PTFE-Klassik-Mischformeln einfach erklärt

Fazit: Es gibt keine einzige „goldene Geheimformel“ für PTFE, die von der gesamten Branche verwendet wird.

Gemäß den derzeit öffentlich zugänglichen Informationen von Chemours/Teflon bedeutet gefülltes PTFE üblicherweise das Zugabe von 5–40 Gew.-% anorganischer Füllstoffe zum PTFE-Pulver. Teflon™ PTFE 7C X ist ausdrücklich als „zur Mischung mit Füllstoffen empfohlen“ aufgeführt, insbesondere mit Metallpulvern. Nach einer Gegenprüfung mit den veröffentlichten Standards von Daikin, den Füllstoffbereichen und Vergleichstabellen von 3M Dyneon sowie alten DuPont-Daten sind die nachfolgenden Formeln in der praktischen PTFE-Produktion immer wiederkehrend.

Alle Prozentangaben beziehen sich auf das Endgewicht (Gew.-%) .

(1) 85/15: PTFE + 15 % Glasfaser

Dies ist die gebräuchlichste allgemeine verstärkte Sorte. Daikin führt sie offen als 15GL auf. 3M nennt Glasfaser ebenfalls als einen der am häufigsten verwendeten Füllstoffe, normalerweise bis zu 25 Gew.-% und bis zu 40 Gew.-%. Sie bietet eine gute Dimensionsstabilität, widersteht Kaltfließen und verträgt Hitze gut. Nachteil: Sie verschleißt die Gegenfläche stärker und eignet sich daher nicht für weiche Metalle.

(2) 75/25: PTFE + 25 % Glasfaser

Dies ist die robuste Variante der 15-prozentigen Glasfasermischung und eine der ältesten Standardformeln. Daikin führt sie als 25GL auf. Auch 3M listet in seinen Vergleichsproben 25 % Glasfaser auf. Sie ist härter und widersteht Kriechverformung besser als die 15-prozentige Variante, verschleißt die Gegenfläche jedoch noch stärker.

(3) 80/15/5: PTFE + 15 % Glasfaser + 5 % Graphit

Eine der klassischsten Dichtungsformeln mit niedriger Reibung. In der veröffentlichten Verschleißtabelle von 3M wird genau die Zusammensetzung mit 15 % Glasfaser / 5 % Graphit als Beispiel für geringen Verschleiß angegeben. Auch alte DuPont-Daten ordnen die Mischung aus Glasfaser und Graphit im Bereich geringen Verschleißes bei weichem Stahl ein.

(4) 80/15/5: PTFE + 15 % Glasfaser + 5 % MoS 2 -

Daikin führt die Standardqualität 15GL5M auf. 3M gibt an, dass MoS₂ üblicherweise als sekundärer Füllstoff bis zu 5 Gew.-% zugesetzt wird; die geringste Reibung ergibt sich meist aus Graphit oder MoS₂ allein oder in Kombination mit Glasfaser. Auch DuPont-Daten ordnen Glasfaser/MoS₂ in die Zone mit geringem Verschleiß ein.

(5) 85/15: PTFE + 15 % Graphit

Eine altbewährte, reibungsarme Formulierung, die weicheren Gegenlaufpartnern besonders schont. Daikin führt sie als 15GR auf. 3M vermerkt, dass Graphit üblicherweise als sekundärer Gleitmittel-Füllstoff bei etwa 5 Gew.-% eingesetzt wird, jedoch bis zu 20 Gew.-% erhöht werden kann, um die Wärmeleitung zu verbessern. Graphit-haltige Formulierungen weisen in der Regel den niedrigsten Reibungskoeffizienten auf.

(6) 75/25: PTFE + 25 % Kohlenstoff

Eine weitere klassische PTFE-Linie, unterteilt in harten und weichen Kohlenstoff. Daikin führt sowohl 25CAR (harter Kohlenstoff) als auch 25CAR/R (weicher Kohlenstoff) auf. Der typische Bereich von 3M liegt bei weichem Kohlenstoff bis zu 25 Gew.-% und bei hartem Kohlenstoff bis zu 35 Gew.-%. Harter Kohlenstoff wird vorwiegend bei hohen Belastungen, zur Verbesserung der Verschleißfestigkeit und bei Kolbenringen eingesetzt. Weicher Kohlenstoff wird hingegen bevorzugt für trockenlaufende Anwendungen sowie Dichtungs- und Buchsenwerkstoffe verwendet.

(7) 90/10: PTFE + 10 % Kohlenstofffaser

Eine sehr typische Formel für wassergeschmierte oder hydraulische Dichtungen. Daikin führt den Werkstoff 10CF. 3M gibt an, dass Kohlenstofffaser üblicherweise bis zu 15 Gew.-% eingesetzt wird und sich eindeutig für Flüssigkeitsbedingungen eignet. Auch der Wasserumgebungs-Leitfaden von DuPont ordnet Kohlenstofffaser dem Bereich mit geringem Verschleiß zu.

(8)60/40: PTFE + 40 % Bronze

Eine der ältesten PTFE-Familien für Hochdruckhydraulik. Daikin listet den Werkstoff 40BRR auf. 3M weist darauf hin, dass die Füllung mit Bronzepulver bis zu 60 Gew.-% betragen kann und sich insbesondere auf hohe Verschleißfestigkeit, Hochdruckhydraulik sowie gute Wärmeleitung konzentriert. Die Daten von DuPont ordnen Bronze ebenfalls dem Bereich mit geringem Verschleiß bei weichem Stahl zu. Nachteil: schwächere chemische und elektrische Eigenschaften sowie Nicht-Eignung für Wasseranwendungen.

(9)60/30/10: PTFE + 30 % Bronze + 10 % Kohlenstofffaser

Dies ist eher eine „klassische Version für Schwerlastanwendungen“ als ein universeller Standard. In der Verschleißtabelle von 3M wird 30 % Bronze / 10 % Glasfaser angegeben und weist den niedrigsten Verschleißfaktor in dieser Tabelle auf – typisches Denken für hohe PV-Werte und schwer belastete Anwendungen.

Wenn wir all das oben Genannte auf eine kurze Liste reduzieren, dann lautet die die klassischste PTFE-Mischformelfamilie ist: 15 % Glasfaser, 25 % Glasfaser, 15 % Glasfaser + 5 % Graphit, 15 % Glasfaser + 5 % MoS 2 - , 25 % Kohlenstoff, 10 % Kohlenstofffaser, 40 % Bronze .

Dies ist nicht die offizielle „einzige Antwort“ eines Unternehmens. Es handelt sich lediglich um eine Zusammenfassung, die sich aus der Gegenüberstellung der Füllstoff-Richtlinien von Chemours/Teflon, der Standardqualitäten von Daikin, den typischen Zusammensetzungen und Tabellen von 3M sowie alten DuPont-Dokumenten ergibt.

Zwei kurze Erinnerungen am Ende: Erstens verwenden nahezu alle öffentlichen Kataloge gewichts% , doch in einigen älteren DuPont-Diskussionen ist von „etwa 20 Vol.-% für die geringste Abnutzung“ die Rede. Gewichtsprozent (wt %) und Volumenprozent (vol %) können nicht direkt miteinander verglichen werden, da Bronze, Glasfaser und Kohlenstoff sehr unterschiedliche Dichten aufweisen. Zweitens beeinflussen form, Menge, Belastung, Geschwindigkeit, Gegenlaufwerkstoff und Umgebungsbedingungen die Reibung und Abnutzung von PTFE stark. Derselbe „klassische Formelansatz“ kann unter trockenen Stahl-Laufbedingungen und unter wassergeschmierten Bedingungen sehr unterschiedlich abschneiden.