[发明专利]氟树脂和聚酰胺纤维组合物以及由其制得的滑动构件

说明书

技术领域

本发明涉及组合物，所述组合物为可熔融加工的氟树脂与特定直径和长度的全芳族聚酰胺纤维的混合物。所述组合物可熔融加工并且可被熔融模塑成具有低磨损率的滑动构件。

背景技术

聚四氟乙烯(本文又称为PTFE)具有低摩擦系数以及优异的耐热性和耐化学品性。然而，PTFE通常需配合使用填料，以制备对于特定用途具有足够耐磨性或蠕变阻力的PTFE组合物。本领域已知的PTFE的填料包括无机填料诸如玻璃纤维、碳纤维、石墨、二硫化钼和青铜粉末，以及有机填料诸如芳族聚酯、聚酰亚胺、聚苯硫醚和芳族聚酰胺。PTFE模塑粉末和填料组合物无法熔融加工，但可由诸如压塑的方法而模塑成具有商业用途的滑动构件或密封构件。

然而，用于滑动构件诸如密封环的商业制造工艺的数目相当大，并且由于PTFE不是可熔融加工的事实，由PTFE组合物进行此类滑动构件的商业量产并不容易。因此，制造PTFE滑动构件的方法通常造成显著浪费，和伴随的不可取的成本。

为克服此类生产力的问题，文献报导尝试将前述填料与可熔融加工的氟树脂诸如四氟乙烯-全氟烷基乙烯基醚共聚物树脂(本文又称为PFA)、四氟乙烯-六氟丙烯共聚物(本文又称为FEP)和四氟乙烯-乙烯共聚物(本文又称为ETFE)混合，虽然所述氟树脂的摩擦特性不及PTFE，但是所述氟树脂均可熔融加工并且具有优异的模制性能，并且使模制性能与摩擦磨损特性相配合以获得滑动构件或密封构件。例如，文献中提出将石墨、聚苯硫醚或芳族聚酰胺纤维等混合入可熔融加工的氟树脂中的组合物，所述组合物可通过注塑等进行熔融加工。

此外，轻量化、微小化以及环境措施近来在多种液压装置或滑动机械已有所进展，增加了使用轻量软质金属诸如铝合金的机会。

在滑动对应部件是轻量软质金属诸如铝合金的情况下，由于对应部件金属材料易于被包含无机填料的传统树脂组合物模塑而得的滑动构件或密封构件磨损或损坏，因此经常使用添加了有机填料(颗粒或纤维)诸如聚酰亚胺树脂或全芳族聚酰胺树脂的构件，所述有机填料具有高强度并且比无机填料更软。此类公开参见例如：日本公开专利申请平2[1990]-163147；日本公开专利申请平6[1994]-122887；和日本公开专利申请2006-225433。

如上所述，为克服因PTFE的不可熔融加工造成的生产力问题，已尝试由可熔融加工的具有优异模制性能的氟树脂诸如PFA、FEP或ETFE获得滑动构件或密封构件，虽然这些树脂的摩擦特性不及PTFE。然而，由于可熔融加工的氟树脂诸如PFA的摩擦特性不及PTFE，填料的使用是必要的。然而，由于填料的添加也可降低可熔融加工的氟树脂的模制性能，因此难以发展出一种组合物，所述组合物提升摩擦磨损特性，同时维持良好的模制性能以作为可熔融加工的氟树脂的优点并且满足滑动构件所需的性能。此外，由于填料不会损坏对应部件，近来已对有机填料的使用进行评估。然而，热塑性树脂填料在与氟树脂揉合时熔化，因而无法展现填料的效果。此外，在使用纤维填料的情况下，由于所加填料缠结造成离析而无法达到充分熔融混合，从而不能提供稳定的摩擦磨损特性。

发明内容

本发明的目的是提供用于滑动构件的包含有机纤维的组合物，所述组合物由热熔融模塑方法(尤其是注塑)来模塑，并且具有优异的摩擦磨损特性。本发明的另一个目的是由此组合物制得的密封构件或滑动构件。

本发明人审视了前述问题，并且潜心实验以解决它们。因此，发现可通过在可熔融加工的氟树脂中使用全芳族聚酰胺纤维以作为具有相对较长纤维长度的填料，将其加入可熔融加工的氟树脂中而完成本发明，来解决上述问题。

本发明提供氟树脂组合物，其中将可熔融加工的氟树脂粉末与平均纤维直径为10-20μm并且平均纤维长度为10-1,000μm的全芳族聚酰胺纤维共混，并且本发明提供由所述组合物通过熔融加工来获得滑动构件。

在一个实施例中，本发明为氟树脂组合物，其中将平均纤维直径为10-20μm并且平均纤维长度为200-900μm的全芳族聚酰胺纤维与可熔融加工的氟树脂混合。在一个实施例中，本发明为其中全芳族聚酰胺纤维的平均纤维长度为250-600μm的组合物。

在一个实施例中，本发明为其中全芳族聚酰胺纤维占所述组合物的5至25重量％的组合物。

在一个实施例中，本发明为其中全芳族聚酰胺纤维为对位型全芳族聚酰胺树脂的组合物。