具有填料的、基于聚酰胺的表面材料制造技术

本发明专利技术涉及一种具有填料的、基于聚酰胺的表面材料，所述填料改善摩擦学性质，其中填料包括至少一种金属硫化物和/或磷酸钙。本发明专利技术还涉及一种由表面材料构成的三维模制体，其制成为注塑部件或挤出部件和/或通过增材制造来制成。

Surface materials based on polyamide with fillers

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】具有填料的、基于聚酰胺的表面材料
本专利技术涉及一种具有填料的、基于聚酰胺的表面材料，其改善摩擦学性质，特别是耐磨性。
技术介绍
除了其他应用，例如齿轮和传动部件，表面材料也用作滑动材料，例如用在滑动轴承中。以滑动材料为形式的表面材料采用聚酰胺，这在现有技术中是已知的。因此，例如，使用未填充的聚酰胺4.6，然而，其对于商用车辆领域中的关键应用而言不具有足够的耐磨性。众多的其他滑动材料也是已知的，它们例如，基于PTFE并且仅使用聚酰胺作为填料。在DE102011077008A1中描述了与此类似的物质，例如，其描述了基于PTFE的滑动轴承复合材料，其中存在填料，所述填料包括热塑性塑料和/或硬质塑料(duroplasts)和其他摩擦学活性物质一起以复合形式存在于滑动轴承材料的聚合物基料中。DE102013021949A1的主题是在无溶剂的水基聚酰胺酰-亚胺润滑漆中使用聚酰胺作为固体润滑剂。除了用作经典的滑动材料之外，还存在用于传动部件以及齿轮的这种表面材料的其他应用领域，传动部件以及齿轮由于与配对部件的摩擦或滚动接触而经受显著的磨损。
技术实现思路
基于该现有技术出发，本专利技术的目的是改善基于聚酰胺的表面材料的摩擦学性质，特别是耐磨性。该目的通过具有改善摩擦学性质的填料、基于聚酰胺的表面材料来解决，其中填料包括一种或多种金属硫化物和/或磷酸钙。本专利技术还涉及模制体以及由根据本专利技术的表面材料制造的或具有根据本专利技术的表面材料的物体。预料不到地发现，在该情形中，向聚酰胺基料中添加一种或多种金属硫化物和/或磷酸钙显著改善了表面材料的耐磨性。本专利技术的表面材料适用于该情形，特别适用于汽车领域的发动机外部，特别适用在油脂润滑系统中，例如传动部件、齿轮、商用车辆制动系统、短轴(stubaxle)轴承结构等。在这些应用中，期待的是使用无铅表面材料。因此，本专利技术的表面材料现在提供了一种显示出足够耐磨性的材料。用在根据本专利技术的表面材料中的聚合物基料是聚酰胺基料。这并不一定意味着整个聚合物基料必须由100％的聚酰胺组成。高达聚酰胺基料的30重量％的聚合物部分，特别是高达20重量％，优选仅高达10重量％的比例可以用其他聚合物及其组合(特别是诸如PTFE，还有例如PVDF、PFA、FEP、ECTFE、ETFE)替代。优选地，整个聚酰胺基料由高达100重量％的聚酰胺组成。根据一个特别优选的实施方案，提供的聚酰胺基料包含PA4.6，并且特别地由高达至少60重量％，特别是高达至少70重量％，特别是高达至少80重量％，特别是高达至少90重量％，特别是100重量％的PA4.6构成。与PA4.6不同的其他聚酰胺，特别是PA6和/或PA6.6也可以用于进一步改善表面材料的性能，特别地，用于材料的更好的可复合性，可以使用在0重量％至40重量％之间，特别是1重量％至30重量％，特别是5重量％至20重量％的聚酰胺基料。如果一种或多种金属硫化物和/或磷酸钙的比例总计为表面材料的1重量％至30重量％，特别是1重量％至20重量％，特别是5重量％至15重量％，特别是10重量％，则可以得到特别有利的性质。根据填料的具体选择，如果磷酸钙和/或金属硫化物的比例在每种情形中相对于表面材料为5重量％或10重量％，则也是特别优选的。在这种情形下，如果所述至少一种金属硫化物以及磷酸钙均被使用，则是特别优选的。在该情形下，所述至少一种金属硫化物的比例优选为1至50重量％，磷酸钙的比例为金属硫化物和磷酸钙的混合物的50至99重量％。金属硫化物的比例特别地为3至40重量％，磷酸钙的比例为60至97重量％。此外，金属硫化物的比例特别地为5至30重量％，磷酸钙的比例为70至95重量％。可以特别优选地使用磷酸钙和/或一种或多种金属硫化物(特别是MoS2、SnS2、WS2或硫化铋及其前述的组合)的混合物。还特别优选的是在不添加磷酸钙的情况下使用WS2。具有以下组成的填料已被证明是特别优选的：2-20重量％的SnS2，70-97重量％的磷酸钙，1-10重量％的WS2。在本申请中，重量规格是指三种填料的重量的总和。所有比例的总和等于100重量％。相对于表面材料的重量的1重量％至30重量％，特别是1重量％至20重量％，特别是5重量％至15重量％，特别是10重量％的组合物可以用在表面材料中。根据填料的具体选择，如果磷酸钙和/或金属硫化物的比例以表面材料的重量计为5重量％，也是特别优选的。另一种特别优选的填料组合物，相对于该组合物的两种填料的重量总和：50重量％的磷酸钙50重量％的WS2。磷酸钙与金属硫化物的重量比为5：1至1：1是特别优选的。对于SnS2/磷酸钙/WS2(在每种情形下相对于WS2的质量百分比的质量百分比)填料的优选组成，优选的比例如下：1-3SnS2：9-13磷酸钙：1WS2，并且特别地1,67SnS2：11磷酸钙：1WS2。或者，质量比为1：1的磷酸钙和WS2也特别优选作为填料。这种填料组合物在这种表面材料中提供特别良好的摩擦学性质，其特别是对例如滑动轴承、滑动导轨、以及传动部件或齿轮、以及传输链条和缆线导轨和链条导轨的磨损性能产生积极影响。填料还可以有利地具有以下相对于表面材料的重量的组成：5重量％的磷酸钙和5重量％的WS2。此外，还有利的是仅使用金属硫化物特别是WS2作为填料，特别是使用相对于表面材料的10重量％的比例。此外，填料还可以包括其他摩擦学活性物质，例如加强材料，例如碳纤维、玻璃纤维、聚合物纤维(特别是芳酰胺纤维)；和/或固体润滑剂，例如特别是PTFE、ZnS、BaSO4、石墨、炭黑、氮化硼(BN)和/或塑料颗粒，特别是诸如对位芳香族聚酰胺(PPTA)颗粒、PPSO2颗粒、PI颗粒和PAI颗粒、聚丙烯酸酯颗粒(PAR)、PBA颗粒、PBI颗粒；和/或金属氧化物，例如特别是Fe2O3、Al2O3、SiO2、CrO2、TiO2、CuO、MgO、ZnO；和/或硬质材料产品，例如特别是陶瓷颗粒SiC、Si3N4、碳化硼(BC)、立方氮化硼(cubicBN)；和/或氟化物，例如特别是CaF2、NaF、AlF3；和/或层状硅酸盐，例如特别是高岭土、云母、硅灰石、滑石、沉淀白垩、二氧化硅；和/或金属细粉末，例如特别是青铜和铋；和/或颜料或混合相氧化物颜料，例如特别是Co-Al、Cr-Sb-Ti、Co-Ti、Fe-Al或Co-Cr。在该情况下，如果其他摩擦学活性物质的比例为表面材料的0重量％至40重量％，特别是1重量％至20重量％，特别是1重量％至10重量％，特别是5重量％，则是特别优选的。在该情况下，使用层状硅酸盐，优选使用高岭土和/或硅灰石和/或滑石，和/或固体润滑剂，特别优选使用BaSO4和/或ZnS是特别优选的。进一步特别优选地提供的聚酰胺基料构成50％至95重量％，特别是60重量％至95重量％，特别是70重量％至90重量％的表面材料。以这种方式，聚酰胺材料的性质能够充分地影响表面材料。在该情况下的表面材料可用于生产具有(特别是钢或青铜材料的)金属支撑层，可选地具有多孔载体层(特别是青铜材料的)以及具有上述类型的表面材料(其填充载体层中的孔)的滑动轴承复合材料。为此目的，将具有填料的表面材料与填料一起被挤出成箔状扁平材料，并将此扁平材料应用到金属支撑层上或浸渍到多孔载体层本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于聚酰胺的表面材料，其具有改善摩擦学性质的填料，其特征在于，所述填料包括至少一种金属硫化物和/或磷酸钙。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.11.22 DE 102016122476.6;2016.11.22 DE 10201611.一种基于聚酰胺的表面材料，其具有改善摩擦学性质的填料，其特征在于，所述填料包括至少一种金属硫化物和/或磷酸钙。2.根据权利要求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％，特别是至少80重量％，特别是至少90重量％，特别是100重量％的聚酰胺。3.根据权利要求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，并且包含特别地高达至少60重量％，特别地高达至少70重量％，特别地高达至少80重量％，特别地高达至少90重量％，以及特别地高达100重量％的PA4.6。4.根据权利要求1至3中任一项所述的表面材料，其特征在于，所述聚酰胺基料包括0-40重量％，特别是1-30重量％，以及特别是5-20重量％的与PA4.6不同的其他聚酰胺，特别是PA6和/或PA6.6。5.根据前述权利要求中一项或多项所述的表面材料，其特征在于，所述至少一种金属硫化物和/或磷酸钙的比例总计为所述表面材料的1-30重量％，特别为1-20重量％，特别为5-15重量％，特别为5重量％或10重量％。6.根据前述权利要求中的一项或多项所述的表面材料，其特征在于，磷酸钙与金属硫化物的重量比在5：1与1：1之间。7.根据前述权利要求中的一项或多项所述的表面材料，其特征在于，所述至少一种金属硫化物包括SnS2、MoSs、硫化铋或WS2，以及它们的组合。8.根据权利要求7所述的表面材料，其特征在于，所述填料包括以下组成：2-20重量％的SnS2，70-97重量％的磷酸钙，1-10重量％的WS2。9.根据权利要求7或8所述的表面材料，其特征在于，重量比为1-3SnS2：9-13磷酸钙：1WS2，特别是1,67SnS2：11磷酸钙：1WS2。10.根据权利要求1至7中的一项或多项所述的表面材料，其特征在于，所述填料具有相对于所述表面材料的以下组成：5重量％的磷酸钙，5重量％的WS2。11.根据前述权利要求中的一项或多项所述的表面材料，其特征在于，所述填料包括其他摩擦学活性物质和加强材料，例如特别是碳纤维、玻璃纤维、聚合物纤维(特别是芳香族聚酰胺纤维)；和/或固体润滑剂，例如特别是PTFE、...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗尔夫·赖尼克，吕迪格·比克勒，斯特芬·迪克，
申请(专利权)人：KS滑动轴承有限公司，
类型：发明
国别省市：德国,DE