具有填料的、基于聚酰胺的表面材料制造技術(shù)

本發(fā)明專利技術(shù)涉及一種具有填料的、基于聚酰胺的表面材料，所述填料改善摩擦學(xué)性質(zhì)，其中填料包括至少一種金屬硫化物和/或磷酸鈣。本發(fā)明專利技術(shù)還涉及一種由表面材料構(gòu)成的三維模制體，其制成為注塑部件或擠出部件和/或通過增材制造來制成。

Surface materials based on polyamide with fillers

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
【國外來華專利技術(shù)】具有填料的、基于聚酰胺的表面材料
本專利技術(shù)涉及一種具有填料的、基于聚酰胺的表面材料，其改善摩擦學(xué)性質(zhì)，特別是耐磨性。
技術(shù)介紹
除了其他應(yīng)用，例如齒輪和傳動部件，表面材料也用作滑動材料，例如用在滑動軸承中。以滑動材料為形式的表面材料采用聚酰胺，這在現(xiàn)有技術(shù)中是已知的。因此，例如，使用未填充的聚酰胺4.6，然而，其對于商用車輛領(lǐng)域中的關(guān)鍵應(yīng)用而言不具有足夠的耐磨性。眾多的其他滑動材料也是已知的，它們例如，基于PTFE并且僅使用聚酰胺作為填料。在DE102011077008A1中描述了與此類似的物質(zhì)，例如，其描述了基于PTFE的滑動軸承復(fù)合材料，其中存在填料，所述填料包括熱塑性塑料和/或硬質(zhì)塑料(duroplasts)和其他摩擦學(xué)活性物質(zhì)一起以復(fù)合形式存在于滑動軸承材料的聚合物基料中。DE102013021949A1的主題是在無溶劑的水基聚酰胺酰-亞胺潤滑漆中使用聚酰胺作為固體潤滑劑。除了用作經(jīng)典的滑動材料之外，還存在用于傳動部件以及齒輪的這種表面材料的其他應(yīng)用領(lǐng)域，傳動部件以及齒輪由于與配對部件的摩擦或滾動接觸而經(jīng)受顯著的磨損。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
基于該現(xiàn)有技術(shù)出發(fā)，本專利技術(shù)的目的是改善基于聚酰胺的表面材料的摩擦學(xué)性質(zhì)，特別是耐磨性。該目的通過具有改善摩擦學(xué)性質(zhì)的填料、基于聚酰胺的表面材料來解決，其中填料包括一種或多種金屬硫化物和/或磷酸鈣。本專利技術(shù)還涉及模制體以及由根據(jù)本專利技術(shù)的表面材料制造的或具有根據(jù)本專利技術(shù)的表面材料的物體。預(yù)料不到地發(fā)現(xiàn)，在該情形中，向聚酰胺基料中添加一種或多種金屬硫化物和/或磷酸鈣顯著改善了表面材料的耐磨性。本專利技術(shù)的表面材料適用于該情形，特別適用于汽車領(lǐng)域的發(fā)動機(jī)外部，特別適用在油脂潤滑系統(tǒng)中，例如傳動部件、齒輪、商用車輛制動系統(tǒng)、短軸(stubaxle)軸承結(jié)構(gòu)等。在這些應(yīng)用中，期待的是使用無鉛表面材料。因此，本專利技術(shù)的表面材料現(xiàn)在提供了一種顯示出足夠耐磨性的材料。用在根據(jù)本專利技術(shù)的表面材料中的聚合物基料是聚酰胺基料。這并不一定意味著整個(gè)聚合物基料必須由100％的聚酰胺組成。高達(dá)聚酰胺基料的30重量％的聚合物部分，特別是高達(dá)20重量％，優(yōu)選僅高達(dá)10重量％的比例可以用其他聚合物及其組合(特別是諸如PTFE，還有例如PVDF、PFA、FEP、ECTFE、ETFE)替代。優(yōu)選地，整個(gè)聚酰胺基料由高達(dá)100重量％的聚酰胺組成。根據(jù)一個(gè)特別優(yōu)選的實(shí)施方案，提供的聚酰胺基料包含PA4.6，并且特別地由高達(dá)至少60重量％，特別是高達(dá)至少70重量％，特別是高達(dá)至少80重量％，特別是高達(dá)至少90重量％，特別是100重量％的PA4.6構(gòu)成。與PA4.6不同的其他聚酰胺，特別是PA6和/或PA6.6也可以用于進(jìn)一步改善表面材料的性能，特別地，用于材料的更好的可復(fù)合性，可以使用在0重量％至40重量％之間，特別是1重量％至30重量％，特別是5重量％至20重量％的聚酰胺基料。如果一種或多種金屬硫化物和/或磷酸鈣的比例總計(jì)為表面材料的1重量％至30重量％，特別是1重量％至20重量％，特別是5重量％至15重量％，特別是10重量％，則可以得到特別有利的性質(zhì)。根據(jù)填料的具體選擇，如果磷酸鈣和/或金屬硫化物的比例在每種情形中相對于表面材料為5重量％或10重量％，則也是特別優(yōu)選的。在這種情形下，如果所述至少一種金屬硫化物以及磷酸鈣均被使用，則是特別優(yōu)選的。在該情形下，所述至少一種金屬硫化物的比例優(yōu)選為1至50重量％，磷酸鈣的比例為金屬硫化物和磷酸鈣的混合物的50至99重量％。金屬硫化物的比例特別地為3至40重量％，磷酸鈣的比例為60至97重量％。此外，金屬硫化物的比例特別地為5至30重量％，磷酸鈣的比例為70至95重量％?？梢蕴貏e優(yōu)選地使用磷酸鈣和/或一種或多種金屬硫化物(特別是MoS2、SnS2、WS2或硫化鉍及其前述的組合)的混合物。還特別優(yōu)選的是在不添加磷酸鈣的情況下使用WS2。具有以下組成的填料已被證明是特別優(yōu)選的：2-20重量％的SnS2，70-97重量％的磷酸鈣，1-10重量％的WS2。在本申請中，重量規(guī)格是指三種填料的重量的總和。所有比例的總和等于100重量％。相對于表面材料的重量的1重量％至30重量％，特別是1重量％至20重量％，特別是5重量％至15重量％，特別是10重量％的組合物可以用在表面材料中。根據(jù)填料的具體選擇，如果磷酸鈣和/或金屬硫化物的比例以表面材料的重量計(jì)為5重量％，也是特別優(yōu)選的。另一種特別優(yōu)選的填料組合物，相對于該組合物的兩種填料的重量總和：50重量％的磷酸鈣50重量％的WS2。磷酸鈣與金屬硫化物的重量比為5：1至1：1是特別優(yōu)選的。對于SnS2/磷酸鈣/WS2(在每種情形下相對于WS2的質(zhì)量百分比的質(zhì)量百分比)填料的優(yōu)選組成，優(yōu)選的比例如下：1-3SnS2：9-13磷酸鈣：1WS2，并且特別地1,67SnS2：11磷酸鈣：1WS2。或者，質(zhì)量比為1：1的磷酸鈣和WS2也特別優(yōu)選作為填料。這種填料組合物在這種表面材料中提供特別良好的摩擦學(xué)性質(zhì)，其特別是對例如滑動軸承、滑動導(dǎo)軌、以及傳動部件或齒輪、以及傳輸鏈條和纜線導(dǎo)軌和鏈條導(dǎo)軌的磨損性能產(chǎn)生積極影響。填料還可以有利地具有以下相對于表面材料的重量的組成：5重量％的磷酸鈣和5重量％的WS2。此外，還有利的是僅使用金屬硫化物特別是WS2作為填料，特別是使用相對于表面材料的10重量％的比例。此外，填料還可以包括其他摩擦學(xué)活性物質(zhì)，例如加強(qiáng)材料，例如碳纖維、玻璃纖維、聚合物纖維(特別是芳酰胺纖維)；和/或固體潤滑劑，例如特別是PTFE、ZnS、BaSO4、石墨、炭黑、氮化硼(BN)和/或塑料顆粒，特別是諸如對位芳香族聚酰胺(PPTA)顆粒、PPSO2顆粒、PI顆粒和PAI顆粒、聚丙烯酸酯顆粒(PAR)、PBA顆粒、PBI顆粒；和/或金屬氧化物，例如特別是Fe2O3、Al2O3、SiO2、CrO2、TiO2、CuO、MgO、ZnO；和/或硬質(zhì)材料產(chǎn)品，例如特別是陶瓷顆粒SiC、Si3N4、碳化硼(BC)、立方氮化硼(cubicBN)；和/或氟化物，例如特別是CaF2、NaF、AlF3；和/或?qū)訝罟杷猁}，例如特別是高嶺土、云母、硅灰石、滑石、沉淀白堊、二氧化硅；和/或金屬細(xì)粉末，例如特別是青銅和鉍；和/或顏料或混合相氧化物顏料，例如特別是Co-Al、Cr-Sb-Ti、Co-Ti、Fe-Al或Co-Cr。在該情況下，如果其他摩擦學(xué)活性物質(zhì)的比例為表面材料的0重量％至40重量％，特別是1重量％至20重量％，特別是1重量％至10重量％，特別是5重量％，則是特別優(yōu)選的。在該情況下，使用層狀硅酸鹽，優(yōu)選使用高嶺土和/或硅灰石和/或滑石，和/或固體潤滑劑，特別優(yōu)選使用BaSO4和/或ZnS是特別優(yōu)選的。進(jìn)一步特別優(yōu)選地提供的聚酰胺基料構(gòu)成50％至95重量％，特別是60重量％至95重量％，特別是70重量％至90重量％的表面材料。以這種方式，聚酰胺材料的性質(zhì)能夠充分地影響表面材料。在該情況下的表面材料可用于生產(chǎn)具有(特別是鋼或青銅材料的)金屬支撐層，可選地具有多孔載體層(特別是青銅材料的)以及具有上述類型的表面材料(其填充載體層中的孔)的滑動軸承復(fù)合材料。為此目的，將具有填料的表面材料與填料一起被擠出成箔狀扁平材料，并將此扁平材料應(yīng)用到金屬支撐層上或浸漬到多孔載體層本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
1.一種基于聚酰胺的表面材料，其具有改善摩擦學(xué)性質(zhì)的填料，其特征在于，所述填料包括至少一種金屬硫化物和/或磷酸鈣。

【技術(shù)特征摘要】
【國外來華專利技術(shù)】2016.11.22 DE 102016122476.6;2016.11.22 DE 10201611.一種基于聚酰胺的表面材料，其具有改善摩擦學(xué)性質(zhì)的填料，其特征在于，所述填料包括至少一種金屬硫化物和/或磷酸鈣。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的表面材料，其特征在于，所述表面材料的聚酰胺基料包括至少70重量％，特別是至少80重量％，特別是至少90重量％，特別是100重量％的聚酰胺。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的表面材料，其特征在于，所述聚酰胺基料包括PA4.6，并且包含特別地高達(dá)至少60重量％，特別地高達(dá)至少70重量％，特別地高達(dá)至少80重量％，特別地高達(dá)至少90重量％，以及特別地高達(dá)100重量％的PA4.6。4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的表面材料，其特征在于，所述聚酰胺基料包括0-40重量％，特別是1-30重量％，以及特別是5-20重量％的與PA4.6不同的其他聚酰胺，特別是PA6和/或PA6.6。5.根據(jù)前述權(quán)利要求中一項(xiàng)或多項(xiàng)所述的表面材料，其特征在于，所述至少一種金屬硫化物和/或磷酸鈣的比例總計(jì)為所述表面材料的1-30重量％，特別為1-20重量％，特別為5-15重量％，特別為5重量％或10重量％。6.根據(jù)前述權(quán)利要求中的一項(xiàng)或多項(xiàng)所述的表面材料，其特征在于，磷酸鈣與金屬硫化物的重量比在5：1與1：1之間。7.根據(jù)前述權(quán)利要求中的一項(xiàng)或多項(xiàng)所述的表面材料，其特征在于，所述至少一種金屬硫化物包括SnS2、MoSs、硫化鉍或WS2，以及它們的組合。8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的表面材料，其特征在于，所述填料包括以下組成：2-20重量％的SnS2，70-97重量％的磷酸鈣，1-10重量％的WS2。9.根據(jù)權(quán)利要求7或8所述的表面材料，其特征在于，重量比為1-3SnS2：9-13磷酸鈣：1WS2，特別是1,67SnS2：11磷酸鈣：1WS2。10.根據(jù)權(quán)利要求1至7中的一項(xiàng)或多項(xiàng)所述的表面材料，其特征在于，所述填料具有相對于所述表面材料的以下組成：5重量％的磷酸鈣，5重量％的WS2。11.根據(jù)前述權(quán)利要求中的一項(xiàng)或多項(xiàng)所述的表面材料，其特征在于，所述填料包括其他摩擦學(xué)活性物質(zhì)和加強(qiáng)材料，例如特別是碳纖維、玻璃纖維、聚合物纖維(特別是芳香族聚酰胺纖維)；和/或固體潤滑劑，例如特別是PTFE、...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：羅爾夫·賴尼克，呂迪格·比克勒，斯特芬·迪克，
申請(專利權(quán))人：KS滑動軸承有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：德國,DE