Способ получения смазочных лаков для металлов

СОЮЗ СОКЯВЭПаРЕСПУБЛ ОЮ ИИ СНИ 3(5 пс 10 М 7 НИЯПИ Е ИЭОБРЕ Бюл. Р 7ош, Мишель Ребиффе ГООУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТ(71) Продюи Шимик Южин Кюльман(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 щ и й с я 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-шения фторида графита к глицерину 0,5-0,8.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 Г 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 поверхностно- активного вещества -и-алкилфенилполиоксиалкиленового эфира2 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 0,1- 0,4 мкм (рм), тогда как при пескоструйной очистке трудно получить З 0 шероховатость меньше 1 мкм)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 адге" зия 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, 5- 50 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 1графита к глицерину в интервале0,5-0,8.фториды графита представляют собой твердые смазочные материалы,обладающие многочисленными преимуществами по сравнению с днсульфидоммолибдена. Они отвечают общей Формуле(С У.) в которой х может изменятьсяв интервале 0,8-1,2; м - можетбыть различным,Лаки, содержащие 2 мас,ч. глицерина и 1 мас.ч. Фторида графитас соотношением У/С = Х = 0,9) сосредней гранулометрией 1 мкм, прочноприлипают после нагрева до 250 С кстальным изделиям, например толкате.лям автомобильных двигателей, и ксталям, легированным хромом и хромом-марганцем.Наиболее низкой адгезией обладаютнержавеющие стали. Такая плохая адгезия обусловлена, с одной стороны,природой металла, а, с другой стороны, тем фактом, что смесь глицеринаи Фторида графита представляет собойпасту и образует пленки слишком большой толщины. Если разбавить эту смесьводой, чтобы сделать ее менее вязкой,получают лак, который быстро расслаивается, и, следовательно, не годится для длительного хранения. Крометого, адгезия такого лака к металламсовершенно недостаточна.Можно приготовить водные дисперсии Фторида графита путем измельчениФ, например, 20 мас,Ъ фторида графита с гранулометрией 5 мкм в присут.ствии 70 мас.В воды и 10 мас.Ъ натриевой соли продукта конденсациинафталинсульфокислоты с формальдегидом. Конечная гранулометрия Фторида графита в дисперсии составляетприблизительно 1 мкм,Если такую дисперсию напылять начерные металлы и алюминий, то послеспекания при 250 С, она образуетооднородную пленку, обладающую низкойсмазывающей способностью и не стойкую к действию воды: при испытанииводой по методу "капля за каплей"стальной пластинки с нанесенной нанее такой пленки происходит быстроешелушение и отслаивание пленки.1Если в водную дисперсию фторидаграфита вводят глицерин в таком количестве, чтобы отношение фторидграфита: глицерин было равно 0,4и напыляют эту композицию на алюминий или сталь, после спекания получают очень неоднородную пленку снизкой адгезионной способностью,С другой стороны, если непосредственно смешивают порошкообразныйторид графита, глицерин и водныйраствор ПАВ получают композиции,которые при нанесении на алюминийи сушке при температуре 250 ОС,образуют лаки с хорошей адгезией,но не выдерживающие испытания методом "капля за каплей". Однако былообнаружено, что если приготовитьотдельно смесь глицерина с порошко;образным фторидом графита и к этойсмеси добавить водную дисперцию 5фторида графита, стабилизированнуюПАВ, то получают композиции, которыепосле сушки в течение 1 ч при 250 С,образуют блестящие лаки, характеризующиеся очень хорошей адгезией к 30металлам всех типов и отличной стойкостью к действию воды. Эти композиции могут быть легко нанесены напыле.нием и позволяют получитьочень тонкие пленки, толщиной 4-5 мкм, с боль 15шой смазывающей способностью,В композициях выбор связующего, ствердеющего при высокой температуре,имеет решающее значение. Если вместоглицерина взять сахарный сироп, получают смазочный состав, который нерастекается и не напыляется. Выбордиспергатора, применяемого в качестве стабилизатора водной дисперсиифторида граФита, тоже имеет важноезначение. Если вместо применяемойнатриевой соли продукта конденсациинафталинсульфокислоты с формальдегидом, использовать другие ПАВ, тополучают лаки, не обладающие требу"емой адгезией. 30Предлагаемое ПАВ в дальнейшемобозначается как порошок натриевойсоли,П р и м е р 1. А. Тщательноперемешивают 100 мас.ч. Фторида 35графита., у которого х = 0,9, агранулометрия равна 1 мкм, с200 мас,ч. глицерина.В. Готовят 100 мас.ч. стабилизированной водной дисперсии Фторида 40графита путем диспергирования20 мас.Ъ фторида графита в 70 мас,Ъводы и 10 мас.% порошкообразнойнатриевой соли.С, К 50 ч. смеси А добавляют 50 ч,дисперсии В и гомогенизируют. Получают таким образом смазочную композицию с соотношением Фторид графитак глицерину 0,8 (компоэиция 1).Д. К 62 ч. смеси А добавляют 38 ч.дисперсии В и гомогенизируют. Полу 50чают таким образом смазочную композицию с соотношением Фторид графита кглицерину 0,68 (композиция 2).Е К 86 ч, смеси А добавляют 14 ч,55дисперсии В и гомогенизируют. Такимобразом, получают смазочную композицию, в которой отношение фторид гра-:,фита к глицерину равно 0,548 (композиция 3).П р и м е р 2, А. Приготовляют," 60как в примере 1, смесь из 100 мас,ч.фторида графита с 200 мас.ч. глицерина.В, Готовят 100 мас,ч. стабилизированной водной дисперсии Фторида 65 графита, измельчая 5 мас.% фторидаграфита в 90 мас.З воды в присутствии5 мас.Ъ порошка натриевой соли.С. К 20 ч. смеси А добавляют80 ч, дисперсии В и гомогенизируют.Таким путем получают смазочную композицию, имеющую массовое отношениефторида графита к глицерину равное0,80 (композиция 4).П р и м е р 3, А. 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 фторидаграфита, измельчая 50 мас.% фторидаграфита в 35.мас.Ъ воды в присутствии 15 мас.Ъ порошка натриевой соли,С. К 75 ч. смеси А добавляют 25 ч.дисперсии В и гомогенизируют. Такимпутем получают смазочную композицию,имеющую массовое отношение фторидаграфита к глицерину, равное 0,75(композиция 5),Композиции 1-5 напыляют на пластины из обычной стали, нержавеющей стали и алюминия с различной степеньюполивки так, чтобы получить, посленагрева при 250 С в течение 1 ч, лакитолщиной слоя 4-5 мкм. Во всех случаях адгезия лака к металлу признанахорошей или очень хорошей и образовавшаяся на поверхности металла пленкахорошо выдерживает испытание водой"капля за каплей".Смазывающую способность композиций 1-5 измеряют при помощи машинышарик-плоскость, которая позволяетрегистрировать коэффициент трениякак .Функцию температуры. Диск иэст.ХС 38 полируют до заданной шероховатости и покрывают испытуемымпродуктом. Этот диск, вращаясь спостоянной скоростью, подвергаетсядавлению, которое производит неподвижный шарик из ст. 100 С 6. Длясравнения в тех же условиях измеряют смазывающую способность простойсмеси 2/1 глицерина и Фторида графита (А в примере 1) и смаэывающуюспособность водной дисперсии фторидаграфита (В в примере 1).Испытания проводили при скоростискольжения 0,15 м/с, шероховатостидиска 0,1-0,2 мкм и приложенной наг"рузке 1 дН.,Результаты испытанийкомпозиции 1-5 смеси А и дисперсии В,полученных в примере 1, представленыв таблице.Стабильность трения считается хо"рошей, если в процессе измеренияизменение коэффициента трения ( йСР)менее или равны 0,01, считается средней если ЬСР0,02, плохой, если4 СРО, 02,Как видно иэ результатов испатаний. О, 15 ЙО, 05. О, 15+0, 02 300 О, 09+0,015 О, 05+0,02 0,09+0, 02 350 О, 05+ О, 02 О, 08+0, 01 О, 08+0, 01 0,09+0,01 0,10+0,05 400 450 ЪПродолжение таблицы Дисперсия Смесь Температура, С 0,15 20 100 150 200 250 300 350 400 450 высокие и удовлетворительные смазоч. ные свойства, имея ДСУ 4 0,02, в то 0,15+0,010,14+0,010,15+0,010,09+0,010,05+ 0,010,05+0, 010,07+0,020,1510,05 Композицию 1, описанную в примере 1, используют для улучшения смазки подушек, состоящих из стальной волосы, 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 А (пример 1), необходимо наносить несколько слоев, а в 65 время как у дисперсии В ЬСУ ) 0,2итоге полученный лак не обладает адгезиейКомпозицию 1, описанную в примере 1, применяют для 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, навыленная на внутреннюю поверхность кольца и1075983 10 15 Составитель Е. ПономареваРедактор Г. Волкова Техред В,Далекорей Корректор А. 3 имокосов Заказ 542/54 Тираж 489 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 Филиал ППП фПатентф, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 на цилиндр, образует лак с хорошейадгезионной и смазывающей способностью, тогда как смесь А (пример 1)образует после спекания лак, необладающий адгезией,Лаки, полученные согласно предлагаемому способу, могут бытьтакже приМенены для смазки изделий,подверженных действию очень высокихтемператур. Так копмозицию 1, описанную в примере 1, напыляют наизделия из жаропрочной стали, применяемые в паяльной установке и подвергаемые действию температуры 500600 С и брызг припоя. Подле сушкикомпозиция 1 образует лак с хорошей адгезией, стойкий в жестких условиях применения,Если на изделие из карбида вольФрама, представляющее собой полированное зеркало, с которым оченьтрудно достигнуть сцепление лака,наносят слой смеси А (пример 1),то констатируют полное отсутствиеадгазии лака к изделию. Напротив,композиция 1 образует лак с хорошейадгезией Таким образом, лаки, полученные предлагаемым способом, обеспечивают высокие адгезионные и антирикционные свойства.