固有低摩擦聚甲醛制造技术

公开了一种摩擦改性的聚甲醛聚合物组合物。该聚甲醛聚合物组合物包含聚甲醛聚合物和至少一种摩擦改性剂。该摩擦改性剂可包含至少一种包含具有大于100,000mm2s‑1的运动粘度的超高分子量有机硅的摩擦改性剂。该组合物可显示出针对配对材料的约0.01到约0.15的动态摩擦系数。聚甲醛聚合物组合物为聚合物制品提供了改善的摩擦性能和机械性能。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】固有低摩擦聚甲醛相关申请的交叉引用本申请要求申请日为2013年10月21日的美国临时申请序列第61/893,474号的优先权，其全部内容在此引入以作参考。
技术介绍
聚缩醛聚合物，通常被称作聚甲醛聚合物，已经在各种应用中成为特别有用的工程材料。例如，由于聚甲醛聚合物具有优异的机械性能，抗疲劳性，耐磨性，耐化学性，和可模塑性，它们被广泛地用于构造聚合物制品，例如用于汽车工业和电子工业的制品。聚甲醛模塑组合物的机械性能是其用于众多应用的一个原因。为了改善其性能，经常向聚甲醛聚合物提供添加剂以使得性能适应特定应用，例如通过使用增强纤维或摩擦改性剂。例如，聚甲醛聚合物已经与摩擦改性剂结合来生产非常适合用于摩擦应用的聚合物组合物，其中聚合物制品与其它制品移动接触，例如金属制品，塑料制品等。这些摩擦应用可包括其中聚合物组合物被制成齿轮，滑轮，滑动元件等的实施方式。摩擦改性剂的加入可以为组合物提供降低的摩擦系数，小的摩擦噪音，和低的磨损。在过去，高分子量聚烯烃已经用于改善聚甲醛树脂的耐磨性。例如，美国专利第5,482,987号，其全部内容在此引入以作参考，公开了一种自润滑、低磨损的组合物，其含有聚甲醛和包含高分子量聚乙烯、高密度聚乙烯和其它组分的润滑体系。美国专利第5,641,824号，其全部内容在此引入以作参考，公开了一种聚甲醛和超高分子量聚乙烯的自润滑熔融共混物。但是，用这些高分子量聚乙烯聚合物改性的聚甲醛组合物可能具有低于期望的表面外观以及可能有损于组合物和由此生产的制品的磨损性能的缺陷。尽管在过去聚甲醛聚合物已经被摩擦改性，进一步的改善仍然是必要的。例如，存在提供一种具有改善的摩擦性能的聚甲醛聚合物组合物和由此生产的聚合物制品的需要。特别是，存在提供一种当与其它移动制品接触时具有降低的摩擦系数和改善的磨损性能的聚甲醛聚合物组合物和由此生产的聚合物制品的需要。专利技术概述根据一个实施方式，本专利技术涉及一种聚甲醛聚合物组合物。该组合物包含聚甲醛共聚物和至少一种摩擦改性剂，该摩擦改性剂包含具有大于100,000mm2s-1的运动粘度的超高分子量有机硅，其中该聚合物组合物基本上不含硅油，且其中该聚合物组合物具有针对配对材料(counter-material)约0.01到约0.15的动态摩擦系数。根据另一个实施方式，本专利技术涉及一种聚合物制品。该聚合物制品包含聚甲醛聚合物组合物，该聚甲醛聚合物组合物包含聚甲醛聚合物和至少一种摩擦改性剂，该摩擦改性剂包含具有大于100,000mm2s-1的运动粘度的超高分子量有机硅，其中该聚合物组合物基本上不含硅油，且其中该聚合物制品显示出针对配对材料约0.01到小于0.09的动态摩擦系数。根据一个实施方式，在本专利技术的组合物或聚合物制品与多种配对材料之间显示出本专利技术改善的摩擦性能。例如，在组合物或聚合物制品与聚酯表面如聚对苯二甲酸乙二醇酯表面之间可显示出该改善的摩擦性能和摩擦系数。在另一个实施方式中，在组合物或聚合物制品与聚缩醛表面，金属表面如不锈钢表面，或聚烯烃表面如聚丙烯表面或聚乙烯表面(如超高分子量聚乙烯表面)之间，可显示出该改善的摩擦性能和摩擦系数。本专利技术的其它特征和方面在下面被更详细的讨论。专利技术详述现在对本专利技术的实施方式将作出详细的参考，其一个或多个实施例在以下进行阐述。每个实施例是通过解释本专利技术的方式，而不是限制本专利技术的方式提供。事实上，不脱离本专利技术的范围或精神，在本专利技术内可作出各种改性和变型对于本领域技术人员而言将会是显而易见的。例如，作为一个实施方式的部分而说明或描述的特征可被用在另一个实施方式上以产生进一步的实施方式。因此，本专利技术旨在覆盖这样的改性和变型。通常，本专利技术涉及具有改善的摩擦性能例如降低的摩擦系数的聚甲醛聚合物组合物和包含该聚甲醛聚合物组合物的聚合物制品。可通过使用摩擦改性剂来改善该摩擦性能。通常，该聚甲醛聚合物组合物包含聚甲醛聚合物和至少一种摩擦改性剂。例如，该摩擦改性剂可包括氮化硼，超高分子量有机硅，或其组合。本专利技术人已经发现，通过使用本专利技术的聚甲醛组合物，可获得针对其他表面的改善的滑动性能和降低的摩擦系数。特别地，该组合物和由该组合物制成的聚合物制品针对其他表面或配对材料可显示出降低的摩擦系数，同时仍然显示出期望的机械性能。另外，这些组合物和制品也产生小的摩擦噪音且经历低的磨损。聚甲醛聚合物根据本专利技术，聚甲醛聚合物组合物包含聚甲醛聚合物。聚甲醛聚合物的制备可通过聚甲醛形成单体，例如三噁烷或三噁烷与环状缩醛如二氧戊环的混合物，在作为分子量调节剂的乙二醇的存在下聚合来进行。在聚合物组合物中使用的聚甲醛聚合物可包括均聚物或共聚物。根据一个实施方式，聚甲醛是是包含至少50mol％，例如至少75mol％，例如至少90mol％和例如甚至至少97mol％的-CH2O-重复单元的共聚物或均聚物。在一个实施方式中，使用聚甲醛共聚物。该共聚物可含有约0.1mol％到约20mol％，和特别是约0.5mol％到约10mol％的重复单元，该重复单元包括饱和的或烯属不饱和的具有至少2个碳原子的亚烃基，或环状亚烃基(cycloalkylene)，其在链上具有硫原子或氧原子，且可包含一个或多个选自烷基，环烷基，芳基，芳烷基，杂芳基，卤素或烷氧基的取代基。在一个实施方式中，使用环状醚或缩醛，其可以通过开环反应被引入共聚物中。优选的环状醚或缩醛是以下通式的那些：其中x是0或1且R2是C2-C4-亚烃基(alkylene)，如果合适，其具有一个或多个取代基，所述取代基是C1-C4-烷基，或是C1-C4-烷氧基，和/或是卤素原子，优选氯原子。仅仅是通过举例的方式，可以提及环氧乙烷，1，2-环氧丙烷，1，2-环氧丁烷，1，3-环氧丁烷，1，3-二噁烷，1，3-二氧戊环，和1，3-二氧杂环庚烷作为环状醚，且也可以提及线性低聚-或聚缩甲醛，例如聚二氧戊环或聚二氧杂环庚烷，作为共聚单体。特别有利地使用由99.5到95mol％的三噁烷和0.5到5mol％，例如0.5到4mol％，的上述共聚单体的一种组成的共聚物。聚合可以作为沉淀聚合或在熔体中进行。通过聚合参数，例如聚合时间或分子量调节剂用量的合适选择，可以调节所得聚合物的分子量和因此调节MVR值。在一个实施方式中，使用阳离子聚合工艺，随后通过溶液水解以去除任何不稳定的端基可生产具有羟基端基的聚甲醛聚合物。在阳离子聚合期间，二醇，例如乙二醇，可用作链终止剂。该阳离子聚合导致含有低分子量组分的双峰分子量分布。在一个特别实施方式中，通过使用杂多酸例如磷钨酸作为催化剂来引导聚合可显著减少低分子量组分。当使用杂多酸作为催化剂时，例如，低分子量组分的量可小于约2wt％。杂多酸指的是不同种类的含氧酸通过脱水缩合形成的多酸，且含有单或多核络离子，其中在中心存在杂元素且通过氧原子缩合含氧酸残基。该杂多酸通过下式表示：Hx[MmM′nOz]yH2O其中M表示选自P，Si，Ge，Sn，As，Sb，U，Mn，Re，Cu，Ni，Ti，Co，Fe，Cr，Th或Ce的元素，M’表示选自W，Mo，V或Nb的元素，m是1到10，n是6到40，z是10到100，x是1或更大的整数，以及y是0到50。上述式中的中心元素(M)可由选自P和Si的一种或多种元素组成，且配元素(M’)由选自本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种聚甲醛聚合物组合物，所述聚甲醛聚合物组合物包含：聚甲醛共聚物，和至少一种摩擦改性剂，所述摩擦改性剂包含具有大于100,000mm2s‑1的运动粘度的超高分子量有机硅，其中所述聚合物组合物基本上不含硅油，且其中所述聚合物组合物具有针对配对材料的约0.01到约0.15的动态摩擦系数。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2013.10.21 US 61/893,4741.一种聚甲醛聚合物组合物，所述聚甲醛聚合物组合物包含：与成核剂组合的聚甲醛共聚物，所述成核剂包含甲醛三聚物，和至少一种摩擦改性剂，所述摩擦改性剂包含具有大于100,000g/mol的平均分子量和根据DIN51562测得的在40℃下大于100,000mm2s-1的运动粘度的超高分子量有机硅，其中所述聚合物组合物含有0wt％至小于0.05wt％的量的硅油，所述硅油具有至少5,000g/mol并且小于75,000g/mol的平均分子量和根据DIN51562测得的在40℃下大于100mm2s-1并且小于15,000mm2s-1的运动粘度；且其中所述聚合物组合物具有针对聚对苯二甲酸乙二醇酯配对材料的0.01到0.15的动态摩擦系数。2.一种聚甲醛聚合物组合物，所述聚甲醛聚合物组合物包含：聚甲醛共聚物，其熔体流动指数小于50g/10min，和至少一种摩擦改性剂，所述摩擦改性剂包含具有大于100,000g/mol的平均分子量和根据DIN51562测得的在40℃下大于100,000mm2s-1的运动粘度的超高分子量有机硅，在组合物中以10wt％至小于50wt％的量存在的增强纤维，和用量为0.1wt％到50wt％的聚四氟乙烯；并且其中所述聚合物组合物含有0wt％至小于0.05wt％的量的硅油，所述硅油具有至少5,000g/mol并且小于75,000g/mol的平均分子量和根据DIN51562测得的在40℃下大于100mm2s-1并且小于15,000mm2s-1的运动粘度。3.权利要求2的聚合物组合物，其中所述组合物进一步含有包含甲醛三聚物的成核剂。4.权利要求1或3...

【专利技术属性】
技术研发人员：Q·齐亚，O·君格尔，J·巴斯提安斯，K·马克格拉芙，
申请(专利权)人：提克纳有限公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE