DE3439703A1

DE3439703A1 - Harzmasse fuer gleitmaterialien

Info

Publication number: DE3439703A1
Application number: DE19843439703
Authority: DE
Inventors: Akiyoshi Itano Tokushima Kawaguchu; Morihiko Tokushima Nakamura
Original assignee: Otsuka Chemical Co Ltd
Current assignee: Otsuka Chemical Co Ltd
Priority date: 1983-10-31
Filing date: 1984-10-30
Publication date: 1985-05-23
Also published as: IT8423391A1; GB2149805A; FR2554116B1; GB2149805B; JPH0254853B2; FR2554116A1; US4563495A; GB8427476D0; JPS6096649A; IT8423391A0; IT1177096B; DE3439703C2; CA1254550A

Description

Die Erfindung betrifft eine Harzmasse bzw. eine harzförmige Masse (diese Ausdrücke werden im folgenden synonym verwendet) für Gleitmaterialien mit guten Abriebs- und Reibungsbeständigkeitseigenschaften. Die Erfindung betrifft insbesondere eine Harzmasse aus einem Polyamidharz, mit der man Gleitmaterialien mit hohem FV-Grenzwert und niedrigem kinetischen Friktionskoeffizienten herstellen kann, die einen geringen Abriebsverlust per se wie auch einen geringen Abriebsverlust der gegenüberliegenden (oder Gegen)Materialien zeigen und außerdem eine sehr gute Steifheit bzw. Festigkeit aufweisen.

Ein Polyamidharz besitzt sehr viele gute Eigenschaften, die für technische Kunststoffmaterialien bzw* Maschinenbau-Kunststoff materialien erforderlich sind, wie Zähigkeit, Wärmebeständigkeit, chemische Beständigkeit, usw. Es besitzt jedoch auch gewisse Nachteile, wie eine Abnähme in der mechanischen Festigkeit und DimensionsStabilität, wenn es Feuchtigkeit absorbiert. Dieses Harz besitzt, weiterhin.eine bessere Eigenschmierfähigkeit als andere technische Kunststoffe bzw. Kunststoffe, die im Maschinenbau verwendet werden. Aus diesen Gründen ist dieses Material für bestimmte Teile von Lagern, Gleitelementen, Getrieben, Gezähnen, Zahnrädern und anderen Teilen von Maschinen, die eine Abriebbeständigkeit aufweisen müssen, als Metallersatz sehr geeignet, da aus diesem Harz hergestellte Teile ohne Schmiermittel verwendet werden können und bei der Gleit- bzw. Schiebebewegung weniger Geräusch erzeugen.

Die Gebiete, auf denen Kunststoffgleit- bzw. -lagermaterialien verwendet werden, vergrößern sich Tag für Tag bis zu Lagern bei großer Belastung ohne Schmiermittel,

ι Buchsen-Lagerschalen bei hoher atmosphärischer Temperatur und verschiedenen Gleitteilen mit dünnen Wänden, die entwickelt werden, um die Größe der Maschinen minimal zu halten, und für andere Elemente oder Teile. Unter diesem Aspekt werden die Forderungen hinsichtlich der Eigenschaften für Kunststoffgleitelemente immer strenger.

Allgemein gesagt, besitzen die Kunststoffmaterialien eine gute Selbstschmierfähigkeit, jedoch ist ihr PV-Wert begrenzt und ihre mechanische Festigkeit, wie die Starrheit, schlecht, wenn sie mit Metallmaterialien verglichen werden. Der Ausdruck "PV-Grenzwert" bzw. "begrenzender PV-Wert" kann als "Grenze von FV" oder "FV-Grenze" bezeichnet werden, wobei P der Beladungsdruck (loading pressure) und V die periphere Geschwindigkeit bedeuten. In anderen Worten bedeutet ein PV-Grenzwert einen minimalen Wert von PxV, wobei ein Gleitelement, das bei peripherer Geschwindigkeit und bei Beladungsdruck rotiert, schmilzt oder durch Hitze angefressen bzw. angegriffen wird.

Um Kunststoff materialien für Gleitelemente, wie Lager, verwenden zu können, müssen die Materialien nicht nur einen niedrigen kinetischen Friktionskoeffizienten, einen hohen PV-Grenzwert, einen geringen Abriebsverlust, gute Reibungseigenschaften, wie wenig Schädigung der Gegenmaterialien, aufweisen, sondern sie sollen ebenfalls hinsichtlich ihrer Starrheit bzw. Festigkeit und Kriechbeständig-

30 keit überlegene Eigenschaften besitzen.

Entsprechend diesen Richtlinien wurden verschiedene Möglichkeiten zur Verbesserung der mechanischen Eigenschaften und der thermischen Deformationstemperatur von PoIyamidharz vorgeschlagen, ohne daß Einflüsse auf die Rei-

bungs- und Abriebseigenschaften auftreten. Es wurden weiterhin Vorschläge gemacht, um diese Eigenschaften zu verbessern. Diese Vorschläge bestehen beispielsweise darin, Glasfasern und PTFE oder Kohlenstoffasern und Molybdändioxid mit Polyamidharz zu vermischen. Diese bekannten Verfahren besitzen jedoch die folgenden Nachteile.

Bei der Herstellung eines Lagers aus Polyamidharz, welches Glasfasern und PTFE enthält, liegen die Glasfasern mikroskopisch offen, wenn das Material verwendet wird, und es findet ein "Angriff" der gegenüberliegenden Elemente (wie einem Rotationsschaft) statt. In der Tat ist ein solcher "Angriff" ein großer Nachteil bei dieser Art von Lagern, und der Abriebsverlust und der Friktionskoeffizient wer-

15 den größer.

Andererseits sind andere Lager, die aus Polyamidharz, vermischt mit Kohlenstoffasern und Molybdändisulfid, hergestellt worden sind, sehr teuer wegen der hohen Kosten der Kbhlenstoffasern oder des Molybdändisulfids per se, und bei diesen Lagern tritt ebenfalls der zuvor erwähnte "Angriff" auf.

Bei den oben erwähnten, bekannten Lagermaterialien sind die Längen der Glas- und Kohlenstoffasern so lang wie etwa 3 mm, so daß die geformten Produkte eine große Anisotropie besitzen, was die Konstruktion der Formen erschwert und weiterhin die Dimensionsgenauigkeit der Formkörper nach dem Tempern verschlechtert.

Die Anmelderin hat Versuche unternommen, die Nachteile, wie den "Angriff" und die Anisotropie, beim Verformen zu verbessern, indem man sie vergleichsweise lange und harte Fasern aus Glas oder Kohlenstoff zusammen mit Polyamidharz verwendete. Die Anmelderin hat weiterhin die Ver-

Wendung von Kaliumtitanatwhiskers (im folgenden als PTW entsprechend dem angelsächsischen Ausdruck "potassium titanate whiskers" bezeichnet), bei denen es sich um feinere Fasern als die Glas- oder Kohlenstoffasern handelt, untersucht. Die Anmelderin hat die gemeinsame Verwendung der Whisker mit Polyamidharz untersucht. Obgleich die Masse aus zwei Komponenten einen verbesserten PV-Grenzwert und verbesserte mechanische Eigenschaften besitzt, werden der spezifische Abrieb und die Abriebbeständigkeit schlechter. Diese beiden Eigenschaften sind jedoch wesentliche Eigenschaften für Materialien, die für Gleitelemente verwendet werden sollen.

Überraschenderweise wurde gefunden, daß durch Zugabe von gepulvertem, hoch dichtem Polyethylen (im folgenden als HDPE entsprechend dem angelsächsischen Ausdruck "powdered high-density polyethylene" bezeichnet) zu der Masse aus den obigen beiden Komponenten eine wesentliche Verbesserung der mechanischen Eigenschaften, der thermischen Beständigkeit (Deformationstemperatur des geformten Produkts, dem Schrumpfen nach der Verformung erreicht wird, und daß weiterhin der kinetische Reibungskoeffizient und der Abriebsverlust erniedrigt werden, wenn die Menge an PTW erhöht wird.

Die Erfindung betrifft eine Harzmasse für Gleitelemente, die dadurch gekennzeichnet ist, daß sie ein Polyamidharz, ein pulverförmiges, hoch dichtes Polyethylen und Kaliumtitanatwhisker enthält.

In der Masse sind das pulverförmige Polyethylen und die Kaliumtitanatwhisker bevorzugt in einer Menge im Bereich von 5 bis 25 Gew.% bzw. 10 bis 40 Gew.% enthalten und der Rest ist Polyamidharz.

ι Fig. 1 ist ein Bild eines Abtastelektronenmikroskops, wobei ein Teil eines Formkörpers aus der erfindungsgemäßen Masse (entsprechend Beispiel 2) in 50Ofaeher Vergrößerung dargestellt ist. Die Zahlen in der Zeichnung besitzen die

5 folgende Bedeutung:

1 - Grundmaterial; 2 - PTW; 3 - HDPE.

Beispiele von Polyamidharzen, die bei der vorliegenden Erfindung verwendet werden, sind Nylon 6, Nylon 66, Nylon 612, Nylon 11, Nylon 12, Nylon MXD6, welches ein Polyamid des Xylidin-diamin-Typs ist, oder Copolymere dieser Monomeren oder Gemische aus den ersteren. Unter diesen ist Nylon 66 wegen der ausgeglichenen Eigenschaften, die man erhalten kann, und aus wirtschaftlichen Gründen besonders

15 bevorzugt.

HDPE ist ein feines, weißes Pulver, welches durch Polymerisation von Ethylen unter Verwendung eines Mitteldruckverfahrens (bei 30 bis 100 at) oder des Niedrigdruckverfahrens (Atmosphärendruck bei weniger als 100°C) hergestellt werden kann. Verschiedene Stabilisatoren für die Hitze, das.Wetter usw., können dem Pulver zugesetzt werden. Das obige HDPE kann durch seine hohe Dichte (über 0,930 g/cnr), seine vergleichsweise hohe Härte und seine überlegene mechanische Festigkeit und thermische Beständigkeit charakterisiert werden, verglichen mit anderen Polyäthylenen.

Für die Zwecke der vorliegenden Erfindung ist es bevorzugt, feines HDPE mit einem durchschnittlichen Durchmesser von unter etwa 200/um, jedoch ohne untere Grenze, auszuwählen. Die Oberfläche des geformten Produkts, das aus der erfindungsgemäßen Masse hergestellt worden ist, wird dicht, wenn feines HDPE mit einem durchschnittlichen Durchmesser unter etwa 200/um verwendet wird. Das Molekularge-

wicht von HDPE liegt vorzugsweise über ca. 50 000. Ein solches HDPE wird bei der Einwirkung von Scherkräften bei Misch- und Knetverfahren für die Herstellung der Formmasse nicht verformt und es ist gut dispergiert, ohne daß eine !aminierung oder Filmbildung stattfindet, und es liegt weiterhin in Form eines Pulvers in dem geformten Produkt vor, wodurch eine gute Gleiteigenschaft erhalten wird.

Die Menge an HDPE in der erfindungsgemäßen Masse beträgt geeigneterweise 5 bis 25 Gew.96 (dies gilt auch für die folgenden Ausführungen), bevorzugt 10 bis 20%. Liegt die Menge an HDPE unter 5 Gew.%,vvetäsn der kinetische Reibungskoeffizient und der spezifische Abrieb des geformten Produktes kaum verbessert und der Grenz-PV-Wert wird nicht erhöht. Wenn andererseits die obige Menge über 25% liegt, erniedrigt sich die mechanische Festigkeit des geformten Produktes.

Die erfindungsgemäßen PTVT sind Ein-Kristall-Fasern (d.h. Whisker), hergestellt aus einer Verbindung der allgemeinen Formel

() oder

worin η für eine ganze Zahl von 2 bis 8 steht. Konkrete Beispiele von PTW sind Whisker aus Kaliumtetratitanat, Kaliumhexatitanat, Kaliumoctatitanat oder (fsrgl. sowie Gemische davon. Diese Whisker besitzen einen durchschnittlichen Faserdurchmesser unter 2 /um, eine durchschnittliche Faserlänge von 5 bis 200/um und ein Verhältnis von durchschnittlichem Durchmesser und durchschnittlicher Länge (im folgenden als "Seitenverhältnis" bezeichnet) von mehr als 10. (Der durchschnittliche Durchmesser oder die durchschnittliche Länge der Fasern ist ein durchschnittlicher Wert, den man mit mindestens fünf Ansichtsfeldern und min-

destens zehn Fasern pro jedem Feld in einem Abtastelektronenmikroskop erhält. Das Seitenverhältnis wird aus den erhaltenen, durchschnittlichen Werten berechnet.) Wenn der durchschnittliche Faserdurchmesser, die durchschnittliche Faserlänge und das Seitenverhältnis außerhalb der obigen Bereiche liegen, z.B. bei einem Seitenverhältnis unterhalb 10, ist die Verstärkungswirkung in dem Harz gering. Außerdem ist es schwierig, Fasern mit einer durchschnittlichen Länge von mehr als 100/um herzustellen, und diese sind derzeit im Handel nicht erhältlich.

Erfindungsgemäß verwendet man als PTW bevorzugt ein im Handel erhältliches Produkt von TISMO (Hersteller: Otsuka Chemical Co., Ltd., Japan), wobei es sich um Whiskers mit hoher Festigkeit und Ein-Kristalle mit einem durchschnittlichen Durchmesser von 0,2 bis 0,5 /um, einer durchschnittlichen Menge von 10 bis 20/um und einem Seitenverhältnis von 20 bis 100 handelt.

Die Menge an PTW in der Masse liegt bevorzugt im Bereich von 10 bis 40 Gew.% wegen der Verstärkungswirkung des Polyamidharzes, wie Verbesserungen hinsichtlich der Starrheit bzw. Härte, Kriechbeständigkeit und thermischer Deformationstemperatur, wie auch des PV-Grenzwertes. Wenn die Menge an PTW unterhalb 10% liegt, kann eine ausreichende Verbesserung der mechanischen Festigkeit nicht erhalten werden. Liegt sie andererseits über 40%, wird keine weitere Verbesserung der mechanischen Festigkeit, bedingt durch eine überschüssige Menge, erhalten, und man stößt auf Schwierigkeiten bei der Pelletisierung der Harzmasse als Formmaterial.

Die oben erwähnten PTW können ohne irgendeine Oberflächenbehandlung verwendet werden, werden jedoch vorzugsweise mit einem Oberflächenbehandlungsmittel behandelt, um die

ι Grenzadhäsionsfestigkeit zwischen den PTW und dem Polyamidharz zu verbessern. Bevorzugt wird ein Silan-Kupplungsmittel, wie Epoxysilan, Aminosilan oder Acrylsilan, oder ein Titanat-Kupplungsmittel verwendet, wodurch die physikalischen Eigenschaften der Formkörper in trockenem oder nassem Zustand verbessert werden können.

Die erfindungsgemäße Masse, die das Polyamidharz, HDPE und PTW enthält, kann geeigneterweise Zusatzstoffe enthalten, wie sie normalerweise in Syntheseharzen verwendet werden, z.B. Schmiermittel, wie PTFE, MoS₂, Graphit, SiIikonöl oder dergl., oder anorganische oder organische, feingepulverte Füllstoffe, Pigmente, Schmiermittel für die Fließfähigkeit, Feuerschutzmittel, Antistatika, Antioxidan-

15 tien, thermische Stabilisatoren oder dergl.

Ein Gleitelement bzw. -material kann beispielsweise hergestellt werden, wenn man die erfindungsgemäße Harzmasse wie folgt verwendet.

Vorgegebene Mengen an Polyamidharz, HDPE und PTW werden homogen in einer geeigneten Mischvorrichtung, wie einem Mischer, vermischt, das Gemisch wird mit einem Extruder pelletisiert und dann werden die so gebildeten Pellets in eine Spritzgußmaschine gegeben, wobei die gewünschte Form des Produktes erzeugt wird.

Wie aus der beigefügten Fig. 1 hervorgeht (die einen Querschnitts eines Formkörpers aus der erfindungsgemäßen Masse in 500facher Vergrößerung darstellt), besteht dieser Formkörper aus dem Grundmaterial [1], weißen, nadelartigen PTW (in Form feiner Teilchen) [2] und kleinem, granulärem HDPE [3], beide über dem gesamten Feld verteilt. Man nimmt an, daß in diesem Formkörper das verteilte HDPE die Schmierfähigkeit erhöht und PTW eine Verstärkungswirkung

hervorrufen und den Grenz-PV-Wert erhöhen, und daß durch synergistische Wirkung von HDPE und PTW die Abriebsbeständigkeit verbessert wird. Der Formkörper erzeugt eine verbesserte Abriebsbeständigkeit, außerdem wird der Abrieb der gegenüberliegenden Materialien oder Teile wesentlich erniedrigt und der PV-Grenzwert erhöht, so daß der Formkörper bei starker Beanspruchung unter hoher Geschwindigkeit und großer Belastung verwendet werden kann.

Die Gleitelemente bzw. -materialien, die aus der erfindungsgemäßen Masse hergestellt werden können, sind beispielsweise Bohrbuchsen, Buchsringe, Buchsen, Hülsen, Lager, Lagerpfannen, Führungskörper, Lagerschalen, Laufbuchsen, Manschetten, Muffen- ümkleidungen, Zylinder, Gleitringe, Schleifer, Schleifringe, Anlege-,Führungs-, Lauf-, Leitschienen, Abdichtungsmittel, Absperrvorrichtungen und -teile, Getriebe, Räder, Verzahnungen, Gestänge, Kurvenkörper, Nocken, Nockenscheiben, Scheibennocken u.a. Da die erfindungsgemäße Masse einzigartige Eigenschaften besitzt, kann sie auch als neues Ersatzmaterial für andere Metallteile verwendet werden.

Die folgenden Beispiele erläutern die Erfindung.

25 Beispiele

Beispiele 1 bis 6 und Vergleichsbeispiele 1 bis 4 2020U (Nylon 66 der Übe Eosan Co., Ltd., Japan), feingemahlenes Milion (ein HDPE der Mitsui Petrochemical Industry, Ltd., Japan; durchschnittlicher Teilchendurchmesser = 50 /um, durchschnittliches Molekulargewicht = 3 000 000), TISM0-D102 (PTW von Otsuka Chemical Co., Ltd.) und 03MA411 (Glasfasern mit einer durchschnittlichen Faserlänge von 3 mm der Asahi Fiber Glass Co., Ltd., Japan) werden in einer Mischvorrichtung gemäß den Rezepturen der Tabelle 1 vermischt und durch einen Extruder von 40 mm0

bei 29O⁰C pelletisiert. Die so erhaltenen Pellets werden getrocknet und dann dem Spritzgießen bei folgenden Bedindungen unterworfen: Spritzgußtemperatur = 280⁰C; Formungstemperatur = 80⁰C; Spritzgußdruck = 400 kg/cm und Schußzeit = 15 see; man erhält geformte Teststücke. Die so erhaltenen Stücke werden dann gemäß ASTM D638 für die Zugfestigkeit, gemäß ASTM D790 für die Biegefestigkeit, gemäß ASTM D790 für den Biegemodul und gemäß ASTM D648 (Belastung 18,6 kg/cm ) für HDT geprüft. Der FormSchrumpfungsfaktor wird in Strömungsrichtung der Zugteststücke gemessen. Die Ergebnisse sind en bloc in Tabelle 1 angegeben.

Ähnlich werden andere Teststücke mit zylindrischer Form mit einem Außendurchmesser von 25 mm und einem Innendurchmesser von 20 mm auf obige Weise hergestellt, um den PV-Grenzwert, den kinetischen Friktionskoeffizienten, den spezifischenAbrieb und den spezifischen Abrieb der Gegenelemente zu bestimmen.

Der Reibungs- und Abriebstest erfolgt mittels eines Suzuki-Modell-Abriebstestgeräts..(von Toyo-Baldwin Co., Ltd. Japan) unter Verwendung von zylindrischem Hart stahl (S45C) als Gegenelement bei folgenden Bedingungen: keine Zugabe von Schmiermittel, Reibungsgeschwindigkeit (V) = 30 cm/ see, Belastungsdruck (P) = 10 kg/cm . Der Betrieb wurde beendigt, wenn die Reibungslänge 10 km erreichte,und dann wurden der Friktionskoeffizient und die Menge an Abrieb pro Einheitslänge geprüft (spezifischer Abrieb des Prüf-Stücks selbst und des Gegenelements. Das Testgerät wurde bei einer konstanten Reibungsgeschwindigkeit (V) von 3o cm/ see während 1 h bei unterschiedlichen Belastungsdrucken (P) zur Messung des PV-Grenzwerts betrieben. Wenn die Reibungsoberfläche des Teststücks sichtbar beschädigt ist, wird der PV-Wert bei dieser Belastung genommen.

	co CJl	ω O	PTW	HDPE Glas faser	to cn	Biege fest igk. (kg/cm²)	to O	Tabelle	t—■ CJI	1	HDT (⁰C)	I—" O	0,28	spez Ab rieb . (map km	cn	1800
			10	14		1120		130		0,27	0,014		2100
Bsp.		Bestandteile (Gew.%)	20	14 —		1340		222		0,19	0,01		2400
Nr.		Nylon 66	30	14 —	ZUg- festigk. (kg/cm^z)	1620	Charakteristika	234	Schrumpfung kin. "beim Ver- Rei- formen bungs- koeffiz	0,17	0,008		2550
1	76	40	14 —	730	1950	Biege modul ₉ (kg/onT)	237	1,2	0,28	0,008		1950
2	66	20	8	900	1670	40 000	226	0,71	0,21	0,012		220O_-11
3	56	20	23 --	1140	1260	55 000	204	0,51	0,61	0,016	di- krit. to d. PV- Gegen- Wert ₂ /kg. ele-(kg/cm . ) ments cm/see)	240
4	46		«ma mm ^*	1330	1210	83 000	85	0,39	0,64	0,049	0	630
5	72	30	—	1080	2320	110 000	234	0,62	0,30	0,20	0	750
6	57	χ	20	810	920	64 000	83	0,78	0,69	0,02	0	1350
VgIB. 1	100		14 30	840	1920	50 000	237	2,2		0,36	0
2	70	1420	31 000	0,39		0
3	80	570	96 000	2,2		0
4	56	1360	24 000	0,30	0
	72 000	5x1O"⁵
	0
	6,6x10"³

CO 4>-CO CD

Aus Tabelle 1 geht hervor, daß die aus der erfindungsgemäßen Masse hergestellten Teststücke einen wesentlich niedrigeren kinetischen Reibungskoeffizienten und einen spezifischen Abrieb per se oder der Gegenelemente besitzen, verglichen mit den Vergleichsproben, welche aus Nylon 66 allein (Vergleich 1) oder Nylon 66 und PTW (Vergleich 2) bestehen, bedingt durch die Zugabe von HDPE. Weiterhin ist erkennbar, daß die ersteren eine wesentlich erhöhte Zugfestigkeit, Biegefestigkeit, Biegemodul, HDT und PV-Grenzwert besitzen und weiterhin eine verminderte Schrumpfung beim Verformen aufweisen im Vergleich mit der Vergleichsprobe, die aus Nylon 66 und HDPE (Vergleich 3) besteht, und daß der kinetische Reibungskoeffizient und der spezifische Abrieb im Verhältnis zu der Men-

15 ge an zugegebenen PTW abnehmen.

Andererseits geht aus dem Vergleich mit der Vergleichsprobe 4, die Glasfasern enthält, hervor, daß die Verwendung von PTW anstelle von Glasfasern den kinetischen Reibungskoeffizienten und den spezifischen Abrieb per se oder der gegenüberliegenden Elemente stark erniedrigt.

Beispiele 7 bis 11 und Vergleichsbeispiele 5 bis 9 Ähnlich wie in Beispiel 1 werden A1O3OBRL (Nylon 6 der Unitica Co., Ltd., Japan), Reny 6001 (Nylon MXD6 der Mitsubishi Gas Chemical Co., Ltd., Japan), Daiamid L1901 (Nylon 12 der Daicel-Huels Co., Ltd., Japan), TISMO-D102 und Hi-Zex 5000 (HDPE mit einer durchschnittlichen Teilchengröße von 30 yum und einem durchschnittlichen Molekulargewicht von 70 000 der Mitsui Petrochemical Co., Ltd., Japan), wie in Tabelle 2 angegeben, verarbeitet, pelletisiert und dann dem Spritzguß unterworfen, wobei man Teststücke herstellt. Die Eigenschaften dieser Stücke sind in der folgenden Tabelle 2 aufgeführt.

CJi

ω ο

cn

Tabelle 2

Bsp. Bestandteile (Gew

(Gew. 9g) ion NyIc

Charakter!stika

NylönNylon Nylon Nylon PTW HDPE Zugfe- Biege- Biege- Schrumpf, kin. spez.krit.
MXD 6 66 12 stigk. festigk. Modul beim Ver- Reib. Abrieb PV-Wert

(kg/cm²)(kg/cm*) (kg/cm^) formen(?6) Koeff. (mm³/ (kg/cm3,

kg.km) cm/sec)

7	75	—	—	20	VJl	960	1450	54	000	0,62	0,32	0,053	1050
8	70	—	—	20	10	910	1340	51	300	0,67	0,28	0,017	1500
9	60	54,5	—	20	20	820	1210	45	600	0,74	0,21	0,009	1650
10	ο	—	5,5 —	30	10	1260	1930	109	000	0,18	0,24	0,015	2100
11			— 60	30	10	720	1150	48	000	0,38	0,19	0,012	1800
VgIB. 5	ι oo	*mm mm*				800	980	28	000	2,22	0,65	0,184	180
6	80	90		20	—	1030	1610	57	000	0,73	0,67	0,273	450
7	—	54	10	—	—	845	1620	46	000	1,41	0,53	0,257	270
8	—	~	6 ~	30		1480	2270	121	000	0,15	0,53	0,839	570
9	—	— 100	*mm mm*	—	450	630	16	100	1,55	0,52	0,121	150

ι Aus Tabelle 2 folgt, daß die Teststücke, die aus der erfindungsgemäßen Masse hergestellt worden sind, welche Nylon 6 und 5 Ms 20 Gew.% HDPE und 20 Gew.% PTW enthält, nicht nur bessere mechanische Eigenschaften und Dimensionsgenauigkeit aufweisen als die aus Nylon 6 allein, sondern daß sie ebenfalls einen wesentlich verbesserten kinetischen Reibungskoeffizienten, spezifischen Abrieb und PV-Grenzwert besitzen. Alternativ ist die Masse, obwohl sie Nylon 6 und PTW enthält, wesentlich besser in den mechanischen Eigenschaften und der Dimensionsstabilität, die Verbesserung in den Gleiteigenschaften ist jedoch schlecht. Daher ist sie als Masse für Gleitelemente ungeeignet .

Die gleiche Tendenz ist bei den Massen, bei denen Nylon MXD6 und Nylon 12 verwendet werden, erkennbar. Man kann somit zusammenfassend feststellen, daß geeignete Polyamidharze sehr gute Formmassen für Gleitelemente ergeben, wenn sie mit HDPE und PTW, insbesondere im Bereich von 5 bis 25% für HDPE und 10 bis 40% für PTW, verarbeitet werden.

Claims

KRAUS ■ WEISERT & PARTNER PATENTANWÄLTE O 4 O ei / U UND ZUGELASSENE VERTRETER VOR DEM EUROPÄISCHEN PATENTAMT DR. WALTER KRAUS DIPLOMCHEMIKER · DR.-INS. DIPL.-ING. ANNEKÄTE WEISERT · DIPL.-PHYS. JOHANNES SPIES IRMGARDSTRASSE 15 ■ D-SOOO MÜNCHEN 71 · TELEFON 089/797077 TELEGRAMM KRAUSPATENT · TELEX 5-212 156 kpat d · TELEFAX (O89) 7 91 82 33 OTSUKA CHEMICAL CO.,LTD., TOKYO/JAPAN 4734 AW/My Harzmasse für Gleitmaterialien Patentansprüche

1. Harzmasse für Gleitmaterialien, dadurch gekennzeichnet, daß sie ein Polyamidharz, ein pulverförmiges, hoch dichtes Polyethylen und Kaliumtitanatwhisker enthält.

2. Harzmasse für Gleitmaterialien nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das pulverförmige, hoch dichte Polyethylen und die Kaliumtitanatwhisker in der Masse in Mengen im Bereich von 5 "bis 25 Gew.% bzw. 10 bis 40 Gew.% enthalten sind.

3. Harzmasse für Gleitmaterialien nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die durchschnittliche Teil-

ι chengröße und das durchschnittliche Molekulargewicht des pulverförmigen, hoch dichten Polyethylene nicht größer als 200/um bzw. nicht kleiner als 50 000 ist.

4. Harzmasse für Gleitmaterialien nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kaliumtitanatwhisker aus einer Verbindung der Formel

K₂O . η(TiO₂) oder K₂O.η(TiO₂)^H₂O

worin η für eine ganze Zahl von 2 bis 8 steht, hergestellt worden sind.

5. Harzmasse für Gleitmaterialien nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kaliumtitanatwhisker ein

Seitenverhältnis über 10 aufweisen.

6. Harzmasse für Gleitmaterialien nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie als Polyamidharz Nylon 66

20 enthält.

7. Gleitmaterial bzw. -element, dadurch gekennzeichnet, daß es unter Verwendung einer Harzmasse nach einem der Ansprüche 1 bis 6 hergestellt worden ist.