Способ получения смазочных лаков для металлов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

,СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СМАЗОЧНЫХ ЛАКОВ ДЛЯ МЕТАЛЛОВ путем диспергирования в воде фторида графита в присутствии поверхностно-активного вещества, от.личающий ся тем,, что, с целью повьпиения адгезионных и антифрикционных свойств смазоч ных лаков, в воде диспергируют 5-50 мае.% фторида графита, в качестве поверхностно-активного вещества используют 5-15 мас.% натриевой соли продукта конденсации нафталинсульфокислоты с формальдегидом и полученную водную дисперсию перемешивают со смесью фторида графита с глицерином в их массовом соотношении 1:2 с получением суммарного массового отно- g шения фторида графита к глицерину СО 0,5-0,8.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

ONN

РЕСПУБЛИК ав (и} (р) С 10 М 7/02

ГООУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н flATEHTY (21) 3004906/23-04 (22) 12.11.80 (31) 7927887 (32).13.11.79 (33.) франция (46) 23.02.84. Бюл. Р 7 .(72) Элизабет Шош, Мишель Ребиффе (Франция) (71) Продюи Шимик Южин Кюльман (Франция) (53) 621.892:621.7.016.3(088.8) (56) 1. Патент США 9 3776845, кл. 252-12, опублик. 1973.

2 ° Патент Японии 9 50-3994, кл. С 01 В 31/00, опублик. 1975 (прототип). (54)(57),СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СМАЗОЧНЫХ

ЛАКОВ ДЛЯ МЕТАЛЛОВ путем диспергирования в воде фторида графита в присутствии поверхностно-активного вещества, о т.л и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения адгеэионных и антифрикционных свойств смазочных лаков, в воде диспергируют

5-50 мас.Ъ фторида графита, в качестве поверхностно-активного вещества используют 5-15 мас.Ъ натриевой соли продукта конденсации нафталинсульфокислоты с формальдегидом и полученную водную дисперсию перемешивают со смесью фторида графита с глицерином в их массовом соотношении 1:2 с получением суммарного массового отно- g щения фторида графита к глицерину

0,5-0,8.

1075983

Изобретение относится к способу получения смазочных лаков для металлов.

Известен способ получения смазочных лаков для металлов путем диспергирования твердого смазочного материала, например дисульфида молибдена, графита, политетрафторэтилена в эпоксиднОЙ, фенольной или поливи" ниловой смоле (1 3.

Наиболее близким по технической 10 сущности к предлагаемому является способ получения смазочных лаков для металлов путем диспергирования в воде 10 мас.% фторида графита в присутствии 20 мас.Ъ поверхностноактивного вещества -и-алкилфенилполиоксиалкиленового эфира (.2 1.

Однако .смазочный лак, полученный известным способом обладает невысокими адгезионными и антифрикционными свойствами.

Адгезия лаков к металлическим поверхностям зависит от многих факторов: шероховатости подлежащей обработке металлической поверхности, которая сама зависит от способа полировки. Так, шлифование позволяет получать шероховатость 0,10,4 мкм (м), тогда как при пескоструйной очистке трудно получить шероховатость меньше 1 мкмжд гранулометрии твердого смазочного материала, которая может изменяться в интервале 10 - 1 мкм в зависимости от выбранного способа 35 подготовки и измельчения; природы подлежащей смазке металлической поверхности, марка стали (нержавеющая сталь, жаропрочная сталь), чугун, алюминиевый чугун, 40 карбид вольфрама и т.д.

Гранулометрия твердого смазочного материала должна быть тесно связана с шероховатостью металлической поверхности, Чем меньше шероховатость, 45 тем меньше должны быть размеры частиц твердого смазочного материала, чтобы была достигнута хорошая адгезия лака к металлу.

Целью изобретения является разработка способа получения смазочных лаков с повышенными адгезионными и антифрикционными свойствами. !

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу получения смазочных лаков для .металлов, 550 мас.Ъ фторида графита диспергируют в воде в присутствии 5-15 мас.Ъ поверхностно-активного вещества— натриевой соли продукта конденсации нафталинсульфокислоты с формальдегидом, полученную водную дисперсию затем перемешивают со смесью фторида графита с глицерином в их массовом соотношении 1:2 с получением суммарного массового отношения фторида 65

1 графита к глицерину в интервале

0,5-0,8.

Фториды графита представляют собой твердые смазочные материалы, обладающие многочисленными преимуществами по сравнению с днсульфидом молибдена. Они отвечают общей формуле

{С F.„)„„ в которой х может изменяться в интервале 0,8-1,2; м - может быть различным.

Лаки, содержащие 2 мас.ч. глицерина и 1 мас.ч. фторида графита (с соотношением F/Ñ = Х = 0,9) со средней гранулометрией 1 мкм, прочно прилипают после нагрева до 250 С к стальным изделиям, например толкате.лям автомобильных двигателей, и к сталям, легированным хромом и хромом-марганцем.

Наиболее низкой адгезией обладают нержавеющие стали. Такая плохая адгезия обусловлена, с одной стороны, природой металла, а, с другой стороны, тем фактом, что смесь глицерина и фторида графита представляет собой пасту и образует пленки слишком большой толщины. Если разбавить эту смесь водой, чтобы сделать ее менее вязкой, получают лак, который быстро расслаивается, и, следовательно, не годится для длительного хранения. Кроме того, адгезия такого лака к металлам совершенно недостаточна.

Можно приготовить водные дисперсии фторида графита путем измельчения, например, 20 мас.Ъ фторида графита с гранулометрией 5 мкм в присутствии 70 мас.В воды и 10 мас.Ъ натриевой соли продукта конденсации нафталинсульфокислоты с формальде« гидом. Конечная гранулометрия фторида графита в дисперсии составляет приблизительно 1 мкм.

Если такую дисперсию напылять на черные металлы и алюминий, то после спекания при 250 С, она образует о однородную пленку, обладающую низкой смазывающей способностью и не стойкую к действию водыг при испытании водой по методу "капля за каплей" стальной пластинки с нанесенной на нее такой пленки происходит быстрое шелушение и отслаивание пленки.

Если в водную дисперсию фторида графита вводят глицерин в таком количестве, чтобы отношение фторид графита: глицерин было равно 0,4 и напыляют эту композицию на алюминий или сталь, после спекания получают очень неоднородную пленку с низкой адгезионной способностью.

С другой стороны, если непосредственно смешивают порошкообразный фторид графита, глицерин и водный раствор ПАВ получают композиции, которые при нанесении на алюминий и сушке при температуре 250 Ci образуют лаки с хорошей адгезией, 1075983 но не выдерживающие испытания методом "капля за каплей". Однако было

1 обнаружено, что если приготовить отдельно смесь глицерина с порошко.образным фторидом графита и к этой смеси добавить водную дисперцию фторида графита, стабилизированную

IIAB, то получают композиции, которые после сушки в течение 1 ч при 250 С, образуют блестящие лаки, характеризующиеся очень хорошей адгезией к 30 металлам всех типов и отличной стойкостью к действию воды. Эти композиции могут быть легко нанесены напылением и позволяют получить очень тонкие пленки, толщиной 4-5 мкм, с боль- 15 шой смазывающей способностью.

В композициях выбор связующего, твердеющего при высокой температуре, имеет решающее значение. Если вместо глицерина взять сахарный сироп, получают смазочный состав, который не растекается и не напыляется. Выбор днспергатора, применяемого в качестве стабилизатора водной дисперсии фторида графита, тоже имеет важное значение ° Если вместо применяемой натриевой соли продукта конденсации нафталинсульфокислоты с формальдегидом, использовать другие ПАВ, то получают лаки, не обладающие требуемой адгезией. 30

Предлагаемое ПАВ в дальнейшем обозначается как порошок натриевой соли.

Пример 1. A. Тщательно перемешивают 100 мас.ч. фторида 35 графита., у которого х = 0,9, а гранулометрия равна 1 мкм, с

200 мас.ч. глицерина.

В. Готовят 100 мас.ч. стабилизированной водной дисперсии фторида 40 графита путем диспергирования

20 мас.Ъ фторида графита в 70 мас.Ъ воды и 10 мас.Ъ порошкообразной натриевой соли.

С. К 50 ч. смеси A добавляют 50 ч. дисперсии В и гомогенизируют. Получают таким образом смазочную композицию с соотношением фторид графита к глицерину 0,8 (компоэиция 1).

Д. К 62 ч. сме .и A добавляют 38 ч. дисперсии В и гомогенизируют. Полу50 чают таким образом смазочную композицию с соотношением фторид графита к глицерину 0,68 (композиция 2).

E К 86 ч. смеси A добавляют 14 ч.

55 дисперсии В и гомогенизируют. Таким образом, получают смазочную композицию, в. которой отношение фторид гра-:, фита к глицерину равно 0,548 (композиция 3).

Пример 2. A. Приготовляют," 60 как в примере 1, смесь из 100 мас.ч. фторида графита с 200 мас.ч. глицерина.

В. Готовят 100 мас.ч. стабилизированной водной дисперсии фторида графита, измельчая 5 мас.% фторида графита в 90 мас.З воды в присутствии

5 мас.Ъ порошка натриевой соли.

С. К 20 ч. смеси A добавляют

80 ч. дисперсии В и гомогенизируют.

Таким путем получают смазочную композицию, имеющую массовое отношение фторида графита к глицерину равное

0,80 (композиция 4).

Пример 3. A. Приготовляют, как в примере 1, смесь иэ 100 мас.ч. фторида графита с 200 мас.ч. глицерина.

В. Готовят 100 мас.ч. стабилиэированной водной дисперсии фторида графита, измельчая 50 мас.% фторида графита в 35.мас.Ъ воды в присутствии 15 мас.Ъ порошка натриевой соли.

С. К 75 ч. смеси A добавляют 25 ч. дисперсии В и гомогенизируют. Таким путем получают смазочную композицию, имеющую массовое отношение фторида графита к глицерину, равное 0,75 (композиция 5).

Композиции 1-5 напыляют на пластины из обычной стали, нержавеющей стали и алюминия с различной степенью поливки так, чтобы получить, после нагрева при 250 С в течение 1 ч, лаки толщиной слоя 4-5 мкм. Во всех случаях адгезия лака к металлу признана хорошей или очень хорошей и образовавшаяся на поверхности металла пленка хорошо выдерживает испытание водой

"капля за каплей".

Смазывающую способность композиций 1-5 измеряют при помощи машины шарик-плоскость, которая позволяет регистрировать коэффициент трения как .функцию температуры. Диск иэ ст.ХС 38 полируют до заданной шероховатости и покрывают испытуемым продуктом. Этот диск, вращаясь с постоянной скоростью, подвергается давлению, которое производит неподвижный шарик из ст. 100 С6. Для сравнения в тех же условиях измеряют .смазывающую способность простой смеси 2/1 глицерина и фторида графита (A в примере 1) и смаэывающую способность водной дисперсии фторида графита (В в примере 1) .

Испытания проводили при скорости скольжения 0,15 м/с, шероховатости диска 0,1-0,2 мкм и приложенной нагрузке 1 дН..Результаты испытаний композиции 1-5 смеси A и дисперсии В, полученных в примере 1, представлены в таблице.

Стабильность трения считается хорошей, если в процессе измерения изменение коэффициента трения (DCF) менее или равны 0,01, считается средней если АССР 6 0,02, плохой, если асу > 0,02.

Как видно иэ результатов испатаний (таблица} композиции 1-5, полученные предлагаемым способом, обеспечивают

S- 1075983 6

Композиция

) Темпера.ур" О(4 (5

016003

0,20+0,025 0,17+0,05

0,2+0,02

0,19+0,02

0,15 0,01 0,19+0,02 0,16+0,02

100

0,16+0,02 0,15+0,02

0,15+0,01

0,14+0,02.

0,14+0,02

0,15+0,01

150

0,13+0,02 0,15+0, 02

0,15 0,02

200

0,1610,02

250

О, 15+0, 02

0,16+0,02

Ог1520г05 О 15+0 02

300

О, 09+0,015 О, 05+0 i02 0,09+0, 02

350

О, 05+ 0, 02 0,08/ О, 01 0,08+0, 01 0,09+0,01

0,10+0,05

400

450 I .Продолжение таблицы

Дисперсия

Смесь

Темпе" ратура, С

0,15

100

150

200

250

300

350

400

450 высокие и удовлетворительные смазочные свойства, имея c3CF k 00,,0022, в то

0,15+0,01

0,14+0, 01

0,15+0,01

0,09+0,01

0,05» 0,01

0,05+ 0, 01

0,07+0,02

0,1510,05

Композицию 1, описанную в примере 1, используют для улучшения смазки подушек, состоящих из стальной полосы, покрытой латунными шариками, спеченными и пропитанными политетрафторэтиленом..Достаточно одного слоя,60 чтобы получить, после сушки при

250 С в течение 1 ч очень хороший лак. Если, для сравнения, применяют простую смесь A (пример 1), необходимо наносить несколько слоев, а в время как у дисперсии 9 ЬСу j О 2 (0,03-0,08).

0 22+0,О8

0,17+0,025

0,18+0,03

0,18+0,03

0 1520 05

0,111 0, 05

0,1210,05

0 221 0,08 итоге полученный лак не обладает адгезией.

Композицию 1, описанную в примере 1, применяют дхц смазки прибора из алюминиевого чугуна, предназначенного для произодства изделий из наполненного полиуретана. Этот прибор состоит из цилиндрического кольца, в котором скользит плотно пригнанный цилиндр. Композиция 1, наныленная на внутреннюю поверхность кольца и

1075983

15

Составитель Е. Пономарева редактор Г. Волкова Техред B.Далекорей коРРектоР А Зимокосов

Заказ 542/54 Тираж 489 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4 на цилиндр, образует лак с хорошей адгезионной и смазывающей способностью, тогда как смесь А (пример 1) образует после спекания лак, не обладающий адгезией.

Лаки, полученные согласно предлагаемому способу, могут быть также приМенены для смазки изделий, подверженных действию очень высоких температур. Так копмозицию 1, описанную в примере 1, напыляют на изделия из жаропрочной стали, применяемые в паяльной установке и подвергаемые действию температуры 500600 С и брызг припоя. Подле сушки композиция 1 образует лак с хорошей адгезией, стойкий в жестких условиях применения.

Если на изделие из карбида вольфрама, представляющее собой полированное зеркало, с которым очень трудно достигнуть сцепление лака, наносят слой смеси A (пример 1), то констатируют полное отсутствие адгазии лака к изделию. Напротив, композиция 1 образует лак с хорошей адгезией..

Таким образом, лаки, полученные предлагаемым способом, обеспечивают высокие адгезионные и антифрикционные свойства.