RU2044763C1

RU2044763C1 - Composition for anti-wear coating

Info

Publication number: RU2044763C1
Application number: RU92016084A
Authority: RU
Inventors: В.А. Губанов; П.Е. Тройчанская; В.В. Шаталов; А.А. Скачедуб; В.Т. Орехов; С.В. Соколов
Original assignee: Всесоюзный научно-исследовательский институт синтетического каучука; Всероссийский научно-исследовательский институт химической технологии
Priority date: 1992-12-18
Filing date: 1992-12-18
Publication date: 1995-09-27

Abstract

FIELD: anti-wear compositions. SUBSTANCE: composition has, wt.-% perfluoropolyester with terminal acid group 0.1-1; oligomer of hexafluoropropylene with terminal lower alkylester group in the latter oligomer 10-20, and difluorotrichloroethane the rest. EFFECT: enhanced quality of composition. 1 tbl

Description

Изобретение относится к области полимерных покрытий и может быть использовано в различных областях техники для повышения износостойкости таких изделий, как детали машин, металлобрабатывающие инструменты и т.п. The invention relates to the field of polymer coatings and can be used in various fields of technology to increase the wear resistance of products such as machine parts, metalworking tools, etc.

Известно, что для повышения износостойкости различных изделий, в частности металлообрабатывающего инструмента, применяют такие методы, как термообработка, электрохимическое или диффузионное хромирование, азотирование, вакуумно-плазменное напыление [1]
Однако для получения таким образом покрытий необходимо нагревание изделий до 400-950^оС, что является очень нежелательным. Кроме того такие покрытия неприменимы для внутренних поверхностей.It is known that to increase the wear resistance of various products, in particular metalworking tools, apply methods such as heat treatment, electrochemical or diffusion chromium plating, nitriding, vacuum-plasma spraying [1]
However, to thereby obtain a coating product must be heated to 400-950 ^{° C,} which is very undesirable. In addition, such coatings are not applicable to internal surfaces.

В последние годы широкое распространение для снижения износа деталей узлов трения получил метод эпиламирования, заключающийся в нанесении составов, представляющих собой ПАВ в легколетучем растворителе и образующих сверхтонкое антифрикционное покрытие, причем наиболее предпочтительны составы на основе перфторированных ПАВ. In recent years, the epilamination method has been widely used to reduce the wear of parts of friction units, which consists in applying compositions that are surfactants in a volatile solvent and forming an ultrathin antifriction coating, the compositions based on perfluorinated surfactants being the most preferred.

Известно использование для вышеуказанных целей эпиламов марок эфрен-1, эфрен-2, 6СФК-180-05, которые представляют собой 0,05-0,5%-ный раствор перфторкислоты R_fCOOН. В качестве растворителя используется галоидсодержащий углеводо- родный растворитель, а именно хладон-113 или его смесь c хладоном-112 [2]
Однако долговечность деталей, обработанных такими составами, не всегда удовлетворяет требованиям современной техники, кроме того используемые в составе хладона-112 или 113 являются экологически небезопасными, а именно озоноразрушающими. Например, озоноразрушающий потенциал хладона-113 равен 0,8.It is known to use epilams of the brands efren-1, efren-2, 6SFK-180-05 for the above purposes, which are a 0.05-0.5% solution of perfluoric acid R _f COOН. The solvent used is a halide-containing hydrocarbon solvent, namely Freon-113 or its mixture with Freon-112 [2]
However, the durability of parts treated with such compositions does not always meet the requirements of modern technology, in addition, those used in the composition of Freon-112 or 113 are environmentally unsafe, namely ozone-depleting. For example, the ozone-depleting potential of HFC-113 is 0.8.

Известен состав, представляющий собой 1,0-2,0%-ный раствор полиэфира с концевой кислотной группой с ММ 2200-5000 в хладоне-113 [3] Покрытие наносится после обезжиривания поверхности в гептане. Остаток растворителя удаляется путем термической обработки при 323 К в течение 30 мин. Применение таких составов позволяет повысить износостойкость поверхности в 8-28 раз в зависимости от ММ полиэфира. Known composition, which is a 1.0-2.0% solution of a polyester with a terminal acid group with MM 2200-5000 in freon-113 [3] The coating is applied after degreasing the surface in heptane. The remaining solvent is removed by heat treatment at 323 K for 30 minutes. The use of such compositions can increase the wear resistance of the surface in 8-28 times depending on the MM polyester.

Однако ряд позиций современной техники требует еще более высокой долговечности работы узлов и механизмом. Кроме того известный состав также использует озоноразрушающий хладон-113. However, a number of positions in modern technology require even higher durability of the nodes and mechanism. In addition, the known composition also uses ozone-depleting freon-113.

Целью изобретения является создание состава, позволяющего получить покрытия с повышенной износостойкостью и экологически безопасные. The aim of the invention is the creation of a composition that allows to obtain coatings with high wear resistance and environmentally friendly.

Цель достигается тем, что в качестве галоидсодержащего углеводородного растворителя используют дифтортрихлорэтан и состав дополнительно содержит олигомер гексафторпропилена или олигомер окиси гексафторпропилена с концевой низшей алкилэфирной группой в последнем олигомере. Сущность предлагаемого изобретения заключается в том, что перфторполиэфир с концевой кислотной группой, дифтортрихлорэтан и олигомер смешивают при нормальных условиях в отношении, мас. The goal is achieved in that, as a halide-containing hydrocarbon solvent, difluorotrichloroethane is used and the composition further comprises a hexafluoropropylene oligomer or a hexafluoropropylene oxide oligomer with a terminal lower alkyl ether group in the latter oligomer. The essence of the invention lies in the fact that perfluoropolyether with a terminal acid group, difluorotrichloroethane and oligomer are mixed under normal conditions in relation to, wt.

Перфторполиэфир с концевой
кислотной группой 0,1-1
Олигомер гексафтор-
пропилена или олигомер
окиси гексафторпропилена
с концевой низшей алкил-
эфирной группой
в последнем олигомере 10-20
Дифтортрихлорэтан Остальное
Используемый дифтортрихлорэтан имеет ММ 169,29 г моль^-1, плотность при 24^оС ρ 1571 ± 2,8 кг/м³ и Т_кип. 72^оС при 760 мм рт.ст.Perfluoropolyether with terminal
acid group 0.1-1
Oligomer hexafluoro-
propylene or oligomer
hexafluoropropylene oxides
with terminal lower alkyl
ether group
in the last oligomer 10-20
Difluorotrichloroethane Else
MM is used diftortrihloretan 169.29 g mol ^-1, density at ²⁴ ° C ρ 1 571 ± 2,8 kg / m ³ and T _heated. 72 ^about With 760 mm RT.article

Озоноразрушающий потенциал дифтортрихлорэтана 0,02-0,05. В качестве олигомера гексафторпропилена используют, например, тримергексафторпропилены, выпускаемые под маркой ФОЛ-63, или димер гексафторпропилена, выпускаемый под маркой ФОЛ-62. В качестве олигомера окиси гексафторпропилена с концевой низшей алкилэфирной группой используют этиловый или метиловый эфир, например, димера или тримера окиси гексафторпропилена. Покрытие на рабочую поверхность наносят либо с помощью кисти, пульверизатора, либо путем макания с выдержкой в течение 1-2 мин в раствор при температуре от 0 до 30^оС.Ozone-depleting potential of difluorotrichloroethane 0.02-0.05. As the hexafluoropropylene oligomer, for example, trimerhexafluoropropylene, sold under the brand name FOL-63, or a hexafluoropropylene dimer, sold under the brand name FOL-62, are used. Ethyl or methyl ether, for example a dimer or trimer of hexafluoropropylene oxide, is used as an oligomer of a hexafluoropropylene oxide with a terminal lower alkyl ether group. The coating on the working surface is applied either with a brush, spray, or by dipping with exposure for 1-2 minutes in a solution at a temperature of from 0 to 30 ^about C.

Перед нанесением покрытия поверхность очищают от следов коррозии, загрязнений и тщательно обезжиривают. Для этого используют, например, петролейный эфир, гексан, бензин Б-70, ацетон, уайт-спирт, этанол, четыреххлористый углерод и другие растворители. Норма расхода состава (1-3) г/дм² поверхности. Время сушки 10-15 мин при комнатной температуре. Триботехнические испытания проводят на машине СМТ-2М по схеме вал-частичный вкладыш. Ролик, имитирующий вал, изготавливают из стали 45, вкладыш из стали 40Х. В качестве смазки применяют масло И-20А. В процессе испытаний фиксируют массовый износ, который пересчитывают в относительную интенсивность изнашивания согласно методике (4). Испытания одного образца (пары трения) проводят в течение 25 ч при нагрузке 70 МПа и скорости 0,5 м/с. Для оценки энергетических характеристик поверхности измеряют краевой угол смачивания сидячей капли масла. В качестве материалов подложки используют, например, сталь, медь, дюраль. В качестве масел используют, например, вазелиновое масло, масло М-20М.Before coating, the surface is cleaned of traces of corrosion, contamination and thoroughly degreased. For this purpose, for example, petroleum ether, hexane, B-70 gasoline, acetone, white alcohol, ethanol, carbon tetrachloride and other solvents are used. The consumption rate of the composition (1-3) g / DM ² surface. Drying time 10-15 minutes at room temperature. Tribotechnical tests are carried out on the SMT-2M machine according to the shaft-partial liner scheme. The roller imitating the shaft is made of steel 45, the liner is made of steel 40X. As a lubricant, I-20A oil is used. In the process of testing, mass wear is recorded, which is converted into the relative wear rate according to the procedure (4). Tests of one sample (friction pair) are carried out for 25 hours at a load of 70 MPa and a speed of 0.5 m / s. To assess the energy characteristics of the surface, the contact angle of a sitting drop of oil is measured. As the substrate materials use, for example, steel, copper, duralumin. As the oils used, for example, liquid paraffin, oil M-20M.

П р и м е р 1. В аппарате с мешалкой при комнатной температуре в течение 15 мин проводят смешение 89,9 г дифтортрихлорэтана, 0,1 г перфторполиэфира с концевой кислотной группой и ММ 3000 и 10 г ФОЛ-62. PRI me R 1. In the apparatus with a stirrer at room temperature for 15 min, 89.9 g of difluorotrichloroethane, 0.1 g of perfluoropolyether with a terminal acid group and MM 3000 and 10 g of FOL-62 are mixed.

П р и м е р 2. В условиях примера 1 проводят смешение 85,5 г дифтортрихлорэтана, 0,5 г перфторполиэфира с концевой кислотной группой и ММ 1000 и 14 г ФОЛ-63. PRI me R 2. In the conditions of example 1, 85.5 g of difluorotrichloroethane, 0.5 g of perfluoropolyether with a terminal acid group and MM 1000 and 14 g of FOL-63 are mixed.

П р и м е р 3. В условиях примера 1 проводят смешение 79 г дифтортрихлорэтана, 1 г перфторполиэфира с концевой кислотной группой ММ 5500 и 20 г метилового эфира тримера окиси гексафторпропилена. Example 3. Under the conditions of Example 1, 79 g of difluorotrichloroethane, 1 g of perfluoropolyether with terminal acid group MM 5500 and 20 g of hexafluoropropylene oxide trimer methyl ester were mixed.

П р и м е р 4. В условиях примера 1 проводят смешение 79,3 г дифтортрихлорэтана, 0,7 г перфторполиэфира с концевой кислотной группой и ММ 3500 и 20 г этилового эфира димера окиси гексафторпропилена. Example 4. Under the conditions of Example 1, 79.3 g of difluorotrichloroethane, 0.7 g of a terminal acid perfluoropolyether and MM 3500 and 20 g of ethyl hexafluoropropylene oxide dimer are mixed.

П р и м е р 5. В условиях примера 1 проводят смешение 79 г дифтортрихлорэтана, 1 г перфторполиэфира с концевой кислотной группой и ММ 7000 и 20 г метилового эфира тримера окиси гексафторпропилена. Example 5. Under the conditions of Example 1, 79 g of difluorotrichloroethane, 1 g of terminal acid perfluoropolyether and MM 7000 and 20 g of hexafluoropropylene oxide trimer methyl ester were mixed.

П р и м е р 6. В условиях примера 1 проводят смешение 79 г дифтортрихлорэтана, 1 г перфторполиэфира с концевой кислотной группой и ММ 10000 и 20 г метилового эфира тримера окиси гексафторпропилена. Example 6. Under the conditions of Example 1, 79 g of difluorotrichloroethane, 1 g of a terminal acid perfluoropolyether and MM 10,000 and 20 g of hexafluoropropylene oxide trimer methyl ester were mixed.

Данные испытаний покрытий полученных на основе вышеописанных составов приведены в таблице. The test data of coatings obtained on the basis of the above compositions are shown in the table.

Claims

COMPOSITION FOR ANTI-DAMAGE COATINGS, containing a perfluoropolyether with a terminal acid group and a halogen-containing hydrocarbon solvent, characterized in that the composition contains difluorotrichloroethane as a hydrocarbon solvent and further comprises a hexafluoropropylene oligomer or a hexafluoropropylene oxide oligomer with the following lower-alkylene alkylene group .

Acid-terminated perfluoropolyether 0.1 1.0
Hexafluoropropylene oligomer or hexafluoropropylene oxide oligomer with a terminal lower alkyl ether group in the last oligomer 10 20
Difluorotrichloroethane Else