DE2820180B1 - Polyamidschichtformkoerper - Google Patents

Description

• -Der erfindungsgemäße Polyamidschichtformkörper läßt sich folglich als eine Auswahl uñter-len folgenden Alternativen darstellen: A. Grundkörper aus reinem Gußpolyamid B. Grundkörper aus mit wenigstens einem Zusatzstoff modifiziertem Gußpolyamid C. Beschichtung aus einem Gußpolyamid
• D. Beschichtung aus mit wenigstens einem, bezüglich des Zusatzstoffes des Grundkörpers unterschiedlichen Zusatzstoff modifiziertem Gußpolyamid.
• Die bei diesen Alternativen berücksichtigte Differenzierung nach einem Grundkörper und einer Beschichtung ist dabei so zu verstehen, daß der Grundkörper den Kern des Polyamidschichtformkörpers bilden soll, also beispielsweise im Falle eines Stirnzahnrades, dessen Nabe einschließlich der Radscheibe und gegebenenfalls auch einschließlich des Zahnkranzes. Die Beschichtung soll dagegen die Oberfläche eines solchen Kerns des Polyamidschichtformkörpers sein und soll unterschiedliche Werkstoffeigenschaften entwickeln, also im Falle eines Stirnzahnrades dessen Verzahnung, die für den Zahneingriff mit einem Gegenrad beispielsweise verschleißfester sein muß als die Nabe und die Radscheibe. Für ein Stirnzahnrad würde mithin die Kombination B und C in Betracht kommen, wobei als Zusatzstoff für den Grundkörper Verstärkungsmittel, wie Glasfasern oder Glaskugeln, in Betracht kommen. Zur Bereitstellung eines besonderes weichen Zahneingriffs könnte dafür alternativ auch die Kombination B und D ausgewählt werden, wobei als Zusatzstoff für die Beschichtung Gleitmittel, wie Graphit oder NIolybdändisulfit, in Betracht kommen.
• Die Kombination B und C kann auch für den chemischen Behälterbau in Betracht kommen, wobei die hohe Chemikalienbeständigkeit des reinen Gußpolyamids der Beschichtung kombiniert werden kann mit einer günstigen elektrischen Leitfähigkeit des Grundkörpers, indem dafür dessen Gußpolyamid beispielsweise mit Kupfer- oder Graphitpulver modifiziert wird. Weiter kann beispielsweise die Kombination A und D oder auch die Kombination B und D für Flächenheizelemente benutzt werden, indem hierfür das Gußpolyamid der Beschichtung mit einem gut stromleitenden Zusatzstoff modifiziert wird. Wird das Gußpolyamid der Beschichtung indessen mit einem Isolierstoff modifiziert, dann ist in derselben Kombination ein entsprechender Isolierkörper bereitgestellt, dessen Festigkeit durch die Werkstoffeigenschaften des Grundkörpers bestimmt wird.
• Auf diese Weise können daher auf den jeweiligen Anwendungsfall zugeschnittene optimale Eigenschaften für einen solchen Polyamidschichtformkörper zur Verfügung gestellt werden. Dabei ist es mehr selbst- verständlich, daß die Schichtstärken des Grundkörpers und der Beschichtung an den jeweiligen Anwendungsfall angepaßt werden. Die Beschichtung kann also eine gegenüber dem Grundkörper kleinere oder größere sowie auch eine gleichgroße Schichtstärke aufweisen. Der Herstellungsvorteil des Polyamidschichtformkörpers liegt dabei im wesentlichen in der Möglichkeit, mit einer ersten zu polymerisierenden Lactamschmelze optimale Werkstoffeigenschaften für den jeweiligen Grundkörper unterschiedlich gestalteter und für verschiedene Anwendungsbereiche vorgesehener Formkörper zu erzielen und zu einem beliebigen späteren Zeitpunkt dann diese Formkörper unter Verwendung einer jeweils zweiten zu polymerisierenden Lactamschmelze dann mit einer Beschichtung zu versehen, die eine dem jeweiligen Anwendungsfall genügende, ebenfalls optimale Werkstoffeigenschaft aufweist. Mithin ist es auch möglich, Konstruktionsteile, die sich im praktischen Betrieb als anfällig erwiesen haben, auch noch nachträglich mit einer solchen Beschichtung zu versehen, wobei es die Dünnflüssigkeit der Schmelze erlaubt, auch kompliziertere Formgebungen des jeweiligen Konstruktionsteils völlig gleichmäßig mit einer Beschichtung zu versehen.
• Die zwischen dem Grundkörper und der Beschichtung bestehende Schweißverbindung ist für zwei Ausführungsbeispiele des Polyamidschichtformkörpers in den beiden Schliffbildern der Zeichnung erkennbar, die mittels eines Zeiß-Polarisationsmikroskops bei 200facher Vergrößerung von einem Mikrotomschnitt eines Probekörpers aufgenommen wurden. Die Fig. 1 zeigt die Verhältnisse bei einem Polyamidschichtformkörper, bei dem der auf der linken Bildseite befindliche Grundkörper aus reinem Gußpolyamid besteht und ein sphärolithisches Kristallgefüge aufweist, während die deutlich über eine Schweißnaht getrennte, auf der rechten Bildseite befindliche Beschichtung aus einem mit Glasfasern modifizierten Gußpolyamid besteht. Auch bei der Fig. 2 ist auf der linken Bildseite das sphärolitische Kristallgefüge des aus reinem Gußpolyamid bestehenden Grundkörpers erkennbar, der über eine entsprechende Schweißverbindung von der auf der rechten Bildseite befindlichen Beschichtung getrennt ist, die dabei aus einem Gußpolyamid besteht, das mit einem Gemisch aus Glasfasern und Glaskugeln modifiziert wurde.

Claims (1)

1. Patentanspruch: Als Schichtkörper ausgebildeter Polyamidformkörper bestehend aus einem durch aktivierte anionische Polymerisation von monomerem Laurinlactam hergestellten und gegebenenfalls mit Verstärkungsmitteln, wie Glasfasern oder Glaskugeln, Fullstoffen, wie Kieselgur oder Quarzsand, Gleitmitteln, wie Graphit oder Molybdändisulfit, und/oder mit weiteren üblichen Zusatzstoffen modifizierten Gußpolyamid und einer auf wenigstens einen Teilbereich seiner Oberfläche aufgegossenen Schicht aus einem gegebenenfalls mit denselben Zusatzstoffen unterschiedlich modifizierten Gußpolyamid, das durch aktivierte anionische Polymerisation von monomerem Laurinlactam hergestellt worden ist.

   Aus der DE-AS 1570876 ist ein Verfahren zur Flerstellung von Polyamidformkörpern durch Polymerisation von Lactamen, die mehr als sechs Ringglieder enthalten, in Gegenwart von alkalischen Katalysatoren und Aktivatoren, gegebenenfalls auch in Anwesenheit von Zusatzstoffen, bekannt. Als Zusatzstoffe sind Verstärkungsmittel, wie Asbest, Glasfasern oder Glasgewebe, Stabilisatoren, Farbstoffe, Pigmente, Gleitstoffe, wie Graphit, Molybdändisulfid und Polytetrafluoräthylen, die Kristallisation regelnde Substanzen, wie Bariumsulfat und Aktivruß, sowie auch Polyamidabfälle berücksichtigt, die entweder nur in Teilmengen oder in der jeweils vorgesehenen Gesamtmenge der zu polymerisierenden Lactamschmelze zugesetzt werden, noch bevor diese in die Gießform eingetragen wird. Als Alternative ist vorgesehen, die Zusatzstoffe wenigstens in Teilmengen in der Gießform anzuordnen, bevor die zu polymerisierende Lactamschmelze in die Gießform eingetragen wird. Im Falle der Verstärkungsmittel wird es dabei für zweclcmäßig angesehen, diese zuvor mit einem Teil oder der ganzen Menge des Aktivators und/oder -des alkalischen Katalysators zu imprägnieren. Bei der Verwendung von Hydraziden, Acylaziden und/oder Thioacylaziden als Aktivatoren soll es möglich sein, Polyamidformkörper, wie Schiffspropeller oder Zahnräder, auch auf der Basis von Laurinlactam herzustellen, die bei einem insgesamt mikrokristallinen Gefüge vollständig lunkerfrei sind und auch bei verhältnismäßig hohen Temperaturen sehr gute mechanische Eigenschaften haben.

   Bei der Verarbeitung von monomerem Laurinlactam durch aktivierte anionische Polymerisation unter Verwendung beispielsweise einer Anlage gemäß der US-PS 3793255 sind speziell die Kenntnisse erworben worden, daß bereits das reine Gußpulyamid eine hohe Dimensionsstabilität und Maßhaltigkeit, eine überragende Gleitverschleißfestigkeit und Chemikalienbeständigkeit sowie allgemein bessere Festigkeitswerte als andere Polyamide dieser Gruppe aufweist, so daß dafür eine Modifizierung mit solchen Zusatzstoffen in der Regel nicht erforderlich ist. Jedoch kommt im Einzelfall auch hierbei eine solche Modifizierung in Betracht, wenn diese im Grunde günstigen Werkstoffeigenschaften für einen bestimmten An- wendungsbereich noch weiter gesteigert werden sollen, also der Formkörper beispielsweise einen höheren Elastizitätsmodul oder eine größere Kerbschlagzähigkeit aufweisen soll. Durch Modifizierung der zu polymersierenden Lactamschmelze insbesondere mit Glasfasern oder auch mit Glaskugeln, einschließlich Fiohlglaskugeln, ist dieses Ziel erreichbar. Ein aus einem derart modifizierten Gußpolyamid bestehender Formkörper hat jedoch auf Grund solcher eingelagerter Verstärkungsmittel nicht mehr die gleich guten Gleiteigenschaften wie das reine Gußpolyamid. Auf Grund der größeren härte ist damit auch eine größere Sprödigkeit des Materials gegeben. Dem speziellen Anwendungsbereich des derart modifizierten Gußpolyamids sind somit entsprechende Grenzen gesetzt, die nur mit geeigneten Kompromißlösungen im Ausmaß der Modifizierung mit anderen Zusatzstoffen kontrollierbar sind. Dadurch wird das Eterstellungsverfahren solcher Polyamidformkörper relativ kompliziert, insbesondere dann, wenn mit wechselnden Chargen gearbeitet wird und häufiger auf Form körper mit wechselnden Werkstoffeigenschaften übergewechselt wird, für die jeweils spezielle optimale Kennwerte erwünscht sind.

   Die Aufgabe der Erfindung ist mithin darin zu sehen, Polyamidformkörper mit Werkstoffeigenschaften bereitzustellen, die unter Berücksichtigung der Werkstoffeigenschaften des reinen Gußpolyamids zur Vereinfachung der Konditionierung der Zusatzstoffe günstiger sind als es der Summenwirkung solcher Zusatzstoffe entspricht.

   Zur Lösung dieser Aufgabe ist nach der Erfindung ein als Schichtkörper ausgebildeter Polyamidformkörper vorgesehen, bestehend aus einem durch aktivierte anionische Polymerisation von monomerem Laurinlactam hergestellten und gegebenenfalls mit Verstärkungsmitteln, wie Glasfasern oder Glaskugeln, Füllstoffen, wie Kieselgur oder Quarzsand, Gleitmitteln, wie Graphit oder Molybdändisulfat, und/oder mit weiteren üblichen Zusatzstoffen modifizierten Gußpolyamid, und einer auf wenigstens einen Teilbereich seiner Oberfläche aufgegossene Schicht aus einem gegebenenfalls mit denselben Zusatzstoffen unterschiedlich modifizierten Gußpolyamid, das durch aktivierte anionische Polymerisation von monomerem Laurinlactam hergestellt worden ist.

   Bei dem als Schichtkörper ausgebildeten Polyamidformkörper gemäß der Erfindung weisen die beiden Schichten wählbarer Stärke unterschiedliche Werkstoffeigenschaften auf. <)ber diese Kombination ist es möglich, für einen jeweiligen Anwendungsbereich optimale Voraussetzungen zu schaffen. Dabei liegt die Erkenntnis zu-Grunde, daß sich das -durch aktivierte anionische Polymerisation von monomerem Laurinlactam gewonnene Gußpolyamid beim Aufgießen als Beschichtung auf einen Gußkörper mit dessen Polyamidanteil nach Art einer Schweißverbindung innig verbindet, die dabei eine so starke Festigkeit entwickelt, daß es auch unter extremeren mechanischen Beanspruchungen zu keinem Ablösen der Beschichtung von dem Grundkörper komm-t.