氟树脂组合物制造技术

氟树脂组合物，其特征在于，由四氟乙烯聚合物、氧化锌晶须、以及平均粒径在２００μｍ以下的粒状和／或平均纤维长５００μｍ以下的纤维状的填充剂构成。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及适于模制滑动性机械部件等的氟树脂组合物。更具体涉及具有润滑性、并且耐摩擦磨损性和耐压缩蠕变性优良的氟树脂组合物。
技术介绍
在计算机相关设备、办公用设备、或视听设备等精密机械领域中，齿轮、轴承、套管、辊、导轨等的机械零件多使用具有滑动性的塑料制品。以往这种滑动部件是使用聚烯烃、聚酰胺、氟树脂、ABS树脂、聚苯硫醚等热塑性树脂；或环氧树脂、酚醛树脂等热固化性树脂；以及在这些树脂中掺入玻璃纤维、碳纤维、云母等填充剂所形成的树脂组合物作为原料进行成形，制造出各种形状的制品。但是，随着这些零件的使用条件日益苛刻，需要具有润滑性和耐热性，更加耐摩擦磨损、即使在高应力下也难以变形的零件。作为旨在实现上述要求的方法之一，在日本特许公开公报第3041071号公报中记载有如下的方法，即含有作为填充剂的氧化锌晶须的树脂组合物由于静电扩散性和滑动性优良，能够用作电工零件等的成形材料。但是如果从耐磨损性和耐压缩蠕变性上来看，该模制品还需要进一步的改进。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供适于模制可保持润滑性和耐热性，而且耐摩擦磨损性和耐压缩蠕变性优良的滑动部件等的树脂组合物。本专利技术涉及由四氟乙烯聚合物、氧化锌晶须、及平均粒径在200μm以下的粒状和/或平均纤维长500μm以下的纤维状的填充剂构成的氟树脂组合物。较理想的组合物是在该组合物中，前述四氟乙烯聚合物的含量为20～90重量％，氧化锌晶须的含量为5～40重量％，填充剂的含量为2～40重量％(上述3成分的总量为100重量％)。这种树脂组合物是润滑性、耐热性、耐摩擦磨损性和耐压缩蠕变性优良的组合物。具体实施例方式本专利技术提供由四氟乙烯聚合物、氧化锌晶须、及平均粒径在200μm以下的粒状和/或平均纤维长500μm以下的纤维状的填充剂构成的氟树脂组合物。本专利技术所用的四氟乙烯聚合物是四氟乙烯(TFE)的均聚物、或以1.0重量％以下的比例将可与TFE共聚的单体与TFE共聚而成的四氟乙烯共聚物。该共聚用单体例如可用六氟丙烯等碳原子数3～6的全氟链烯、全氟(丙基乙烯醚)等具有碳原子数1～6的烷基的全氟(烷基乙烯基醚)、或氯三氟乙烯等。由于TFE的均聚物和上述共聚物具有高熔点，因此在通常的成形条件下都不具有熔融加工性。四氟乙烯聚合物只要是具有能够用压缩成形等手段成形的分子量，就可以用作滑动部件、电气电子零部件、包装材料等的成形材料。例如，以熔点代替分子量来表示其性状的话，熔点为327℃的聚合物非常适合用作机械强度和耐热性良好的滑动部件等用的成形树脂。此外，该四氟乙烯聚合物通常以粉末状态用于模制各种制品，其平均粒径在100μm以下，较好的是5～100μm，更好是10～50μm。平均粒径处于前述范围的四氟乙烯聚合物和氧化锌晶须及各种填充剂的均一混合性良好。这种四氟乙烯聚合物可以通过悬浮聚合或乳液聚合直接制造成粉末状，也可以聚合后先成粒，然后再进行粉碎使平均粒径为100μm以下。此外，只要是具有前述平均粒径，也可以使用市售的模压级粉末。对本专利技术的氧化锌晶须的制造方法及性状没有特别的限定。如果要举一个例子的话，可以通过在含氧的气氛下对表面形成有氧化膜的金属锌粉末进行加热处理来制造。所得的晶须呈现针状晶体从中心部向4个方向(例如，从四面体的中心向4个顶点方向)延伸的所谓的四脚(tetrapod)状的形状。该针状部分的长度较好为3～200μm，此外针状部分的基部直径较好为0.1～10μm. 含有这种四脚状晶须的氧化锌晶须在与构成树脂组合物的各成分混合时或该树脂组合物的成形加工时，即使针状部分局部破损，也没发现对最终的模制品的润滑性、耐磨损性或耐压缩蠕变性等物性产生不良影响，因此非常理想。此外，氧化锌晶须的表面可以用硅烷系、铬系、或钛系偶合剂进行处理。特别是如用硅烷系偶合剂对氧化锌晶须作表面处理，则可以提高其在聚四氟乙烯聚合物粒子中的分散性。这种四脚状的氧化锌晶须例如有市售的松下产业情报机器株式会社制的パナテトラ(商品名)，容易获得可以利用。前述氧化锌晶须的特殊形状有助于形成被三维强化的各向异性少的组合物，由该组合物能够制造尺寸稳定性良好的模制品。另外，由于氧化锌晶须自身显示出良好的导电性和热传导性，因此能够有效释放出制成模制品滑动时所产生的摩擦热。可以认为，这种氧化锌晶须所具有的特性和与其并用的其它填充剂所具有的各种特性组合在一起，发挥协同效果，提高模制品的耐摩擦磨损性和耐压缩蠕变性。此外，该氧化锌晶须的莫氏硬度约为4，是比较软的材料，由此能够使配对软质材料的磨损减少，并且自身磨损也减小，而且还能够防止由组合物的挤出变形引起的损伤等造成的功能下降。在本专利技术中，和氧化锌晶须一起掺入四氟乙烯聚合物的填充剂是无机物质或有机物质，它的平均粒径在200μm以下、更好为2～50μm的粒状和/或平均纤维长500μm以下的纤维状。本专利技术的填充剂例如较好采用选自碳纤维、焦炭粉、石墨粉、青铜粉、铜粉、氧化锌粉末、滑石粉、玻璃纤维、二硫化钼、聚酰胺、芳族聚酰胺、聚苯硫醚中的至少一种物质。其中，较好的是碳纤维、焦炭粉、石墨粉、青铜粉、铜粉、氧化锌粉末、滑石粉、玻璃纤维。在本专利技术中，只要是具有上述平均粒径和/或平均纤维长的填充剂，可以直接使用市售品。构成树脂组合物的各成分的比例是四氟乙烯聚合物较好为20～90重量％，更好为25～80重量％；氧化锌晶须较好为5～40重量％，更好为10～30重量％；填充剂较好为2～40重量％，更好为10～35重量％；这里，前述3种成分的合计量为100重量％。各成分如果处于前述范围内，则能够形成可保持良好的润滑性，而且耐摩擦磨损性和耐压缩蠕变性优良的树脂组合物，非常适用于模制滑动部件等。只要是在不影响本专利技术的目的的范围内，在该树脂组合物中能够掺入氧化稳定剂、耐热稳定剂、耐候稳定剂、阻燃剂、颜料等稳定剂或添加剂。通过使用亨舍尔混合机等以往公知的混合器，将根据需要在本专利技术的3成分中加入前述稳定剂及添加剂所得到的粉体均匀混合，能够获得粉状的树脂组合物。这种粉体状的树脂组合物通过压缩成形法或挤出成形法等能够制造出各种所需的滑动部件。例如，能够通过采用压缩成形法将前述树脂组合物预成形，然后在四氟乙烯聚合物的熔点以上的温度下进行煅烧，形成初级成型品，其后，按照最终成型品的形状进行切削加工等，制造产品。本专利技术的树脂组合物是由氧化锌晶须和至少一种的填充剂均匀分散在四氟乙烯聚合物中而构成的，由此能够保持良好的润滑性，而且耐摩擦磨损性和耐压缩蠕变性优良。此外，该树脂组合物具有稳定的静电扩散性，适合用作各种滑动部件、电气电子元器件、包装材料等的原料树脂。实施例通过实施例对本专利技术进行更详细的说明，但本专利技术完全不受这些实施例限制。首先，使用的原料如下(a)四氟乙烯均聚物缩写为PTFE。平均粒径35μm、熔点327℃三井·杜邦氟化学株式会社产品模压级(moulding grade)商品名特氟隆(teflon)(注册商标)7-J(b)氧化锌晶须针状短纤维径0.2～30μm、针状短纤维长2～50μm松下产业情报机器株式会社产品商品名パナテトラ(c)碳纤维平均纤维径14.5μm、平均纤维长120μm吴羽化学工业株式会社产品(d)铜粉平均粒径26μm福田金属箔粉工业株式会社产品(e)石墨平均粒径20μmオリエン本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】

【专利技术属性】
技术研发人员：水淵一雄，谷村浩，
申请(专利权)人：杜邦·三井氟化学株式会社，松下电器产业株式会社，
类型：发明
国别省市：