Способ получения смазочных лаков для металлов - SU1075983A3

Описание

ел

со оо

со

Изобретение относится к спрсобу 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 fl5.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является способ получения смазочных лаков дл металлов путем диспергирования в воде 10 мас.% фторида графита в присутствии 20 мас.% поверхностноактивного вещества -п-алкилфенилполиоксиалкиленового эфира С 2 3.

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

Адгезия лаков к метешличёским поверхностям зависит от многих факторов:

шероховатости подлежащей обработке металлической поверхности, которая сама зависит от способа полировки. Так г шлифование позволяет получать шероховатость 0,10 ,4 мкм ((Им), тогда как при пескоструйной очистке трудно получить шероховатость меныие 1 мкм;

гранулометрии твердого смазочного материсша, которая может изменяться в интервале 10 - 1 мкм в зависимости от выбранного способа подготовки и измельчения/

природы подлежащей смазке металлической поверхности; марка стали (нержавеющая сталь, жаропрочная сталь), чугун, алюминиевый чугун, карбид вольфрама и т.д.

Гранулометрия твердого смазочног материала должна быть тесно связана с шероховатостью металлической поверхности . Чем меньше шероховатость 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.% фторида графита диспергируют в воде в присутствии 5-15 мас.% поверхностно-активного вещества натриевой соли продукта конденсации нафталинсульфокислоты с формальдегидом , полученную водную дисперсию затем перемешивают со смесью фторид ГЕ)афита с глицерином в их массовом соотношении 1:2 с получением суммарного массового отношения фторида

графита к глицерину в интервале 0,5-0,8.

Фториды графита представляют собой твердые смазочные материалы, обладающие многочисленными преимуществами по сравнению с дисульфидом молибдена. Они отвечают общей формул {С которой X может изменятьс в интервале 0,8-1,2; m - может быть различным.

Лаки, содержащие 2 мае.ч. глицерина и 1 мае.ч. фторида графита (с соотношением F/C X 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 смес 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 измельчений , например, 20 мас.% фторида графита с гранулометрией 5 мкм в присутствии 70 мас.% воды и 10 мас.% натриевой .соли продукта конденсации нафталинсульфокислоты с формальдегидом . 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 однородную пленку, обладающую низкой смазывающей способностью и не стойкую к действию .воды: 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

5 графита: глицерин было равно 0,4 и нап ыляют эту композицию на алюминий или сталь, после спекания получают очень неоднородную пленку с низкой адгезионной способностью.

С другой стороны, если непосредственно смешивают порошкообразный торид графита, глицерин и водный раствор ПАВ получают композиции, которые при нанесении на алюминий и сушке при температуре ,

5 образуют лаки с хорошей адгезией.

но не выдерживающие испытания мето-i дом капля за каплей. Однако было обнаружено, что если приготовить отдельно смесь глицерина с порошког образным фторидом графита и к этой смеси добавить водную дисперцию фторида графита, стабилизированную ПАВ, то получают композиции, которые после сушки в течение 1 ч при 250°С, образуют блестящие лаки, характеризующиеся очень хорошей адгезией к металлам всех типов и отличной стойкостью к действию воды. Эти композиции могут быть легко нанесены напылением и позволяют получитьочень тонкие пленки, толщиной 4-5 мкм, с большой смазываиощей способностью. В композициях выбор связующего, чтвердеющего при высокой температуре, имеет решакзцее значение. Если вместо 1Глицерина взять сахарный сироп, получают смазочный состав, который не растекается и не напыляется. Выбор диспергатора, 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.

Предлагаемое ПАВ в дальнейшем обозначается как порошок натриевой соли.

Пример 1.А. Тщательно перемешивают 100 . фторида графита, у которого х 0,9, а гранулометрия равна 1 мкм, с 200 мае,ч. глицерина,

B.Готовят 100 мае.ч. стабилизированной водной дисперсии фторида графита путем диспергирования

20 мас.% фторида графита в 70 мае.% воды и 10 масо% порошкообразной натриевой соли.

C.К 50 ч. смеси А добавляют 50 ч дисперсии В и гомогенизируют. Получают таким образом смазочную композицию с соотношением фторид графита

к глицерину 0,8 (композиция ).

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

Е. К 86 ч. смеси А добавляют 14 ч дисперсии В и гомогенизируют. Таким образом, получают смазочную композицию , в которой отношение фторид графита к глицерину равно 0,548 (композиция 3).

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

Вф Готовят 100 мас.ч. стабилизированной водной дисперсии фторида

графита, измельчая 5 мас.% фторида графита в 90 мас.% воды в присутствии 5 мас.% порошка натриевой соли.

С. К 20 ч. смеси А добавляют 80 ч. дисперсии В и гомогенизируют. Таким путем получают смазочную ком позицию ,- имеющую массовое отношение фторида графита к глицерину равное 0,80. (композиция 4).

Пример 3. А. Приготовляют,

0 как в примере 1, смесь из 100 мас.ч. фторида графита о 200 мас.ч. глицерина .

B.Готовят 100 мас.ч. стабилизированной водной дисперсии фторида графита, измельчая 50 мас.% фторида

5 графита в 35 мас.% воды в присутствии 15 мас.% порошка натриевой соли.

C.К 75 ч. смеси А добавляют 25 ч. дисперсии В и гомогенизируют. Таким путем получают смазочную композицию,

0 имеющую массовое отношение фторида графита к глицерину, равное 0,75

(КО1ЛПОЗИЦИЯ 5). .

Композиции 1-5 напыляют на пластины из обычной стали, нержавеквдей ста5 ли и алюминия с различной степенью поливки так, чтобы получить, после нагрева при 250°С в течение 1ч, лаки толщиной слоя 4-5 мкм. Во всех случаях адгезия лака к металлу признана

0 хорошей или очень хорошей и образовавшаяся на поверхности металла пленка хорошо выдерживает испытание водой капля за каплей.

Смазывающую способность компози5 ций 1-5 измеряют при помощи маииины шарик-плоскость, которая позволяет ре,гистрировать коэффициент трения как функцию температуры. Диск из ст.ХС 38 полируют до заданной шероховатости и покрывают испытуемым

0 продуктом. Этот диск, вращаясь с постоянной скоростью, подвергается давлению, которое производит неподвижный шарик из ст. 100 Сб. Для сравнения в тех же условиях изме5 ряют -смазывающую способность простой смеси 2/1 глицерина и фторида графи- та (А в примере 1) и смазывающую способность водной дисперсии фторида графита (В в примере 1).

0

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 А и дисперсии В,

5 полученных в примере 1, представлены в таблице.

Стабильность трения считается хорошей , еспи в процессе измерения изменение коэффициента трения ( ДСР) менее или равны 0,01, считается сред0 ней если ДС 0,02, плохой, если лег 0,02.

Как видно из результатов испатаний (таблица) композиции 1-5, полученные предлагаемым способом, обеспечивают

5

ьисокие и удовлетворительные смазочные свойства, имея 4CFiO,02, в то

время как у дисперсии В ДСГ 6 2 (0,03-0,08).

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 нафталинсульфо- кислоты 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.

Формула