ES2606878T3 - Material compuesto tribológico pigmentado y finamente estructurado - Google Patents
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Abstract
Composición para producir un material compuesto tribológico, que comprende a) al menos un lubricante sólido en forma de plaquitas; b) al menos un tipo de partículas de pigmento inorgánicas en forma de plaquitas, en donde las partículas de pigmento presentan un espesor de 0,5 μm a 2 μm y una relación de aspecto media de 10; c) al menos un compuesto tensioactivo que dispone de al menos un grupo hidrofílico y al menos un grupo hidrofóbico, eligiéndose el compuesto tensioactivo del grupo que comprende compuestos alquílicos de amonio, compuestos alquílicos de fosfonio, compuestos alquílicos de sulfonio, compuestos de imidazolinio, compuestos de piridinio, compuestos de pirrolidinio, líquidos iónicos, polímeros fluorados funcionalizados, poliésteres y polisiloxanos funcionalizados; d) un sistema aglutinante endurecible que comprende al menos un polímero u oligómero orgánico con uno o varios grupos funcionales o un precursor de los mismos.
Description
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DESCRIPCION
Material compuesto tribologico pigmentado y finamente estructurado
Para evitar el friccion en el caso de un movimiento relativo de dos superficies entre sf se emplean, por norma general, grasas y aceites como agentes lubricantes. Esta asf denominada lubricacion hidrodinamica conduce a coeficientes de deslizamiento muy bajos, claramente por debajo de p = 0,05. Dado que la grasa, bajo la presion superficial que se manifiesta, es desplazada en el transcurso del tiempo de la superficie de contacto entre las dos superficies o bien puede resinificarse por procesos de oxidacion y suciedad, las superficies correspondientes deben ser engrasadas regularmente, con el fin de mantener el efecto lubricante. Esto determina una elevada complejidad de mantenimiento y un factor de costes adicional en el caso de las instalaciones, asf como, en el caso de un mantenimiento no regular, posiblemente el deterioro de los componentes. Alternativamente a ello, pueden emplearse revestimientos que reducen la friccion de deslizamiento consistentes en un aglutinante polimerico y lubricantes solidos. Sin embargo, inconvenientes decisivos son, por norma general, elevados coeficientes de deslizamiento con valores de p = 0,1 - 0,2 y la necesidad del equilibrio entre una friccion de deslizamiento lo mas baja posible y un comportamiento de abrasion controlable de las capas en relacion con la configuracion de la pelfcula de transferencia, importante para la lubricacion. En el caso de sustratos corrosivos debe procurarse, ademas, una proteccion suficiente frente a la corrosion, dado que mediante la renuncia a la grasa se suprime la funcion protectora hidrofobica en la estructura global y, con ello, electrolitos asf como oxfgeno pueden tener un acceso mas facil a la superficie del sustrato. La introduccion de una resistencia a la abrasion y una proteccion frente a la corrosion tiene lugar, por norma general, a traves de la incorporacion por dispersion de partfculas inorganicas adecuadas que, en sus formas actualmente disponibles, cumplen ciertamente su funcion protectora, pero junto a ella, ejercen una influencia negativa sobre el efecto lubricante del sistema estratificado, lo cual hace poco interesante a las composiciones resultantes en la mayona de los casos para una aplicacion practica.
El documento US 4694038 A (Boeing) reivindica un revestimiento reductor de la friccion de deslizamiento consistente en un aglutinante de poliuretano y 20 - 40% en peso de partfculas de grafito amorfas adecuado, para la dotacion de la superficie con elastomeros. El uso de un aglutinante de poliuretano posibilita alcanzar una buena adherencia con el sustrato. Sin embargo, lo desventajoso es que las partfculas de grafito estan distribuidas uniformemente a lo largo del espesor del material de revestimiento. Por consiguiente, se alcanza ciertamente - debido a que el grafito se puede desprender en forma de capas - la friccion de deslizamiento baja deseada hacia la cara exterior del revestimiento, pero al mismo tiempo la presencia del grafito en las proximidades de la capa lfmite hacia el fondo conduce a una reduccion de la adherencia de las capas hacia el material del sustrato que solo puede ser controlado de alguna manera mediante el uso de aglutinantes (poliuretano) correspondientemente reactivos. Ademas, los sistemas estratificados se reblandecen relativamente debido al elevado contenido de lubricante solido lo cual, en el caso de presiones superficiales elevadas, puede conducir facilmente a fallos de las capas mediante micro-arado.
Con un principio similar de la distribucion uniforme de partfculas a traves de la matriz del aglutinante, el documento US 5789523 A (Du-Pont) reivindica una composicion de poliimida con filosilicatos blandos incorporados (dureza Mohs 1-5) y fibras de carbono, asf como lubricantes solidos opcionalmente contenidos con una friccion de deslizamiento mejorada y una resistencia al desgaste mejorada para generar piezas coladas por inyeccion con efecto tribologico incorporado. Los filosilicatos deben mejorar la estabilidad de los materiales compuestos. Al mismo tiempo, mediante la distribucion uniforme de los aditivos inorganicos a lo largo de la matriz de poliimida organica y los elevados grados de carga de aditivos al mismo tiempo necesarios para conseguir propiedades tribologicas de la superficie adecuadas se influye asimismo claramente sobre las propiedades a granel mecanicas y termicas de la pieza moldeada producida tal como, p. ej., el modulo E o el coeficiente de dilatacion termica, lo cual en algunas aplicaciones puede ser absolutamente indeseado.
A diferencia de los documentos antes mencionados, en los que las partfculas en forma de plaquitas son dispersadas unicamente de forma mecanica utilizando fuerzas de cizallamiento, en el caso del documento WO 2002005293 A2 (EMTEC Magnetic) se reivindica una capa electricamente conductora a base de grafito y un aglutinante, a la que se anade una resina de dispersion de poliuretano que porta al menos un grupo funcional polar a lo largo de la cadena principal del polfmero, la cual puede interactuar con la superficie del material de carga de grafito en forma de plaquitas y tambien esta en condiciones de formar correspondientes compuestos de intercalacion de grafito. Este tipo de modificacion conduce asimismo a una distribucion uniforme de las partfculas a lo largo de la matriz aglutinante, con una distribucion, por norma general, del tamano de partfculas mas fina que en el caso de la dispersion puramente mecanica a traves de fuerzas de cizallamiento. Una morfologfa de este tipo tambien se desea con el fin de alcanzar una buena conductividad electrica. No obstante, no se reivindican propiedades tribologicas.
Tambien, barnices lubricantes de este tipo a base de lubricantes solidos y aglutinantes polimericos se dotan a menudo con partfculas de material duro para el refuerzo mecanico (documento US 20040229759 A1 (Jet-Lube Inc.). Este principio funciona, en primer lugar, a traves de una simple regla de mezcladura. No obstante, es problematico que las partfculas de material duro ejercen, en una elevada concentracion, por norma general, un efecto abrasivo sobre el sistema tribologico al ser transferidas durante la formacion de la pelfcula de transferencia al cuerpo opuesto y pueden conducir, en el subsiguiente proceso de friccion, a un desgaste mas elevado en la capa tribologica. El documento US 4898905 A (Taiho Kogyo) reivindica asimismo una composicion de barniz lubricante a base de una
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matriz de poliimida, lubricantes solidos en forma de plaquitas, sustancias aditivas silicaticas en forma de plaquitas y aceite. Tampoco en este caso se pretende precaucion particular alguna para generar una disposicion preestablecida de las partfculas a traves de la matriz aglutinante, y tampoco se alcanza. A traves del aceite utilizado se incorpora en el sistema un componente lubricante hidrodinamico, con lo cual se puede influir, en particular, sobre el comportamiento de friccion inicial y el nivel del coeficiente de friccion de deslizamiento. Lo desventajoso es que el aceite puede difundirse en la capa y, a lo largo del tiempo, puede ser expulsado del sistema. Con ello, el efecto activo no dura mucho.
Los documentos US 3809442 (3M), EP 1350817 A1 (Ford Motor Comp.) y WO 2005010107 A1 (TNO) reivindican barnices lubricantes a base de combinaciones de diferentes lubricantes solidos con aglutinantes que estan concebidos para aplicaciones a baja temperatura y el revestimiento de sustratos sensibles a la temperatura. El documento Wo 2005010107 A1 requiere, ademas, un aditivo lubricante adicional a base de polisiloxano, cera de poliolefina o bien PTFE. En este caso, para la eficacia del aditivo es necesario que este no interactue con los lubricantes solidos y pueda difundirse sin impedimentos al lfmite de fases capa/aire. No es decisiva una distribucion morfologica particular de los componentes en partfculas para la eficacia del revestimiento. El aditivo conduce unicamente a un componente hidrodinamico en relacion con la lubricacion analogamente a como se ha descrito arriba.
Materiales compuestos de matriz polimerica con partfculas de refuerzo se describen tambien para revestimientos antiadherentes resistentes a la abrasion.
El documento EP 1718690 reivindica capas de baja energfa resistentes a la abrasion con una estabilidad incrementada frente a los alcalis. La composicion material comprende un sistema aglutinante organico endurecible, al menos un polfmero oligomero fluorado funcionalizado, que es reactivo con el aglutinante, asf como partfculas inorganicas.
Debido a la abrasividad de las partfculas de material duro no se pueden deducir propiedades tribologicas y tampoco se reivindican. Asimismo, tampoco se describen lubricantes solidos inorganicos.
Mediante la presente invencion se pudo proporcionar un sistema estratificado tribologicamente eficaz que, condicionado por su estructura particular, compense los inconvenientes mencionados de barnices lubricantes clasicos.
La mision de la presente invencion consistfa en proporcionar un material compuesto tribologico pigmentado y finamente estructurado que reuniera en sf un bajo coeficiente de friccion de deslizamiento con una excelente adherencia con el fondo y una extraordinaria resistencia a la abrasion y al desgaste, unido con una funcion de barrera elevada frente a la difusion de vapor de agua y gases, asf como medios corrosivos.
Solucion
Este problema se resuelve mediante la invencion con las caractensticas de las reivindicaciones independientes. Perfeccionamientos ventajosos de las invenciones se caracterizan en las reivindicaciones subordinadas. La redaccion de todas las reivindicaciones se hace con ello referencia con respecto al contenido de esta descripcion. Las invenciones comprenden tambien todas las combinaciones convenientes y, particularmente, todas las combinaciones mencionadas de reivindicaciones independientes y/o dependientes.
El planteamiento del problema pudo resolverse mediante la provision de una composicion que comprende al menos un lubricante solido en forma de plaquitas, al menos un tipo de partfculas de pigmento inorganicas en forma de plaquitas, en donde las partfculas de pigmento presentan un espesor de 0,5 pm a 2 pm y una relacion de aspecto media > 10, al menos un compuesto tensioactivo, en donde el compuesto tensioactivo se elige del grupo que comprende compuestos alqrnlicos de amonio, compuestos alqrnlicos de fosfonio, compuestos alqrnlicos de sulfonio, compuestos de imidazolinio, compuestos de piridinio, compuestos de pirrolidinio, lfquidos ionicos, polfmeros fluorados funcionalizados, poliesteres y polisiloxanos funcionalizados, y un sistema aglutinante endurecible que comprende al menos un polfmero u oligomero organico con uno o varios grupos funcionales o un precursor de los mismos.
El lubricante solido se compone de partfculas en forma de plaquitas. Por en forma de plaquitas se entiende una partfcula que tiene una relacion de diametro medio a espesor superior a 3:1, preferiblemente entre 2:1 y 1000:1. Todas las longitudes pueden medirse con TEM.
En un perfeccionamiento preferido de la invencion, el lubricante solido tiene un espesor entre 50 nm y 1000 nm y una relacion de aspecto de > 5, preferiblemente una relacion de aspecto de 5 a 20.
Las partfculas de lubricante solido tienen un tamano de 50 nm a 20 pm, preferiblemente de 700 nm a 5 pm.
El lubricante solido puede ser en este caso un lubricante solido habitual. Estos pueden ser lubricantes solidos tales como grafito natural, grafito sintetico, grafeno, nitruro de boro hexagonal, nitruro de boro turbo-estratificado, disulfuro de molibdeno y/o disulfuro de wolframio.
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Ademas de ello, pueden anadirse tambien, adicionalmente, lubricantes solidos puramente organicos tales como poffmero perfluorado, politetrafluoroetileno (PTFE) y/o polietileno. Estos pueden afectar al comportamiento de reposo-deslizamiento del revestimiento endurecido.
Un lubricante solido preferido es nitruro de boro hexagonal.
El al menos un lubricante solido se utiliza preferiblemente en una proporcion de 1 a 40% en peso, preferiblemente de 20-30% en peso, refiriendose los % en peso a todos los componentes, a excepcion del disolvente.
La composicion de acuerdo con la invencion comprende, ademas, al menos un tipo de parffcula de pigmento inorganica en forma de plaquitas.
Las plaquitas pueden componerse de materiales habituales. Estos pueden ser metales, oxidos de metales u otros compuestos inorganicos. Las plaquitas pueden componerse tambien de materiales organicos. En este caso, es importante que las plaquitas presenten solo una escasa variacion en relacion con su espesor.
Ejemplos de materiales de soporte son mica, vidrio, dioxido de silicio, dioxido de titanio y oxido de aluminio.
Las parffculas de pigmento pueden estar tambien revestidas.
Las parffculas de pigmento presentan una relacion de aspecto similar a la descrita para los lubricantes solidos.
En un perfeccionamiento preferido de la invencion, las parffculas de pigmento presentan una relacion de aspecto de > 10, preferiblemente entre 10:1 y 50:1.
En un perfeccionamiento preferido de la invencion, el diametro medio de las parffculas de pigmento se encuentra entre 1 y 500 pm, preferiblemente entre 5 y 200 pm, de manera particularmente preferida entre 10 y 150 pm.
Tambien pueden utilizarse parffculas de pigmento con un diametro entre 1 y 100 pm, preferiblemente entre 5 y 60 pm, de manera particularmente preferida entre 1 y 15 pm.
El espesor medio de las parffculas de pigmento oscila entre 0,1 y 5 pm, preferiblemente entre 0,5 y 2 pm.
Las parffculas de pigmento presentan una relacion de aspecto de > 10, preferiblemente entre 10:1 y 50:1, y un espesor de 0,5 pm a 2 pm.
El al menos un tipo de parffculas de pigmento en forma de plaquitas se utiliza preferiblemente en una proporcion de 1 a 40% en peso, preferiblemente de 2-10% en peso, refiriendose los % en peso a todos los componentes, a excepcion del disolvente.
En un perfeccionamiento preferido de la invencion, la superficie de las parffculas de pigmento se compone, al menos en parte, de un oxido de metal de transicion. Preferiblemente, al menos las superficies de las dos caras planas de los pigmentos se componen de un oxido de metal de transicion.
Esto se puede conseguir debido a que la parffcula de pigmento completa se compone del oxido de metal de transicion o debido a que un material de soporte esta revestido con este oxido de metal de transicion. Tambien pueden estar presentes varios oxidos de metales de transicion diferentes.
En un perfeccionamiento preferido de la invencion, el oxido de metal de transicion se elige del grupo que comprende TiO2, ZrO2, ZnO y FeOx.
En el caso de que las parffculas de pigmento esten revestidas, la capa de oxido de metal de transicion tiene un espesor entre 10 nm y 1000 nm, preferiblemente entre 50 nm y 300 nm.
La composicion contiene, ademas, al menos un compuesto tensioactivo que dispone de al menos un grupo hidrofobico y al menos un grupo hidrofflico.
Compuestos tensioactivos son compuestos que disponen tanto de un grupo hidrofobico como tambien de un grupo hidrofflico. Por lo tanto, estan en condiciones de acumularse en las superficies ffmite. En el caso de una superficie hidrofobica, por ejemplo el grupo hidrofobico del compuesto tensioactivo interactuaffa con esta superficie y, por ejemplo, reaccionaffa a traves de fuerzas de van der Waals con esta superficie. Mediante los grupos hidrofflicos del compuesto tensioactivo, la superficie revestida de esta forma seffa de este modo mas hidrofflica. En el caso de una superficie hidrofflica es valido lo contrario.
En el caso de la invencion, el al menos un compuesto tensioactivo reacciona con la superficie del lubricante solido. Estos lubricantes solidos son a menudo mas bien hidrofobicos tales como, por ejemplo, nitruro de boro o grafito. Mediante el compuesto tensioactivo es posible mejorar la compatibilidad del lubricante solido con un entorno hidrofflico.
Mediante esta modificacion de los lubricantes solidos y/o de las parffculas de pigmento por parte del compuesto
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tensioactivo se consigue que bajo la accion de escasas fuerzas de cizallamiento se alcance una secuencia profunda de unidades de lubricante solido en forma de capas y plaquitas inorganicas en el material compuesto polimerico acabado. En particular, cuando las parffculas de pigmento contienen oxidos de metales de transicion, pueden agregarse con enlaces de complejos provisionales al grupo hidrofflico del compuesto tensioactivo, de modo que en las capas intermedias entre las parffculas de lubricante solido y las parffculas inorganicas se forma una peffcula de quasi-transferencia. El sistema global se desliza en ultima instancia sobre la pluralidad de las peffculas de quasi- transferencia que pasan a superponerse en direccion vertical con respecto a la superficie de la capa.
El compuesto tensioactivo presenta a menos un grupo hidrofflico. Un grupo de este tipo puede ser, por ejemplo, un grupo hidroxilo, un grupo eter, un grupo ester, un grupo acido carboxffico, amino, amonio, guanidinio, imidazolio, piridinio, pirrolidinio, fosfonio o sulfonio.
El compuesto tensioactivo presenta, ademas, un grupo hidrofobico. Este puede ser grupos alquilo sustituidos o no sustituidos, ramificados o no ramificados, preferiblemente con 4 a 30 atomos de carbono. Tambien pueden contener dobles enlaces. Se puede tratar tambien de compuestos de polieter, asf como de polisiloxanos que pueden estar asimismo sustituidos.
El grupo hidrofobico puede presentar tambien radicales aromaticos que pueden interactuar con la superficie del lubricante solido.
El compuesto tensioactivo puede ser tambien un poffmero u oligomero que dispone de los grupos mencionados.
El compuesto tensioactivo puede reaccionar, a traves de los grupos hidrofobicos o hidrofflicos ya presentes o al menos a traves de otro tipo de grupos, con el sistema aglutinante e integrarse de esta forma en la matriz polimerica.
El compuesto tensioactivo se elige del grupo que comprende compuestos alqrnlicos de amonio, alqrnlicos de fosfonio, alqrnlicos de sulfonio, alqrnlicos de imidazolio, alqrnlicos de piridinio, de pirrolidinio, ffquidos ionicos, poffmeros fluorados funcionalizados, polieteres y polisiloxanos funcionalizados.
Los poffmeros fluorados comprenden al menos un poffmero u oligomero fluorado con al menos un grupo hidrofflico. Se trata preferiblemente de oligomeros, en particular fluoro-oligomeros de cadena corta funcionales, en donde el grupo funcional es preferiblemente un grupo carboxilo y de manera particularmente preferida, un grupo hidroxilo.
Se adecuan todos los poffmeros u oligomeros que son fluorados y que presentan al menos un grupo hidrofflico. El grupo hidrofflico puede aprovecharse tambien para la union al sistema aglutinante.
En este caso, son convenientes polieteres fluorados, en particular perfluoropolieter. Otros ejemplos son epoxidos fluorados y poliuretanos fluorados. Un ejemplo de un monomero que se adecua para la introduccion de atomos de fluor en sistemas de resina epoxfdica o de poliuretano, es el diglicidileter de 1,3,5-fluoroalquilbenceno.
Ademas, pueden utilizarse copoffmeros, en donde un tipo de monomero es fluorado, p. ej., fluoromonomeros habituales tales como tetrafluoroetileno, perfluoropropileno, trifluoroetileno, fluoruro de vinilideno y hexafluoropropileno y puede copolimerizarse con ellos un tipo de monomero y comprende un grupo funcional tal como, p. ej., compuestos vimlicos que disponen de un grupo funcional tal como vinileteres, esteres vimlicos, alcoholes vimlicos, acetatos de vinilo, vinilaminas que presentan un grupo funcional y estan sustituidas con el mismo. Un ejemplo es un copoffmero de fluoroetileno-alquilvinileter, en donde el grupo alquilo (p. ej., alquilo C1-C8 lineal o ramificado tal como metilo, etilo, n-propilo, isopropilo o n-, sec.- o terc.-butilo) con un grupo funcional adecuado tal como, p. ej., OH, COOH u oxialquilo ([-O-(CH2)n]x-OH, en donde n es igual o diferente y es 1 a 8 y x es 1 a 3). El fluoroetileno puede ser, p. ej., tetrafluoroetileno o trifluoretileno. En el copoffmero puede estar contenido un alquilvinileter o diferentes alquilvinileteres, p. ej., aquellos con un grupo funcional y aquellos sin un grupo funcional. Tambien pueden encontrar aplicacion copoffmeros de tetrafluoroetileno y perfluoroalquilvinileteres.
A traves de la copolimerizacion tambien se pueden introducir grupos acido sulfonico o acido fosfonico, p. ej., mediante copolimerizacion de tetrafluoroetileno con sulfocloruro de trifluorovinilo o fluoruros de perfluorovinileter. Politetrafluoroetileno tambien se puede funcionalizar mediante polimerizacion por injerto con compuestos vimlicos o acidos acrfficos arriba mencionados.
Poffmeros u oligomeros fluorados de este tipo con grupos funcionales se pueden adquirir en el comercio, p. ej. Lumifon® de Asahi Glass Co. Ltd. o Fluorolink® de Solvay Solexis. Poffmeros u oligomeros fluorados preferidos con al menos un grupo funcional son polieteres fluorados, preferiblemente perfluoropolieter y copoffmeros de perfluoroetileno-alquilvinileter, siendo el fluoroetileno preferiblemente tetrafluoroetileno y/o trifluoromonocloroetileno.
El poffmero u offgomero fluorado puede presentar uno o varios grupos funcionales. Como grupos funcionales se adecuan, en principio, grupos hidroxi, amino, carboxilo, anhffdrido de acido, grupos epoxido, isocianato, grupos cloruro de acido, grupos nitrilo, isonitrilo y SH. Ademas, tambien son adecuados grupos -SO3H y grupos -PO3H. Se prefieren grupos amino, hidroxi y carboxi, siendo preferidos grupos carboxi y siendo particularmente preferidos grupos hidroxi.
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Los polisiloxanos son compuestos polimericos sinteticos en los que atomos de silicio estan enlazados a modo de cadena y/o red a traves de atomos de oxfgeno, y las valencias restantes del silicio estan saturadas por radicales hidrocarbonados (la mayona de las veces grupos metilo, rara vez grupos etilo, propilo, fenilo, entre otros). Compuestos de este tipo se designan tambien como poliorganosiloxanos en virtud de los radicales organicos. Un compuesto preferido son poliorganosiloxanos que estan terminados con grupos hidrofflicos. Como grupos de este tipo se adecuan, en principio, grupos hidroxi, amino, carboxilo, antndrido de acido, grupos epoxido, isocianato, grupos cloruro de acido, grupos nitrilo, isonitrilo y SH. Ademas, tambien son adecuados grupos -SO3H y grupos - PO3H. Se prefieren grupos amino, hidroxi y carboxi, siendo preferidos grupos carboxi y siendo particularmente preferidos grupos hidroxi.
Poliorganosiloxanos preferidos son polidimetilsiloxanos, polifenilmetilsiloxanos o polidialcoxidimetilsiloxanos.
Otros compuestos preferidos son compuestos de polieter que asimismo pueden estar terminados con los grupos mencionados. Estos son polfmeros u oligomeros que contienen grupos eter. Por norma general, se componen de unidades C2-C8 de cadena lineal o ramificada que estan unidas entre sf a traves de atomos de oxfgeno. Preferiblemente, cada una de las unidades esta unida con la unidad adicional a traves de exactamente 2 atomos de oxfgeno, de modo que resulta una cadena lineal. Ejemplos de unidades de este tipo son etileno, n-propileno, iso- propileno, butileno, isobutileno, pentileno, isopentileno, hexileno, isohexileno, heptileno, isoheptileno. Las distintas unidades pueden portar o estar sustituidas tambien con otros grupos funcionales, p. ej., con atomos de cloro o fluor.
Un compuesto de polieter puede contener tambien varias unidades diferentes, p. ej., en el caso de un polfmero de bloques.
Compuestos de polieter preferidos son compuestos de polieter con unidades etileno (PEG), propileno y/o isopropileno (PPG).
Compuestos preferidos son polfmeros de bloques de polioxietileno-polioxipropileno (CAS-N°. 9003-11-6) con la siguiente estructura
HO (CH2CH2O)x-(-CH(CH3)CH2O-)y-(CH2CH2O)zH
en donde x, y y z representan numeros enteros del intervalo de 2 a 130, en particular de 15 a 100, y x y z son iguales, pero se eligen independientemente de y.
El peso molecular de los compuestos tensioactivos puede variar dentro de amplios intervalos. En la medida en que se empleen oligomeros, p. ej., a menudo un peso molecular conveniente (media ponderal) puede estar en el intervalo de al menos 100, convenientemente al menos 500 o preferiblemente al menos 600, e independientemente de ello, hasta 5.000, convenientemente hasta 3.000 y preferiblemente hasta 1.500 o hasta 1.000.
En el caso de poliorganosiloxnos, estos son compuestos con 3 a 20 unidades siloxano, preferiblemente 5 a 10 unidades siloxano. Por norma general, se emplea una mezcla a base de varios poliorganosiloxanos de diferente longitud.
El al menos un compuesto tensioactivo se utiliza preferiblemente en una proporcion de 0,2 a 15% en peso, preferiblemente de 5-10% en peso, refiriendose los porcentajes en peso a todos los componentes, a excepcion del disolvente.
La composicion comprende, ademas, un sistema aglutinante endurecible que comprende al menos un polfmero u oligomero organico con uno o varios grupos funcionales o un precursor de los mismos. En este caso, se puede tratar de sistemas aglutinantes habituales utilizados para composiciones de revestimiento o para masas de moldeo. Los sistemas aglutinantes comprenden, en particular, las resinas organicas habituales. Los sistemas aglutinantes pueden ser sistemas que se endurecen de forma ffsica o, preferiblemente, qrnmica. Se puede tratar de sistemas que se endurecen de forma oxidativa, que se endurecen por el fno o que se endurecen termicamente o mediante radiacion. Se puede tratar de barnices mono-componente o bi-componente. Preferiblemente, se trata de sistemas aglutinantes que se endurecen qmmicamente o reticulables. Sistemas aglutinantes endurecibles de este tipo son habituales para el experto en la materia.
En el caso de los sistemas aglutinantes o barnices empleables o bien de los polfmeros u oligomeros precursores utilizados para ello, se trata, p. ej., de los sistemas aglutinantes habituales conocidos del estado de la tecnica tal como se describen, p. ej., en Ullmanns Encyklopadie der technischen Chemie, tomo 15, 4a ed. 1978, pag. 489 y siguientes. En particular, se trata de polfmeros, oligomeros o precursores organicos de los mismos. Por los precursores de los polfmeros u oligomeros se entienden los monomeros o productos de polimerizacion, condensacion o adicion de bajo peso molecular formados a partir de los mismos, de los que se derivan los polfmeros u oligomeros.
Ejemplos de sistemas aglutinantes o barnices o bien de los polfmeros u oligomeros organicos utilizados para ellos son barnices de aceite que contienen aceites tales como, p. ej., aceite de linaza, aceite de madera o aceite de soja que eventualmente estan modificados con aceites de polibutadieno; barnices de nitrocelulosa que contienen
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nitrocelulosas; barnices de esteres de celulosa de acidos organicos tales como esteres de la celulosa con acido acetico o acido butmco o los anhndridos de los mismos, encontrando aplicacion, p. ej., acetato-butiratos de celulosa tambien en barnices de poliuretano; barnices de caucho que contienen, p. ej., poliisopreno, polipropileno o polietileno clorado, barnices a base de compuestos de polivinilo o bien resinas de polivinilo tales como poliolefinas, p. ej., polietileno, copolfmeros de etileno y acetato de vinilo y copolfmeros de etileno y (anddrido del) acido maleico, PVC, poli(cloruro de vinilideno), poli(alcohol vimlico), polivinilacetales, p. ej., polivinilbutiral, polivinileteres, p. ej., metil- o etil-eter, esteres polivimlicos, p. ej., poli(acetato de vinilo) (PVA) y poli(tereftalato de etileno), polivinilpirrolidona, poliestireno, copolfmeros de estireno-acrilonitrilo (SAN), copolfmeros de acrilonitrilo-butadieno-estireno (ABS), copolfmeros de estireno-ester del acido maleico, copolfmeros de estireno-butadieno y copolfmeros de estireno- anddrido del acido maleico; barnices a base de resinas acnlicas tales como acido poliacnlico, acido polimetacnlico, poliacrilamida, esteres acnlicos o esteres metacnlicos, p. ej., (met)acrilato de polimetilo, resinas alqddicas que contienen acidos o anddridos dibasicos tales como acido ftalico y anddrido del acido ftalico, y polioles o productos de condensacion de los mismos que estan modificados con acidos oleicos o grasos; barnices de resinas de poliester saturados que contienen poliesteres saturados a base de monomeros saturados con dos o mas grupos funcionales (grupos OH y/o COOH); barnices de poliuretano que a menudo se utilizan como sistemas bi-componentes que contienen poliisocianatos bloqueados o no bloqueados y compuestos de polivinilhidroxilo; barnices de resinas epoxfdicas tales como resinas de bisfenol A, resinas de bisfenol F, resinas epoxfdicas alifaticas y heterodclicas o resinas de barnices epoxfdicos termoplasticas; barnices de resina de silicona, barnices de resina de urea, melamina, fenoxi y fenol; asf como poliesteres, poliarilatos, poliamidas, polieteres, poliimidas, poliamida-imidas, polibencimidazoles, poliurea y policarbonatos. Tambien pueden utilizarse combinaciones de estos barnices o bien de estos polfmeros. Tambien pueden emplearse siempre los precursores tales como, p. ej., los monomeros de los polfmeros u oligomeros mencionados.
Sistemas aglutinantes preferidos son barnices de resina de poliuretano y barnices de resina poliepoxfdica. Ademas, se prefieren asimismo poliamidas, poliimidas, poliamida-imidas o polibencimidazoles o sus precursores, en particular dado que con ello se pueden obtener sistemas particularmente estables a alta temperatura, siendo preferidos aquellos que contienen grupo aromaticos. Los grupos aromaticos pueden interactuar con las plaquitas del lubricante solido en virtud de su estructura plana y de su sistema de electrones n deslocalizado y, por lo tanto, son particularmente ventajosos para las propiedades tribologicas del material compuesto, ya que favorecen su fina distribucion a lo largo de la matriz y la formacion de la pelfcula de transferencia.
El aglutinante comprende un polfmero u oligomero organico o un precursor del mismo con uno o varios grupos funcionales. Ejemplos de grupos funcionales convenientes son dobles enlaces C-C, grupos hidroxi, amino, carboxilo, anddrido de acido, epoxido y/o isocianato. Otros ejemplos son grupos de cloruro de acido, grupos nitrilo, isonitrilo y SH.
Naturalmente, los grupos funcionales se eligen de manera que puedan tener lugar las reacciones de endurecimiento deseadas. Puede estar presente solo un grupo funcional que es reactivo consigo mismo, o dos o mas grupos que son reactivos entre sf. Los grupos pueden presentarse en los mismos o en diferentes polfmeros, oligomeros o precursores de los mismos o pueden introducirse a traves de un endurecedor o mediante reticulacion. Las relaciones son conocidas por el experto en la materia. El sistema aglutinante comprende tambien los endurecedores o reticulantes eventualmente empleados. Se prefiere uno de estos grupos funcionales que es reactivo con un grupo funcional de polfmero u oligomero fluorado. Sin embargo, tambien puede ser un grupo funcional independiente de los mismos que solo es reactivo con el grupo funcional del polfmero u oligomero fluorado.
Polfmeros u oligomeros o precursores de los mismos organicos tales como monomeros particularmente empleados son poliepoxidos, polioles, poliisocianatos no bloqueados o, en particular, bloqueados, poliesteres, poliaminas, acidos policarboxflicos o anddridos de acidos policarboxflicos que en cada caso contienen dos o mas grupos funcionales. En este caso, el termino “poli” se refiere al grupo funcional y no al grado de polimerizacion. De manera correspondiente, los polioles poseen dos o mas grupos hidroxi, y se puede tratar de un monomero, oligomero o polfmero (p. ej., un poliuretano). Componentes concretos se explican a modo de ejemplo en lo que sigue en sistemas aglutinantes preferidos.
Poliisocianatos se utilizan, p. ej., para resinas de poliuretano. El poliisocianato puede presentar dos o mas grupos isocianato. Puede ser, p. ej., alifatico, alidclico, aromatico o heterodclico, monodclico o polidclico.
Pueden utilizarse poliisocianatos habituales, p. ej., poliisocianatos monomericos, aductos de poliisocianato, los denominados poliisocianatos modificados o mezclas de los mismos. Estos son conocidos por el experto en la materia y se pueden adquirir en el comercio y se describen, p. ej., en G. Oertel, Polyurethane Handbook, Hanser- Verlag 1993 y en “Methoden der organischen Chemie” (Houben-Weyl), tomo 14/2, editorial Thieme, 1963. Los aductos pueden presentar, p. ej., una funcionalidad NCO media de 2 a 6, preferiblemente de 2,4 a 4.
En el caso de los aductos de poliisocianato se trata, p. ej., de aquellos que encuentran aplicacion habitualmente como endurecedores para barnices de uretano bi-componente y se describen en “Lackharze: Chemie, Eingenschaften und Arwendungen”, Comp. D. Stoye, W. Freitag, editorial Hanser, Munich, Viena, 1996.
Ejemplos de poliisocianatos adecuados son los diisocianatos conocidos de la qdmica del poliuretano tales como, p.
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ej., 1,3-diisocianatobenceno, 2,4- y 2,6-diisocianato de toluileno (TDI), 1,6-diisocianato de hexametileno (HMDI), 4,4’- y 2,4-diisocianato de difenilmetano (MDI), diisocianato de naftileno, diisocianato de xilileno, diisocianato de isoforona, diisocianato de parafenilo, diisocianato de diciclohexilmetano, diisocianato de ciclohexilo, diisocianato de polimetilpolifenilo, diisocianato de 1,6-dodecametileno, 1,4-bis(isocianatociclohexil)metano, diisocianato de pentametileno, diisocianato de trimetileno, diisocianato de trifenilmetano, as^ como los poliisocianatos de elevado peso molecular derivados de estos diisocianatos, p. ej., a base de isocianurato, uretdiona, alofanato y biuret. Los isocianatos se pueden adquirir, p. ej., bajo los nombres comerciales Desmodur® y Baymidur® (de Bayer), CARADATE® (de Schell), TEDIMON® (de Enichem) y LUPRANAT® (de BASF). Ejemplos de poliisocianatos monomericos con mas de dos grupos isocianato son, p. ej., 1,8-octandiisocianato de 4-isocianatometilo y poliisocianatos aromaticos tales como 4,4',4”-triisocianato de trifenilmetano o poliisocianatos de polifenilpolimetileno.
El poliisocianato puede utilizarse en forma bloqueada con el fin de impedir que se inicie una reaccion rapida descontrolada y que solo se vuelvan reactivos despues del desbloqueo, p. ej. mediante calentamiento. El bloqueo de isocianatos es un procedimiento conocido por el experto en la materia para la disminucion reversible de la reactividad de isocianatos. Para el bloqueo de los isocianatos entran en consideracion todos los agentes de bloqueo habituales tales como, p. ej., acetonoxima, ciclohexanoxima, metiletilcetoxima, acetofenoxima, benzofenoxima, 3,5- dimetilpirazol, 1,2,4-triazol, ester etflico del acido malonico, ester etflico del acido acetoacetico, &egr;-caprolactama, fenol o etanol.
Como componente poliol pueden utilizarse di-, tri- o poli-alcoholes tales como, p. ej., etilenglicol, trimetilolpropano o gliceridos de acidos grasos parcialmente saponificados. Sin embargo, estos se utilizan habitualmente solo como base de partida para compuestos de polihidroxilo de elevado peso molecular. En este caso, se puede tratar, p. ej., de poliesterpolioles que resultan con acidos dicarboxflicos mas o menos ramificados (tipos Desmophen ®) o polieterpolioles que resultan mediante reaccion por adicion de epoxidos (tipos Desmophen U®). Otros ejemplos son resinas acnlicas hidroxi-funcionales (tipos Desmophen A®).
A partir de los poliisocianatos y los polioles pueden formarse barnices de resina de poliuretano. Naturalmente, ante todo en el caso de poliisocianatos desbloqueados, puede ser necesario mezclar entre sf los componentes solo poco antes del uso. Los poliisocianatos pueden hacerse reaccionar tambien con compuestos con otros grupos funcionales que contienen hidrogeno activo. Ejemplos de estos grupos son grupos tiol (-SH), grupos amino primarios o secundarios (-NHR', en donde R' puede ser, p. ej., H, alquilo, cicloalquilo, arilo y grupos aralquilo y alcarilo correspondientes) o grupos carboxilo (-COOH). Como productos de reaccion se forman en el caso de la reaccion con isocianatos, uretanos (en el caso de hidroxilo y carboxilo), tiouretanos (en el caso de tiol) o ureas (en el caso de amina).
Ejemplos de poliepoxidos son resinas de bisfenol-A (p. ej., productos de condensacion a base de bisfenol A y epiclorhidrina), resinas de bisfenol F (p. ej., productos de condensacion a base de bisfenol F y epiclorhidrina), resinas epoxfdicas alifaticas (p. ej. glicidileter poco viscoso), resinas epoxfdicas cicloalifaticas y resinas epoxfdicas heterodciclicas (p. ej., isocianurato de triglicidilo) o barnices de resinas epoxfdicas termoplasticas. A menudo, se mezclan resinas poliepoxfdicas para la formacion de la pelfcula con endurecedores con el fin de alcanzar una reticulacion. Como endurecedores entran en consideracion compuestos organicos o inorganicos con hidrogeno reactivo que pueden reaccionar con grupos epoxido o hidroxilo. Ejemplos de endurecedores empleados son poliaminas, resinas de poliaminoamidas, poliisocianatos, resinas sinteticas con contenido en hidroxilo tales como resinas de urea, melamina, fenoxi y fenol, acidos grasos y acidos organicos con dobles enlaces reactivos tales como acido acnlico o acido metacnlico. En el caso de emplear los endurecedores mencionados en ultimo lugar, la reticulacion puede tener lugar tambien mediante radiacion con electrones.
Las poliamidas son productos de condensacion de di-, tri- o tetra-aminas y acidos di- o tetra-carboxflicos o sus derivados, pudiendo emplearse compuestos alifaticos y/o aromaticos. Poliamidas con unidades aromaticas son particularmente interesantes para la interaccion con los lubricantes solidos. Tambien son particularmente preferidas poliimidas, p. ej., policondensados a base de diaminas aromaticas tales como bencidina, 4,4-diaminodifenileter o 4,4'-bis(3-aminofenoxi)difenilsulfona, y acidos tetracarboxflicos aromaticos o sus derivados tales como dianhfdrido del acido 4,4’-benzofenontetracarboxflico o dianhfdrido del acido piromelttico, y polibencimidazoles, que representan productos de condensacion a base de tetraaminas aromaticas y acidos dicarboxflicos o sus derivados. En la composicion de acuerdo con la invencion, para los materiales sinteticos mencionados pueden emplearse los correspondientes monomeros o productos de condensacion de bajo peso molecular.
El sistema aglutinante se utiliza preferiblemente en una proporcion de 40 a 80% en peso, preferiblemente de 40-60% en peso, refiriendose los % en peso a todos los componentes, a excepcion del disolvente.
En un perfeccionamiento de la invencion, la composicion comprende partfculas inorganicas. Para las partfculas se adecuan practicamente todos los sistemas ceramicos y vftreos, pero tambien eventualmente metales, semiconductores y cargas habituales. Se trata preferiblemente de partfculas ceramicas. A menudo, se utilizan oxidos, nitruros, carburos, carbonitruros, siliciuros o boruros. Tambien pueden utilizarse mezclas de diferentes partfculas. Preferiblemente, se utilizan partfculas abrasivas o sustancias duras, de manera particularmente preferida partfculas escasamente abrasivas con una dureza universal entre 1000 MPa y 3500 MPa. Las partfculas pueden estar modificadas en la superficie o no modificadas.
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En el caso de las partfculas se trata, p. ej., de partfculas a base de metal, incluidas aleaciones de metales, compuestos de semimetales (p. ej., B, Si y Ge) o metalicos, en particular calcohalogenuros de metales, de manera particularmente preferida los oxidos y sulfuros, nitruros, carburos, siliciuros y boruros. Puede emplearse un tipo de partfcula o una mezcla.
Ejemplos son oxidos (eventualmente hidratados) tales como ZnO, CdO, SiO2, GeO2, TiO2, ZrO2, CeO2, SnO2, A^O3 (p. ej., amperita, boehmita, AlO(OH), tambien en forma de hidroxido de aluminio), B2O3, In2O3, La2O3, Fe2O3 (p. ej., hematita), Fe3O4, Cu2O, Ta2O5, Nb2O5, V2O5, MoO3 o WO3; otros calcohalogenuros tales como, p. ej., sulfuros (p. ej., CdS, ZnS, PbS y Ag2S), seleniuros (p. ej., GaSe, CdSe y ZnSe) y teluros (p. ej., ZnTe o CdTe); haluros tales como AgCl, AgBr, Agl, CuCl, CuBr, Cdl2 y Pbh; carburos tales como CdC2, B4C o SiC; arsenuros tales como AlAs, GaAs y GeAs; antimoniuros tales InSb; nitruros tales como Si3N4 y Ti3N4; fosfuros tales como GaP, InP, Zn3P2 y Cd3P2; fosfatos, silicatos, zirconatos, aluminatos, estannatos y los correspondientes oxidos mixtos (p. ej., oxido de indio-estano (ITO), oxido de antimonio-estano (ATO), oxido de estano dotado de fluor (FTO), pigmentos luminosos con compuestos con contenido en Y o Eu, espinelas, ferritas u oxidos mixtos con estructura de perovskita tales como BaTiO3 y PbTiO3).
Preferiblemente, para las partfculas se utilizan polvos duros. Ejemplos de polvos duros son polvos de diamante, granate, piedra pomez, tnpolo, carburo de silicio, esmeril, oxidos de aluminio tales como, p. ej., amperita y corindon, oxidos de silicio tal como tierra de diatomeas, cuarzo o arenas de pulir, yeso, carburo de boro y otros oxidos, boruros, siliciuros, carburos, carbonitruros y nitruros.
Preferiblemente, las partfculas inorganicas se componen de Si3N4, SiC, B4C, A^O3 y/o SiO2.
El tamano de partfcula de las partfculas no esta particularmente limitado. Convenientemente, el diametro medio de partfcula se encuentra, p. ej., en el intervalo de al menos 5 nm, preferiblemente al menos 10 nm hasta no mas de 100 pm, preferiblemente no mas de 50 pm y de manera particularmente preferida no mas de 20 pm o 10 pm. Tambien se pueden utilizar mezclas de partfculas de diferente tamano de partfcula. Por ejemplo, se puede utilizar SiC UF-10 con UF-05 mas tosco y UF-15 mas fino en combinacion.
En un perfeccionamiento preferido, el tamano medio de partfcula oscila entre 0,1 y 3 pm.
El diametro medio de partfcula se refiere a la media numerica determinada. Los tamanos de partfcula se determinaron mediante microscopfa electronica de barrido.
Las partfculas inorganicas se utilizan preferiblemente en una proporcion de 1 a 15% en peso, preferiblemente 2-10% en peso, refiriendose los % en peso a todos los componentes, a excepcion del disolvente.
En un perfeccionamiento de la invencion, las partfculas inorganicas presentan una dureza de 1.000 MPa a 3.500 MPa, preferiblemente entre 1.200 MPa y 2.000 MPa, medida como dureza universal (HU).
En este caso, puede ser necesario adaptar la dureza de las partfculas inorganicas a los otros componentes, en particular, las partfculas de pigmento. Con ello, puede mejorarse la estabilidad del revestimiento endurecido, dado que las partfculas inorganicas no pueden ejercer efecto abrasivo alguno sobre las partfculas de pigmento.
En el material compuesto obtenido de esta manera, las partfculas inorganicas se incorporan en las capas intermedias y conducen a un apoyo adicional de la estructura global con el fin de impedir de esta forma un micro- arado del cuerpo opuesto. Con el fin de cumplir optimamente esta funcion, las partfculas de material duro no deben actuar de forma abrasiva frente a las plaquitas inorganicas y deben elegirse de forma adecuada a su dureza.
Mediante la estructuracion fina de los materiales estratificados en el sentido descrito se obtienen materiales compuestos con adicionalmente una elevada funcion de barrera que ofrecen una buena proteccion del sustrato frente al ataque corrosivo. Ademas, los compuestos tensioactivos, mediante su interaccion con las partfculas de pigmento inorganicas y/o partfculas eventualmente inorganicas orientan a estas tendencialmente hacia la cara hidrofobica al aire, con lo cual se alcanzan las funciones tribologicas en la superficie de la capa y las capas presentan al mismo tiempo, debido a la acumulacion de componentes de la matriz reactivos en direccion al sustrato una buena adherencia con respecto al fondo como soporte necesario de una buena proteccion frente a la corrosion.
Los lubricantes solidos inorganicos estan dispuestos entonces en forma de capas entre las plaquitas de pigmentos.
La composicion contiene habitualmente al menos un disolvente en el que los componentes se presentan disueltos o bien suspendidos.
Como disolventes (agentes dispersantes) pueden utilizarse, p. ej., disolventes habituales para revestimientos. Un disolvente adecuado es agua. Como disolventes organicos se adecuan tanto disolventes polares como tambien no polares y aproticos. Ejemplos de ellos son alcoholes, preferiblemente alcoholes alifaticos inferiores (alcoholes C1-C8) tales como metanol, etanol, 1-propanol, i-propanol y 1-butanol, cetonas, preferiblemente cetonas alifaticas tales como acetona, metilcetona y metilisobutilcetona, esteres tales como acetato de 2-metoxipropilo, acetato de butilo y acetato de etilo, eteres, preferiblemente dialquileteres inferiores tales como dietileter, eteres dclicos tales como
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dioxano o THF, o monoeteres de dioles tales como etilenglicol o propilenglicol, con alcoholes C1-C8, hidrocarburos aromaticos o alifaticos tales como hexano, heptano, eter de petroleo, tolueno y xileno, amidas tales como dimetilformamida y sus mezclas. En el caso de emplear isocianatos bloqueados, los disolventes proticos deben poseer un punto de ebullicion por debajo de la temperatura de desbloqueo del isocianato bloqueado con el fin de minimizar reacciones secundarias. Ejemplos son alcoholes alifaticos con 1 a 4 atomos de carbono. Tambien son adecuados disolventes de elevado punto de ebullicion tales como metil-2-pirrolidona (NMP) o Y-butirolactona (GBL).
Habitualmente, se anaden disolventes y/o mezclas a base de diferentes disolventes hasta contenidos en solidos de la composicion entre 10 y 70% en peso, preferiblemente entre 20% en peso y 50% en peso. La cantidad definitiva se orienta, entre otros, en funcion del posterior metodo de aplicacion.
En un perfeccionamiento preferido de la invencion, la composicion contiene los siguientes componentes:
- 1-40% en peso de al menos un lubricante solido en forma de plaquitas;
- 0,2-15% en peso de un compuesto tensioactivo;
- 29-97,8% en peso de un sistema aglutinante endurecible;
- 1-40% en peso de partfculas de pigmento inorganicas en forma de plaquitas;
- 0-15% en peso de partfculas inorganicas.
La composicion tambien puede contener otros aditivos en el intervalo de 0-5% en peso. Los datos en % en peso se refieren a los componentes mencionados sin el disolvente de la composicion y se completan en total hasta 100% en peso.
En un perfeccionamiento preferido de la invencion, la composicion contiene los siguientes componentes:
- 20-30% en peso de al menos un lubricante solido en forma de plaquitas;
- 5-10% en peso de un compuesto tensioactivo;
- 40-71% en peso de un sistema aglutinante endurecible;
- 2-10% en peso de partfculas de pigmento inorganicas en forma de plaquitas;
- 2-10% en peso de partfculas inorganicas.
La composicion tambien puede contener otros aditivos en el intervalo de 0-5% en peso. Los datos en % en peso se refieren a los componentes mencionados sin el disolvente de la composicion y se completan en total hasta 100% en peso.
La invencion se refiere, ademas, a un procedimiento para la produccion de un material compuesto tribologico.
En lo que sigue se describen con mayor detalle distintas etapas del procedimiento. Las etapas no tienen necesariamente que llevarse a cabo en la secuencia indicada, y el procedimiento a explicar puede presentar tambien otras etapas no mencionadas.
En una primera etapa, la composicion se aplica sobre un sustrato. Esto puede tener lugar de cualquier manera habitual. Pueden emplearse todos los procedimientos de revestimiento habituales. Ejemplos son revestimiento por centrifugacion, revestimiento por (electro)inmersion, aplicacion con rasqueta, pulverizacion, inyeccion, colada, aplicacion con brocha, pintura por riego, colada con cuchilla, revestimiento por rendija, revestimiento de menisco, revestimiento de cortina y aplicacion por rodillos.
Pueden revestirse todos los materiales habituales. Ejemplos de un sustrato adecuado son sustratos de metal, semiconductores, vidrio, material ceramico, incluidos materiales ceramicos porosos, vitroceramica, material sintetico, madera, papel, materiales de construccion o materiales compuestos inorganico-organicos. Los sustratos pueden tratarse previamente, p. ej., mediante un tratamiento corona o pueden proveerse de un revestimiento previo tal como un barnizado (superficies barnizadas), un esmaltado, una pintura o una superficie metalizada o mediante impregnacion.
Como ejemplos de sustratos de metales se pueden mencionar, p. ej., cobre, aluminio, laton, hierro, acero y zinc. Ejemplos de semiconductores son silicio, p. ej., en forma de obleas, y capas de oxido de indio-estano (capas ITO) sobre vidrio. En calidad de vidrio pueden utilizarse todos los tipos de vidrio habituales (p. ej., sflice amorfa, vidrio de borosilicato o vidrio de silicato de cal sodada). Ejemplos de sustratos de materiales sinteticos son policarbonato, poli(metacrilato de metilo), poliacrilatos, poli(tereftalato de etileno), poliamida, polietercetona (PEK), polieteretercetona (PEEK) o polioximetileno. en particular para aplicaciones opticas u opto-electronicas se adecuan sustratos transparentes, p. ej., de vidrio o material sintetico. Ejemplos de materiales de construccion son piedras,
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hormigon, azulejos, planchas de yeso o tejas.
Despues de ello, tiene lugar un endurecimiento. Dado que el endurecimiento depende por naturaleza esencialmente de los sistemas aglutinantes empleados, no pueden aplicarse planteamientos especiales. El experto en la materia es conocedor de que condiciones de endurecimiento son convenientes para los respectivos sistemas aglutinantes conocidos. Como se ha dicho, puede tratarse de sistemas endurecibles de forma oxidativa, endurecibles por fno o de sistemas endurecibles termicamente o mediante radiacion.
En funcion del tamano de partfcula de las partfculas anadidas, las propiedades pueden modificarse en diferentes intervalos. Si se utilizan partfculas en el intervalo de pm, el mdice refraccion de la matriz no esta adaptado a las partfculas, de modo que se alcanzan capas de opacas a translucidas. Mediante la eleccion de los componentes de partida, en particular del material de la matriz y de la proporcion de componentes aromaticos (de alta refraccion) y componentes alifaticos, el valor de la refraccion puede adaptarse a diferentes polvos empleados con diametros medios de partfcula en el intervalo de pm. Tambien aqrn, el mdice de refraccion de los polvos juega un papel, en el que se tiene una eleccion relativamente grande, empezando con SiO2 con indices de refraccion muy bajos a traves de oxido de aluminio, carburo de silicio y dioxido de zirconio con indices de refraccion mas elevados.
En un perfeccionamiento preferido del procedimiento, la composicion se prepara de manera que primero se prepara una mezcla a base de al menos un lubricante solido en forma de plaquitas y un compuesto tensioactivo en un disolvente adecuado para polfmeros reticulables. En este caso, el al menos un lubricante solido esta modificado en superficie con el compuesto tensioactivo.
Solo en una siguiente etapa se anaden el sistema aglutinante endurecible y el al menos un tipo de partmulas de pigmento inorganicas en forma de plaquitas. En esta etapa se anaden eventualmente tambien las partmulas inorganicas. El sistema aglutinante endurecible puede disolverse tambien en uno o varios disolventes. Tambien las partmulas de pigmento pueden anadirse en forma de suspension.
Particularidades y caractensticas adicionales resultan de la siguiente descripcion de ejemplos de realizacion preferidos en union con las reivindicaciones subordinadas. En este caso, las caractensticas respectivas pueden ponerse en practica por sf solas o en varias en combinacion entre sf. Las posibilidades de resolver el problema no se limitan a los ejemplos de realizacion. Asf, por ejemplo, datos de intervalos abarcan siempre todos los valores intermedios - no mencionados - y todos los intervalos parciales imaginables.
Fig. 1 comparacion de diferentes partmulas de pigmentos en cuanto a su influencia sobre el coeficiente de friccion p en el caso de una concentracion de pigmentos de 5% en peso (BN 110: 30% en peso, SiC 5% en peso); A 65: muestra comparativa sin pigmento;
Fig. 2 comparacion de diferentes partmulas de pigmentos en cuanto a su influencia sobre el coeficiente de friccion p en el caso de una concentracion de pigmentos de 5% en peso (BN 110: 30% en peso, SiC 5% en peso); AM: Autumn Mystery, LS: Lapis Sunlight); A 65: muestra comparativa sin pigmento;
Fig. 3 Variacion de SiC UF-10 en el caso de 5% de Lpis S y 10% de FL;
Fig. 4 Variacion de Lapis S en el sistema SiC;
Fig. 5 Estructura sistematica del sistema SiC; A193 = composicion de acuerdo con la invencion; A113, A119, A274 y A65 = ejemplos comparativos;
Fig. 6 Variacion del contenido de Si3N4 nano70;
Fig. 7 Variacion de Si3N4 E05;
Fig. 8 Variacion de Si3N4 E03;
Fig. 9 Variacion del contenido de Si3N4 M11-A (distribucion amplia);
Fig. 10 Variacion de contenido de Si3N4B7 (3,0 pm);
Fig. 11 Variacion de contenido de FL D10H en el sistema sin urea;
Fig. 12 Variacion de contenido de FL D10H en el sistema Si3N4 B7 (3,0 pm);
Fig. 13 Estructura sistematica de Si3N4 M11-A en un sistema sin BN;
Fig. 14 Estructura sistematica Si3N4 M11-A-sistema con BN;
Fig. 15 Fotograffa REM de Hebofil BN 110;
Fig. 16 Fotograffa REM de SiC;
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Fig. 17 Fotograffa REM de las partfculas de material duro Si3N EO5;
Fig. 18 Fotograffa REM de las partfculas de material duro Si3N EO3;
Fig. 19 Fotograffa REM de las partfculas de material duro Si3N4 M11-A;
Fig. 20 Fotograffa REM de las partfculas de pigmento Autumn Mystery con FeO2;
Fig. 21 Fotograffa REM de las partfculas de pigmento Lapis Sunlight con TO2;
Fig. 22 Fotograffa REM vista en planta de A219;
Fig. 23 Fotograffa REM seccion transversal de A219;
Fig. 24 Ensayo de pulverizacion con sal neutra despues de 312 h.
Se pueden poner en practica numerosas variaciones y perfeccionamientos de los ejemplos de realizacion descritos. Ejemplos de realizacion:
Modo de proceder general para la smtesis:
En un dispositivo Dispermat se dispersan 10 - 40% del disolvente utilizado, perlas de vidrio de dispersion, el lubricante solido y el compuesto tensioactivo con al menos un grupo hidrofflico y al menos un grupo hidrofobico a 50°C y 2000 rpm. Despues de 15 minutos se anaden los componentes de la matriz, asf como, eventualmente, las partfculas de material duro y se dispersa durante otros 90 min a 50°C y 2000 rpm. Las perlas de vidrio se separan del producto bruto mediante filtracion. La subsiguiente dispersion de las partfculas de pigmento en la mezcla total tiene lugar mediante un disco disolvedor a lo largo de 30 min a 25°C y 1000 rpm.
Aplicacion:
La mezcla de reaccion obtenida puede aplicarse mediante aplicaciones tecnicamente habituales tales como, p. ej., aplicacion por inmersion o aplicacion por pulverizacion. El endurecimiento tiene lugar a 150°C-250°C durante 1h - 2h.
Composiciones de acuerdo con la invencion Ejemplo 1: Sistema base sin urea (A200)
5,94 g de nitruro de boro BN 110 (Henze) se mezclan a lo largo de 15 min con 35 ml de N-metil-2-pirrolidona (NMP) y 1,98 g de Fluorolink D10H (Solvay) en un dispositivo Dispermat a 50°C y 2000 rpm. A continuacion, se anaden
3,37 g de dianhndrido del acido piromelftico (PMDA) y 7,51 g de bis[4-(3-aminofenoxi)fenil]sulfona (BAPPS) y se dispersa durante otros 90 min a 50°C y 2000 rpm. Despues de la separacion de las perlas de vidrio, se anaden 0,99 g de Lapis Sunlight T20-04-WNT (Merck) y la mezcla total obtenida se combina mediante un disco disolvedor a lo largo de 30 min a 25°C y 1000 rpm. Se obtiene una mezcla de reaccion lfquida homogenea de un color pardo claro.
Ejemplo 2: analogamente al Ejemplo 1 con 1,25% de SiC (A201)
6,08 g de nitruro de boro BN 110 (Henze) se mezclan a lo largo de 15 min con 35 ml de NMP y 2,03 g de Fluorolink D10H (Solvay) en un dispositivo Dispermat a 50°C y 2000 rpm. A continuacion, se anaden 3,37 g de PMDA, 7,51 g de BaPpS y 0,25 g de SiC UF10H (He Starck) y se dispersa durante otros 90 min a 50°C y 2000 rpm. Despues de la separacion de las perlas de vidrio, se anaden 1,01 g de Lapis Sunlight T20-04-WNT (Merck) y la mezcla total obtenida se combina mediante un disco disolvedor a lo largo de 30 min a 25°C y 1000 rpm. Se obtiene una mezcla de reaccion lfquida homogenea de un color pardo claro.
Ejemplo 3: analogamente al Ejemplo 1 con 2,5% de SiC (A202)
6,22 g de nitruro de boro BN 110 (Henze) se mezclan a lo largo de 15 min con 35 ml de NMP y 2,07 g de Fluorolink D10H (Solvay) en un dispositivo Dispermat a 50°C y 2000 rpm. A continuacion, se anaden 3,37 g de PMDA, 7,51 g de BApPS y 0,52 g de SiC UF10H (He Starck) y se dispersa durante otros 90 min a 50°C y 2000 rpm. Despues de la separacion de las perlas de vidrio, se anaden 1,04 g de Lapis Sunlight T20-04-WNT (Merck) y la mezcla total obtenida se combina mediante un disco disolvedor a lo largo de 30 min a 25°C y 1000 rpm. Se obtiene una mezcla de reaccion lfquida homogenea de un color pardo claro.
Ejemplo 4: analogamente al Ejemplo 1 con 5% de SiC (A189/A193)
6,53 g de nitruro de boro BN 110 (Henze) se mezclan a lo largo de 15 min con 35 ml de NMP y 2,18 g de Fluorolink D10H (Solvay) en un dispositivo Dispermat a 50°C y 2000 rpm. A continuacion, se anaden 3,37 g de PMDA, 7,51 g de BaPpS y 1,09 g de SiC UF10H (HC Starck) y se dispersa durante otros 90 min a 50°C y 2000 rpm. Despues de la separacion de las perlas de vidrio, se anaden 1,09 g de Lapis Sunlight T20-04-WNT (Merck) y la mezcla total
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Ejemplo 5: analogamente al Ejemplo 1 con 10% de SiC (A204)
7.26 g de nitruro de boro BN 110 (Henze) se mezclan a lo largo de 15 min con 35 ml de NMP y 2,42 g de Fluorolink D10H (Solvay) en un dispositivo Dispermat a 50°C y 2000 rpm. A continuacion, se anaden 3,37 g de PMDA, 7,51 g de BApPS y 2,42 g de SiC UF10H (He Starck) y se dispersa durante otros 90 min a 50°C y 2000 rpm. Despues de la separacion de las perlas de vidrio, se anaden 1,21 g de Lapis Sunlight T20-04-WNT (Merck) y la mezcla total obtenida se combina mediante un disco disolvedor a lo largo de 30 min a 25°C y 1000 rpm. Se obtiene una mezcla de reaccion lfquida homogenea de un color pardo claro.
Ejemplo 6: analogamente al Ejemplo 1 con 15% de SiC (A205)
8.16 g de nitruro de boro BN 110 (Henze) se mezclan a lo largo de 15 min con 35 ml de NMP y 2,72 g de Fluorolink D10H (Solvay) en un dispositivo Dispermat a 50°C y 2000 rpm. A continuacion, se anaden 3,37 g de PMDA, 7,51 g de BApPS y 4,08 g de SiC UF10H (He Starck) y se dispersa durante otros 90 min a 50°C y 2000 rpm. Despues de la separacion de las perlas de vidrio, se anaden 1,36 g de Lapis Sunlight T20-04-WNT (Merck) y la mezcla total obtenida se combina mediante un disco disolvedor a lo largo de 30 min a 25°C y 1000 rpm. Se obtiene una mezcla de reaccion lfquida homogenea de un color pardo claro.
Ejemplo 7: analogamente al Ejemplo 1 con 20% de SiC (A206)
9,33 g de nitruro de boro BN 110 (Henze) se mezclan a lo largo de 15 min con 35 ml de NMP y 3,11 g de Fluorolink D10H (Solvay) en un dispositivo Dispermat a 50°C y 2000 rpm. A continuacion, se anaden 3,37 g de PMDA, 7,51 g de BaPpS y 6,22 g de SiC UF10H (Hc Starck) y se dispersa durante otros 90 min a 50°C y 2000 rpm. Despues de la separacion de las perlas de vidrio, se anaden 1,55 g de Lapis Sunlight T20-04-WNT (Merck) y la mezcla total obtenida se combina mediante un disco disolvedor a lo largo de 30 min a 25°C y 1000 rpm. Se obtiene una mezcla de reaccion lfquida homogenea de un color pardo claro.
Ejemplo 8: analogamente al Ejemplo 2 con 1,25% de Si3N4 E05 (A233)
6.08 g de nitruro de boro BN 110 (Henze), 35 ml de NMP, 2,03 g de Fluorolink D10H (Solvay), 3,37 g de PMDA, 7,51 g de BAPPS, 0,25 g de SiaN4 E05 (UBE), 1,01 g de Lapis Sunlight T20-04-WNT (Merck).
Ejemplo 9: analogamente al Ejemplo 3 con 2,5% de Si3N4 E05 (A234)
6.22 g de nitruro de boro BN 110 (Henze), 35 ml de NMP, 2,07 g de Fluorolink D10H (Solvay), 3,37 g de PMDA, 7,51 g de BAPPS, 0,52 g de SiaN4 E05 (UBE), 1,04 g de Lapis Sunlight T20-04-WNT (Merck).
Ejemplo 10: analogamente al Ejemplo 4 con 5% de Si3N4 E05 (A235)
6.53 g de nitruro de boro BN 110 (Henze), 35 ml de NMP, 2,18 g de Fluorolink D10H (Solvay), 3,37 g de PMDA, 7,51 g de BAPPS, 1,09 g de Sia^ E05 (UBE), 1,09 g de Lapis Sunlight T20-04-WNT (Merck).
Ejemplo 11: analogamente al Ejemplo 5 con 10% de Si3N4 E05 (A236)
7.26 g de nitruro de boro BN 110 (Henze), 35 ml de NMP, 2,42 g de Fluorolink D10H (Solvay), 3,37 g de PMDA, 7,51 g de BAPPS, 2,42 g de Si3N E05 (UBE), 1,21 g de Lapis Sunlight T20-04-WNT (Merck).
Ejemplo 12: analogamente al Ejemplo 6 con 15% de Si3N4 E05 (A237)
8.16 g de nitruro de boro BN 110 (Henze), 35 ml de NMP, 2,72 g de Fluorolink D10H (Solvay), 3,37 g de PMDA, 7,51 g de BAPPS, 4,08 g de Si3N E05 (UBE), 1,36 g de Lapis Sunlight T20-04-WNT (Merck).
Ejemplo 13: analogamente al Ejemplo 2 con 1,25% de Si3N4 E03 (A238)
6.08 g de nitruro de boro BN 110 (Henze), 35 ml de NMP, 2,03 g de Fluorolink D10H (Solvay), 3,37 g de PMDA, 7,51 g de BAPPS, 0,25 g de Si3N E03 (UBE), 1,01 g de Lapis Sunlight T20-04-WNT (Merck).
Ejemplo 14: analogamente al Ejemplo 3 con 2,5% de Si3N4 E03 (A239)
6.22 g de nitruro de boro BN 110 (Henze), 35 ml de NMP, 2,07 g de Fluorolink D10H (Solvay), 3,37 g de PMDA, 7,51 g de BAPPS, 0,52 g de Si3N E03 (UBE), 1,04 g de Lapis Sunlight T20-04-WNT (Merck).
Ejemplo 15: analogamente al Ejemplo 4 con 5% de Si3N4 E03 (A240)
6.53 g de nitruro de boro BN 110 (Henze), 35 ml de NMP, 2,18 g de Fluorolink D10H (Solvay), 3,37 g de PMDA, 7,51 g de BAPPS, 1,09 g de Si3N E03 (UBE), 1,09 g de Lapis Sunlight T20-04-WNT (Merck).
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Ejemplo 16: analogamente al Ejemplo 5 con 10% de Si3N E03 (A241)
7.26 g de nitruro de boro BN 110 (Henze), 35 ml de NMP, 2,42 g de Fluorolink D10H (Solvay), 3,37 g de PMDA, 7,51 g de BAPPS, 2,42 g de Si3N E03 (UBE), 1,21 g de Lapis Sunlight T20-04-WNT (Merck).
Ejemplo 17: analogamente al Ejemplo 6 con 15% de Si3N4 E03 (A242)
8.16 g de nitruro de boro BN 110 (Henze), 35 ml de NMP, 2,72 g de Fluorolink D10H (Solvay), 3,37 g de PMDA, 7,51 g de BAPPS, 4,08 g de SiaN E03 (UBE), 1,36 g de Lapis Sunlight T20-04-WNT (Merck).
Ejemplo 18: analogamente al Ejemplo 2 con 1,25% de Si3N4 M11-A (A218)
6.08 g de nitruro de boro BN 110 (Henze), 35 ml de NMP, 2,03 g de Fluorolink D10H (Solvay), 3,37 g de PMDA, 7,51 g de BAPPS, 0,25 g de Si3N M11-A (HC Starck), 1,01 g de Lapis Sunlight T20-04-WNT (Merck).
Ejemplo 19: analogamente al Ejemplo 3 con 2,5% de Si3N4 M11-A (A219)
6.22 g de nitruro de boro BN 110 (Henze), 35 ml de NMP, 2,07 g de Fluorolink D10H (Solvay), 3,37 g de PMDA, 7,51 g de BAPPS, 0,52 g de Si3N M11-A (HC Starck), 1,04 g de Lapis Sunlight T20-04-WNT (Merck).
Ejemplo 20: analogamente al Ejemplo 4 con 5% de Si3N4 M11-A (A220)
6.53 g de nitruro de boro BN 110 (Henze), 35 ml de NMP, 2,18 g de Fluorolink D10H (Solvay), 3,37 g de PMDA, 7,51 g de BAPPS, 1,09 g de Si3N M11-A (HC Starck), 1,09 g de Lapis Sunlight T20-04-WNT (Merck).
Ejemplo 21: analogamente al Ejemplo 5 con 10% de Si3N4 M11-A (A221)
7.26 g de nitruro de boro BN 110 (Henze), 35 ml de NMP, 2,42 g de Fluorolink D10H (Solvay), 3,37 g de PMDA, 7,51 g de BAPPS, 2,42 g de Si3N M11-A (HC Starck), 1,21 g de Lapis Sunlight T20-04-WNT (Merck).
Ejemplo 22: analogamente al Ejemplo 6 con 15% de Si3N4 M11-A (A222)
8.16 g de nitruro de boro BN 110 (Henze), 35 ml de NMP, 2,72 g de Fluorolink D10H (Solvay), 3,37 g de PMDA, 7,51 g de BAPPS, 4,08 g de Si3N M11-A (HC Starck), 1,36 g de Lapis Sunlight T20-04-WNT (Merck).
Ejemplo 23: analogamente al Ejemplo 2 con 1,25% de Si3N4 B7 (A223)
6.08 g de nitruro de boro BN 110 (Henze), 35 ml de NMP, 2,03 g de Fluorolink D10H (Solvay), 3,37 g de PMDA, 7,51 g de BAPPS, 0,25 g de Si3N B7 (HC Starck), 1,01 g de Lapis Sunlight T20-04-WNT (Merck).
Ejemplo 24: analogamente al Ejemplo 3 con 2,5% de Si3N4 B7 (A224)
6.22 g de nitruro de boro BN 110 (Henze), 35 ml de NMP, 2,07 g de Fluorolink D10H (Solvay), 3,37 g de PMDA, 7,51 g de BAPPS, 0,52 g de Si3N B7 (HC Starck), 1,04 g de Lapis Sunlight T20-04-WNT (Merck).
Ejemplo 25: analogamente al Ejemplo 4 con 5% de Si3N4 B7 (A225)
6.53 g de nitruro de boro BN 110 (Henze), 35 ml de NMP, 2,18 g de Fluorolink D10H (Solvay), 3,37 g de PMDA, 7,51 g de BAPPS, 1,09 g de Si3N B7 (HC Starck), 1,09 g de Lapis Sunlight T20-04-WNT (Merck).
Ejemplo 26: analogamente al Ejemplo 5 con 10% de Si3N4 B7 (A226)
7.26 g de nitruro de boro BN 110 (Henze), 35 ml de NMP, 2,42 g de Fluorolink D10H (Solvay), 3,37 g de PMDA, 7,51 g de BAPPS, 2,42 g de Si3N B7 (HC Starck), 1,21 g de Lapis Sunlight T20-04-WNT (Merck).
Ejemplo 27: analogamente al Ejemplo 6 con 15% de Si3N4 B7 (A227)
8.16 g de nitruro de boro BN 110 (Henze), 35 ml de NMP, 2,42 g de Fluorolink D10H (Solvay), 3,37 g de PMDA, 7,51 g de BAPPS, 4,08 g de Si3N B7 (HC Starck), 1,36 g de Lapis Sunlight T20-04-WNT (Merck).
Ejemplo 28: analogamente al Ejemplo 2 con 1,25% de Si3N4 nano70 (A228)
6.08 g de nitruro de boro BN 110 (Henze), 35 ml de NMP, 2,03 g de Fluorolink D10H (Solvay), 3,37 g de PMDA, 7,51 g de BAPPS, 0,25 g de Si3N4 nano70 (Aldrich), 1,01 g de Lapis Sunlight T20-04-WNT (Merck).
Ejemplo 29: analogamente al Ejemplo 3 con 2,5% de Si3N4 nano70 (A229)
6.22 g de nitruro de boro BN 110 (Henze), 35 ml de NMP, 2,07 g de Fluorolink D10H (Solvay), 3,37 g de PMDA, 7,51 g de BAPPS, 0,52 g de Si3N4 nano70 (Aldrich), 1,04 g de Lapis Sunlight T20-04-WNT (Merck).
Ejemplo 30: analogamente al Ejemplo 4 con 5% de Si3N4 nano70 (A230)
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6.53 g de nitruro de boro BN 110 (Henze), 35 ml de NMP, 2,18 g de Fluorolink D10H (Solvay), 3,37 g de PMDA, 7,51 g de BAPPS, 1,09 g de Si3N nano70 (Aldrich), 1,09 g de Lapis Sunlight T20-04-WNT (Merck).
Ejemplo 31: analogamente al Ejemplo 5 con 10% de Si3N4 nano70 (A231)
7,26 g de nitruro de boro BN 110 (Henze), 35 ml de NMP, 2,42 g de Fluorolink D10H (Solvay), 3,37 g de PMDA, 7,51 g de BAPPS, 2,42 g de SiaN nano70 (Aldrich), 1,21 g de Lapis Sunlight T20-04-WNT (Merck).
Ejemplo 32: analogamente al Ejemplo 6 con 15% de Si3N4 nano70 (A232)
8,16 g de nitruro de boro BN 110 (Henze), 35 ml de NMP, 2,72 g de Fluorolink D10H (Solvay), 3,37 g de PMDA, 7,51 g de BAPPS, 4,08 g de Si3N4 nano70 (Aldrich), 1,36 g de Lapis Sunlight T20-04-WNT (Merck).
Ejemplo 33: analogamente al Ejemplo 23 con 1,25% de FL D10H (A243)
5.22 g de nitruro de boro BN 110 (Henze), 35 ml de NMP, 0,22 g de Fluorolink D10H (Solvay), 3,37 g de PMDA, 7,51 g de BAPPS, 0,22 g de Si3N B7 (HC Starck), 0,87 g de Lapis Sunlight T20-04-WNT (Merck).
Ejemplo 34: analogamente al Ejemplo 23 con 2,5% de FL D10H (A244)
5,33 g de nitruro de boro BN 110 (Henze), 35 ml de NMP, 0,44 g de Fluorolink D10H (Solvay), 3,37 g de PMDA, 7,51 g de BAPPS, 0,22 g de Si3N B7 (HC Starck), 0,89 g de Lapis Sunlight T20-04-WNT (Merck).
Ejemplo 35: analogamente al Ejemplo 23 con 5% de FL D10H (A245)
5,56 g de nitruro de boro BN 110 (Henze), 35 ml de NMP, 0,93 g de Fluorolink D10H (Solvay), 3,37 g de PMDA, 7,51 g de BAPPS, 0,23 g de Si3N B7 (HC Starck), 0,93 g de Lapis Sunlight T20-04-WNT (Merck).
Ejemplo 36: analogamente al Ejemplo 23 con 7,5% de FL D10H (A246)
5,81 g de nitruro de boro BN 110 (Henze), 35 ml de NMP, 1,45 g de Fluorolink D10H (Solvay), 3,37 g de PMDA, 7,51 g de BAPPS, 0,24 g de Si3N B7 (HC Starck), 0,97 g de Lapis Sunlight T20-04-WNT (Merck).
Ejemplo 37: analogamente al Ejemplo 23 con 15% de FL D10H (A247)
6,70 g de nitruro de boro BN 110 (Henze), 35 ml de NMP, 3,35 g de Fluorolink D10H (Solvay), 3,37 g de PMDA, 7,51 g de BAPPS, 0,28 g de Si3N B7 (HC Starck), 1,12 g de Lapis Sunlight T20-04-WNT (Merck).
Ejemplo 38: analogamente al Ejemplo 25 con 10% de PDMS-Diol-700 en lugar de 10% de FL D10H (A225-PDMS- Diol-700)
6.53 g de nitruro de boro BN 110 (Henze) se mezclan a lo largo de 15 min con 35 ml de NMP y 2,18 g de PDMS- Diol-700 (Aldrich CAS: 70131-67-8) poli(dimetilsiloxano), terminado en hidroxi: Mn - 550, longitud de cadena, 7-8 unidades de Si, C14H44OsSi7 Peso Mol.: 537,09 C-^HscOgSia Peso Mol.: 611,25) en un dispositivo Dispermat a 50°C y 2000 rpm. A continuacion, se anaden 3,37 g de PMDA, 7,51 g de BAPPS y 1,09 g de Si3N4 B7 (Hc Starck) y se dispersa durante otros 90 min a 50°C y 2000 rpm. Despues de la separacion de las perlas de vidrio, se anaden 1,09 g de Lapis Sunlight T20-04-WNT (Merck) y la mezcla total obtenida se combina mediante un disco disolvedor a lo largo de 30 min a 25°C y 1000 rpm. Se obtiene una mezcla de reaccion lfquida homogenea de un color pardo claro.
Ejemplo 39: analogamente al Ejemplo 19 con 10% de PEG-bloque-PPG-bloque-PEG en lugar de 10% de FL D10H (A219-PEG-b-PPG-b-PEG)
6.22 g de nitruro de boro BN 110 (Henze) se mezclan a lo largo de 15 min con 35 ml de NMP y 2,07 g de poli(etilenglicol)-bloque-poli(propilenglicol)-bloque-poli(etilenglicol) (Aldrich 435406 CAS: [9003-11-6] Mn - 1.100, HO(C2H4O)m(C3H6O)n(C2H40)mH) en un dispositivo Dispermat a 50°C y 2000 rpm. A continuacion, se anaden 3,37 g de PMDA, 7,51 g de BAPPS y 0,52 g de Si3N4 M11-A (HC Starck) y se dispersa durante otros 90 min a 50°C y 2000 rpm. Despues de la separacion de las perlas de vidrio, se anaden 1,04 g de Lapis Sunlight T20-04-WNT (Merck) y la mezcla total obtenida se combina mediante un disco disolvedor a lo largo de 30 min a 25°C y 1000 rpm. Se obtiene una mezcla de reaccion lfquida homogenea de un color pardo claro.
Composiciones comparativas sin lubricante
Ejemplo Comparativo 1: Sin lubricante, sin pigmento, sin urea, sin compuesto tensioactivo (A265)
3,37 g de PMDA y 7,51 g de BAPPS se mezclan con 35 ml de NMP en un dispositivo Dispermat a 50°C y 2000 rpm a lo largo de 115 min. Despues de la separacion de las perlas de vidrio, se obtiene una mezcla de reaccion homogenea y lfquida de un color parduzco.
Ejemplo Comparativo 2: Sin lubricante, sin pigmento, sin urea, con compuesto tensioactivo (A119)
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3.37 g de PMDA, 7,51 g de BAPPS y 2,09 g de Fluorolink D10H (Solvay) se mezclan con 35 ml de NMP en un dispositivo Dispermat a 50°C y 2000 rpm a lo largo de 115 min. Despues de la separacion de las perlas de vidrio, se obtiene una mezcla de reaccion homogenea y lfquida de un color parduzco.
Ejemplo Comparativo 3: Sin lubricante, con pigmento, sin urea, con compuesto tensioactivo (A219-14)
3.37 g de PMDA, 7,51 g de BAPPS y 2,07 g de Fluorolink D10H (Solvay) se mezclan con 35 ml de NMP en un dispositivo Dispermat a 50°C y 2000 rpm a lo largo de 115 min. Despues de la separacion de las perlas de vidrio, se anaden 1,04 g de Lapis Sunlight T20-04-WNT (Merck) y la mezcla total obtenida se combina mediante un disco disolvedor a lo largo de 30 min a 25°C y 1000 rpm. Se obtiene una mezcla de reaccion lfquida homogenea de un color pardo claro.
Ejemplo Comparativo 4: Sin lubricante, con pigmento, con urea, con compuesto tensioactivo (A219-12)
3.37 g de PMDA, 7,51 g de BAPPS se mezclan con 35 ml de NMP y 2,07 g de Fluorolink D10H (Solvay) en un dispositivo Dispermat a 50°C y 2000 rpm a lo largo de 115 min. A continuacion, se anaden 0,52 g de Si3N4 M11-A (HC Starck) y se dispersa durante otros 90 min a 50°C y 2000 rpm. Despues de la separacion de las perlas de vidrio, se anaden 1,04 g de Lapis Sunlight T20-04-WNT (Merck) y la mezcla total obtenida se combina mediante un disco disolvedor a lo largo de 30 min a 25°C y 1000 rpm. Se obtiene una mezcla de reaccion lfquida homogenea de un color pardo claro.
Composiciones comparativas con lubricante
Ejemplo Comparativo 5: Con lubricante, sin pigmento, sin urea, sin compuesto tensioactivo (A269)
6.22 g de nitruro de boro BN 110 (Henze) se mezclan a lo largo de 15 min con 35 ml de NMP en un dispositivo Dispermat a 50°C y 2000 rpm. A continuacion, se anaden 3,37 g de PMDA y 7,51 g de BAPPS y se dispersa durante otros 90 min a 50°C y 2000 rpm. Despues de la separacion de las perlas de vidrio, se obtiene una mezcla de reaccion lfquida homogenea de un color pardo claro.
Ejemplo Comparativo 6: Con lubricante, con pigmento, sin urea, sin compuesto tensioactivo (A219-16)
6.22 g de nitruro de boro BN 110 (Henze) se mezclan a lo largo de 15 min con 35 ml de NMP en un dispositivo Dispermat a 50°C y 2000 rpm. A continuacion, se anaden 3,37 g de PMDA y 7,51 g de BAPPS y se dispersa durante otros 90 min a 50°C y 2000 rpm. Despues de la separacion de las perlas de vidrio, se anaden 1,04 g de Lapis Sunlight T20-04-WNT (Merck) y la mezcla total obtenida se combina mediante un disco disolvedor a lo largo de 30 min a 25°C y 1000 rpm. Se obtiene una mezcla de reaccion lfquida homogenea de un color pardo claro.
Ejemplo Comparativo 7: Con lubricante, con pigmento, con urea, sin compuesto tensioactivo (A219-15)
6.22 g de nitruro de boro BN 110 (Henze) se mezclan a lo largo de 15 min con 35 ml de NMP en un dispositivo Dispermat a 50°C y 2000 rpm. A continuacion, se anaden 3,37 g de PMDA, 7,51 g de BAPPS y 0,52 g de Si3N M11- A (HC Starck) y se dispersa durante otros 90 min a 50°C y 2000 rpm. Despues de la separacion de las perlas de vidrio, se anaden 1,04 g de Lapis Sunlight T20-04-WNT (Merck) y la mezcla total obtenida se combina mediante un disco disolvedor a lo largo de 30 min a 25°C y 1000 rpm. Se obtiene una mezcla de reaccion lfquida homogenea de un color pardo claro.
Ejemplo Comparativo 8: Con lubricante, sin pigmento, sin urea, con compuesto tensioactivo (A274)
6.22 g de nitruro de boro BN 110 (Henze) se mezclan a lo largo de 15 min con 35 ml de NMP y 2,07 g de Fluorolink D10H (Solvay) en un dispositivo Dispermat a 50°C y 2000 rpm. A continuacion, se anaden 3,37 g de PMDA y 7,51 g de BAPPS y se dispersa durante otros 90 min a 50°C y 2000 rpm. Despues de la separacion de las perlas de vidrio, se obtiene una mezcla de reaccion lfquida homogenea de un color pardo claro.
Ejemplo Comparativo 9: Con lubricante, sin pigmento, con urea, con compuesto tensioactivo (A65)
6,53 g de nitruro de boro BN 110 (Henze) se mezclan a lo largo de 15 min con 35 ml de NMP y 2,18 g de Fluorolink D10H (Solvay) en un dispositivo Dispermat a 50°C y 2000 rpm. A continuacion, se anaden 3,37 g de PMDA y 7,51 g de BaPpS y 1,09 g de SiC UF10 (HC Starck) y se dispersa durante otros 90 min a 50°C y 2000 rpm. Despues de la separacion de las perlas de vidrio, se obtiene una mezcla de reaccion lfquida homogenea de un color pardo claro.
La Figura 22 y la Figura 23 muestran a modo de ejemplo la estructura del material compuesto A219. Tribologfa.
Las composiciones generadas se aplicaron sobre placas de acero noble y se endurecieron termicamente tal como se ha descrito. El espesor de capa ascendio a 20-25 pm. A continuacion, las muestras se midieron en el tribometro de bola-disco. Las mediciones se llevaron a cabo bajo el siguiente colectivo de carga:
Tribometro de esfera-disco (norma DIN 50324), medicion bajo el aire, esfera 100Cr6 con un diametro de 4 mm, radio del drculo: 16 mm, fuerza de apoyo: 2 N, velocidad de la banda: 10 cm/s, distancia de carga: 1
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La Figura 1 muestra la influencia de diferentes partfculas de pigmento (5% en peso) sobre el coeficiente de deslizamiento en el sistema con 5% en peso de partfculas de material duro de SiC y 30% en peso de partfculas de BN 110. La Figura 16 y la Figura 15 muestran fotograffas REM representativas de las partfculas de SiC o bien BN 110 utilizadas.
En este caso es notable que evidentemente muchos tipos de pigmentos diferentes cooperan en una reduccion del coeficiente de friccion en la fase inicial de la medicion a lo largo de 3000-4000 rondas frente a la composicion comparativa sin un pigmento correspondiente. Dado que la relacion de aspecto de las partfculas de pigmento entre sf es relativamente similar, la qrnmica de la superficie juega un papel determinante en relacion con la magnitud de la reduccion de la friccion. Con el fin de poner de relieve todavfa de forma mas clara el efecto, la Figura 2 muestra los materiales compuestos con Lapis Sunlight asf como Autumn Mystery como pigmentos en comparacion con el material compuesto sin pigmento. Las fotograffas REM de los dos pigmentos se muestran en la Figura 20 y la Figura 21.
Autumn Mystery reduce el coeficiente de friccion a lo largo de un recorrido de deslizamiento de 2000 rondas, Lapis Sunlight muestra el efecto positivo incluso a lo largo de 9000 rondas.
En resumen, se ha de retener, en virtud de una importancia particular, que la adicion de un material de carga en forma de plaquitas inicialmente tribologicamente inactivo en forma de partfculas de pigmento conduce a un sistema de barniz lubricante consistente en una matriz polimerica, un lubricante solido y un material duro a una reduccion adicional de la friccion. Este descubrimiento representa el punto clave de la invencion arriba mencionada. El efecto encontrado no puede explicarse en el este caso solo a traves de una nueva morfologfa hasta ahora no descrita en el estado de la tecnica, en el material compuesto formado. Las composiciones descritas en lo que sigue sirven para delimitar las composiciones relevantes.
Es de esperar que un material duro de una dureza muy elevada en el experimento tribologico pueda conducir, a partir de una determinada concentracion, a una destruccion de las partfculas de pigmento relativamente mas blandas. Para ello, en el sistema con SiC como material duro y la partfcula de pigmento Lapis Sunlight con la mejor reduccion de friccion se aumento escalonadamente la concentracion de SiC. Las composiciones las muestra la Tabla 1. Los resultados de las mediciones en el tribometro se muestran en la Figura 3. La Figura 16 muestra una fotograffa REM representativa del SiC. La morfologfa de las partfculas se ha de designar como amorfo-angulosa. La distribucion del tamano de partfculas es amplia y abarca de partfculas con aprox. 50 nm hasta aprox. 2 pm.
Segun ello, la adicion de SiC como material duro a partir de aprox. 10% en peso proporciona una influencia negativa sobre el coeficiente de friccion de deslizamiento.
Ademas, era de interes conocer que influencia tiene la concentracion de Lapis Sunlight en el caso de una concentracion constante de material duro de SiC. La Tabla 2 y la Figura 4 muestran las composiciones de los materiales compuestos, asf como los resultados correspondientes en las mediciones en el tribometro.
Los resultados de la medicion demuestran que, solo a partir de concentraciones de pigmento por encima de aprox. 10% en peso, no se manifiesta ya un efecto favorable.
Ademas, era de interes constituir adicionalmente de forma sistematica la composicion del sistema en relacion con los componentes individuales, con el fin de disponer de ejemplos comparativos correspondientes. Esta estructura sistematica en el sentido de una combinacion escalonada de componentes se llevo a cabo primeramente en el sistema que contiene SiC como material duro. La Tabla 3 muestra las composiciones de interes. La composicion de acuerdo con la invencion es A193. Es la reproduccion de A169 y es identica con esta en su composicion. Todas las otras composiciones son ejemplos comparativos.
Las mediciones tribologicas correspondientes se muestran en la Figura 5.
La matriz pura con 35% en peso de BN 110 (A113) muestra con p = 0,22 un coeficiente de deslizamiento relativamente elevado para un barniz lubricante, no obstante, una buena constancia a lo largo de la distancia de 10000 rondas. La adicion de FL D10H a la matriz pura sin BN 110 (A119) conduce a valores de friccion inicial muy bajos de menos de p = 0,05 que apuntan fenomenologicamente mas bien a una lubricacion hidrodinamica. Esto apunta a que FL D10H no esta eventualmente ligada por completo en la matriz de poliimida. La pendiente del transcurso ulterior de la curva apunta a una tasa de desgaste mas elevada en este sistema. Poco antes de alcanzar las 10000 rondas se manifiesta un fallo de estrato, tal como se puede reconocer en las fuertes oscilaciones del valor medio. Si se combinan BN 110 y FL D10H (A274), entonces se obtienen valores de friccion iniciales asimismo bajos, pero la capa se desgasta todavfa mas rapidamente que en el caso de aditivos en el caso particular. Esto apunta a que la capa se ha vuelto muy blanda en conjunto debido a los dos aditivos. La adicion de partfculas de material duro de SiC adicionales (A 65) demuestra que el coeficiente de deslizamiento se puede igualar a lo largo de toda la distancia de medicion a valores de p entre 0,15 y 0,18. Este es el caso clasico del efecto de un material duro sobre el comportamiento de deslizamiento. Mediante el ajuste de la composicion de acuerdo con la invencion, con partfculas de pigmento en forma de plaquita adicionales (A193) se alcanza, a traves de la igualacion, tambien una
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reduccion adicional del coeficiente de deslizamiento, en particular en la fase inicial de la carga.
En conjunto, el transcurso de la curva para A193 apunta, sin embargo, a que se manifiesta todavfa un desgaste notorio. Como causa de ello pueden tomarse en consideracion las parffculas de material duro de SiC que pueden ejercer un efecto abrasivo sobre el sistema global cuando son expulsadas de la superficie de la capa por el cuerpo opuesto. Mediante la reduccion de la dureza de las parffculas de material duro se puede minimizar el problema del desgaste. A este respecto, el nitruro de silicio (dureza universal HU: aprox. 2500 MPa) se ofrece como reemplazo del carburo de silicio (dureza universal HU: aprox. 2500 MPa). Las Tablas, (Tabla 4, Tabla 5, Tabla 6, Tabla 7, Tabla 8) y las Figuras (Figura 6, Figura 7, Figura 8, Figura 9, Figura 10) muestran a este respecto la dependencia del comportamiento lubricante de la concentracion de material duro para diferentes tipos de nitruro de silicio con diferentes distribuciones del tamano de parffculas y morfologfa en combinacion en cada caso con concentraciones fijas de BN 100, Lapis S y FL D10H. En la mayona de los casos, estos sistemas muestran un transcurso uniforme del coeficiente de deslizamiento por debajo de 0,13 con solo un escaso aumento por encima del tramo de solicitacion. En algunos casos, el coeficiente de deslizamiento discurre a lo largo de toda la duracion de la medicion incluso por debajo de p = 0,1.
La Tabla 4 y la Figura 6 muestran la influencia del material duro Si3N4 nano70 con parffculas a escala nanometrica. La granulometna de las parffculas se encuentra entre 10 nm y 200 nm. Visto desde un punto de vista morfologico, la forma de la parffcula se puede describir como amorfa hasta esferica.
Las parffculas de Si3N4 a escala nanometrica parecen ser empleadas convenientemente solo hasta aprox. 5% en peso. En el caso de concentraciones mayores se observa un fallo de las capas.
La Tabla 5 y la Figura 7 muestran la influencia del material duro Si3N4 E05 con parffculas a escala nanometrica mas toscas. La granulometna de las parffculas oscila entre 300 nm y 800 nm. Desde un punto de vista morfologico, la forma de la parffcula se puede describir como en forma de cubo. La Figura 17 muestra una fotograffa al microscopio electronico de barrido representativa.
Parffculas de Si3N4 toscas en el intervalo nanometrico proporcionan sistemas con un transcurso ciertamente unitario de hasta aprox. 15% en peso y un aumento claramente menor que en el caso de SiC como material duro.
La Tabla 5 y la Figura 8 muestran la influencia del material duro Si3N4 E03 con parffculas a escala inferior a la micra. La granulometna de las parffculas oscila entre 400 nm y 900 nm. Desde un punto de vista morfologico, la forma de la parffcula se puede describir como en forma de cubo. La Figura 18 muestra una fotograffa al microscopio electronico de barrido representativa.
Parffculas de Si3N4 en el intervalo inferior a la micra proporcionan sistemas con un transcurso ciertamente unitario de hasta aprox. 10% en peso y un aumento claramente menor que en el caso de SiC como material duro.
La Tabla 7 y la Figura 9 muestran la influencia del material duro Si3N4 M11-A con parffculas a escala de inferior a la micra hasta la micra. La granulometna de las parffculas es amplia y oscila entre 100 nm y 2 pm. Desde un punto de vista morfologico, la forma de la parffcula se puede describir como amorfa. La Figura 19 muestra una fotograffa al microscopio electronico de barrido representativa.
Sistemas con una granulometna de las parffculas amplia de material duro Si3N4 proporcionan asimismo una buena igualacion del coeficiente de deslizamiento a lo largo de todo el tramo de carga.
La Tabla 8 y la Figura 10 muestran la influencia del material duro Si3N4 B7 con parffculas a escala micrometrica.
Hasta aprox. 10% en peso, la serie del sistema con Si3N4 B7 se comporta analogamente a las series con E05 y E03.
En resumen, se puede comprobar que los nitruros de silicio, debido a su dureza no extremadamente elevada en comparacion con el carburo de silicio, actuan de manera menos abrasiva en la configuracion de la peffcula de transferencia, con lo cual se alcanza una intensificacion de un coeficiente de deslizamiento mas bajo a lo largo de un largo tramo de carga. Debido al menor efecto abrasivo, las parffculas de pigmento tampoco se destruyen y pueden ejercer su efecto tribologico en el sentido arriba descrito, conforme a la invencion.
La serie de sistema con Si3N4 B7 muestra un comportamiento equilibrado en el caso de un contenido de FL D10H constante de 10% en peso. Con el fin de encontrar la concentracion optima de este componente en relacion con las propiedades tribologicas, se efectuo, basandose en una concentracion de Si3N4 B7 de 1,25% en peso, una variacion del contenido en FL D10H (Tabla 10, Figura 12).
Se demuestra que en esta serie del sistema, a partir de 10% en peso de FL D10H (A223) se inicia el efecto tribologico deseado. Con el fin de excluir un efecto lubricante puramente hidrodinamico del FL D10H, se anadieron componentes sistematicamente individuales al material de la matriz polimerico de partida para la serie de sistemas paralela con Si3N4 M11-A como material duro en comparacion con el sistema A219 (composicion analoga a A223).
Las Tablas 10 y 11 y las Figuras 12 y 13 muestran la influencia de determinados componentes individuales que se
reunen para formar el material compuesto global de una manera sistematica.
Estas series comparativas muestran una imagen analoga a la ya observada previamente en el caso de SiC como material duro. La combinacion de FL con Lapis S conduce a una reduccion clara del valor de friccion inicial, pero sin una resistencia al desgaste particular (A274). La activacion adicional con lubricante solido BN 110 conduce a una 5 reduccion clara del desgaste con un valor de friccion inicial bajo (A200). El mejor equilibrio en relacion con el coeficiente de friccion de deslizamiento y el desgaste se obtiene mediante la combinacion adicional de Si3N4 como material duro (A219).
Comportamiento de reticulacion y abrasion
Las Tablas 13 a 16 muestran propiedades aditivas de los materiales compuestos tribologicos tales como el 10 comportamiento a la humectacion, la resistencia a la abrasion en funcion del contenido de partfculas de material duro y el efecto protector frente a la corrosion, en particular en funcion del contenido de plaquitas.
A partir de los datos mostrados se desprende que los sistemas muestran propiedades tanto hidrofobicas como tambien oleofobicas, es decir, sus componentes modificados en superficie para las partfculas empleadas se acumulan en el lado del aire de los revestimientos. Por lo tanto, una parte de las plaquitas es arrastrada a la 15 superficie de la capa mediante la modificacion de la superficie hidrofobica. Esto se confirma en la Figura 22.
Corrosion
La Figura 24 muestra los resultados de un ensayo de pulverizacion de sal neutro.
Los ejemplos mostrados confirman el efecto protector frente a la corrosion de las capas tribologicas generadas. Sobre la superficie no se observa formacion de burbujas alguna. En el borde agrietado de la grieta cruzada no se 20 manifiesta infiltracion alguna del revestimiento. De forma causal, la estructura finalmente estructurada del material compuesto global (efecto barrera) y la excelente adherencia al fondo pueden ser responsables de ello.
Tabla 1: Variacion de SIC UF-10 a 5% de Lapis S y 10% de FL
- BN 110 Lapis S SiC FL D10H BAPPS PMDA
- Sistema
- % en peso % en peso % en peso % en peso % en peso % en peso
- A200
- 30 5 0 10 37,97 17,03
- A201
- 30 5 1,25 10 37,10 16,65
- A202
- 30 5 2,5 10 36,25 16,25
- A169
- 30 5 5 10 34,52 15,48
- A204
- 30 5 10 10 31,07 13,93
- A205
- 30 5 15 10 27,62 12,38
- A206
- 30 5 20 10 24,15 10,85
Tabla 2: Variacion de Lapis S en el sistema SiC
- BN 110 Lapis S SiC FL D10H BAPPS PMDA
- Sistema
- % en peso % en peso % en peso % en peso % en peso % en peso
- A65
- 30 0 5 10 37,97 17,03
- A190
- 30 1,25 5 10 37,10 16,65
- A191
- 30 2,5 5 10 36,25 16,25
- A192
- 30 3,5 5 10 35,53 15,97
- A193
- 30 5 5 10 34,52 15,48
- A194
- 30 10 5 10 31,07 13,93
- A195
- 30 15 5 10 27,62 12,38
- Tabla 3: Estructura sistematica del sistema SiC; A193 =composicion de acuerdo con la invencion; A113, A119, A274 y A65 = ejemplos comparativos
- BN 110 Lapis S SiC FL D10H BAPPS PMDA
- Sistema
- % en peso % en peso % en peso % en peso % en peso % en peso
- A265
- 0 0 0 0 69,10 30,90
- A269
- 30 0 0 0 48,30 27,70
- A113
- 35 0 0 0 44,92 20,08
- A119
- 0 0 0 12,4 60,49 27,11
- A274
- 30 0 0 10 41,46 18,54
- A65
- 30 0 5 10 37,97 17,03
- A193
- 30 5 5 10 34,55 15,45
- Tabla 4: Variacion del contenido de Si3N4 nano70
- BN 110 Lapis S n-Si3N4 FL D10H BAPPS PMDA
- Sistema
- % en peso % en peso % en peso % en peso % en peso % en peso
- A200
- 30 5 0 10 37,97 17,03
- A228
- 30 5 1,25 10 37,10 16,65
- A229
- 30 5 2,5 10 36,25 16,25
- A230
- 30 5 5 10 34,52 15,48
- A231
- 30 5 10 10 31,07 13,93
- A232
- 30 5 15 10 27,62 12,38
- Tabla 5: Variacion de Si3N4 E05
- BN 110 Lapis S Si3N4 E05 FL D10H BAPPS PMDA
- Sistema
- % en peso % en peso % en peso % en peso % en peso % en peso
- A200
- 30 5 0 10 37,97 17,03
- A233
- 30 5 1,25 10 37,10 16,65
- A234
- 30 5 2,5 10 36,25 16,25
- A235
- 30 5 5 10 34,52 15,48
- A236
- 30 5 10 10 31,07 13,93
- A237
- 30 5 15 10 27,62 12,38
- BN 110 Lapis S Si3N E03 FL D10H BAPPS PMDA
- Sistema
- % en peso % en peso % en peso % en peso % en peso % en peso
- A200
- 30 5 0 10 37,97 17,03
- A238
- 30 5 1,25 10 37,10 16,65
- A239
- 30 5 2,5 10 36,25 16,25
- A240
- 30 5 5 10 34,52 15,48
- A241
- 30 5 10 10 31,07 13,93
- A242
- 30 5 15 10 27,62 12,38
Tabla 7: Variacion del contenido de Si3N M11-A (distribucion amplia)
- BN 110 Lapis S Si3N4-M FL D10H BAPPS PMDA
- Sistema
- % en peso % en peso % en peso % en peso % en peso % en peso
- A200
- 30 5 0 10 37,97 17,03
- A218
- 30 5 1,25 10 37,10 16,65
- A219
- 30 5 2,5 10 36,25 16,25
- A220
- 30 5 5 10 34,52 15,48
- A221
- 30 5 10 10 31,07 13,93
- A222
- 30 5 15 10 27,62 12,38
5 Tabla 8: Variacion del contenido de Si3N4 B7 (3,0 pm)
- BN 110 Lapis S SiaN4-B7 FL D10H BAPPS PMDA
- Sistema
- % en peso % en peso % en peso % en peso % en peso % en peso
- A200
- 30 5 0 10 37,97 17,03
- A223
- 30 5 1,25 10 37,10 16,65
- A224
- 30 5 2,5 10 36,25 16,25
- A225
- 30 5 5 10 34,52 15,48
- A226
- 30 5 10 10 31,07 13,93
- A227
- 30 5 15 10 27,62 12,38
Tabla 9: Variacion del contenido de FL D10H en el sistema sin urea
- BN 110 Lapis S Si3N4 FL D10H BAPPS PMDA
- Sistema
- % en peso % en peso % en peso % en peso % en peso % en peso
- A269
- 30 0 0 0 48,30 27,70
- A270
- 30 0 0 1,25 47,44 21,31
- A271
- 30 0 0 2,5 46,58 20,92
- A272
- 30 0 0 5,0 44,85 20,15
- A273
- 30 0 0 7,5 43,13 19,37
- A274
- 30 0 0 10,0 41,40 18,60
- A275
- 30 0 0 12.5 39,68 17,82
- A276
- 30 0 0 15,0 37,95 17,05
Tabla 10: Variacion del contenido de FL D10H en el sistema Si3N B7 (3,0 pm)
- BN 110 Lapis S SiaN4-B7 FL D10H BAPPS PMDA
- Sistema
- % en peso % en peso % en peso % en peso % en peso % en peso
- A219-16
- 30 5 0 0 44,92 20,08
- A243
- 30 5 1,25 1,25 43,19 19,31
- A244
- 30 5 1,25 2,5 42,32 18,93
- A245
- 30 5 1,25 5,0 40,60 18,15
- A246
- 30 5 1,25 7,5 38,87 17,38
- A223
- 30 5 1,25 10 37,10 16,65
- A247
- 30 5 1,25 15 33,69 15,06
Tabla 11: Estructura sistematica de Si3N M11-A - sistema sin BN
- BN 110 Lapis S Si3N M11 FL D10H BAPPS PMDA
- Sistema
- % en peso % en peso % en peso % en peso % en peso % en peso
- A265
- 0 0 0 0 69,10 30,90
- A119
- 0 0 0 12,4 60,49 27,11
- A219-14
- 0 5 0 10 58,74 26,26
- A219-12
- 0 5 2,5 10 57,01 25,49
5
Tabla 12: Estructura sistematica de Si3N4 M11-A - sistema con BN
- BN 110 Lapis S Si3N4 M11 FL D10H BAPPS PMDA
- Sistema
- % en peso % en peso % en peso % en peso % en peso % en peso
- A269
- 30 0 0 0 48,30 27,70
- A219-16
- 30 5 0 0 44,92 20,08
- A219-15
- 30 5 2,5 0 43,19 19,31
- A274
- 30 0 0 10 41,46 18,54
- A200
- 30 5 0 10 37,97 17,03
- A219
- 30 5 2,5 10 36,25 16,25
- Sistema
- SiaN4-M11 (1,3 pm) / % en peso KW (H2O) inicial KW (HD) inicial Perdida de peso tras 1000 cicl. Taber (CS-17) / mg KW (H2O) segun Taber KW (HD) segun Taber
- A65
- 0 94 62 33 99 47
- A218
- 1,25 101 66 61 102 46
- A219
- 2,5 100 67 77 100 51
- A220
- 5 104 70 62 103 45
- A221
- 10 91 65 71 93 51
- A222
- 15 129 81 70 100 50
Tabla 14: 5% en peso de Lapis S, 30% de BN 110, 10% de FL D10H
- Sistema
- Si3N4-B7 (3,0 pm) / % en peso KW (H2O) inicial KW (HD) inicial Perdida de peso tras 1000 cicl. Taber (CS-17) / mg KW (H2O) segun Taber KW (HD) segun Taber
- A65
- 0 94 62 33 99 47
- A218
- 1,25 101 71 60 103 49
- A219
- 2,5 107 71 61 95 50
- A220
- 5 106 67 58 99 53
- A221
- 10 106 75 43 94 51
- A221
- 15 129 82 59 100 50
5 Tabla 15: 5% en peso de SiC, 30% de BN, 10% de FL D10H
- Sistema
- Lapis S / % en peso KW (H2O) inicial KW (HD) inicial Perdida de peso tras 1000 cicl. Taber (CS-17) / mg KW (H2O) segun Taber KW (HD) segun Taber
- A65
- 0 94 62 33 99 47
- A190
- 1,25 102 66 50 100 50
- A191
- 2,5 103 67 36 100 46
- A192
- 3,5 103 70 60 100 53
- A193
- 5 108 71 44 99 50
- A194
- 10 114 73 37 103 50
- A195
- 15 127 80 60 104 50
- Sistema
- BN / % en peso Lapis S/% en peso Si3N4 M11- A/% en peso FL / % en peso KW (H2O) inicial KW (HD) inicial Perdida de peso tras 1000 cicl. Taber (CS-17) / mg KW (H2O) segun Taber KW (HD) segun Taber
- 219
- 30 5 2,5 10 91 63 5,1 95 49
- 219-12
- 0 5 2,5 10 92 64 1,6 93 56
- 200
- 30 5 0 10 83 61 6,8 100 50
- 219-14
- 0 5 0 10 96 63 1,5 94 57
- 219-15
- 30 5 2,5 0 87 45 5,2 97 24
- 219-16
- 30 5 0 0 88 44 4,0 99 20
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WO2005010107A1
WO2005010107A1
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Claims (13)
- 51015202530354045REIVINDICACIONES1. Composicion para producir un material compuesto tribologico, que comprendea) al menos un lubricante solido en forma de plaquitas;b) al menos un tipo de partfculas de pigmento inorganicas en forma de plaquitas, en donde las partfculas de pigmento presentan un espesor de 0,5 pm a 2 pm y una relacion de aspecto media de 10;c) al menos un compuesto tensioactivo que dispone de al menos un grupo hidrofflico y al menos un grupo hidrofobico, eligiendose el compuesto tensioactivo del grupo que comprende compuestos alqmlicos de amonio, compuestos alqmlicos de fosfonio, compuestos alqmlicos de sulfonio, compuestos de imidazolinio, compuestos de piridinio, compuestos de pirrolidinio, lfquidos ionicos, polfmeros fluorados funcionalizados, poliesteres y polisiloxanos funcionalizados;d) un sistema aglutinante endurecible que comprende al menos un polfmero u oligomero organico con uno o varios grupos funcionales o un precursor de los mismos.
- 2. Composicion segun la reivindicacion 1, caracterizada por que el lubricante solido presenta un espesor entre 100 nm y 1000 nm y una relacion de aspecto > 5.
- 3. Composicion segun una de las reivindicaciones 1 a 2, caracterizada por que la composicion contiene como otros componentes partfculas inorganicas.
- 4. Composicion segun la reivindicacion 3, caracterizada por que las partfculas inorganicas presentan una dureza de 1.000 MPa a 3.500 MPa.
- 5. Composicion segun una de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizada por que el lubricante solido se elige del grupo que comprende grafito natural, grafito sintetico, grafeno, nitruro de boro hexagonal, nitruro de boro turbo- estratificado, disulfuro de molibdeno y/o disulfuro de wolframio.
- 6. Composicion segun una de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizada por que se anade adicionalmente un lubricante solido organico elegido del grupo que comprende perfluoropolfmeros, politetrafluoroetileno (PTFE) y/o polietileno.
- 7. Composicion segun una de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizada por que la superficie de las partfculas de pigmento se compone, al menos en parte, de un oxido de metal de transicion.
- 8. Composicion segun la reivindicacion 3, caracterizada por que el oxido de metal de transicion se elige del grupo que comprende TiO2, ZrO2, ZnO y FeOx.
- 9. Composicion segun una de las reivindicaciones 1 a 8, caracterizada por que el sistema aglutinante comprende una resina epoxfdica, resina fenolica, resina fenoxi, poliol, un poliisocianato bloqueado o no bloqueado, una poliimida, una poliamida-imida, poliamida, polibencimidazol, un poliester, poliurea, poliuretano, un poliepoxido, una poliamina y/o un poliacrilato o precursores de los mismos.
- 10. Composicion segun una de las reivindicaciones 1 a 9, caracterizada por que el sistema aglutinante comprende un acido di- o tetra-carboxflico, su antudrido u otro derivado del mismo como componente acido carboxflico y una di-, tri- o tetra-amina como componente amina, en donde al menos un componente es aromatico.
- 11. Procedimiento para producir un material compuesto tribologico, que comprende las siguientes etapas:a) aplicacion de una composicion segun una de las reivindicaciones 1 a 10 sobre un sustrato;b) endurecimiento termico y/o fotoqmmico de la composicion.
- 12. Procedimiento segun la reivindicacion 11, caracterizado por que la composicion segun la etapa a) se obtiene con un procedimiento que comprende las siguientes etapas:a1) preparar una mezcla a base de al menos un lubricante solido en forma de plaquitas un compuesto tensioactivo en un disolvente adecuado para el sistema aglutinante;a2) anadir el sistema aglutinante endurecible y al menos un tipo de partfculas de pigmento inorganicas en forma de plaquitas;a3) aplicar la mezcla obtenida sobre un sustrato.
- 13. Sustrato con revestimiento de material compuesto tribologico a base de una composicion endurecida segun una de las reivindicaciones 1 a 10.
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