[发明专利]由用阴离子聚电解质分散剂稳定化的含氟聚合物分散体形成填充的轴承的方法

说明书

发明领域

本发明涉及由具有降低的含氟表面活性剂含量的稳定化含氟聚合物分散体形成填充的轴承。

发明背景

为了赋予剥离性、耐化学品性和耐热性、腐蚀防护、清洁性、低易燃性和耐候性，含氟聚合物被施用于许多底材上。在含氟聚合物中，聚四氟乙烯(PTFE)均聚物和改性PTFE的涂层提供最高的热稳定性，但是与四氟乙烯(TFE)共聚物不同，其不能通过熔融加工形成膜和涂层。因此，已经开发出施用PTFE均聚物和改性PTFE的涂层的其他方法。一种所述方法是分散体涂覆，其施用分散体形式的含氟聚合物。涂覆方法中使用的分散体通常是以浓缩形式且如Marks等的美国专利3,037,953中所指出其含有相当多的非离子表面活性剂(例如6-8％重量)。类似分散体和涂覆方法也用于产生可熔融加工的含氟聚合物的涂层。

对于一些专门的含氟聚合物分散体应用来说，用于稳定化的通用非离子表面活性剂如烷基酚乙氧基化物或脂族醇乙氧基化物并不适合。一种这样的应用为制造填充含氟聚合物轴承，其中在处理和运输期间已使用阴离子表面活性剂来使分散体稳定化。为了制备用于轴承制造的含氟聚合物，加入铝盐，通常为硝酸盐或硫酸盐，使其与阴离子表面活性剂如十二烷基硫酸钠反应以形成不可溶的十二烷基硫酸铝。因此，PTFE因表面活性剂损失而凝结，形成称为“糊状物(mush)”的稠混合物。最终使用者在形成糊状物之前或之后加入合适填料如铅粉、二硫化钼或其他适于特定轴承应用的填料。通常加入少量非离子表面活性剂或与水不混溶的有机物如甲苯以促进填料湿润且控制“糊状物”的粘度。将糊状物压延在金属条上且将其烧结以形成涂覆的底材，所述底材形成轴承。由于PTFE和/或填料的润滑性质，填充含氟聚合物的轴承可以干燥非润滑形式使用，即可在无润滑油或油脂的情况下使用。用非离子表面活性剂稳定化的典型分散体更难以凝结且不形成适用于填充含氟聚合物轴承制造的可接受的糊状物。

含氟表面活性剂通常用作含氟聚合物的分散聚合中的成分，所述含氟表面活性剂充当非调聚分散剂。例如，含氟表面活性剂的此用途的早期描述见于Berry的美国专利2,559,752中。然而，由于环境关系且因为含氟表面活性剂昂贵，所以已开发出自水性含氟聚合物分散体中减少并回收含氟表面活性剂的方法。

如美国专利3,882,153(Seki等)、美国专利4,282,162(Kuhls)和美国6,833,403(Bladel等)所指出，一种通用方法是通过使含氟表面活性剂吸附到离子交换树脂上将其除去。为了有效除去，如Marks等的美国专利3,037,953、Miura等的美国6,153,688和Cavanaugh等的美国专利6,956,078所公开，将这类分散体用非离子表面活性剂如烷基酚乙氧基化物或脂肪醇乙氧基化物稳定化。使用用非离子表面活性剂稳定化的分散体，因为在不存在非离子表面活性剂的情况下除去含氟表面活性剂通常导致分散体凝结。

如果企图对用阴离子烃表面活性剂如十二烷基硫酸钠而不是非离子表面活性剂稳定化的上文讨论的含氟聚合物分散体使用阴离子交换法，则阴离子烃表面活性剂将与引起分散体凝结的含氟表面活性剂一起自分散体除去。

发明概述

本发明提供一种制作填充含氟聚合物轴承的方法，其包括提供包含含氟聚合物颗粒和足以稳定化的量的阴离子聚电解质分散剂的水性含氟聚合物分散体。所述分散体包含基于分散体的重量计算小于约300ppm的含氟表面活性剂。使分散体凝结产生糊状物且在产生糊状物之前或之后将轴承填料加入分散体中。将包含轴承填料的糊状物施用到轴承底材上以得到涂覆的底材，将其烧结且形成轴承。

在本发明的优选形式中，水性含氟聚合物分散体基本上不含非离子表面活性剂。

发明详述

含氟聚合物

根据本发明使用的水性含氟聚合物分散体通过分散聚合(也称为乳液聚合)制成。含氟聚合物分散体包含其中至少一种单体包含氟的单体制成的聚合物颗粒。本发明的水性分散体的颗粒的含氟聚合物独立地选自三氟乙烯、六氟丙烯、单氯三氟乙烯、二氯二氟乙烯、四氟乙烯、全氟烷基乙烯单体、全氟(烷基乙烯基醚)单体、偏二氟乙烯和氟乙烯的聚合物和共聚物。