本发明专利技术涉及一种用于链条传动装置的滑动元件，包含参与与链条的滑动接触的滑动接触部分，其中滑动接触部分由包含基质聚合物以及分散于其中的石墨片的塑料材料组成，所述石墨片包含厚度至多为250nm的片状颗粒。本发明专利技术涉及一种发动机，该发动机包含与第二元件滑动接触的第一滑动元件，其中至少滑动接触部分由包含所述薄石墨片的所述塑料材料制成。本发明专利技术还涉及一种链条传动装置，包含链条与滑动元件，所述滑动元件包含(i)参与与链条的滑动接触的滑动接触部分以及(ii)强化并支持滑动接触部分的主体，其中所述滑动接触部分由所述塑料材料组成。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于发动机或链条传动装置的滑动元件本专利技术涉及用于滑动系统的滑动元件、更具体地涉及链条传动装置，例如包含发动机、传动差动装置和驱动轴系统的动力传动驱动系统。具体地，发动机为包含经润滑的链条驱动系统的内燃发动机。在这种系统中，在发动机的实际使用中，滑动元件与经润滑的链条滑动接触。这些滑动部件具体地为链条引导装置和链条张紧器。本专利技术还涉及发动机，其包含参与彼此滑动接触的两个元件。本文的滑动元件可以例如是齿轮和轴承部件。本专利技术特别涉及一种链条传动装置，包含链条以及参与在经润滑的滑动条件下与链条的滑动接触的滑动元件。以下专利或专利申请中描述了用于链条滑动系统的滑动部件。US2002004433A描述了在链条传动装置中使用的链条引导构件。该链条引导构件具有沿链条的行进表面延伸并与链条滑动接触的滑动接触部分以及强化并支持沿链条的行进表面的滑动接触部分的强化主体。滑动接触部分与强化主体之间的接合部分的一部分或全部是通过熔融接合的。US6524202B描述了用于机动车辆发动机的正时链条上的张紧器。张紧器指的是叶片式张紧器并具有与塑料底托(plastic shoe)机械互锁的叶片弹簧部件。底托可以具有刚性填充的尼龙并与待拉紧的链条啮合。通过将端部插入在底托的相反一端所形成的槽中，来使弹簧元件与塑料底托互锁。底托具有固定于一端的金属套管。将底托可旋转地连接到穿过套管插入的金属销上，其中销固定于基座上。FR2736123A描述了由主体和抗摩擦涂层组成的导轨，其中通过双组分注射工艺将主体和抗摩擦涂层模制在一起，以使一旦它们设置好，它们被固定在一起。先将形成主体的材料注射入模具，然后立即紧跟涂层材料。形成主体的材料是具有强化添加剂的塑料，例如玻璃纤维强化的聚酰胺，而外涂层是耐磨损的另一种塑料。如今，特别关注个人汽车和其他运输工具的能源消耗、尤其是CO2排放。从环境保护的角度考虑，在内燃发动机中燃料经济性或燃料消耗方面需要改进。为了增强较低的CO2排放，政府已经对过量的CO2排放建立处罚机制或倾向于这么做。在欧共体，限额设定在130g C02/km,作为1300kg重的标准车辆的典型数值，并且将从2012年起进一步下降。因此，并且尤其是考虑到更加可持续发展的环境，需要更高效的汽车和用于所述汽车或其他运输车辆的更高效的发动机。机动车辆消耗许多能量的主要原因之一是由于摩擦引起的能量损失。摩擦的一个主要区域在含有链条驱动系统的发动机中，其中在发动机的实际使用中，包含滑动元件的各部件与链条滑动接触。近年来，从减小滑动的噪音、减轻重量并提供无润滑的滑动元件的角度出发，人们已经大量地关注如何改善滑动部件(例如轴承、辊、齿轮等)的特性，尤其是在日益苛刻的环境下(例如在较高的承载压强下和较高的使用温度下)使用塑料滑动材料的地方。具体地，在机动车辆的内燃发动机中使用的例如链条引导装置和链条张紧器的滑动元件需要具有良好的滑动特性、在不低于140°C的温度下良好的耐热性和良好的耐油性、良好的抗疲劳性和良好的冲击性能。由于在耐热性、耐油性、机械强度和耐磨损性中具有良好的性能，通常将聚酰胺聚合物用于滑动组件中，至少如此用于参与与第二元件的滑动接触的滑动部件的部分。也能使用其他的高温聚合物如含氟树脂和聚醚醚酮(PEEK)。为了改善滑动期间滑动部分中聚合物的耐摩擦性，常常加入固体润滑剂，或者一种类型的聚合物用另一种改性。例如，JP 2002/53761A1和US 2007/0149329A1描述了用含氟树脂对聚酰胺的改性，例如聚四氟乙烯及其电子束照射过的改性物。US2007/0149329A1的固体润滑剂的制备费时费力且非常复杂。聚四氟乙烯(PTFE)还降低刚度和蠕变性能，刚度和蠕变性能对于链条引导装置和张紧器来说也是重要的。还已知将如二硫化钥、氮化硼、氮化硅烷或石墨的化合物作为固体润滑剂加入。其中石墨被提及作为固体润滑剂的文章是，例如，Van Beek, A., 2009, Advanced EngineeringDesign， Lifetime performance and reliability, ISBN 978-90-810406-1-7， TU Delft,Chapter8 (第 8 章)， p.297 (第 297 页)以及 Bhushan，B.2002，Introduction to Tribology,ISBN978-0-471-15893-6，John Wiley&Sons Inc, Chapter5(第 5 章)，p.267 (第 267 页)?然而这些出版物没有提供有关包含所述固体润滑剂的材料在经油润滑的条件下的性能数据。向聚酰胺添加所述固体润滑剂通常会降低材料的强度和耐冲击性。对于类似于链条张紧器、链条引导装置等等的底托的部件来说，从部件的可靠性角度出发，良好的耐冲击性和抗疲劳性是非常重要的主题。此外，本专利技术人已经发现加入这些固体润滑剂对摩擦的改善是有限的并且需要其他的解决方案来进一步改善。如JP 2005 89619 Al中所公开，改善上述树脂组合物的耐冲击性的一般措施是向树脂组合物中加入纤维和填料如玻璃纤维或类似物、或者软材料如橡胶或类似物。但是，来自树脂组合物的纤维在滑动期间作为碎屑停留在表面上从而构成摩擦。这导致了树脂组合物本身的磨损。此外，分散在系统中的纤维停留在其他滑动部分，从而促进其他部件的磨损。当添加柔软的材料如橡胶或类似物时，摩擦阻力上升以至于通过添加固体润滑剂所获得的效果消失。因此，本专利技术的一个目的是提供特别用于经油润滑的滑动系统的、展示了改善的滑动特性的滑动元件。另一个目标是使运输车辆和其中可使用的动力传动驱动系统或发动机在其能量消耗方面更高效。该目标已经用本专利技术的滑动元件实现，所述元件由主要由塑料材料制成的滑动接触部分组成,或者包含主要由塑料材料制成的滑动接触部分,所述塑料材料包含(a)基质聚合物以及分散在其中的(b)含有厚度至多为250nm的片状颗粒的石墨片。本文中滑动接触部分是意欲参与或待参与与另一个元件例如链条的滑动接触的滑动兀件的部分。本专利技术的滑动元件(其中至少滑动部分是由或主要是由有石墨片的塑料材料制成的，所述石墨片含有分散在基质聚合物中具有所述低厚度的片状颗粒)的效果是，在升高的温度下在经润滑的条件下测得的滑动元件的摩擦系数(CoF)不仅减少了，而且还比包含另一种非所述薄石墨片的固体润滑剂的相应系统的摩擦系数更低。更具体地，性能比被用作固体润滑剂的例如硫化钥、常规的石墨和PTFE等级(grades)更好。“片”在本文被理解为一方面颗粒厚度与另一方面其他两个尺寸(粒子的长度和宽度)之间的差别大的颗粒。片的尺寸上的这种差别能通过纵横比(L/T)即颗粒的长度(L)与颗粒的厚度(T)的比来指征。本文所用的片的纵横比至少是10。石墨片包含的单个片状颗粒的厚度可以在很宽的范围内变化，并且可以低至10nm，甚至更低，而一些片状颗粒的厚度可能高达或甚至超过250nm，只要石墨片的主体部分的厚度至多为250nm即可。合适地，组合物中的石墨片包含至少50wt.%、优选地至少75wt.%的厚度至多为250nm的片状颗粒。此处重量％ (wt.% )以相对于石墨片的总重量计算。合适地,石墨片由数均厚本文档来自技高网...
【技术保护点】
用于链条传动装置的滑动元件，包含参与与链条的滑动接触的滑动接触部分，其中滑动接触部分主要由塑料材料制成，所述塑料材料包含(a)基质聚合物以及分散于其中的(b)含有厚度至多为250nm的片状颗粒的石墨片。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2011.12.21 EP 11194741.21.用于链条传动装置的滑动元件，包含参与与链条的滑动接触的滑动接触部分，其中滑动接触部分主要由塑料材料制成，所述塑料材料包含(a)基质聚合物以及分散于其中的(b)含有厚度至多为250nm的片状颗粒的石墨片。2.根据权利要求1的滑动元件，其中所述石墨片由数均厚度至多为200nm和/或数均长度至少为5 μ m的片状颗粒组成。3.根据权利要求1或2的滑动元件，其中为了制备所述塑料组合物，使用了由根据ASTMD3037的方法测定的BET比表面积至少为10m2/g并且由激光衍射法测定的以D50 (v，0.5)表征的粒径分布特征为至少50 μ m的膨胀石墨。4.根据权利要求1-3中任意一项的滑动元件，其中所述石墨片(b)存在的总量相对于所述塑料材料的总重量为0.10-20wt.%，优选地是0.5-15wt.%。5.根据权利要求1-4中任意一项的滑动元件，其中所述基质聚合物包括热塑性聚合物，所述热塑性聚合物选自由聚酰胺、聚酯、聚芳硫醚、聚芳醚、聚酰亚胺，聚醚酮、聚醚醚酮、聚甲醛、聚醚酰亚胺以及它们的任何共聚物组成的聚合物的组。6.根据权 利要求1-5中任意一项的滑动元件，其中除了所述基质聚合物(a)和所述石墨片(b)，所述塑料材料还包含 (c)0-20wt.%的无机填料和/或强化纤维，和/或 (d)O-1Owt.%的其他添加剂， 其中(C)...
【专利技术属性】
技术研发人员：王竹鹃，米歇尔·休伯图斯·海伦娜·谬维森，罗伊·安托万·翰德里克斯·威廉姆斯·普罗斯特，
申请(专利权)人：帝斯曼知识产权资产管理有限公司，
类型：发明
国别省市：荷兰;NL
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