringfügig höher im Falle der Mischung von Calciumcarbonat und Titandioxid bei Versuch 11 waren. Bei Versuch 14 wurde Calciumcarbonat allein verwendet, bei Versuch 15 Titandioxid und bei Versuch 16 Bariumsulfat, wobei durch ein vollständiges Ersetzen des Antimontrioxids ein befriedigender Verschleißtest und befriedigende Werte für den Reibungskoeffizienten erzielt wurden.

In einer dritten Versuchsserie, die in Tabelle HI wiedergegeben wird, wurde wieder ein Kontrollversuch 17 nur mit Antimontrioxid als Füllstoff durchgeführt. Aus der Tabelle ist leicht ersichtlich, daß die Ergebnisse von Versuch 18 mit hydratisiertem Aluminiumsilicat, Versuch 19 mit Ruß, Versuch 20 mit rotem Eisenoxid, Versuch 21 mit Bentonit und Versuch 22 mit Diatomeen-Erde jeweils befriedigende Ergebnisse hinsichtlich des Reibungskoeffizienten und des geringen Verschleißes ergaben. Versuch 22 mit Diatomeen-Erde

ίο als Füllstoff zeigte eine geringe Senkung der Zugfestigkeit des Polymeren. Die Ergebnisse der Prüfung von Versuch 18 mit Pyrophyllit, 21 mit Bentonit und 22 mit Diatomeen-Erde sind besonders überraschend im Hinblick darauf, daß mit anderen Silicaten wie Talkum bei Versuch 6 und Zirconsilicat bei Versuch 8 nur schlechte Ergebnisse erhalten werden.

Die Ergebnisse dieser drei Versuchsreihen zeigen, daß in jeder einzelnen Versuchsreihe Antimontrioxid unter gleichen Bedingungen geprüft wurde, wobei sich

ergab, daß Calciumcarbonat, Titandioxid, Bariumsulfat, hydratisiertes Aluminiumsilicat, Ruß, rotes Eisenoxid, Diatomeen-Erde oder eine Mischung davon mit gutem Erfolg dazu verwendet werden können, um das Antimontrioxid vollständig oder teilweise zu ersetzen.

Claims

Patentansprüche:

1. Selbstschmierende, thermoplastische Formmasse aus

30 bis 50 Gew.-% eines Poly(arylensulfids) mit einem Schmelzindex im Bereich von 25 bis 1000 g/10 min,
15 bis 25 Ge\v.-% eines oder mehrerer der festen Schmiermittel Molybdändisulfid, Jvlolybdändiselenid, Wolframdisulfid, Wolframdiselenid, Graphit und/oder Polytetrafluoräthylen,
15 bis 25 Gew.-% von einem oder mehreren der Verstärkungsmittel Glasfasern, Asbestfasern, Kohlenstoffasem, Borfasern oder keramischen Fasern und

10 bis 20 Gew.-°/o eines Füllstoffes,
wobei alle Prozentangaben auf das Gesamtgewicht der Zusammensetzung bezogen sind, dadurch gekennzeichnet, daß der Füllstoff eine wesentliche Menge an Calciumcarbonat, Titandioxid, Bariumsulfat, hydratisiertes Aluminiumsilicat, Ruß, rotes Eisenoxid und/oder Diatomeen-Erde, gegebenenfalls in Kombination mit Antimontrioxid, enthält.

2. Verwendung der Formmasse nach Anspruch 1 zur Herstellung von selbstschmierenden Formteilen.