ITBG20120033A1 - Composizione e metodo per l'ottenimento di una miscela in polvere di ptfe per la produzione di cuscinetti a strisciamento - Google Patents

Description

Composizione e metodo per l’ottenimento di una miscela in polvere di PTFE per la produzione di cuscinetti a strisciamento

DESCRIZIONE

Forma oggetto del presente trovato una nuova composizione ed un innovativo metodo per l’ottenimento di una miscela in polvere di politetrafluoroetilene (PTFE) e cariche per la produzione di cuscinetti a strisciamento, in grado di garantire performance ottimali. Il PTFE à ̈ un polimero del tetrafluoroetile noto attraverso le sue denominazioni commerciali Teflon, Fluon, Algoflon, Hostaflon, in cui al polimero vengono aggiunti altri componenti stabilizzanti e fluidificanti per migliorarne le possibilità applicative. È una materia plastica liscia al tatto e resistente alle alte temperature (fino a 200°C e oltre). Sono note le applicazioni industriali in cui viene impiegato con la funzione di ricoprire le superfici sottoposte ad alte temperature alle quali si richiedono spiccate proprietà di antiaderenza e una buona inerzia chimica. Il PTFE presenta infatti una serie di caratteristiche peculiari che lo hanno portato ad essere considerato un materiale strategico in molti settori della tecnica. Le caratteristiche principali sono: la completa inerzia chimica, per cui non viene aggredito dalla quasi totalità dei composti chimici e soprattutto non modifica i fluidi con il quale viene posto in contatto, ad esempio i fluidi ultrapuri per l'industria elettronica; la completa insolubilità in acqua e in qualsiasi solvente organico; ottime qualità dielettriche; ottime qualità ignifughe: non propaga la fiamma; ottime proprietà di scorrevolezza superficiale: il coefficiente di attrito risulta il più basso tra i prodotti industriali; antiaderenza: la superficie non à ̈ incollabile (l'angolo di contatto risulta essere 127°), non à ̈ infatti noto alcun adesivo capace di incollare il PTFE.

Queste caratteristiche assumono ulteriore importanza se si considera che si mantengono praticamente inalterate in un campo di temperature comprese tra i -200 °C e i 280 °C.

Le innumerevoli caratteristiche del PTFE ne hanno fatto uno dei materiali più utilizzati in campo tecnico. Nell'industria chimica à ̈ utilizzato per la realizzazione di guarnizioni e parti destinate al contatto con agenti corrosivi, ad esempio l'acido solforico concentrato. Un film di teflon viene usato nei laboratori chimici per garantire la tenuta dei giunti di vetro smerigliato, senza il rischio di incorrere nell'eventuale difficile distacco delle parti.

Nell'industria elettrica à ̈ un utile materiale isolante. E’ altresì estremamente noto il suo impiego nel settore meccanico in cui à ̈ utilizzato per abbattere l'attrito cilindro-pistone: i cuscinetti a strisciamento noti, sono costituiti da materiali termoplastici, quale ad esempio PTFE. Essi devono avere un basso coefficiente di attrito in modo da ridurre l'energia dissipata in calore e quindi ridurre la temperatura di esercizio del cuscinetto stesso; una buona resistenza meccanica per ridurre l’usura e un alto valore di p*v (prodotto della pressione per la velocità); oltre ad un'ottima conducibilità termica per permettere al calore di defluire all'esterno e resistenza alla corrosione.

La proprietà del PTFE di avere un bassissimo coefficiente d'attrito, lo rende ottimale per impiego nel settore dei cuscinetti a strisciamento.

Scopo del presente trovato à ̈ quello di realizzare una miscela ottimale a base di PTFE ed altri composti per l’utilizzo nella produzione dei un cuscinetti a strisciamento in grado di garantire performance ottimali al prodotto finito. La miscela, oggetto della presente invenzione, viene preparata in un luogo a temperatura costante tra i 10°C e 25°C e con una umidità relativa ≤80%. Essa si compone dei seguenti componenti: PTFE (A), bisolfuro di Molibdeno (B), vetro (C), una prima addizione di fluido alifatico (D) e una seconda addizione dello stesso fluido alifatico (D). Le relative quantità per 100 kg di miscela sono riportate in tabella 1:

Prodotto Quantità Kg

Prodotto A 80,4 ± 5%

Prodotto B 6,4 ± 5%

Prodotto C 8,0 ± 5%

Prodotto D (I addizione) 2,6 ± 5%

Prodotto D (II addizione) 2,6 ± 5%

Tabella 1

Il fluido (D) utilizzato come composto della presente miscela, à ̈ un fluido inodore e perfettamente incolore di natura alifatica ad elevato grado di purezza. Detto fluido presenta le caratteristiche di massa volumica a 15° C di 0,758÷ 0,768 kg/l, viscosità a 40 °C di 1,2÷1,4 mm2/s e infiammabilità ≥ 62°C.

Per quanto riguarda il metodo di produzione della miscela di PTFE, esso consta di diverse fasi:

• pesata del prodotto A e inserimento della quantità pesata all’interno di un agitatore rotante ben pulito;

• pesata del prodotto D ed aggiunta all’interno dell’agitatore rotante al di sopra del prodotto A;

• chiusura dell’agitatore rotante e miscelazione per 10 minuti (±3 min) controllando che la polvere inumidita non rimanga adesa alle pareti dell’agitatore, in caso contrario à ̈ necessario provvedere al suo distacco con un attrezzo pulito o con semplici colpi con un martello in gomma sul lato esterno della macchina;

• pesata dei prodotti B e C, arresto dell’agitatore ed aggiunta dei composti;

• chiusura dell’agitatore e miscelazione per 15 min. (± 3 min);

• pesata del prodotto D, arresto dell’agitatore ed aggiunta del composto;

• chiusura dell’agitatore e miscelazione per altri 10 min. (± 3 min) • apertura dell’agitatore e scarico della miscela ottenuta utilizzando un setaccio di diametro 4mm per separare gli eventuali grumi formati durante la miscelazione;

• stoccaggio della miscela negli appositi contenitori ben chiusi.

La miscela ottenuta attraverso la metodologia descritta à ̈ pronta per essere utilizzata, preferibilmente entro 60 giorni dalla data di produzione. E’ comunque necessario effettuare un’ulteriore miscelazione per circa 25 min, prima dell’utilizzo della miscela lungo la linea produttiva per l’ottenimento del prodotto finito.

Detta miscela, ottenuta secondo la metodologia oggetto del presente trovato, à ̈ depositata per mezzo di un apposito depositore su di un nastro di profilato metallico che andrà poi a formare il cuscinetto a strisciamento finale. Il depositore à ̈ composto da una tramoggia in cui à ̈ contenuta la miscela che viene lentamente rilasciata e depositata sul nastro di profilato che avanza in modo lineare. Il profilato su cui à ̈ avvenuto il deposito della miscela raggiunge poi i rulli del laminatoio, prima fase della linea produttiva del cuscinetto a strisciamento, dove la miscela stessa si propaga su tutta la superficie in larghezza e si inserisce tra le porosità della stessa per mezzo della forza e della spinta dei rulli stessi. Il prodotto passa poi nel forno di polimerizzazione per la cottura dello strato di PTFE. Al termine della linea produttiva si ottiene un nastro di profilato, su cui si dovrà verificare la corretta polimerizzazione e l’aggancio del materiale con la relativa “Prova di adesione del PTFE†.

Per ottenere il prodotto finito, ovvero il cuscinetto a strisciamento, viene tagliato, 24-48 ore dopo la produzione,il profilato, in modo da ottenere bandelle di dimensioni variabili in funzione delle dimensioni del cuscinetto da produrre.

Si può procedere, a questo punto, con il processo di stampaggio a freddo dei cuscinetti. Lo sviluppo ottenuto dopo il taglio à ̈ effettuato in modo che lo stato di PTFE à ̈ posto all’interno del cuscinetto, mentre lo strato formato dal metallo à ̈ all’esterno dello stesso.

Claims (6)

1. R I V E N D I C A Z I O N I 1) Miscela a base di PTFE per la realizzazione di cuscinetti a strisciamento caratterizzata dal fatto che detta miscela, per una quantità ponderale complessiva di 100 kg, comprende i seguenti composti: - PTFE (A) in quantità di 80,4 kg; - bisolfuro di molibdeno (B) in quantità di 6,4Kg; - vetro (C) in quantità di 8,0 Kg; - una prima aggiunta di fluido alifatico (D) in quantità di 2,6Kg; - una seconda aggiunta del fluido alifatico (D) in quantità di 2,6 kg; ed essendo le quantità ponderali di ciascuno di detti composti variabili in una percentuale del ± 5%.
2. 2) Miscela secondo la rivendicazione 1 caratterizzata dal fatto che à ̈ preparata in un luogo a temperatura costante tra un minimo di 10°C e un massimo di 25°C.
3. 3) Miscela secondo la rivendicazione 1 o 2 caratterizzata dal fatto che à ̈ preparata in un luogo con una umidità relativa ≤80%.
4. 4) Metodo per la realizzazione della miscela a base di PTFE caratterizzato dalle seguenti fasi: - pesata del prodotto A; - pesata e prima addizione del prodotto D; - miscelazione dei composti nell’agitatore rotante; - pesata e addizione dei prodotti B e C; - miscelazione dei composti nell’agitatore rotante; - pesata e seconda addizione del prodotto D; - miscelazione dei composti nell’agitatore rotante; - scarico della miscela ottenuta.
5. 5) Metodo per la realizzazione della miscela a base di PTFE secondo la rivendicazione 4 caratterizzato dal fatto che detta fase di miscelazione avviene per un tempo minimo di 8 ad un massimo di 18 min.
6. 6) Uso della presente miscela in una linea produttiva per l’ottenimento di un cuscinetto a strisciamento in cui lo stato di PTFE à ̈ posto all’interno del cuscinetto stesso.