JPS61231020A - 低摩擦低摩耗性複合材料 - Google Patents

低摩擦低摩耗性複合材料

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JPS61231020A
JPS61231020A JP7326185A JP7326185A JPS61231020A JP S61231020 A JPS61231020 A JP S61231020A JP 7326185 A JP7326185 A JP 7326185A JP 7326185 A JP7326185 A JP 7326185A JP S61231020 A JPS61231020 A JP S61231020A
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JP7326185A
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Shigeo Tatsuki
田附 重夫
Shinzo Inubushi
犬伏 眞造
Masao Yoshikawa
吉川 雅勇
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NTN Corp
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NTN Toyo Bearing Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は低摩擦低摩耗性複合材料に関するものである
〔従来の技術〕
従来、潤滑油の使用できない乾燥摺動部材たとえば軸受
、歯車等にポリテトラフルオロエチレン、ポリイミド、
ポリアミド、ポリアミドイミド、ポリエーテルなどの合
成樹脂が広く用いられているこ・とはよく知られている
が、これら合成樹脂は摩擦係数が小さく、耐摩耗性も良
いと言われるものの実際面で満足できるものではないの
で、通常樹脂単独ではな(てこれらに金属酸化物、二硫
化モリブデン、グラファイト等の固体潤滑剤を配合した
ものが使用される。しかし、このような複合材であって
も、なお耐摩耗性および摩擦特性は共に満足できるもの
ではなく、耐熱性を必要とする場合に窒化ホウ素などが
使用されることもあるがこれとても摩擦係数が大きくて
充分満足できるものとは言えない。
したがって、この発明の出願人は特願昭58−1645
58号において、ジフェニルボロシロキサンポリマーと
、ジフェニルボロシロキサンポリマー焼成粉との配合物
の予備成形体を焼成した高温槽動部材料を、特願昭58
−164559号においてはグラファイト、セラミック
などの耐熱性基材上にジフェニルボロシロキサンポリマ
ーの有機溶媒溶液膜を形成し焼成した摺動部材料を、さ
らに特願昭58−164560号においてはジフェニル
ボロシロキサンポリマー焼成粉と、フッ素樹脂、ポリイ
ミド系、ポリアミド系もしくはポリエーテル系などの摺
動部材料用に広く使用されている樹脂との複合材を開示
した。
〔発明が解決しようとする問題点〕
しかし、これら従来の技術においては、曲げ強さ、伸び
等の機械的強度と共に低摩擦、耐摩耗性、さらには価格
等をも含めて満足できる材料が容易には得られないとい
う問題点がある。
〔問題点を解決するための手段〕
上記の問題点を解決するために、この発明はエポキシプ
レポリマー100重量部とボロシロキサンポリマー焼成
粉5〜900重量部とを混合し、これにアミンイミド化
合物2〜20重量部を加えて加熱硬化させ、アミンイミ
ド硬化エポキシ樹脂相の中に固体潤滑剤としてすぐれた
特性を有するボロシロキサンポリマー焼成粉が分散して
いる低摩擦低摩耗性複合材料とする手段を採ったのであ
る。以下その詳細を述べる。
まず、この発明におけるエポキシプレポリマーは特に限
定されるものではなく、通常市販されているエポキシ樹
脂(たとえば、ビスフェノール型、ノボラック型、その
他シクロペンタジェンやシクロヘキセン誘導体、ポリブ
タジろン、乾性油などの不飽和基に過酢酸を用いてエポ
キシ基を導入した系統のものまたはこれらをブレンドし
たもの等のいずれでもよく、商品名として、米国シェル
社製:  Epon、英国シェル社製: Epikot
e、  スイス国チバ社製: Araldite、米国
ミネソタマイニング社製: 5cotchcast 等
等がある)を使用することができる。
このようなエポキシプレポリマーは硬化剤と反応して機
械的強、度、耐薬品性のすぐれたものになるが、その性
質は硬化剤の種類、配合割合または硬化条件などによっ
てかなり変化するので、この発明における硬化剤はアミ
ンイミドであることが望ましい。ここで、アミンイミド
は一般式(I)で表わされるイリド化合物で 〔ただしに、はアルキル基、アリル基、エチニル基もし
くはアラルキル基を、また、k2、K、およびR4はそ
れぞれ同一であっても互に異なってもよくアルキル基、
アラルキル基もしくはヒドロキシアルキル基を表わす。
〕 あって、これを加熱すると(It)式のようにインシア
ナートと三級アミンとに分解する。
したがって、アミンイミドはエポキシ樹脂の一液型潜在
硬化剤として有効であって、硬化反応は通常130℃以
上の高温で進行し、その硬化速度はアミンイミドの熱分
解速度に支配されるため、硬化過程において発生する歪
を解消しながら硬化反応が比較的緩慢に進行し、同時に
生成するインシアネートはウレタン結合またはオキサゾ
リドン環を形成してエポキシ樹脂硬化物に高靭性、大き
い破断伸び、高い接着強度などの好ましい諸性質を与え
て、バインダー用に非常に適した樹脂とするのである。
また、この発明のボロシロキサンポリマー焼成粉は一般
式(ffl) で表わされるジフェニルボロシロキサンを窒素雰囲気下
900℃以上で焼成して得られるものであって、耐熱性
と耐摩耗性とを兼備したすぐれた固体潤滑剤であり、通
常Si が35.4〜44.8%(重量%、以下同じ)
、Cが35.6〜54.8%、0が0.3〜12.2 
%、Bが5.3〜5.6%、Hが0.5〜0.7%で示
される組成のものである。そして、この焼成粉の粒度は
特に限定するものではない。
以上述べたエポキシプレポリマー、ボロシロキサンポリ
マー焼成粉および硬化剤としてのアミンイミド化合物の
配合割合を限定した理由は、エポキシプレポリマー10
0重量部に対してボロシロキサンポリマー焼成粉が5重
量部未満の少量°では摩擦係数が大きくなり好ましくな
く逆に900重置部を越える多量では取り扱い可能な強
度の成形体を得るのが困難で好ましくなく、アミンイミ
ド化合物が2重量部未満では硬化反応に長時間を要し生
産性が悪く、逆に20重量部を越える多量では硬化反応
が急激に進行し、制御が困難となるので好ましくないか
らである。そして、これら王者を加えて加熱硬化させ所
望の成形体を得るための具体的方法は、たとえば、つぎ
のようにすればよい。すなわち、 ■所定量のエポキシプレポリマーとアミンイミド化合物
とを混合し、50〜60℃で攪拌しながら真空脱泡する
■焼成したボロシロキサンポリマーを粉砕した後、これ
を充分乾燥する。
■前記■で得られたエポキシプレポリマーとアミンイミ
ド化合物との混合物に、前記■で得られたボロシロキサ
ンポリマー焼成粉を所定量加えて、50〜60℃で攪拌
しながら真空脱泡する。
■前記■で得られた混合物を所定の金型に注ぎ、130
〜200℃のもとて樹脂の硬化反応(12時間以内)を
進める。
といった方法である。
〔実施例〕
実施例1〜5: エポキシプレポリマー(Epikote 828)10
0重量部に対し、900℃で焼成し粉砕および乾燥した
ボロシロキサンポリマー焼成粉45重量部と、下記5種
類のアミンイミド化合物3〜7重量部とを、それぞれ前
記■〜■に示したと同様の操作によって試験片(径30
mm、厚3 mmおよび幅I Q mm 、長さ3 Q
 mm 、高さ3 mm )を作製した。
U    ()l、OH ・・・実施例4 得られた試験片の摩擦係数(μ)をスラスト型摩耗試験
機(N、T、N東洋ベアリング社製−円筒−円盤型摩耗
試験機)によって、相手材5UJ−2、荷重9゜3kg
f、滑り速度毎分128mの条件下で求め、また曲げ強
さくkgf/fmn2)は3点曲げ、支点間距離20 
mm、クロスヘッド速度毎分4mmの条件下で引張、り
試験機(東洋ボールドウィン社製:TENS I LO
N 万能型引張試験機、MODEL UTM−4LSS
−7D−DC−UTM−A(E)M)により求め、比摩
耗量K (mms/ k g f・m)、比重などとと
もに第1表にその結果をまとめた。なお、硬化条件はっ
ぎの3第   1   表 種とした。
2・・・150℃1.5時間+110℃5分+180℃
2時間、b・・・150℃ 3時間+110℃5分+1
80℃2時間、C・・・110℃ 3時間+150℃8
時間、リイミド(米国アップジョン社製:ポリイミド2
080、三片石油化学工業社製:ケルイミド1000)
、ポリフェニレンサルファイド(米国フィリップ社製:
ライトンR−6)およびポリ四フッ化エチレン(三片7
0ロケミカル社製:テフロン7J、充填剤なし)の4種
の樹脂を選び、樹脂100重量部に対し、実施例1〜5
で用いたと同じボロシロキサンポリマー焼成粉43重量
部を混合分散させた実施例と同形状の試験片を作製し、
摩擦係数(μ)、比摩耗量K (mm’/kg f −
m )、曲げ強さく kgf 7mm”)、比重を求め
、得られた結果を第2表にまとめた。この第2表と第1
表とを比較第  2  表 すればこの発明のボロシロキサンポリマー焼成粉とアミ
ンイミド硬化エポキシ樹脂とからなる複合材は、第2表
中で最もすぐれた摩擦係数(O,OS)を示した比較例
2と同等もしくはそれを遥かに上回る値(0,08〜0
.05)のものであることが明らかである。すなわち、
比較例2の比摩耗量には小さい値であっても摩擦係数μ
は実施例1.2および3のいずれよりも大きい値であり
、また曲げ強さも実施例1および3より劣っている。ざ
ら・に、比重に関してもこの発明の複合材料よりも第2
表に示す現在、市販の高分子材料の複合材料の方が大き
い値であって、使用上この発明の複合材料が有利である
ことがわかる。なお、比較例3においては摩耗試験中に
滑り面に溶融現象が認められ、比較例1および2におい
ては熱成形の際いずれも250℃以上で長時間に及ぶ高
温処理が必要であった。これに対して、この発明の複合
材料には溶融現象は認められず、硬化のための処理温度
も110〜180℃程度の低温で充分である。したがっ
て、この発明の複合材料は、省エネルギーの面において
も、また、成形もしくは部品表面へのコーティングに際
しても、きわめて有利である。
比較例5: 従来エポキシ樹脂の硬化剤として広く用いられている4
、4′−メチレンジアニリン30重量部を、実施例5で
用いたアミンイミド化合物(5)の代わりに用いた以外
は実施例5に準する方法で試験片を作製し、得られた試
験片に対してラジアル型摩耗試験機(N、 T、N、東
洋ベアリング社製:サバン型摩耗試験機)、荷重2 k
gf、  滑り速度毎分、120mの条件下で摩擦摩耗
特性を求めた。対照品として実施例5で得られた試験を
選び、両者の摩擦摩耗特性値を第3表に、また摩擦力の
経時的変化を図に示した。第3表から明らかなように実
施例5で得られた複合材料は比較例5で得られた複合材
料に比べて、摩擦係数μは約1/3であり、比摩耗量は
約1/70であって、遥かにすぐれた摩擦摩耗特性を示
した。また図における摩擦カ一時間曲線から、実施例5
で得た試験片の曲線Aが比較例5で得た試験片の曲線B
よりも経時的にきわめて第  3  表 安定して低摩擦低摩耗特性を示すことが明白となった。
〔効果〕
以上のことから明らかなように、固体潤滑剤としてすぐ
れた特性を発揮するボロシロキサンポリマー焼成粉を、
接着特性を始めとし高靭性、可撓性、低温硬化性等にす
ぐれたアミンイミド硬化エポキシ樹脂をバインダーとし
て成形した複合材料はすぐれた自己潤滑性を有し、従来
の材料では得難い低摩擦低摩耗特性を示し、ざらに価格
の面でも非常に安価で成形もしくは部品表面へのコーテ
ィングに際してもきわめて有利であることから、この発
明の意義はきわめて大きいと言える。
【図面の簡単な説明】
図は摩擦力(kgf)の経時変化を示す図である。 A・・・実施例5で得られた試験片の摩擦力の変化曲線 B・・・比較例5で得られた試験片の摩擦力の変化曲線

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. エポキシプレポリマー100重量部とボロシロキサンポ
    リマー焼成粉5〜900重量部との混合物にアミンイミ
    ド化合物2〜20重量部を加えて加熱硬化させたことを
    特徴とする低摩擦低摩耗性複合材料。
JP7326185A 1985-04-04 1985-04-04 低摩擦低摩耗性複合材料 Granted JPS61231020A (ja)

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JPS61231020A true JPS61231020A (ja) 1986-10-15
JPH0252927B2 JPH0252927B2 (ja) 1990-11-15

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20100253213A1 (en) * 2007-12-28 2010-10-07 Mitsui Chemicals, Inc Latent curing agents, epoxy resin compositions containing the same, sealing materials, and organic el displays
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