[发明专利]具有全氟聚合物的改性塑料表面及其制备方法

说明书

本发明涉及化学领域并且涉及具有全氟聚合物的改性塑料表面，所述改性塑料表面具有改进的装配性质用于在摩擦条件下使用并且尤其可以用于机械制造中。本发明的目的在于提供具有全氟聚合物的改性塑料表面，由此旨在用于在摩擦条件下使用的塑料表面具有明显改进的装配性质和/或滑动摩擦性质以及非常低的磨损。这通过具有全氟聚合物的改性塑料表面实现，其中在室温下在机械应力下在反应性转化之后，至少在塑料表面上存在的反应性‑NH基团和/或‑OH基团与至少在改性的全氟聚合物(微)粉末的近表面区域中存在的全氟聚合物酰卤和/或与通过全氟聚合物(微)粉末的全氟聚合物(过氧)自由基接枝的(甲基)丙烯酰卤和/或在反应性转化之前改性成(甲基)丙烯酰卤的(甲基)丙烯酸化学地共价偶联。

技术领域

本发明涉及化学领域并且涉及具有全氟聚合物的改性塑料表面，所述塑料表面具有为了在摩擦条件下使用而改进的装配性质(Montageeigenschaften)和/或滑动摩擦性质以及降低的磨损，并且尤其可以用在一般的机械制造和密封技术/动态密封系统的特定领域以及机动车技术中，还涉及用于产生此类改性的方法。

背景技术

人们将主要由高分子化合物组成的材料称为塑料(维基百科，关键词塑料)。

聚合物是由高分子化合物组成的化学物质(维基百科，关键词聚合物)。

已知全氟烷基聚合物(例如PTFE和/或PFA)在高能/富能辐射(如电子射束和/或伽马辐射)的作用下以辐射化学方式分解[K.Lunkwitz等人,Journal of FluorineChemistry 125(2004)863-873]。

“在氧气存在下辐射PTFE时，从最初产生的全氟烷基自由基形成过氧自由基和烷氧基自由基......

通过烷氧基自由基形成的中间阶段，末端的全氟烷基自由基随链缩短和二氟羰基形成而逐步分解......

相反，由侧链的烷氧基自由基形成全氟烷酸酰氟和末端的全氟烷基自由基......

未烧结的且未压制的PTFE乳液聚合物和PTFE悬浮液聚合物具有纤维状-毡状性质。通过掺入水性或有机分散体、聚合物、颜料、漆料、树脂或润滑剂中将PTFE的例如抗粘性和滑动性转移到其他介质上是不可能的，因为这种PTFE不能均匀化，而是倾向于结块、团聚、上浮或下沉。

通过具有约100kGy的能量剂量的富能辐射的作用，由于聚合物链的部分分解而由纤维状-毡状聚合产物获得了自由流动的细粉末。这种粉末仍包含松散的团聚物，所述团聚物可以容易地分解成具有5μm颗粒直径的初级颗粒。在反应物存在下辐射时，官能团内建到聚合物中。如果辐射在空气中进行，则......(并且随后通过空气湿气发生-COF基团水解)获得了羰基。......PTFE的积极性质，如出色的滑动性质、分离性质和干燥的润滑性质以及高的化学和热学稳定性保持不变......”[A.Heger等人,Technologie derStrahlenchemie an Polymeren,Akademie-Verlag Berlin 1990]。

全氟烷基聚合物的此类辐射的缺点通常是与其他材料的不相容性。

通过已知的方法用(1.)氨基钠在液态氨中和(2.)碱金属烷基化合物和碱金属芳香化合物在非质子惰性溶剂中对PTFE的化学活化也可以实现PTFE的改性。通过这些改性可以实现改进的界面相互作用。

在辐射之后PTFE分解的产物用于广泛的应用中，还作为塑料的添加剂，以便实现滑动性质或抗粘附性质。细粉末物质以填料组分在基质中或多或少细分散[Ferse等人,Plaste u.Kautschuk,29(1982),458；DD 146 716]。

与商购的无氟碳的添加剂相比，通过使用PTFE细粉末实现了改进的性质。