NL1024027C2 - Glijlak. - Google Patents

Description

4

Titel· Glijlak

De uitvinding betreft een glijlak, voorwerpen voorzien van een dergelijke gedroogde lak, de toepassing daarvan. Glijlakken zijn samenstellingen van smerende vaste deeltjes, in een matrix van organisch bindmiddel· 5 De meest gebruikte componenten die in de glijlak aanwezig zijn om smering te bewerkstelligen zijn molybdeensulfiden (met name M0S2), fluorpolymeren zoals Teflon, grafiet en wolfraamsulfiden (met name WS2). Deze smerende vaste deeltjes moeten in de regel gestabiliseerd worden in de glijlak. Daarom worden deze deeltjes gesuspendeerd of gedispergeerd in een 10 bindmiddel. Dit bindmiddel is gebruikelijk een hars, zoals een alkyd-, fenol-, epoxy- of een acrylaathars.

Een dergelijke hars wordt uitgehard en verknoopt door een temperatuurbehandeling. Om een glijlak toe te kunnen passen, dient er verder een oplosmiddel toegevoegd te worden om het bindmiddel op te 15 lossen. Vaak worden hiervoor milieubelastende stoffen gebruikt, maar tegenwoordig gaat de voorkeur uit naar milieuvriendelijke oplosmiddelen zoals water, alcoholen etc.

Glijlakken zijn vaak de aangewezen smeermiddelen voor toepassing in vacuüm, bij relatief hoge temperaturen en in het geval van 20 hoge oppervlaktedrukken, door de afwezigheid van het opbouwen van een hydrostatische druk in het smeermiddel. Glijlakken worden evenzo gebruikt in gevallen waar natte smering ongewenst is, bijvoorbeeld in verband met het aankleven van stof in elektronische apparatuur. Afgifte van vaste smeermiddelen aan de omgeving wordt tegengegaan door een goede 25 hechting aan het substraat oppervlak en het gebruik van zeer dunne lagen. De werking van de vaste smeermiddelen berust op het vermijden van een grote, tegenwerkende afschuifkracht in de materiaaloppervlakken. In de 1024027 I 2 I stand van de techniek wordt grofweg onderscheid gemaakt tussen drie I typen vaste smeermiddelen: I 1. de kristalvlakken van anorganische pigmenten, zoals sulfiden, I worden gebruikt om hierlangs de afschuiving te laten plaatsvinden; I 5 de pigmenten bevinden zich in een laksysteem; I 2. materialen met een geringe wrijving, zoals keramische materialen, worden gebruikt om het optreden van afschuiving aan het oppervlak te minimaliseren; en I 3. het gebruik van zeer kleine bolvormige deeltjes als microlagers, die 10 als zodanig het optredende snelheidsverschil overbruggen.

I Glijlakken zijn reeds lang bekend. Het gebruik van M0S2 als vast organisch I smeermiddel gaat bijvoorbeeld terug tot de 17e eeuw. Het eerste onderzoek I naar de technische werking van MoS2 is echter pas in 1938 uitgevoerd door I Westinghouse Electric Company.

15 Hoewel vaste smeermiddelen dus reeds lang bekend zijn, is er de afgelopen twintig jaar weinig behoefte geweest aan verder onderzoek en ontwikkeling. Doordat de bestaande kennis over de glijlakken grotendeels I gebaseerd is op "trial and error" methodieken, is het technisch inzicht in de (werking van) glijlakken gering. Aan de andere kant is er wel een grote 20 behoefte aan nieuwe smeermiddelen met verbeterde eigenschappen, die beter zijn toegespitst op de eisen gesteld aan specifieke toepassingen.

De uitvinders hebben daarom uitgebreid technisch onderzoek verricht naar de toepassing van nieuwe componenten aan glijlakken, met als resultaat glijlakken met verbeterde eigenschappen, zoals een 25 verminderde weerstand.

De werking van anorganische stoffen met een hexagonale kristalstructuur, zoals M0S2 en grafiet, als vast smeermiddel is bij de vakman bekend. Door de laagvormige opbouw van de kristallen kunnen deze kristallagen relatief gemakkelijk langs elkaar schuiven. In het geval 30 van M0S2 draagt de afstotende werking van aangrenzende zwavellagen hier I 1 024027 * 3 verder aan bij. De lagen hebben aldus een lage wrijvingscoëfficiënt.

Hierdoor ontstaat een smerende werking. Aan de andere kant is het belastingdragend vermogen van een dergelijk systeem erg hoog. Dit «{*. . _. vermogen wordt in feite bepaald door de druksterkte, of onderlinge 5 samenhang, van het gebruikte materiaal, bijvoorbeeld MoSs.

Een andere belangrijke eigenschap van vaste smeermiddelen die gewenst is is de stabiliteit. De stabiliteit hangt ondermeer van de omgeving af. Ten minste twee aspecten spelen hier een belangrijke rol. Verontreinigingen die aanwezig zijn in bijvoorbeeld de lucht, zoals zuurstof en water, kunnen 10 interactie vertonen met de lamellaire MoS2-structuren. De aanwezigheid van water leidt bijvoorbeeld tot hydrolyse van het M0S2, waardoor het de smerende werking vermindert. Het zuurstof kan in het M0S2 kristalrooster worden opgenomen en ingebouwd, waardoor oxidatie optreedt en M0O3 gevormd wordt. Dat resulteert op den duur in een brosse laag die blaren 15 vormt en af schilfert. Hierdoor wordt de levensduur van het smeermiddel verkort. In een omgeving waar geen zuurstof en water aanwezig zijn, zoals een vacuüm, behoudt het M0S2 een lage wrijving en heeft het een zeer lange levensduur.

De huidige generatie glijlakken geeft onvoldoende afscherming 20 tegen atmosferische invloeden. Daardoor ontstaat op den duur toch een brosse laag en treedt onthechting van het substraat op. Er ontstaan dan onbedekte plaatsen, met alle gevolgen van dien. De mate van degradatie van de glijlak hangt ondermeer af van de omstandigheden waaronder de glijlak moet functioneren.

25 Zo kan een smeermiddel als M0S2 onder atmosferische omstandigheden onvoldoende lang functioneren. Daarom is het van belang dat het M0S2 als een zeer fijn poeder gebruikt wordt, in combinatie met een uithardend organisch bindmiddel, in de regel op basis van een kunsthars. Hierdoor wordt de hechting aan het substraatoppervlak bevorderd. Verder 30 kan een organisch oplosmiddel als verdunner aanwezig zijn. Een aldus 1024027

I 4 I

I verkregen glijlak functioneert over een langere periode, als het I

I onderliggende substraat voldoende afgeschermd is van atmosferische I

I invloeden. Verder dient oxidatie van de vaste smeermiddelen, zoals in dit I

I voorbeeld M0S2, voorkomen te worden, omdat dit de levensduur verkort. I

I 5 Voorts bestaat er behoefte aan glijlakken met verbeterde I

tribologieche eigenschappen. Ondermeer kan het inloopgedrag van de I

I glijlak, de wrijvingscoëfficiënt, de oppervlaktespanning en de anticorrosieve I

I werking verbeterd worden. I

I Als gezegd heeft de "trial-and-error" methode in de laatste jaren I

I 10 geen wezenlijk gewijzigde glijlakken opgeleverd. De samenstelling van de I

glijlakken is niet veranderd, de belangrijkste componenten zijn nog steeds I

I conventionele harstypes met daarin M0S2, PTFE, of grafiet. De gebruikte I

I organische oplosmiddelen en additieven zijn veelal toxisch en/of schadelijk I

I voor het milieu, ondermeer vanwege de slechte biologische afbreekbaarheid. I

15 Tegenover de stilstand in ontwikkeling van glijlakken staan de I

I optimalisatie en vernieuwing in de coating-industrie. Hier zijn nieuwe I

I deklagen ontwikkeld, met een decoratieve of beschermende werking, I

I bijvoorbeeld tegen corrosie, anti-fouling etc., of met een andere of verbeterde I

I functionaliteit, zoals antistatische, slijtvaste en vuilafstotende coatings. I

I

I 20 Voorts trekt de ontwikkeling van coatings op waterbasis, zoals water· I

I gedragen lakken en verven ook aandacht. Deze vernieuwingen hebben voor I

zover relevant geen toepassing gevonden in de ontwikkeling van nieuwe I

glijlakken. I

I De onderhavige uitvinders hebben in uitgebreid onderzoek het I

25 effect van de toevoeging van bepaalde additieven op gewenste I

I eigenschappen, zoals het tribologisch gedrag en de preventie van corrosie, I

I als ook de onderlinge interactie van de verschillende componenten van de I

I glijlak bestudeerd. Verder is onderzoek verricht naar het effect van I

I voorbehandelen van de ondergrond, waarop de glijlak toegepast wordt, zoals I

I 1024027 '___________ 5 gritstralen en enduriseren, op de tribologische en corrosiewerende eigenschappen van die glijlak.

Uit dit onderzoek is gebleken dat het van voordeel is aan een glijlak zogenaamde slipadditieven toe te voegen. Derhalve heeft de 5 uitvinding betrekking op een lak, omvattend in een vloeibaar medium een tribologiech actieve component, een hars, en een slipadditief. Slipadditieven zijn componenten die de neiging hebben zich naar het grensvlak lak-lucht te bewegen in de laksyetemen.

De glijlak volgens de onderhavige uitvinding voorziet in een 10 verbeterd inloopgedrag. Zonder aan enige theorie te willen worden gebonden, wordt aangenomen dat door diffusie van slipadditief moleculen zoals bijvoorbeeld polyolefine wasmoleculen, in de richting van het glijoppervlak de tribologisch actieve component (pigment), zoals het M0S2, vooraf in hoge mate parallel wordt georiënteerd (preoriëntatie).

15 De glijlak volgens de onderhavige uitvinding vóórziet verder in een met een verminderde wrijvingscoëfficiënt aan het glijoppervlak met een verlaging van soms wel 40%. Een verlaging van de wrijvingscoëfficiënt leidt tot minder slijtage van het onderliggende substraat. De wrijvingscoëfficiënt wordt bepaald met de SRV test volgens DIN 51834.

20 Een volgende verbetering betreft een sterke verlaging in oppervlaktespanning. In bepaalde systemen hebben de uitvinders afnames van 37 naar 11 mN/m gevonden, waarbij het enige verschil lag in de toevoeging van een slipadditief. Door een lagere oppervlaktespanning neemt ook de hechting aan het glijoppervlak at met als resultaat een sterk 25 verlaagde wrijvingscoëfficiënt. Een verlaagde oppervlaktespanning leidt op haar beurt ook weer tot minder slijtage. Tevens wordt de glans verhoogd en dus de oppervlaktegladheid.

Voorts kan nog genoemd worden de anticorrosieve werking van de nieuwe slipadditieven. Hierdoor wordt de levensduur van de glijlak 1024027: I 6 I aanzienlijk verlengd. Dit betekent op termijn minder slijtage en minder I onderhoud aan de onderdelen.

I Een van de problemen van de huidig bekende smeermiddelen is dat

I ze ten opzichte van de levensduur van het apparaat onvoldoende lang I

I 5 meegaan. Idealiter zou het eenmalig aanbrengen van een smering I

I voldoende moeten zijn» om enerzijds gedurende de levensduur afdoende I

smering te bewerkstelligen en anderzijds afdoende stabiliteit van de glijlak I

en bescherming tegen omgevingsfactoren te bieden. Het is de vakman I

bekend dat de levensduur van een glijlak een functie is van: I

I 10 (i) de oppervlaktebehandeling van het substraat; I

I (ii) de constitutie van dit oppervlak; I

(iii) de slijtage die optreedt van de oppervlakken waartussen de glglak I

zich bevindt; I

(iv) omgevingsfactoren» zoals de temperatuur, relatieve vochtigheid» I

I 15 zuurgraad; I

I (v) de hechting van de glijlak aan het substraat; I

I (vi) de bescherming die de glijlak tegen corrosie van het onderliggende I

substraat biedt; en I

(vii) de negatieve invloed van omgevingsfactoren op de glijlak, zoals I

20 oxidatie en hydrolyse. I

De glijlak volgens de uitvinding, die in de regel een dispersie van I

I ten minste een smerende vaste component als tribologisch actieve I

I component, een matrix van ten minste een organisch bindmiddel, ten I

I minste een oplosmiddel, en ten minste een slipadditief omvat, heeft een I

25 verlengde levensduur. De toevoeging van slipadditieven leidt tot verbeterd I

I güjgedrag, en een lagere wrijvingscoëfficiënt. Verder zorgt de toevoeging I

I van slipadditieven voor een lagere oppervlaktespanning ten opzichte van I

conventionele glijlakken, waardoor er minder hechting aan het oppervlak I

I plaats vindt en er dientengevolge ook een relatief lagere wrijvingscoëfBciënt I

30 resulteert. I

I 1024027" 7

Een volgend voordelig effect van de uitvinding ie dat het substraat waarop de glijlak wordt aangebracht, door de toevoeging van elipadditieven volgens de onderhavige uitvinding, beter beschermd wordt tegen omgevingsfactoren, zoals vocht en zuurstof. Hierdoor beschermt de glijlak 5 het substraat beter en gedurende een langere tijd, met als gevolg minder corrosie. Optioneel kan hier nog een corrosiewerend middel aan toegevoegd worden. In een zogenaamde neutrale zoutneveltest (NSS) uitgevoerd volgens ASTM B117-73 gedurende 24 uur treedt een verbetering op ten opzichte van conventioneel glijlakken van Re 6 naar Re 4. Deze visuele 10 beoordeling van de proefstukken op roestvorming wordt uitgevoerd conform de Europese roestschaaL Deze beoordeling varieert van Re 0 (0% corrosie) tot Re 9 (100% corrosie).

In dit verband kan men verder nog de beschermende werking tegen omgevingsfactoren van de elipadditieven op het tribologisch actieve pigment 15 noemen. Hierdoor wordt de levensduur van de glijlak aanzienlijk verlengd en wordt de frequentie voor het plegen van noodzakelijk onderhoud verminderd.

In een voorkeursuitvoeringsvorm bestaan de elipadditieven uit polysiloxanen of gemodificeerde siloxanen. Dergelijke polysiloxanen zijn van 20 het type polyalkylsiloxanen of polydialkylsiloxanen, bij voorkeur polydimethylsiloxanen. Deze kunnen gemodificeerd zijn met polyether- of polyesterzjjketens. Eventueel kunnen deze met polyether of polyester gemodificeerde polydimethylsiloxaan copolymeren gefunctionaliseerd zijn met hydroxylgroepen. Het aantal repeterende siloxaan eenheden bedraagt 2 25 tot 3000, en bij voorkeur 40 tot 250. Voorbeelden van deze stoffen zijn: BYK 307, BYK 310, BYK 333, BYK 373, EFKA 3031 en EFKA 3522 van de firma’s BYK Chemie en EFKA, respectievelijk.

In een andere voorkeursuitvoeringsvorm bestaan de slipadditieven uit polyolefine wassen, zoals polyetheen- (PE) en polypropeen (PP) homo- en 30 co-polymeren als ook gemodificeerde varianten van deze polymeren.

1024027’

I 8 I

I I

I Dergelijke co-polymeren kunnen bijvoorbeeld bestaan uit I

I ethyleenvinylacetaten, ethyleenacrylzuren, ethyleenacrylaten. Voorbeelden I

I van deze stoffen zijn Ceracol 600 en 601 en Cerafac 59 van de firma Byk I

I Chemie, als ook Ultralube E-671 van de firma Keim-Additec. I

I 5 Andere voorbeelden zijn polypropeenwasen (PP) of gemodificeerd I

I polypropeenwassen. Een voorbeeld van deze stoffen is Ultralube E-668-H I

I van de firma Keim-Additec (35 gew. % polypropeenwasemulsie, non- I

I ionischyanioniech, pH=8,5-9,0). Daarnaast kunnen ook paraffineachtige I

I stoffen en Caranuba en gemodificeerde versies hiervan als elipadditieven I

I 10 worden toegepast. I

I Andere voorbeelden van elipadditieven zijn polytetrafluorethylenen I

I (PTFE) of gemodificeerde polytetrafluorethylenen. Deze PTFE additieven I

I worden geleverd als poeders, emulsies en dispersies Producenten zijn I

bijvoorbeeld DuPont, 3M, Diakin, Ausimont, etc. Specifieke voorbeelden van I

15 deze stoffen zijn: Zonyl MP 1100 (poeder, gemiddelde deeltjesgrootte 4 pm), I

I Zonyl MP 1600 (poeder met deeltjesgrootte 12 pm), Zonyl TE-5069 ΑΝ I

(dispersie met gemiddelde deeltjesgrootte van 12 pm), Zonyl TE-3667N I

(dispersie in water met gemiddelde deeltjesgrootte van 0.22 pm) (Zonyl I

I producten allen van DuPont) en Ultralube E-801 (een non-ionisch/anionisch I

I 20 46 gew.-% PTFE dispersie van Keim-Additec, ρΗ=6.5·7.5). I

I Slipadditieven van het type polysiloxanen worden met voordeel I

I toegevoegd in hoeveelheden van 0,001 tot 10,0 gew. % betrokken op de I

I totale hoeveelheid tribologisch actieve pigmenten en bij voorkeur in I

I hoeveelheden van 0,01 tot 1,0 gew. % betrokken op de totale hoeveelheid I

I 25 tribologisch actieve pigmenten. I

I Slipadditieven van het type polyolefine wassen worden met I

I voordeel toegevoegd in hoeveelheden van 0,01 tot 20,0 gew. % betrokken op I

I de totale hoeveelheid tribologisch actieve pigmenten en bij voorkeur in I

I hoeveelheden van 0,1 tot 10,0 gew. % betrokken op de totale hoeveelheid I

I 30 tribologisch actieve pigmenten. I

I 1024027 9

Slipadditieven van het type polytetrafluorethylenen worden toegevoegd in hoeveelheden van 0,01 tot 20,0 gew. % betrokken op de totale hoeveelheid tribologisch actieve pigmenten en bij voorkeur in hoeveelheden van 0,1 tot 5.0 gew.% betrokken op de totale hoeveelheid tribologisch actieve 5 pigmenten.

Een belangrijke component van de glijlak betreft de tribologiech _ actieve component, bijvoorbeeld M0S2 , grafiet, WS2, PTFE en andere fluor bevattende polymeren, CeF3, SnS2, Bi2Se8. PTFE kan dus zowel als tribologiech actieve component ale slipadditief fungeren. Voor een optimale 10 werking van deze component moeten de glijvlakken zoveel mogelijk parallel aan het oppervlak van het substraat liggen. Zoals boven al vermeld, wordt de tribologisch actieve component vooraf in hoofdzaak parallel georiënteerd aan het glijoppervlak. Dit wordt bereikt door een diffusie van de slipadditieven in de richting van het glijdoppervlak. Door dit mechanisme 15 worden de tribologisch actieve componenten, zoals M0S2, gedwongen zich parallel aan elkaar te rangschikken. Geschikte hoeveelheden tribologisch actief component zijn gehalten tussen 25 en 50 gew. % van de totale hoeveelheid glijlak, waarvan het vaste stofgehalte zich tussen 0 en 70 gew.% en liever tussen 45 en 65 gew.% bevindt. In het vaste stofgehalte zijn 20 alle ingrediënten inbegrepen exclusief de vloeibare oplosmiddelen.(Voor M0S2 liggen zeer geschikte M0S2 korrelgrootten tussen 0,1 tot 50 μιη, en bij voorkeur tussen 1 en 20 pm.)

De glijlakken volgens de uitvinding kunnen conventionele toepassing vinden, waarbij vooral de verbeterde eigenschappen zoals 25 hierboven genoemd van belang zijn. Expliciet zij verwezen naar toepassing in de automotive industrie of op het gebied van uitzonderlijk transport dan wel voor het gebruik bij uitzonderlijke werkzaamheden, zoals extreem grote takel· en hefwerktuigen. Daarnaast ie toepassing in zogenaamde nichemarkten, in bijvoorbeeld de high-end industrie, waar relatief hoge 30 eisen aan zuiverheid, gedrag onder vacuüm en duurzaamheid gesteld 1024027____

10 I

worden, van voordeel. Voorts kunnen toepassingen binnen de witgoedsector I

en de ruimtevaart van de glijlakken volgens de uitvinding worden genoemd. I

De materie van de uitvinding heeft betrekking op een lak, waarbij I

het vloeibare medium 10 gew.% · 50 gew % en bij voorkeur 15 gew. % - 40 I

* 5 gew. % betrokken op het vaste stofgehalte van de gerede glijlak van een I

organisch bindmiddel omvat. I

Het bindmiddel wordt bijvoorbeeld en bij voorkeur gekozen uit de I

groep bestaande uit polyurethaan/polyacrylaat, polyurethaan/polyester, I

polyisocyanaat/polyacrylaat, polyurethaan/polyamide, polyamide/polyimide, I

10 epoxyharsen, etc. I

De lak volgens de uitvinding bevat gebruikelijk eveneens een I

verdikkingsmiddel. Een dergelijk middel is in de regel aanwezig in een I

hoeveelheid van 0,1 gew.% - 50 gew % en bij voorkeur 1,0 gew. % - 20,0 I

gew. % betrokken op het vaste stofgehalte van de gerede glijlak. I

15 De materie van de uitvinding betreft een lak die, vóór applicatie, I

een oplosmiddel bevat. Oplosmiddelen zijn in het algemeen in een I

hoeveelheid van 15 gew.% - 75 gew % en bij voorkeur van 35 gew.% - 55 gew I

% in de laksamenstelling aanwezig. Voorkeursvoorbeelden van geschikte I

oplosmiddelen zijn vloeistoffen gekozen uit de groep l-methoxy-2- I

20 propylacetaat (MPA), butylacetaat, Solvesso 100 ®, 2-butoxyethanol, N- I

methyl-pyrrolidon, dimethylethanolamine, glycol, methoxypropanol, I

aminomethylpropanol en water. I

Bovendien betreft de uitvinding de toepassing van de lak als I

bescherming tegen slijtage, corrosie, als wrijving verlagend middel, als I

25 smeermiddel; alsmede voorwerpen die met de lak behandeld zijn. Overigens I

kan de glijlak op gebruikelijke wijze worden aangebracht, bijvoorbeeld met I

een opzetmes of een schuimroller, of via spuit- of dip-spintechnologiën. I

Eventueel kan de ondergrond op een conventionele wijze worden I

voorbehandeld. Bijvoorbeeld kunnen substraten eerst ontvet worden en/of I

30 worden gegritstraald, bijvoorbeeld met fijn korund. Uitharding geschiedt I

1024027 I

11 door verhitten op een temperatuur geschikt om de verknoping te effectueren en de luchtige oplosmiddelen te verwijderen.

De uitvinding wordt hieronder toegelicht aan de hand van niet beperkende voorbeelden.

5

Voorbeeld 1: Glijlak op basis van een organisch oplosmiddel.

In de volgende voorkeursuitvoeringsvorm bestonden de tribologisch actieve pigmenten uit M0S2, met name Molyform 15 van de firma H.C.

10 Starck.

Slipadditieven zijn Ceracol 600 en BYK 373 van de firma Byk Chemie, als ook Zonyl TE 5069 AN (DuPont).

Het harssysteem was op basis van een acrylaathars met fiinctionele hydroxylgroepen, te weten Uracron CY 474E van DSM Reeins. 15 Ook het oxime geblokt isocyanaat Uradur YB147 van DSM Reeins is gebruikt.

Als verdikker werd een silica verdikker gekozen: Aerosil 380 van Degussa. Als diepergeermiddel werd Disperbyk 110 van BYK-Chemie gekozen. Dit is een oplossing van een co-polymeer met zure groepen.

20 Als corrosieadditieven werden Heucophos ZPA van Heubach en Nacor 1151 van King Industry gebruikt.

Het oplosmiddel was l-methoxy-2-propylactetaat (MPA).

De glijlak werd op de hierna genoemde wijze bereid, waarbjj het corrosiewerende middel Heucophos ZPA eventueel samen met de 25 slipadditieven werd toegevoegd.

20,67 gram Uracron CY 474 E en 16,27 g Uradur YB Sl werden gemengd met een Dispermat bij 5000 tot 6000 rpm onder waterkoeling. Al roerende werd 30 g MPA toegevoegd, waardoor een vortex-vorm ontstond. Hierna werd geleidelijk 80,10 gram M0S2 toegevoegd. Omdat de viscositeit van de 30 verkregen pasta te hoog was, werd 6,0 g MPA toegevoegd. Al roerende werd 1 o o A Π P 7

i ü A* tf O· fev» I

I 12 I 0,18 g BYK 373 en 1,6 g Ceracol 600 toegevoegd, waarna gedurende 30 I minuten krachtig werd gedispergeerd. Na toevoeging van 4,0 g Aerosil, I onder vorming van een vortex, werd opnieuw gedurende 30 minuten gedispergeerd. Hierna werd 50 g MPA toegevoegd om de gewenste I 5 viscositeit (een doorloopsnelheid van 30 seconden) te bereiken. De viscositeit

I werd gemeten met een viscositeitbeker met een opening van 4 mm (DIN

I 53211).

Deze glijlak werd uitgehard bij 180 °C gedurende 20 minuten. De volgende I resultaten werden gevonden: I enkele karakteristieken glijlak waarde I gewichtspercentage vaste stof 53,08 gewichtspercentage MoS2 op totale gl|lak 38,36

I stoichiometrte (NCO/OH) TOJI

viscositeit (DIN 4 mm) 20-25 sec.

verhouding MoSa/hars 2,90 gewichtsverhouding van de harsen Uracron/Uradur 1,30 I pigment volume concentratie 40% glanswaarde onder hoeken van 60® en 85* 1-1,5 oppervlakte spanning polaire component (mN/m) 0,1-1,0 I oppervlakte spanning disperse component (mN/m) 12-17 10 Tabel 1. Karakteristieken van gltylak uit voorbeeld 1.

Voorbeeld 2: Glijlak op waterbasis.

I In een andere voorkeursuitvoeringsvorm bestonden de tribologisch actieve 15 pigmenten ook uit M0S2, en met name Molyform 15 van de firma H.G.

Starck.

Slipadditieven waren BYK 333 van de firma Byk Chemie, als ook Zonyl MP

1600 N (DuPont) en Ultralube E-668-H van Keim-Additec.

I 1024027 13

Het harssysteem was gebaseerd op een polyester met functionele hydroxylgroepen, te weten Bayhydrol D 155 van Bayer AG. Het geblokt isocyanaat Bayhydur van Bayer AG bleek even bruikbaar. Ook was een polyester met functionele hydroxylgroepen, zoals Uradil SZ 255 van DSM 5 Resins; of het oxime geblokt isocyanaat Uradur YB147 van DSM Resine, ·;. bruikbaar.

Als verdikker werd een silica verdikker gekozen, Aerosil COK 84 van Deguesa en een urethaanverdikker Tafigel PUR 61 van Münzing Chemie. Als dispergeermiddel werden Disperbyk 180 en Disperbyk 190 van BYK-10 Chemie (een co-polymeer met zure groepen) en EFKA 4530 van EFKA (polyacrylaat in methoxypropanol) gekozen.

Als corrosieadditieven werden Heucophos ZPA van Heubach en Irgacor 252 FC van Ciba Geigy gebruikt.

Het oplosmiddel was water.

15

De glijlak werd op de volgende wijze bereid, waarbij eventueel het corrosiewerende middel Heucophos ZPA samen met de slipadditieven werd toegevoegd.

32,74 gram Bayhydrol D 155 en 26,48 g Bayhydur BL 5140 werden 20 gemengd met een Dispermat bij 5000 tot 6000 rpm onder waterkoeling. De viscositeit liep zeer hoog op. Al roerende werd 22 g demiwater en 1,50 g aminomethylpropanol toegevoegd, waardoor de pH steeg naar 10.10,0 g EFKA 4530 werd vervolgens gedurende 15 minuten in gemengd. Hierna werd geleidelijk 88,6 gr MoSa en 0,12 g BYK 333 toegevoegd. Er werd 25 gedurende 15 minuten gedispergeerd onder vorming van een vortex. Omdat de viscositeit van de verkregen pasta te hoog was, werd 32 g demiwater toegevoegd. Na toevoeging van 2,50 g Aerosil COK 84 werd onder vorming van een vortex, opnieuw gedurende 15 minuten gedispergeerd. Hierna werd 25,0 g demiwater toegevoegd om de gewenste viscositeit (een 1024027

14 I

doorloopsnelheid van 30 seconden) te bereiken. De viscositeit werd gemeten I

met een viscositeitbeker met een opening van 4 mm (DIN 53211). I

Deze glijlak werd uitgehard bij 150 °C gedurende 20 minuten. I

5 I

1024027 I

15

Voorbeeld 3

In onderstaande tabel staan niet beperkende voorbeelden voor de verschillende componenten voor de categorie glijlak op waterbasis en glijlak 5 met organisch oplosmiddel.

componenten organisch oplosmiddel waterbasis harssysteem Uracron CY 474 E Uradil SZ 255

UradurYBÏ47 UradurYBl47

Bayhydrol D 156 Bayhydur BL 5140 pigment M0S2 M0S2 verdikker Aerosil 380 Aerosil COK 81

Tafigel PUR 61 dispergeermiddel Disperbyk 110 Disperbyk 180

Disperbyk 190 ' EFKA4530 slipadditief BYK373 BYK333

Zonyl TE 5069 AN Zonyl MP 1600 N

Ceracol 600 Ultralube E-668-H

ΡΤΡΈ

corrosieadditief Heucophos ZPA Heucophos ZPA

Nacor 1151 Irgacor 252 FC

oplosmiddel l-methoxy*2-propylacetaat Demiwater _|(MPA) __

Tabel 2. Verschillende componenten voor glijlak.

Voorbeeld 4

Tribologische testen werden uitgevoerd om de invloed te bepalen van 10 slipadditieven op de wrijvingscoëfficiënt bij lage aandrukkracht (4000 N, dat overeenkomt met een maximale Hertzsche contactepanning van 738 1024027

I 16 I

I MPa). Daartoe werd gedurende 2,5 uur gemeten; in dit interval moet het I

I effect aangetoond kunnen worden. Het bleek dat slipadditieven een groot I

I effect hebben op het inloopgedrag wanneer de glijlak ie aangebracht op een I

I van tevoren met korund gestraalde ring, waarop een pen werd geplaatst. De I

5 rotatiesnelheid van de ring werd zo ingesteld dat er een glijsnelbeid tussen I

I pen en ring van 5 mm/s werd bereikt. Er werd gewerkt met een redproke I

beweging over 180°. Het wrijvingssignaal f werd gemeten. De samenstelling I

I van voorbeeld 1 bewoog naar het oppervlak van de glijlak. Toevoeging van I

I 0,1 gew.% BYK 373 leidde tot een sterke verlaging van de I

I 10 wrijvingscoëfficiënt. Opgemerkt dient te worden dat /toeneemt na 1,5 uür I

I tot een waarde van 0,10. Toevoeging van de PE-was Ceracol 600 in I

I combinatie met 0,1 gew.% BYK 373 leidde tot een licht aflopende I

I wrijvingscoëfficiënt van ongeveer 0,09. Het resultaat is vergelijkbaar met I

alleen BYK 373 met dien verstande dat de ƒ voor het gecombineerde systeem I

I 15 aflopend is en bij alleen BYK 373 oplopend. Blijkbaar versterken de I

additieven elkaar in hun werking: de PE-was zorgt mogelijk voor I

preoriëntatie van de M0S2 plaatjes en het siloxaan BYK 373 voor een I

verlaagde wrijving tijdens inloop waardoor verdere oriëntatie van de M0S2 I

I plaatjes kan plaatsvinden. I

I 20 I

| 102402 7____I

Claims (12)

1. Lak, omvattend in een vloeibaar medium een tribologiacb actieve component, een hare, en een slip additief.

2. De lak volgens conclusie 1, waarbij het slipadditief gekozen is uit de groep omvattend polysiloxanen en gemodificeerde polysiloxanen, 5 polyolefine wassen en gemodificeerde polyolefine wassen, polytetrafluorethylenen (PTFE) of gemodificeerde polytetrafluor-ethylenen of mengsels daarvan.

3. De lak volgens conclusie 1 of 2, omvattende als slipadditief (a) polysiloxanen en/of gemodificeerde polysilanen in hoeveelheden van 10 0,001 tot 10,0 gew. % betrokken op de totale hoeveelheid tribologisch actieve component en bij voorkeur in hoeveelheden van 0,01 tot 1,0 gew.% betrokken op de totale hoeveelheid tribologisch actieve componenten; (b) polyolefine wassen en/of gemodificeerde polyolefinewaseen in hoeveelheden van 0,01 tot 20,0 gew.% betrokken op 15 de totale hoeveelheid tribologisch actieve component en bij voorkeur in hoeveelheden van 0,1 tot 10,0 gew. % betrokken op de totale hoeveelheid tribologisch actieve component; (c) polytetrafluorethylenen en/of gemodificeerde polytetrafluorethylenen in hoeveelheden van 0,01 tot 20,0 gew. % betrokken op de totale hoeveelheid tribologisch actieve 20 component en bij voorkeur in hoeveelheden van 0,1 tot 5,0 gew. % betrokken op de totale hoeveelheid tribologisch actieve component.

4. De lak volgens een der voorgaande conclusies, omvattend de tribologisch actieve component in een hoeveelheid van 15-60 gew.% en bij voorkeur van 25-50 gew. % betrokken op de totale hoeveelheid glijlak, waarvan 25 het vaste stofgehalte zich tussen 0 en 70 gew. % bevindt.

5. De lak volgens een der voorgaande conclusies, waarbij de tribologisch actieve component gekozen wordt uit de groep omvattend M0S2, grafiet, 1024027 I 18 I I WS2, PTFE en andere fluor bevattende polymeren, CeFs, SnSs, BizSes, I met dien verstande dat als PTFE de tribologisch actieve component is, I I het slipadditief niet PTFE is. I

6. De lak volgens een der voorgaande conclusies, waarbij het vloeibare I I 5 medium een organisch bindmiddel omvat in een hoeveelheid van 10 I I gew.% - 50 gew % en bij voorkeur 15 gew. % - 40 gew. %, betrokken op I I het vaste stofgehalte van de gerede glijlak. I

7. De lak volgens conclusie 6, waarbij de hars gekozen wordt uit de groep I omvattend polyurethaan/polyacrylaat, polyurethaan/polyester, I 10 polyisocyanaat/polyacrylaat, polyurethaan/polyamide, I polyamide/polyimide, epoxyharsen, etc. I

8. De lak volgens een der voorgaande conclusies verder omvattend een I I corrosiewerend middel. I

9. De lak volgens een der voorgaande conclusies omvattende als vloeibaar I I 15 medium l-methoxy-2-propylacetaat, butylacetaat, 2-butoxyethanol, N- I methylpyrrolidon, dimethylethanolamine, glycol, methoxypropanol en/of I I water, waarbij het vloeibaar medium bij voorkeur aanwezig is in een I I hoeveelheid van 35-55 gew.% I

10. Toepassing van de lak volgens een der voorgaande conclusies als I I 20 bescherming tegen slijtage, corrosie, als wrijving verlagend middel en/of I I als emeermiddeL I

11. Voorwerp voorzien van een laag gedroogde lak volgens een der I I conclusies 1-9. I

12. Toepassing van polysiloxanen, gemodificeerde polysiloxanen, polyolefine I I 25 wassen, gemodificeerde polyolefinewassen, polytetrafluorethylenen of I I gemodificeerde polytetrafluorethylenen in een glijlak als slijtage I I inhibitor. I I 1024027