Brevet FR2518556A1 — publié le 19830624

L'invention a pour objet une composition de glissement destinée à la réalisation de pièces et de surfaces de glisse- ment de machines et dispositifs, ainsi que son procédé d'ob- tention. On connait déjà des procédés d'obtention de surfaces et pièces de glissement de machines et dispositifs qui consistent en l'application de matériaux de coefficient de frottement plus avantageux que l'acier ou la fonte ordinairement utilisés. A cette fin on utilise ordinairement le bronze, les métaux blancs, des matières stratifiées de diverses natures ou com- positions spéciales en matières synthétiques A partir de ces matériaux on exécute soit des pièces entières de dispositifs, soit des pastilles spéciales fixées d'une manière telle qu' elles couvrent les surfaces de glissement convenables de piè- ces coopérantes Les compositions en matières synthétiques sont le plus souvent appliquées sur les surfaces de glissement sous forme de revêtements, en mettant à profit des technologies de projections, de collage, de boulonnage ou au pistolet En raison de la faible perte de travail et de la haute qualité des surfaces de glissement réaliséesl le domaine d'emploi de ces matériaux s'élargit. En outre, un avantage essentiel des revêtements et compo- sitions en matières synthétiques consiste en de larges possi- bilités de leurs modifications La composition connue se-Ion le brevet polonais PL 59 170 est composée de 100 parties en poids d'époxydes, de 8 à 15 parties en poids de phtalate de dibutyle, de 15 à 60 parties en poids de graphite en paillet- tes et de 5 à 15 parties en poids de bronze en poudre On mé- lange l'ensemble juste avant l'emploi avec 8 à 12 parties en poids de triéthyltétramine jouant le rôle de durcisseur et on l'applique sur les surfaces de glissement coopérantes, puis après durcissement à la température ambiante, on égalise par rectification ou grattage afin d'ajuster aux surfaces de pièces coopérantes. Une autre composition décrite dans le brevet polonais PL 88 856 est obtenue à partir d'époxydes, sous forme de deux couches, dont la couche supérieure est modifiée par 15 à % en poids de polytétrafluoréthylène par rapport à la résine d'époxydes, et la couche inférieure appliquée sur la surface du métal, avec une teneur de 20 à 80 % en poids d'une charge telle que laine ou fibres d'aluminium. Les autres compositions connues à base d'époxydes con- tiennent, outre la résine de base, des substances de diverses natures ainsi que des charges telles que la poudre de porce- laine, le graphite, le talc, le bisulfure de molybdène, le bronze, l'étain et plusieurs autres matériaux inorganiques. En fonction du choix de la quantité et de la nature des char- ges, on obtient diverses compositions à propriétés différen- tes Mais malgré tout, toutes ces compositions se caractéri- sent par une adhésion de diffusion poussée, ce qui accroit nettement la valeur du coefficient de frottement statique. L'invention se propose d'améliorer les caractéristiques d'utilisation des surfaces de glissement obtenues par applica- tion de matériaux synthétiques à base d'époxydes, par l'appli- cation de compositions qui permettent d'obtenir des surfaces à faible coefficient statique de frottement Set faible usure abrasive. L'invention a pour objet une composition de glissement destinée à la réalisation de pièces et surfaces de glissement pour machines et dispositifs contenant 100 parties en poids d'époxydes à bas poids moléculaire à base d'épichlorhydrine et dian (bisphénol A), condensées avec 3 à 15 parties en poids de résines phénol-formaldéhyde modifiées à l'alcool furfuryli- que, de 2 à 15 parties en poids d'un solvant organique et de à 100 parties en poids de charges connues en soi de prove- nance inorganique En outre, la composition peut recevoir de 2 à 20 parties en poids d'un matériau polymérisé à propriétés autolubrifiantes, par exemple du polyéthylène à très haut poids moléculaire (supérieur à 1 l mln) sous forme de poudre, occasionnant une baisse suplémentaire du coefficient de frot- tement entre les pièces coopérantes du dispositif Comme sol- vants, on pourra utiliser des solvants connus pour époxydes et résine phénol-formaldéhyde et produits de condensation réci- proque, comme par exemple du phtalate de dibutyle Il est avantageux d'utiliser des solvants dits actifs, c'est-à-dire des solvants contenant des groupes fonctionnels présents aussi dans les résines époxydes initiales, tel que l'éther butyl- glycidique ou l'éther phénylglycidique, ce qui assure une liai- son stable du solvant avec la composition dans la phase de durcissement En raison des coûts élevés et de la disponibili- té plus difficile des solvants actifs, on pourra les utiliser en moindres quantités absolues, mais en les mélangeant avec des solvants connus utilisés pour les résines, par exemple en mélange avec du phtalate de dibutyle Comme charges on pourra utiliser diverses substances connues de provenance inorgani- que, tel que le blanc de titane, le talc, le lithopone, le graphite, le bisulfure de molybdène, l'hydroxyde d'aluminium et la poudre de porcelaine ou des mélanges de ces substances. Le choix détaillé des composants des charges est fonction du domaine d'application de la composition Les compositions à composants sus-cités sont durcies selon un processus connu en soi au moyen de durcisseurs connus pour époxydes, introduits dans la masse juste avant son emploi Les conditions de réti- culation sont fonctions de la nature du durcisseur utilisé. L'agent le plus souvent utilisé de réticulation est la tri- éthylétramine utilisée en quantité de 10 à 12 parties en poids pour 100 parties en poids de résine époxyde dans la masse de composition Le processus de réticulation se fait alors à la température ambiante Il est possible d'utiliser d'autres agents de réticulation d'époxydes, connus selon la littérature, en quantité proportionnelle au taux de résine époxyde dans la composition Le choix de l'agent de réticulation est décisif pour la température et la vitesse de durcissement du produit. Un autre objet de l'invention est un procédé d'obtention- de ces compositions de glissement qui consiste en ce que l'on condense 100 parties en poids d'époxydesà bas poids moléculai- re à base d'épichlorhydrine et dian(bisphénol A) à la tempéra- ture de 150 à 1700 C avec 3 à 15 parties en poids d'une résine phénolformaldéhyde modifiée à l'alcool furfurylique, et en fin du processus, on introduit dans le mélange postréactionnel refroidi jusqu'à la température de 100 'C environ de 2-à 15 parties en poids de solvants organiques ainsi que de 15 à 100 parties en poids, de charges inorganiques connues ou de leurs mélanges ou éventuellement, à la température de 50 C environ, un matériau polymère à propriétés autolubrifiantes sous forme de poudre, par exemple du polyéthylène à très haut poids moléculaire La composition ainsi préparée est-suscepti- ble d'être stockée ' Juste avant son emploi on y ajoutera un durcisseur en quantité proportionnelle à la quantité d'époxy- des dans le produit selon les conditions désirées et les impé- ratifs technologiques de réticulation de la composition. La composition selon l'invention présente plusieurs pro- priétés avantageuses technico-utilitaires Les surfaces de glissement produites par son application se caractérisent par une très haute résistance à l'usure en service et par une fai- ble adhésion à l'élément antagoniste de frottement L'incorpo- ration de-substances polymérisées à propriétés lubrifiantes assure aux surfaces de glissement des propriétés autolubri- fiantes Un effet inattendu de l'application de la composition selon l'invention consiste en un net abaissement du coefficient statique de frottement par rapport aux compositions connues, ce qui élimine pratiquement les vibrations de friction (stick- slip) des pièces coopérantes. L'application de l'invention est illustrée dans les, exemples suivants EXEMPLE 1 Dans un autoclave équipé d'un agitateur on a introduit kg d'époxydes à bas poids moléculaire, à base d'épichlorhy- drine et bisphénol A vendu sous la dénomination Epidian 5 et '3,5 kg de résine phénol-formaldéhyde modifiée à l'alcool furfurylique, après quoi la charge du réacteur est chauffée à la température de 160 C jusqu'au moment d'obtention d'une viscosité dynamique du mélange réactionnel de 87180 c P, mesu- rée au moyen d'un visiomètre tournant du type Rhéotest 2 équi- pé d'un dispositif cone-plateau, à la température de 30 C' et à la vitesse de cisaillement 100 S -Après condensation et refroidissement du mélange réactionnel à la température de C, on y ajoute 5 kg de phtalate di-n-butyiique, 12,5 kg de bisulfure de molybdène, 7,5 kg de graphite et 2,5 kg de blanc de titane que l'on mélange à chaque fois avec la résine. Ensuite à la température de 50 C on a ajouté au mélange 5 kg de polyéthylène à poids moléculaire très élevé sous forme de poudre et la composition terminée a été coulée dans des réci- pients Cette composition ainsi obtenue s'applique comme maté- riau de glissement pour la réalisation de glissières de cha- riots de machines-outils selon un mode connu en soi Avant d' appliquer cette masse, on y ajoutera encore le durcisseur, au taux de 0,64 kg de triéthyltétramine pour 10 kg de composition. EXEMPLE 2 Dans un autoclave suivant l'exemple 1 on effectue la con- densation de 50 kg d'époxydes type Epidian-5 avec 7,5 kg de résine phénolformaldehyde modifiée à l'alcool furfurylique, en chauffant le méalange jusqu'à la température de 170 C jusqu' à obtention d'une viscosité, mesurée comme dans l'exemple 1 à la température de 70 C, égale à 48340 c P Ensuite à la tempé- rature de 100 C on a jouté 5 kg d'éther butyl-glicydique et 2,5 kg de phtalate de di-n-butyle ainsi que 50 kg de bisulfure de molybdène, puis à la température de 50 C on ajoute 10 kg de polyethylene à très grand poids moléculaire sous forme de poudre. Cette composition obtenue trouve son application à la réalisation de surfaces de glissement de paliers fortement charges Avant les opérations d'enduction, on ajoute à la mas- se un durcisseur pour résines époxydes, par exemple 0,4 kg de triéthyltétramine pour 10 kg de composition EXEMPLE 3 Dans un autoclave suivant l'exemple 1 on effectue à la température de 160 C la condensation de 50 kg de résine époxy- de type Epidian-5 et de 1,5 kg de rsine phénol-formaldehyde modifiée à l'alcool furfurylique jusqu'à obtention d'un mélan- ge réactionnel à viscosité dynamique de 24220 c P mesurée à la température de 30 C comme à l'exemple 1, après quoi, à la température de 950 C, on ajoute encore 1 kg d'éther phényl- glicydique et 20 kg d'un mélange de charges inorganiques cons- titué de 5 kg de graphite, 10 kg de talc et 5 kg de lithoponeo En fin du processus, à la température de 50 C on ajoute 1 kg de polyéthylène à très grand poids moléculaire sous forme de pou- dre. Le composition obtenue trouve son application au confec- tionnement de faces de paliers faiblement chargés Pour son durcissement il est indispensable d'y introduire avant l'emploi 0,8 kg de triéthylétramine pour chaque lot de 10 kg de masse de produit. EXEMPLE 4 Dans un autoclave, comme celui de l'exemple 1, on condense à la température de 170 C 50 kg d'époxyde type Epidian-5 avec kg de résine phénol-formaldehyde modifiée à l'alcool furfu- rylique obtenant un mélange de-réaction à viscosité dynamique mesurée à la température de 30 C, selon la méthode de l'exem- ple 1, égale à 290500 c P, puis à la température de 100 C envi- ron on y ajoute 4 kg d'éther butyl-glicydique et 2,5 kg de phtalate di-n-butylique ainsi que 20 kg de poudre de porcelai- ne, 15 kg de billes de verre et 5 kg d'hydroxyde d'aluminium. La masse obtenue convient à une glissière entre table de machines-outil et banc Avant l'emploi on y ajoute 0,5 kg de triéthyltêtramine par 10 kg de composition. REVENDICATIONS 1 Composition de glissement destinée à la réalisation de pièces de surfaces de glissement, pour machines et dispo- sitifs, à base de résines époxydes et de charges, durcie au moyen d'agents connus de réticulation pour époxydes, caracté- risée en ce qu'elle est composée de 100 parties en poids de résines époxyde à bas poids moléculaire, à base d'épichlor- hydrine et de biphénol A, condensée avec 3 à 15 parties en poids de résine phénol-formaldéhyde modifiée à l'alcool fur- furylique, avec 2 à 15 parties en poids d'un solvant organique et 15 à 100 parties en poids de charges connues inorganiques, avantageusement du blanc de titane, du talc, du lithopone, du graphite, du bisulfure de molybdène, de l'hydroxyde d'alumi- nium, de la poudre de porcelaine ou de leurs mélanges. 2 Composition de glissement selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'elle contient également de 2 à 20 par- ties en poids d'un matériau polymère à propriétés autolubri- fiantes, avantageusement du polyéthylène à très haut poids moléculaire sous forme de poudre. 3 Composition de glissement selon la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce que l'on utilise comme diluant du phta- late de dibutyle et/ou de l'éther phényl-glicydique ou de-l' éther butyl-glicydique. 4 Procédé d'obtention d'une composition de glissement destinée à la réalisation de pièces et de surfaces de glisse- ment pour machines et dispositifs, caractérisé en ce que l'on condense 100 parties en poids de résine époxyde à bas poids moléculaire, à base d'épichlorhydrine et de biphénol A à la température de 150 à 1700 C avec 3 à 15 parties en poids de ré- sine phénol-formaldéhyde modifiée à l'alcool furfurylique,puis au produit de condensation à la température de 100 'C environ, on ajoute 2 à 15 parties en poids d'un diluant organique et de à 100 parties en poids de charges inorganiques connues ou de leurs mélanges et éventuellement à la température de 500 C environ un matériau polymère à propriétés autolubrifiantes en quantité de 2 à 20 parties en poids, et en ce que juste avant l'emploi de la composition on y ajoute des durcisseurs d' époxydes connus en soi en quantité proportionnelle à la quanti- té de résine époxyde contenue dans la composition.