DE3238987A1 - Kunststoffzusammensetzungen - Google Patents

Kunststoffzusammensetzungen

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DE3238987A1 DE19823238987 DE3238987A DE3238987A1 DE 3238987 A1 DE3238987 A1 DE 3238987A1 DE 19823238987 DE19823238987 DE 19823238987 DE 3238987 A DE3238987 A DE 3238987A DE 3238987 A1 DE3238987 A1 DE 3238987A1
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Description

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I'ROIfSSIONAL R(I1K[S[NIAHVtS HtIt)KI I III I UKOI1I AN I1AIf N I OHI(I
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fincf.ins< hrili: ΙΌΜί,κ h 8W) i."i · 8000 Muiirhon 86
AEPLC München, den
Warwickshire, Großbritannien 21. Oktober 1982 U.Z.: Pat 276/3-82Ch Dr.H/3/bw
Kunststoff zusanunensct zungen
Die Erfindung befaßt sich mit Kunststoffzusammensetzungen, die z.B. als Lagermaterial, entweder als eine Auskleidung oder als Belag bzw. Auflage, verwendet werden. Die Erfindung betrifft insbesondere gleitfähig gemachte Kunststoff1agermaterialien.
Kunststofflagermaterialien sind bekannt. Einige davon zeigen jedoch schlechte Ermüdungsfestigkeit und · sind daher unter gewissen Bedingungen unzweckmäßig, während andere durch überhitzen nachteilig beeinflußt werden, was gelegentlich auf das Unvermögen zurückgeht, einen wirksamen Schmier- bzw. Gleitfilm auszubilden.
Es ist daher ein Ziel der vorliegenden Erfindung, Kunststofflagormaterja]ien vorzuschlagen, die starke Ermüdungsfestigkeit zeigen und die nicht übermäßig
BADORfQlNAL
•Sr
unter überhitzung leiden.
Gegenstand der Erfindung sind daher Kunststoffzusammensetzungen, die dadurch gekennzeichnet sind, daß sie ein Polyarylensulfid und ein aromatisches Polyetherketon enthalten.
Die erfindungsgemäßen Zusammensetzungen können z.B. als Lagermaterial verwendet werden.
Das Polyarylensulfid ist vorzugsweise ein Polyphenylensulfid und kann in einer Menge von 5 bis 95 Gew.-%, vorzugsweise 20 bis 50 Gew.-%, vorliegen. Das Polyetherketon ist vorzugsweise ein Polyetheretherketon, das ein Mischpolymer. eines aromatischen Polyetherketons mit einem aromatischen Polysulfon oder - sulfid darstellen kann. Somit ist der zweite polymere Bestandteil der Zusammensetzung vorzugsweise ein lineares, halbkristallines Polymer, das die folgenden wieder- kehrenden Einheiten enthält:
_ o-allein oder in Verbindung mit
Die Morphologie der Zusammensetzung kann halb-kristallin oder amorph sein. Es kann sich um ein Einzelphasenmaterial oder um eine feindisperse Polyphenylensulfid-
phase in einer Matrix der halb-kristallinen zweiten
Phase handeln.
Die Zusammensetzung kann auf verschiedensten Wegen hergestellt werden. Einer dieser Wege besteht im ■ . " "
Lösungsmittelvermischen. Bei diesem Verfahren werden heiße Lösungen der zwei Polymeren in dem gleichen Lösungemittel gemischt. Das Lösungsmittel wird nachfolgend entfernt. Dieses kann durch Destillation oder
- 6 -BAD ORSGfNAL
durch Lösungsmittelextraktion erfolgen, wodurch die polymere Zusammensetzung zurückbleibt. Ein bevorzugtes Lösungsmittel stellt Benzylbenzoat dar.
Ein anderes Herstellungsverfahren beruht auf dem. Schmelzvermischen. In diesem Falle werden die zwei Polymeren geschmolzen und sorgfältig miteinander in einer Innenmischmaschine vermischt. Reaktive Zusätze (z.B. Schwefel) können erfolgen, um gewisse Pfropfmischpolymerisationen durch Mechanismen auf der Grundlage freier Radikalen zwischen den Bestandteilspolymeren zu begünstigen, um die Kompatibilität zu unterstützen.
Freie Radikale initiierende Verbindungen können ebenfalls zu den Mischlösungen bei dem Lösungsmittelmischverfahren hinzugefügt werden. Zu derartigen Materialien zählen solche, die dazu im Stande sind, Radikale zu erzeugen, die frei von S-enthaltenden Gruppen sind Cthiyl free radical") , wozu z.B. Phenyldisulfid
zählt, um in; einem gewissen Umfang eine Pf ropf mischpolymerisation zwischen den Bestandteilspolymeren einzuleiten und so die Kompatibilität zu verbessern.
Die Zusammensetzung kann als ein Belag nach beliebigen bekannten geeigneten Verfahren aufgebracht werden, wobei das Lösungsmittelbeschichtungsverfahren bevorzugt wird. Wenn sie als Belag herangezogen wird, dann wird die Zusammensetzung vorzugsweise auf eine bereits vorliegende Schicht des Lagermaterials aufgebracht.
BAD ORfGIMAL
Wenn die Zusammensetzung als Lagerüberzug bzw. -auskleidung vorgesehen ist, dann kann sie auf ein flaches Metall, z.B. auf einen Aluminiumlegierungsträger oder einen Stahlträger mit einer Aluminiumlegieruhgsbindungsschicht oder einen gesinterten (z.B. Bronze-) Träger,aufgebracht werden. Die Zusammensetzung kann in Form einer Folie, als Pulver oder in Lösung aufgetragen werden.
Wenn die Zusammensetzung als Folie aufgetragen wird, dann kann das Polymer extrudiert und mit dem Träger gleichzeitig verbunden bzw. verklebt werden. Cder sie kann auch als Folie extrudiert werden und nachfolgend unter Druckeinwirkung oder durch Walzenverbinden auf dem erhitzten Träger zum Haften gebracht werden.
Wenn die Zusammensetzung als Pulver eingesetzt wird, entweder zum direkten Auftrag oder unter Ausbildung einer Folie, dann wird sie vorzugsweise vorgetrocknet. Wenn sie in Pulvorform auf den Träger aufgetragen wird, dann kann sie auf dem Träger mittels eines vibrierenden Aufgabetrichters ausgebreitet werden. Der Träger wird vorzugsweise so lange erhitzt, bis die Zusammensetzung schmilzt. Die Zusammensetzung kann dann mit dem Träger unter Walzeneinwirkung verbunden bzw. verklebt werden.
Die Zusammensetzung kann unter Druckeinwirkung entweder in Form einer Folie oder in Pulverform zum Haften gebracht werden. Bei diesem Verfahren kann der Träger zur gewünschten Form geformt und in eine Form gegeben werden. Die Zusammensetzung wird dann oben auf den Träger gegeben, entweder in Form einer Folie der korrekten Form oder als Pulver in der gewünschten Menge,
^° mit nachfolgendem Druckverbinden. Dieses Verfahren ist besonders zur Ausbildung flacher Lager geeignet, wie von Stoßpuffern oder Abdeckscheiben bzw. Abdeckringen.
BAD ORIGINAL
Wenn die Zusammensetzung in Form einer Lösung aufgerr tragen wird, so kann dieses auf verschiedene geeignete Weise, erfolgen, z.B. durch Eintauchen, Sprühen, Walzenbeschichten oder Ausbreiten.
.
Weitere Bestandteile können zu der Zwei-Komponentenzusammensetzung gegeben werden, obwohl vorzugsweise ein derartiges Zugabematerial ein Mischpolymerisat der zwei Hauptbestandteile ist. Die erfindungsgemäße Kunststoffzusammensetzung könnte man aufgrund ihrer Eigenschaften auch als eine Kunststoff-"Legierung" ("plastic alloy") bezeichnen.
Die erfindungsgemäße Zusammensetzung kann für Lagerbüchsen, (Lagerbüchsen-)Halblager, Abdeckscheiben, Abdichtungsringe, Puffer für Achslager, Gleitflächen für Maschinenwerkzeuge und Werkzeugmaschinen und Schiffshecklager verwendet werden. Die erfindungsgemäße Zusammensetzung kann des weiteren ganz allgemein herangezogen werden bei beliebigen zweier relativ zueinander gleitenden Flächen, wie beim Betrieb von Kolben in Zylindern und bei den meisten Anwendungsfällen "in Verbrennungskraftmaschinen. Es sei jedoch betont, daß es nicht beabsichtigt ist, die Verwendung der erfindungsgemäßen Zusammensetzung bei Lagern zu begrenzen. Vielmehr wird sie in der Praxis in vielfältiger Weise verwendet.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Beispielen noch näher erläutert werden.
Beispiel 1
Kunststoffzusammensetzungen wurden durch Vermischen 3^ von Polyphenylensulfid und Polyetheretherketon unter Verwendung von Diphenylsulfon als wechselseitiges Lösungsmittel mit einer kleinen reaktiven Zugabe von Diphenyldisulfid hergestellt. Ein Glasreaktions-
— Q _
BAD ORIGINAL
behälter, der mit einem Stickstoffeinlaß, einer Kondensatorsäule und einem Rührer ausgestattet war, wurde mit 500 g geschmolzenem Diphenylsulfon beschickt und auf 3000C gehalten. 100 g des nach den Angaben der.
US-PS 3 919 177 hergestellten pulvrigen Polyphenylensulfids einer Eigenviskosität von mindestens 0,20 sowie 100 g Polyetheretherketon (ICI-Qualität
4 5 p) wurden langsam hinzugegeben, während die ~ Mischung heftig unter einer Stickstoffabschirmung gerührt wurde. Sobald der gesamte Feststoff in Lösung gegangen war, wurden 2 g Diphenyldisulfidpulver hinzugegeben. Die Temperatur wurde 15 min lang auf 3 200C angehoben. Dann wurde die Mischung gekühlt und das Diphenylsulfon durch 2-maliges Waschen mit Aceton entfernt. Der zurückbleibende Feststoff wurde gemahlen/ um durch ein Sieb einer lichten Maschenweite von 0,330 mm (BS 44 mesh sieve) zu treten. Dann wurde * erneut zweimal mit Aceton gewaschen und bei 1500C unter Vakuum getrocknet. Die polymere pulvrige Zusammensetzung wurde in der nachfolgend beschriebenen Weise zu einem Testlagerüberzug verarbeitet. Es wurde ein Träger in Form eines 1 1/2 mm Stahlstreifens herangezogen, der eine durch Plattieren aufgebrachte
5 um starke Kupferauflage sowie eine auf das Kupfer aufgesinterte 1/2 mm starke poröse Schicht aus 11EJ Zinn /Bronze (O,13G bis 0,235 mm ; nach britischem Standard; 60-100 mesh sieve) aufwies. Das vorgetrocknete polymere Pulver wurde in einer Stärke von 1 1/2 mm mittels eines vibrierenden Aufgabetrichters auf dem Substrat ausgebreitet und dann durch Induktionsbeheizung auf eine Temperatur von 3 60 bis 3700C erhitzt. Der Formling wurde gewalzt, um das Pulver zu einem zusammenhängenden Überzug zu verfestigen. Der beschichtete Formling wurde dann rasch ' gekühlt und in ein Lager überführt.
- 10 -BAD GRiGlNAL
Beispiel 2
Eine polymere Zusammensetzung wurde durch Schmelzextrusion von Polyphenylenisulf id und Polyetheretherketon unter Heranziehen kleiner reaktiver Zugabemengen elementaren Schwefels und Diphenyldisulfids hergestellt. 5 kg Polyetheretherketon (ICI-Qualltät 45 p) und Polyphenylensulfidpulver (von hohem Molekulargewicht und einer Eigenviskosität von mindestens 0,2, hergestellt nach dem in der US-PS 3 919 177 beschriebenen Verfahren) wurde in einer Kugelmühle zusammen mit 100 g Schwefelblume und 100 g pulvrigem Diphenyldisulfid'vermählen. Die Mischung wurde dann in der Schmelzphase unter Verwendung einer herkömmli-
15. chen Schmelzextrusionsvorrichtung weiter einem Mischen unterzogen. Die anfallende Mischung wurde in Form eines Strangesextrudiert, der nach der Verfestigung < zu Körnchen zerbrochen wurde. Die Körnchen wurden dann erneut zu einem kontinuierlichen Band von 15 cm Breite und 500 μπι Stärke extrudiert. Es wurde ein Träger in Form eines kontinuierlichen*mit Kupfer«elektror plattierten St'ahlstreifens herangezogen, bei dem ein Bronzepulver auf eine Seite, wie.im Beispiel 1 beschrieben ist, aufgesintert war. Dieses Trägerband wurde auf 360 bis 3800C vorerhitzt, indem es durch eine Induktionsheizspule mit dem aufliegenden polymeren Band geführt wurde, wobei eine Walzeinwirkung erfolgte.- Dieses derartig gewalzte Band wurde dann schnell mittels Wasser abgeschreckt und aufgewickelt. Lagerbestandteile wurden aus diesem mit der polymeren Zusammensetzung versehenen Stahlträger hergestellt.
BAD 'ORIGINAL

Claims (11)

GLM.R- HM',LMANVL κ 1'-V[ PROl I SSlON1-Al ΚΙΙΉ-ίΜ','iVIS (if'ιίΚΙ-ΗΠΙ I > -W)IX-^- I1Al I M OHK I .sm,minR<T SimRp 108 ■ HfMO Mimt hen HO · trh-ton O OH1I ·>Η0"11·14 Icle» '. .1I01 ti. li.iRt· d · Tcl<-{;i.imni h,i|;cyp.iliMil rclfkojm'ici («W'iHOr linfl Ριχ,ιι,κΗ HWHΪ1} · H(I(K) Miitnlicii HO AEPLC München, don Warwickshire, Croßbritanniun 21. Oktober 1982 u.Z.: Pat 276/3-82Ch Dr.H/3/bw Patentansprüche
1. Kunststoffzusammensetzung, gekenn zeich net durch einen Gehalt an einem PolyarylensulfId und an einem aromatischen Polyetherketon.
2. Zusammensetzung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Poüyarylensulfid ein Polyphenylensulfid ist.
3. Zusammensetzung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Polyphenylensulfid 20 bis 50 Gew.-% der Zusammensetzung ausmacht.
4. Zusammensetzung nach einem der vorausgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Polyetherketon ein Polyethereiherketon ist.
5. Verfahren zur Herstellung eines flachen Lagers unter Auftragen einer Kunststoffzusammensetzung -auf
- 2 BAD ORfGSNAL
einen metallischen Träger und Verbinden der Zusammensetzung mit dem Träger, dadurch gekennzeichnet, daß die Zusammensetzung durch Zusammenmischen von PoIyarylensulfid und e?inem Polyetherketon hergestellt wird.
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Zusammensetzung durch Vermischen in Gegenwart eines Lösungsmittels hergestellt wird.
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß als Lösungsmittel Benzylbenzoat verwendet wird.
8. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Zusammensetzung durch Schmelzvermischen hergestellt wird.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 8, / dadurch gekennzeichnet, daß die Zusammensetzung auf den Träger als Folie und walzenverbunden aufgebracht wird.
10. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Zusammensetzung durch Pulvermischen hergestellt wird.
11. Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Zusammensetzung auf den Träger
in pulvriger Form aufgetragen, erhitzt und mit dem Träger verbunden wird.
30
BAD ORIGINAL
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