DE2366138B1 - Verfahren zur Herstellung von temperaturbestaendigen Polyimid-Werkstoffen - Google Patents
Verfahren zur Herstellung von temperaturbestaendigen Polyimid-WerkstoffenInfo
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- C08L79/00—Compositions of macromolecular compounds obtained by reactions forming in the main chain of the macromolecule a linkage containing nitrogen with or without oxygen or carbon only, not provided for in groups C08L61/00 - C08L77/00
- C08L79/04—Polycondensates having nitrogen-containing heterocyclic rings in the main chain; Polyhydrazides; Polyamide acids or similar polyimide precursors
- C08L79/08—Polyimides; Polyester-imides; Polyamide-imides; Polyamide acids or similar polyimide precursors
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von temperaturbeständigen Polyimid-Werkstoffen
durch Vermischen eines granulierten Polyimid-Werkstoffs mit 5 bis 95Gew.-% Festschmierstoffen und
Verpressen des erhaltenen Gemisches bei erhöhten Temperaturen.
Für die Anwendung als Gleitwerkstoff sind verschiedene
Chemiewerkstoffe als Thermo- und Duroplaste bekannt Diese Werkstoffe weisen jedoch entweder
einen sehr großen Reibbeiwert, eine nur geringe Temperaturbeständigkeit oder eine relativ schlechte
Belastbarkeit auf, was ihrer Verwendung vielfach eine Grenze setzt.
Neuere entwickelte Chemiewerkstoffe haben zwar die für Gleitwerkstoffe erforderliche größere Eigenfestigkeit
sowie die ebenfalls erforderliche höhere Temperaturbeständigkeit, sind aber mit dem Nachteil
eines ziemlich großen Reibbeiwertes behaftet. Bei diesen temperaturbeständigeren Chemiewerkstoffen
handelt es sich um Werkstoffe aus der Gruppe der Polyimide, bei denen sich deren schwieriger Verarbeitungsgrad
auch noch nachteilig auf eine wirtschaftliche Verarbeitbarkeit auswirkt, weswegen bisher eine
wirtschaftliche Nutzung dieser Werkstoffe bei der Serienherstellung für Gleitwerkstoffe nicht erfolgen
konnte.
Es ist weiter bekannt, daß man versuchte, durch eine
einfache Beigabe von Festschmierstoffen, wie z. B. Graphit oder M0S2, in feinstverteilter Form die
Lagereigenschaften dieser Werkstoffe zu verbessern. Die hierbei erzielten Ergebnisse führten jedoch zu kaum
nennenswerten Verbesserungen, die als Voraussetzungen für einen wirtschaftlichen Einsatz solcher Stoffe als
Gleitwerkstoffe nicht ausreichten. Die gewünschte Verbesserung dieser Chemiewerkstoffe blieb den bisher
bekannten Verfahren deswegen versagt, weil die Aktivität der Festschmierstoffe infolge deren vollkommener
Einkapselung in den Grundwerkstoff beseitigt wird.
Die DE-OS 20 00 885 befaßt sich mit einem Verfahren der eingangs beschriebenen Art, bei dem das Granulat aus Polyimid-Werkstoff und Festschmierstoffen in fester Phase bei erhöhten Temperaturen erfolgt Die nach diesem bekannten Verfahren erhältlichen Produkte zeigen jedoch verschiedene Nachteile, insbesondere einen mangelhaften Reibbeiwert Das gleiche gilt im übrigen auch für die in der BE-PS 6 64 078 beschriebenen Polyimid-Werkstoffe.
Die DE-OS 20 00 885 befaßt sich mit einem Verfahren der eingangs beschriebenen Art, bei dem das Granulat aus Polyimid-Werkstoff und Festschmierstoffen in fester Phase bei erhöhten Temperaturen erfolgt Die nach diesem bekannten Verfahren erhältlichen Produkte zeigen jedoch verschiedene Nachteile, insbesondere einen mangelhaften Reibbeiwert Das gleiche gilt im übrigen auch für die in der BE-PS 6 64 078 beschriebenen Polyimid-Werkstoffe.
Der Erfindung lag daher die Aufgabe zugrunde, das eingangs beschriebene Verfahren so zu verbessern, daß
ein Erzeugnis herstellbar ist, das bei einer guten, für die Serienherstellung geeigneten Verarbeitbarkeit sowohl
im Vergleich zu den bisher bekannten Erzeugnissen einen erheblich gesenkten Anfangsreibbeiwert als auch
einen erheblich niedrigeren dynamischen Reibbeiwert innerhalb der durch die maximal zulässige Reibtemperatur
gesetzten Grenze der Flächenpressung und Gleitgeschwindigkeit aufweist, ohne daß hierfür Nachteile in
der Temperaturbeständigkeit oder Belastbarkeit des erhaltenen Erzeugnisses in Kauf genommen werden
müßten.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß ein geeigneter Polyimid-Werkstoff mit 15 bis ß0
Gew.-°/o Festschmierstoffen einer Korngröße von 30 bis 500 Mikron vermischt, die Mischung anschließend auf
über Schmelztemperatur des Polyimid-Werkstoffe erwärmt,
dann unter Druck verspritzt und anschließend ausgeformt wird.
Die Korngröße der eingesetzten Festschmierstoffe
liegt vorzugsweise zwischen 40 und 300 Mikron. Das bei dem erfindungsgemäßen Verfahren eingesetzte Polyimid
stellt ein Prepolymer dar, das im Zustand der Endvernetzung Temperaturbeständigkeit zeig'; und bei
der erfindungsgemäßen Verarbeitung einer Vernetzung unterliegt.
Die erfindungsgemäße Lösung der Aufgabe geht davon aus, daß die Festschmierstoffe in Feinstruktur
einer geeigneten Vorbehandlung unterworfen werden, die eine Einlagerung in einem Korngrößenbereich
zwischen 30 und 500 Mikron gestattet Durch Einlage-
eo rungen in diesem Korngrößenbereicb wird erfindungsgemäß
erreicht, daß die verwendeten organischen und/oder anorganischen Festschmierstoffe, die sich
während des Gleitvorganges nur in feinster Form (kleinstmöglicher Korngröße) aus diesen Einlagerungen
freisetzen, ihre Schmieraktivität voll beibehalten, da die sich beim Gleitvorgang aus den eingelagerten Festschmierstoff-Nestern
lösenden Feinstpartikel nicht bereits als Feinstpartikel vom umgebenden Che-
miewerkstoff eingekapselt und damit schmierunaktiv sind. Durch die Erfindung wird erreicht, daß die
Aktivität des Festschmierstoffes bei dessen Freigabe in
feinstverteilter Form in die Gleitzone voll erhalten bleibt. Weiterhin sind bei dem nach dem erfindungsgemäßen
Verfahren erhältlichen Werkstoff größere gewichtsmäßige Zusätze an Festschmierstoffen möglich
als bei deren Einlagerung in feinstverteilter Form, da durch die lokal klar abgegrenzte Einlagerung der
Schmierstoff-Nester die Forderung nach einer ausreichenden Brückenbildung im Grundwerkstoff leichter
erfüllbar ist, ohne daß eine zu starke Einschränkung der Eigenfestigkeit des Grundwerkstoffs durch Unterschreiten
örtlicher Mindest-Bindungsfestigkeiten auftritt, wie dies bei der Einlagerung feinstverteilten
Schmierstoffes leicht der Fall sein kann. Gleichzeitig ergibt sich eine wesentliche Verbesserung in der
Verarbeitbarkeit des Gesamtwerkstoffs, da sich dieser auf dem Weg über ein aus granuliertem Chemiewerkstoff
und vorbehandeltem, granuliertem Festschmierstoff bestehendes Verarbeitungsgranulat herstellen läßt,
das seinerseits leicht ausgeformt werden kann.
Dem bei dem erfindungsgemäßen Verfahren eingesetzten Polyimid-Werkstoff können organische und/
oder anorganische Festschmierstoffe zugesetzt werden. Vorzugsweise wählt man als Festschmierstoff Graphit,
MoS2 oder Polytetrafluoräthylen (PTFE), die besonders
gute Festschmiereigenschaften aufweisen.
Durch eine geeignete Auswahl der verwendeten Chemiewerkstoffe sowie durch eine passende Einlagerung
von Festschmierstoffen im Rahmen der durch die Erfindung aufgezeigten Variationsbereiche ist es möglich,
den verschiedensten Betriebseinflüssen des jeweils vorgesehenen Einsatzfalles, die sich aus Flächenpressung,
Gleitgeschwindigkeit, Reibflächenzustand und Betriebstemperatur ergeben, Rechnung zu tragen und
ein optimales Verschleißverhalten bei günstigsten Reibbeiwerten zu erzielen.
Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird der Polyimid-Werkstoff
in granulierter Form mit den ebenfalls granulierten, vorbehandelten Festschmierstoffen zu
einem Verarbeitungsgranulat gemischt, anschließend auf Überschmelztemperatur des Werkstoffes erwärmt,
sodann unter Druck verspritzt und ausgeformt und anschließend bei erhöhter Temperatur gealtert. Bei der
Durchführung der abschließenden Materialalterung wird es bevorzugt, wenn diese bei einer Temperatur von
2500C während einer Stunde vorgenommen wird.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren ist es möglich, die Herstellung des Polyimid-Werkstoffs unter Ausnutzung
der bekannten Spritztechnik gleichzeitig mit der Herstellung von Spritzteilen zu kombinieren, wobei
unter Einhaltung der dem Polyimid-Werkstoff eigenen Schmelzphase eine spritztechnische Verarbeitung ohne
den Zwischenschritt einer Vorvernetzung des Chemiewerkstoffs erfolgt Wesentlich ist bei diesem
Verfahren, daß die Beigabe der vorbehandelten Festschmierstoffe eine Korngrenze von 30 Mikron nicht
unterschreitet, da sonst die Schmelzviskosität des Chemiewerkstoffs ungünstig beeinflußt wird. Es ist
vorteilhaft, die Erwärmung des Verarbeitungsgranulates vor dem Verspritzen auf eine Temperatur von 170
bis 200° C vorzunehmen.
Im Gegensatz zu den bis jetzt bekannten Verarbeitungsverfahren von Thermoplasten müssen bei diesem
erfindungsgemäßen Herstellungsverfahren wesentlich größere Spritzdrücke aufgebracht werden, die vorteilhafterweise
in einem Bereich von 2 bis 6Mp/cm2, vorzugsweise bei 4 Mp/cm2 liegen, weil dabei die
Tendenz der erfindungsgemäß zugesetzten Festschmierstoffe verstärkt wird, beim Freiwerden innerhalb
des Bewegungsablaufes der Gleitflächen zueinander aus der Einbettung heraus in die Gleitebene
auszutreten, wo sie schmieraktiv wirksam werden.
Das nachfolgende Beispiel soll das erfindungsgemäße Herstellungsverfahren noch näher erläutern.
Von einem geeigneten Polyimid in granulierter Form werden 40 Gewichtsprozent mit 60 Gewichtsprozent
vorbehandeltem, granuliertem Graphit in der Kornfraktion 40 bis 300 Mikron zu einem Verarbeitungsgranulat
gemischt
Dieses Gemisch wird im Masse-Zylinder einer Spritzgußmaschine auf 1700C erwärmt und bei dieser
Temperatur in die vorgewärmte Spritzgußform bei einem spezifischen Spritzdruck von 4 Mp/cm2 eingedrückt
und verspritzt Nach erfolgter Ausformung wird eine Wärmebehandlung bei 2500C während einer
Stunde nachgeschaltet, um eine endgültige Stabilisierung des erzeugten Gleitwerkstoffs zu bewirken.
Claims (9)
1. Verfahren zur Herstellung von temperaturbeständigen Polyimid-Werkstoffen durch Vermischen
eines granulierten Polyimid-Werkstoffs mit 5 bis 95Gew.-% Festschmierstoffen einer Korngröße
von 10 bis 500 Mikron und Verpressen des erhaltenen Gemisches bei erhöhten Temperaturen,
dadurch gekennzeichnet, daß ein geeigneter Polyimid-Werkstoff mit 15 bis 80Gew.-%
Festschmierstoffen einer Korngröße von 30 bis 500 Mikron vermischt, die Mischung anschließend
auf über Schmelztemperatur des Polyimid-Werkstoffs erwärmt, dann unter Druck verspritzt und
ausgeformt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß Festschmierstoffe einer Korngröße von 40 bis 300 Mikron verwendet werden.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß vor dem Verspritzen eine
Erwärmung des Verarbeitungsgranulats auf eine Temperatur von 170 bis 200° C vorgenommen wird.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein Spritzdruck von 2
bis 6 Mp/cm2 gewählt wird.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet,
daß ein Spritzdruck von 4 Mp/cm2 gewählt wird.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß eine Alterung des
ausgeformten Polyimid-Werkstoffs bei erhöhter Temperatur durchgeführt wird.
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Alterung bei einer Temperatur von
2500C während mindestens einer Stunde durchgeführt
wird.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß Graphit, MoS2 oder
Polytetrafluoräthylen als Festschmierstoff verarbeitet
wird.
9. Verwendung des nach dem Verfahren der Ansprüche 1 bis 8 hergestellten Werkstoffs als
Lagerwerkstoff.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19732366138 DE2366138B1 (de) | 1973-04-30 | 1973-04-30 | Verfahren zur Herstellung von temperaturbestaendigen Polyimid-Werkstoffen |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19732366138 DE2366138B1 (de) | 1973-04-30 | 1973-04-30 | Verfahren zur Herstellung von temperaturbestaendigen Polyimid-Werkstoffen |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE2366138B1 true DE2366138B1 (de) | 1981-01-22 |
Family
ID=5902626
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19732366138 Ceased DE2366138B1 (de) | 1973-04-30 | 1973-04-30 | Verfahren zur Herstellung von temperaturbestaendigen Polyimid-Werkstoffen |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE2366138B1 (de) |
-
1973
- 1973-04-30 DE DE19732366138 patent/DE2366138B1/de not_active Ceased
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OI | Miscellaneous see part 1 | ||
OI | Miscellaneous see part 1 | ||
OD | Request for examination | ||
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