MX2014008911A

MX2014008911A - Composicion para miembro deslizable.

Info

Publication number: MX2014008911A
Application number: MX2014008911A
Authority: MX
Inventors: Yujiro YAMASAKI; Masaki Tahara
Original assignee: Nok Klueber Co Ltd
Priority date: 2012-05-07
Filing date: 2013-03-01
Publication date: 2014-10-13
Also published as: US9777241B2; EP2821443A4; US20150057199A1; KR101969321B1; WO2013168453A1; PL2821443T3; EP2821443A1; JP6108284B2; KR20150008039A; IN2014CN04505A; JP2013234219A; CN103827225A; MX361867B; CN103827225B; EP2821443B1

Abstract

La presente invención dirige el problema de proporcionar una composición para miembros de deslizamiento que tiene propiedades lubricantes y resistencia a la abrasión. La composición para los miembros deslizantes incluye una resina aglutinante, un lubricante sólido, y un aceite de silicón epoxi modificado que tiene un grupo epoxi en un extremo o ambos extremos de este, y se caracteriza por la relación en peso entre la resina aglutinante y el aceite de silicón epoxi modificado es 97:3 - 75:25.

Description

COMPOSICION PARA MIEMBRO DESLIZABLE CAMPO DE LA INVENCION La presente invención se relaciona con una composición para el miembro deslizable, y más específicamente se relaciona con una composición para el miembro deslizable que muestra menos desgaste aun en un ambiente de deslizamiento severo de, por ejemplo, un estado medio seco.

ANTECEDENTES DE LA INVENCION Un ambiente deslizante en un estado medio seco frecuentemente existe en una porción deslizante en un compresor tal como un acondicionador de aire y una porción deslizante cercana a un pistón de una máquina de un automóvil, y específicamente incluye, en un compresor del tipo leva plana, una porción deslizante entre una biela y una leva plana que acciona la biela.

En la técnica relacionada, el miembro deslizante se sabe que tiene una película de recubrimiento formada sobre una superficie de este, la película de recubrimiento se forma de una composición obtenida al mezclar un lubricante sólido tal como politetrafluoroetileno, grafito, y bisulfuro de molibdeno en una resina de aglutinación como una resina de poliamida o una resina de poliamida- imida . Sin embargo, existe una compensación entre la lubricidad de la película de recubrimiento proporcionada al mezclar el lubricante sólido y Ref. 249151 la resistencia mecánica y la adhesión a un miembro de la película de recubrimiento, y cuando se intenta mejorar la lubricidad, disminuye la resistencia y la adhesión. Por lo tanto, fue difícil lograr ambas propiedades en conjunto.

Dependiendo del uso, las propiedades pueden lograrse al optimizar una mezcla de la cantidad del lubricante sólido para balancear entre la resistencia y la lubricidad de la película de recubrimiento. Sin embargo, con solo un lubricante sólido de la técnica relacionada, se limita la disminución de un coeficiente de fricción. Es posible disminuir tanto el coeficiente de fricción estática como un coeficiente de fricción dinámico al aplicar un agente oleoso lubricante tal como grasa o aceite a una superficie de deslizamiento. Sin embargo, ya que el agente de aceite lubricante se descargará de las superficies de deslizamiento en un periodo corto de tiempo debido al deslizamiento, no puede mantenerse la lubricidad. También, debido a que se presenta la solidificación o deterioro con el tiempo, existe el problema que se incrementará un coeficiente de fricción.

Un recubrimiento lubricante puede ser, por ejemplo, un recubrimiento de cocción en donde el silicón que tiene un grupo funcional en ambos extremos se mezcla en una composición de resina termofija (Solicitud de Patente Japonesa Laid-Open No. S63-162771) , un recubrimiento lubricante que incluye una resina de poliamida, un aceite de silicón reactivo que tiene un grupo epoxi, y triazinetiol (Patente Japonesa No. 4319724) , una composición en donde se retiene el lubricante en una cavidad de una película de resina porosa (Patente Japonesa No. 3208130) , y un material que contiene una resina curable, un lubricante sólido y un aceite de silicón modificado (Solicitud de Patente Japonesa Laid-Open No. 2002-275485) .

BREVE DESCRIPCION DE LA INVENCION Problema Técnico Sin embargo, de acuerdo a la Solicitud de Patente Japonesa Laid-Open No. S63-162771, la cantidad de silicón mezclado en un recubrimiento es muy pequeña, y la lubricidad no es suficiente.

De acuerdo con la Patente Japonesa No. 4319724, un aceite de silicón reactivo está reticulado el triazintiol y tiene una estructura de red tridimensional. Por consiguiente, el aceite de silicón se solidifica, pierde fluidez y tiene reducida lubricidad. La película de resina porosa de la Patente Japonesa No. 3208130 tiene una adhesividad reducida y resistencia al desgaste, y el desgaste se presenta durante un corto periodo de tiempo debido al deslizamiento. De acuerdo con la Solicitud de Patente Japonesa Laid-Open No. 2002-275485, puesto que un silicón modificado que tiene un grupo epoxi y está contenido un grupo poliéter en una cadena secundaria, se presenta la solidificación por medio del horneo se perderá la fluidez. Tampoco es suficiente la resistencia al desgaste.

Un objetivo de la presente revelación es el proporcionar una composición para el miembro de deslizamiento que tiene una lubricidad y resistencia al desgaste.

Solución al Problema A fin de resolver el problema mencionado anteriormente, los actuales inventores proporciona una composición para el miembro de deslizamiento como se describe enseguida. (1) Una composición para el miembro deslizante que incluye una resina aglutinante, un lubricante sólido, y un aceite de silicón modificado con epoxi que tiene un grupo epoxi en ambos extremos o en uno de los extremos, una relación en peso de la resina aglutinante y el aceite de silicón modificado epoxi que es 97:3 a 75:25. (2) La composición para el miembro de deslizamiento de acuerdo con (1) , en donde la resina aglutinante es al menos una resina seleccionada de una resina de poliamida-imida, una resina de poliamida, una resina de poliimida, una resina epoxi y una resina de fenol. (3) La composición para el miembro deslizante de acuerdo con (1) o (2) , en donde el lubricante sólido es politetrafluoroetileno . (4) Un miembro de deslizamiento que tiene una película de recubrimiento formado sobre una superficie de este, la película de recubrimiento que está formado con la composición para el miembro de deslizamiento de cualquiera de las reivindicaciones (1) a (3) .

Efectos Ventajosos de la Revelación La composición del miembro deslizante de la presente revelación tiene una lubricidad y resistencia al desgaste mejoradas .

DESCRIPCION DETALLADA DE LA INVENCION De aquí en adelante, la presente revelación se describirá en detalle de conformidad con una modalidad.

Composición del Miembro Deslizante Una composición del miembro deslizante de la presente revelación incluye una resina aglutinante, un lubricante sólido, y un aceite de silicón modificado con epoxi que tiene un grupo epoxi en ambos extremos o en un extremo. Se mezclaron diferentes aditivos cuando es necesario.

(Aceite de Silicón) El aceite de silicón tiene un grupo epoxi en ambos extremos o en un extremo. Específicamente, es un aceite de silicón modificado con epoxi en donde un grupo funcional que contiene un grupo epoxi sustituye los grupos metilo en ambos extremos o un extremo de dimetilpolisiloxano . Al igual para el grupo funcional que contiene un grupo epoxi, un grupo funcional puede ser, por ejemplo, un grupo alquilo o éter.

La relación de mezcla del aceita de silicón con la composición para el miembro de deslizamiento de la presente revelación no se limita particularmente. Sin embargo, considerando una lubricidad, una resistencia al desgaste, y una fuerza de la película de recubrimiento, es preferentemente 1 a 24% en peso, y más preferentemente, 3 a 19% en peso.

Resinas Aglutinantes La resina aglutinante no se limita particularmente. Sin embargo, por ejemplo, puede utilizarse una resina termofija tal como una resina de poliamida-imida, una resina de poliamida, una resina de poliimida, una resina epoxi y una resina de fenol. Las resinas aglutinantes pueden usarse solas o en combinación.

La resina de poliamida-imida, por ejemplo, se obtiene por la polimerización por condensación del anhídrido tricarboxílico y diamina o polimerización por condensación del anhídrido tricarboxílico y diisocianato . El anhídrido tricarboxílico especialmente incluye anhídrido tricarboxílico aromático tal como el ácido trimerítico anhidro. La diamina puede ser, específicamente, diamina aromática tal como la m-fenilendiamina, p-fenilendiamina, 3 , 3 ' -diaminodifenilmetano, 4 , 4 ' -diaminodifenileter, y , 4 ' -diaminodifenilmetano . El diisocianato puede ser, específicamente, diisocianatos aromáticos tal como diisocianato de 4 , 4 ' -difenilmetano, diisocianato de 3 , 3 ' -difenilmetano, diisocianato de 4,4'- difenileter, diisocianato de 3 , 3 ' -difenileter, y diisocianato de para-fenileno .

Se obtiene la resina de poliamida, por ejemplo, por medio de apertura del anillo de lactama o polimerización por condensación de diamina y ácido dicarboxílico . La lactama puede ser, especialmente, 2-pirrolidona, caprolactama y laurolactama . La diamina puede ser, especialmente, una diamina alifática tal como hexametilendiamina y pentametilendiamina . El ácido dicarboxílico puede ser, específicamente, ácido adípico, ácido malónico, ácido succínico, ácido glutárico, ácido pimélico, ácido subérico, ácido azelaico, ácido sebácico, ácido dodecandicarboxílico, ácido dimetilmalónico, ácido 3 , 3 -dietilsuccínico, ácido 2,2-dimetilglutárico, 2-ácido metiladípico, ácido trimetiladípico, ácido 1 , 3-ciclopentandicarboxílico, ácido 1, 4-ciclohexandicarboxílico, ácido tereftálico, ácido isoftálico, y ácido 2 , 6-nafalendicarboxílico .

La resina de poliimida es, por ejemplo, obtenido por medio de la polimerización por condensación del anhídrido tetracarboxílico y diamina. El anhídrido tetracarboxílico puede ser, especialmente, dianhídrido tetracarboxílico alifático tal como dianhídrido 1,2,4,5-ciclohexantetracarboxílico, dianhídrido 1,2,3,4-butantetracarboxílico, dianhídrido 1,2,3,4-ciclobutantetracarboxílico, y dianhídrido tetracarboxílico aromático tal como dianhídrido piromelítico, dianhídrido dianhídrido 2,3,3' ,4' -bifeniltetracarboxílico.

La resina epoxi puede ser, por ejemplo, resina epoxi de bisfenol, resina epoxi de novolac, resina epoxi de naftaleno, resina epoxi de fluoreno, resina epoxi de trifenilmetano, resina epoxi de glicidiléter, resina epoxi de glicidiléster, y resina epoxi de glicidilamina .

La resina de fenol, por ejemplo, se obtiene por polimerización por condensación de fenoles y aldehidos. Los fenoles pueden ser, específicamente, fenol, resorcino, cresol y xilenol . Los aldehidos pueden ser, específicamente, formaldehído y furfural .

La relación de mezcla de la resina aglutinante en la composición para el miembro deslizante de la presente revelación no se limita particularmente, pero considerando la adhesividad con el material base y una fuerza de la película de recubrimiento, relación de mezclado es preferentemente 30% a 92% en peso, y más preferentemente, 56% a 90% en peso.

La relación en peso entre la resina aglutinante y el aceite de silicón en la composición para el miembro de deslizamiento de la presente revelación es desde 97:3 a 75:25, y preferentemente desde 95:5 a 80:20. Cuando la relación en peso del aceite de silicón es menor de 3%, no se obtienen las propiedades como lubricidad y resistencia al desgaste que son propiedades del aceite de silicón. Cuando es mayor de 25%, cada componente de la composición se separará fácilmente, y no se obtiene una película de recubrimiento uniforme .

Lubricante Sólido El lubricante sólido es preferentemente partículas de una resina a base de flúor. Por ejemplo, es politetrafluoroetileno, un copolímero de tetrafluoroetilen-perfluoroalquilviniléter , un copolímero de tetrafluoroetileno-hexafluoropropileno, copolímero tetrafluoroetilen-etileno, fluoruro de polivinilideno y triclorotrifluoroetileno .

El tamaño de partícula del lubricante sólido no se limita particularmente, pero considerando la estabilidad de dispersión en el recubrimiento y la facilidad de recubrimiento, es pref rentemente menor o igual a 30 µp?, y más preferentemente, 0.2 a 20 µp?.

La relación de la mezcla del lubricante sólido en la composición para el miembro de deslizamiento de la presente revelación no se limita particularmente. Sin embargo, considerando la lubricidad, resistencia al desgaste, y la fuerza de la película de recubrimiento, es preferentemente 5% a 60% en peso, y más preferentemente 5% a 30% en peso.

Solvente La composición para el miembro deslizante de la presente revelación puede incluir un solvente. El solvente no se limita particularmente, pero puede ser, por ejemplo, N-metil-2-pirrolidona, N, N-dimetilformamida , xileno, metiletilcetona, y metilisobutilcetona . Estos solventes pueden usarse solos o en combinación.

Diferentes Aditivos La composición para el miembro deslizante de la presente revelación puede además mezclarse con aditivos como un agente colorante, un agente antiespumante , un agente tensoactivo y otro lubricante, cuando es necesario. Estos aditivos pueden usarse solos o en combinación.

El agente colorante puede ser, por ejemplo, rojo óxido, óxido de cinc, óxido de titanio, negro de anilina, amarillo cadmio, amarillo de óxido de fierro, amarillo titanio, amarillo diazo insoluble, amarillo por azo condensación, amarillo de isoindolinona, amarillo de bencimidazolona , anaranjado diazo insoluble, anaranjado de bencimidazolona, anaranjado de perinona, rojo cadmio, rojo lago monoazo, rojo monoazo insoluble, rojo bencimidazolona, rojo azo condensación, rojo quinacridona , rojo perileno, rojo antraquinonilo, violeta quinacridona, violeta de dioxazina, azul cobalto, azul ultramarino, azul de ftalocianina , azul diazo insoluble, azul indantrona, verde titanio cobalto, verde de ftalocianina clorada, verde de ftalocianina bromada, café de bencimidazolona, y aluminio .

El agente antiespumante puede ser, por ejemplo, dimetilpolisiloxano, ácido poliacrílico, jabón de metal, éster de ácido graso y éster de fosfato.

El otro lubricante puede ser, por ejemplo, bisulfuro de molibdeno, negro carbón, grafito, nitruro de boro, nitruro de silano, cianurato de melanina.

La composición del miembro de deslizamiento de la presente revelación tiene lubricidad y resistencia al desgaste al contener un aceite de silicón epoxi modificado que tiene un grupo epoxi en ambos extremos o en un extremo. Ya que un grupo epoxi existe en el dimetilpolisiloxano, mejora la compatibilidad con una resina aglutinante. Además, ya que un grupo epoxi solo sustituye en un extremo, la composición existe en un estado fluido en una película de recubrimiento y ya que la composición que se provee en una superficie de deslizamiento, mejora la lubricidad y también puede mejorarse la resistencia al desgaste. Por otro lado, en el caso donde un grupo epoxi se sustituye en una cadena secundaria, ya que el horneado origina la solidificación y una pérdida de fluidez, son pobres la lubricidad, y la resistencia al desgaste.

Proceso para Preparar la Composición del Miembro de Deslizamiento La composición para el miembro de deslizamiento de la presente revelación no se limita particularmente, pero puede ser una composición que se obtiene preferentemente al mezclar y dispersar una cantidad predeterminada de una resina aglutinante, un lubricante sólido, un aceite de silicón epoxi modificado, otros aditivos y los solventes utilizan una combinación apropiada de un agitación tal como un disolvente, molino de bolas, molino de arena, y un mezclador agi homo.

Miembro de Deslizamiento La película de recubrimiento puede formarse sobre una superficie de un miembro de deslizamiento al aplicar una composición para el miembro de deslizamiento de la presente revelación para un miembro de deslizamiento. Un método de aplicación para el miembro de deslizamiento no se limita particularmente, pero puede ser un método por aspersión, método de sumergido, un método de recubrimiento por flujo, un método de dispensador, y un método de recubrimiento por giro, Dependiendo de cada uno de los métodos de aplicación, puede ajustarse una viscosidad por un solvente al tiempo de producción de una composición de recubrimiento de lubricación o antes de la aplicación.

Después de la aplicación de la composición para el miembro de deslizamiento para un miembro de deslizamiento, el solvente se evapora en una etapa de horneado seco.

Después, se forma una película de recubrimiento sobre una superficie del miembro de deslizamiento. La temperatura de secado se ajusta apropiadamente dependiendo del tipo de la resina, y se desarrolla usualmente a 60 a 120°C. El grosor de la película después del secado es 15 a 100 \i . Después se desarrolla el horneado a alta temperatura. La temperatura de horneado se ajusta apropiadamente dependiendo de un tipo de la resina, y por lo regular se realiza a 150 a 300°C. Un grosor de la película después del horneado es de 10 a 80 pm. Después del horneado, se enfría el miembro de deslizamiento, y puede ajustarse por molienda dependiendo del propósito.

El miembro de deslizamiento de la presente revelación se utiliza como un miembro de deslizamiento para un compresor de un acondicionador de aire, un pintón de una máquina de un automóvil, una válvula solenoide para gas y líquido, un émbolo de sumersión, una válvula, un casquillo o un cojinete de deslizamiento.

Ej emplos Preparación de la Composición del Miembro de Deslizamiento Resina aglutinante: Resina poliamida- imida (PAI) HPC-5012-32 (producida por Hitachi Chemical Co . , Ltd) Lubricante Sólido: Politetrafluoroet ileno (PTFE) Fluon L173 (producido por Asahi glass Co., Ltd) Aceite de silicón: Como se indica en la Tabla 1 siguiente: Solvente: solvente combinado de N-metil -2 -pirrolidona y metilisobutilcetona Tabla 1 La resina aglutinante, el lubricante sólido y el aceite de silicón se agregaron al solvente con una relación de mezclado de la Tabla 2 y se mezclaron y dispersaron por medio de un molino de bolas (Ejemplo 1 a 4 y los Ejemplos Comparativos 1 a 5) . Se aplicó por medio de aspersión el líquido de la dispersión obtenida a una pieza de prueba (material: disco SAPH440) como un miembro de deslizamiento. Se cubrió de tal manera que se formó un grosor de película después del horneado de 30 a 50 µp? y se horneó a 200 a 230°C. Después del horneo, se realizó el ajuste utilizando un papel abrasivo hasta lograr el grosor de la película 20 \im. El pulido se llevó a cabo usando papeles abrasivos de grados más finos progresivamente a fin de que esté en el intervalo de rugosidad de Rz [DIN] = 1.0 + 0.5 m. Un resultado de la evaluación de la composición para el miembro de deslizamiento se muestra en la Tabla 2.

Prueba y Evaluación de la Composición para el Miembro de Deslizamiento Características de la Fricción y Desgaste Se utilizó una máquina de prueba del tipo pasador en el disco (tipo 3 pasadores) . Se utilizó una contraparte del pasador del material hecho de fierro (SUJ-2) y tiene un tamaño de 5 mm x 10 rara . Igual que con el disco, se ajustó la rugosidad de una superficie deslizante del pasador. Se colocó el pasador sobre el disco ajustado y se fijó en una parte de deslizamiento de prueba. Se aplicó una carga de 200 N desde la parte superior y se hizo girar el disco a una velocidad de velocidad periférica de 2 m/s. Una prueba simple consta de una hora y se repitió durante tres veces. Se evaluó la profundidad del desgaste de la superficie deslizante del disco después de la prueba como una cantidad de desgaste.

Observación de la Condición de la Superficie Se verificó por inspección visual y tacto, si el componente oleoso no se escurrió sobre la superficie de la película de recubrimiento después del horneado.

Tabla 2 Con una composición del Ejemplo Comparativo 5 incluye una resina aglutinante y solo un lubricante sólido, se hizo una mayor profundidad del desgaste. Por el contrario, con las composiciones de los Ejemplos 1 a 4 que contiene el aceite de silicón epoxi modificado que tiene un grupo epoxi en un extremo o en ambos extremos, se encontró que la profundidad del desgaste es menor y tiene una resistencia al desgaste mejorada, y que un componente oleoso no escurrió sobre una superficie de la película de recubrimiento. Por otro lado, con una composición del Ejemplo Comparativo 1 que incluye un aceite de silicón epoxi modificado que tiene un grupo epoxi en una cadena secundaria, se encontró que el desgaste se volvió más profundo y se presentó el asimiento. Con una composición del Ejemplo Comparativo 2 que incluye un aceite de silicona sin grupo sustituyente, hubo mucho escurrimiento después del horneo. Con una composición del Ejemplo Comparativo 3 en donde escurrió una cantidad menor del aceite de silicón, se encontró que no se obtuvo efecto resistente al desgaste. Con una composición del Ejemplo Comparativo 4 en donde se escurrió una cantidad mayor del aceite de silicón, la composición separada después que se mezcló y dispersó cada componente y no fue capaz de obtener una película de recubrimiento uniforme.

Con lo anterior, la película de recubrimiento formada de la composición para el miembro deslizante de la presente revelación tiene resistencia al desgaste y lubricidad.

Particularmente, de conformidad con la actual revelación, ya que un grupo epoxi solo se sustituye en un extremo, la composición de la actual revelación existe en un estado fluido en una película de recubrimiento y debido a que la composición se proporciona sobre una superficie de deslizamiento, se mejora la lubricidad y también puede mejorarse la resistencia al desgaste. Cuando se sustituye un grupo epoxi en una cadena secundaria, el horneo origina la solidificación y una pérdida de fluidez. Por lo tanto, no mejoran la lubricidad y la resistencia al desgaste.

Se hace constar que con relación a esta fecha, el mejor método conocido por la solicitante para llevar a la práctica la citada invención, es el que resulta claro de la presente descripción de la invención.

Claims

REIVINDICACIONES Habiéndose descrito la invención como antecede, se reclama como propiedad lo contenido en las siguientes reivindicaciones :

1. Composición para miembro deslizante, caracterizada porque comprende : una resina aglutinante; un lubricante sólido; y un aceite de silicón epoxi modificado que tiene un grupo epoxi en ambos extremos o en un extremo de este, una relación de la resina aglutinante y aceite de silicón epoxi modificado que es 97:3 a 75:25.

2. Composición para miembro deslizante de conformidad con la reivindicación 1, caracterizada porque la resina aglutinante es al menos una resina seleccionada de una resina de poliamida-imida, una resina de poliamida, una resina de poliimida, una resina epoxi y una resina de fenol.

3. Composición para miembro deslizante de conformidad con la reivindicación 1 o 2, caracterizada porque el lubricante sólido es politetrafluoroetileno .

4. Miembro deslizante que tiene una película de recubrimiento formada sobre una superficie de este, caracterizado porque la película de recubrimiento se forma con la composición para el miembro deslizante de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3.