轴承材料、轴承和方法技术

在用于诸如曲轴主轴承的滑动轴颈轴承的轴承零件中，轴承壳4支撑滑动层或覆盖层12。覆盖层是聚酰胺‑酰亚胺聚合物，其中聚合物的胺含量包括至少一种氟化二胺和至少一种非氟化二胺。制备轴承材料的方法包括使酸酐单体、氟化二胺和非氟化二胺共聚以形成轴承滑动表面的聚酰胺/酰亚胺塑料聚合物材料的步骤。所述滑动表面还可以在聚酰胺/酰亚胺塑料聚合物材料的基质内包括填充材料。

Bearing materials, bearings and methods

In the bearing parts used for sliding journal bearing such as crankshaft main bearing, the bearing housing 4 supports sliding layer or covering layer 12. The covering layer is a polyamide imide polymer, wherein the amine content of the polymer comprises at least one fluorinated two amine and at least one non fluorinated two amine. The method of preparing the bearing material includes the steps of forming a polyamide / imide polymer material with an anhydride monomer, a fluorinated two amine and a non fluorinated two amine to form a sliding surface of the bearing polyamide / imide polymer. The sliding surface may also include filler material in the matrix of the polyamide / imide plastic polymer material.

【技术实现步骤摘要】
轴承材料、轴承和方法
本专利技术涉及轴承材料、制备轴承材料的方法以及包括轴承材料的轴承或轴承元件。尤其，本专利技术涉及用于形成滑动轴承的运行表面或滑动表面的改进的塑料轴承材料。采用本专利技术的轴承材料和元件尤其适用于汽车环境，包括用于支撑旋转或滑动的发动机部件，以及用作其它可旋转或可滑动部件(例如止推垫圈和法兰轴承组件)或这些部件的一部分。
技术介绍
通常已知轴承元件，其包括钢背、基底层和滑动层(或覆盖层或运行层)。这些通常用于诸如内燃机的发动机中，例如作为曲轴和/或凸轮轴支撑轴承、连接杆中的大端轴承和小端衬套。它们也可用作止推垫圈(轴向轴承)。例如，用作内燃机中的曲轴轴颈轴承的滑动轴承通常为半圆柱形并具有分层结构。这种结构通常包括：由诸如钢的强背衬材料制成的背衬，厚度在约1mm以上的区域；第一轴承材料的衬层，其粘附到背衬上，厚度约0.1至0.5mm；以及第二轴承材料层，其粘附到第一轴承材料的表面并具有小于约40μm厚度。第二轴承材料的表面与配合的轴颈表面形成实际的运行或滑动表面。背衬在例如安装在主轴承壳体或连杆大端时提供了轴承壳体的强度和抗变形能力。如果第二轴承材料的层因任何原因而被磨损，并且防止轴颈表面与强背衬材料接触，则第一轴承材料层可以提供合适的轴承运行特性。它还粘合到背衬上，支撑并结合到第二轴承材料。第一轴承材料通常可以是铝基合金或铜基合金。诸如青铜的铜基合金通常用于更高负载的轴承中以为第二轴承材料层提供额外的支撑。与轴颈配合的第二轴承材料层也可以称为覆层或覆盖层。通常，这是由相对柔软的金属层形成的，以提供一致性(轴承适应轴承的表面和轴颈之间小的不对准的能力)和嵌入性(防止可能在润滑油中循环的碎屑或污垢颗粒因这种碎屑嵌入到轴承表面中而划痕或损坏轴颈表面)。最近，已经使用了包括塑料聚合物材料的基质的轴承覆盖层。在WO2004/113749和WO2010/066396中描述了实施例。这种覆盖材料通常基于含有各种填料的聚酰胺-酰亚胺(PAI)基质，例如硬质增强颗粒，固体润滑剂材料的软颗粒和其它组分，如金属颗粒。硬质增强颗粒可以包括陶瓷或金属氧化物颗粒。固体润滑剂可以包括诸如石墨或二硫化钼的材料。金属颗粒可以包括铝颗粒，例如铝薄片。PAI材料已被证明能够提供坚固有效的轴承材料，包括在现代内燃机的侵蚀性条件下为减少燃料消耗，停机-启动操作需要典型的发动机经历大量增加的停机-启动操作。每当发动机重新启动时，全液力润滑可能不到位，因此，诸如曲轴轴承这样的轴承需要能够承受更多数量的非流体动力学润滑的启动操作。已证明具有合适填料的PAI轴承能够在这种条件下生存，但较软的塑料材料不能提供足够的耐磨性以用作轴承覆盖材料。因此，PAI轴承材料提供良好的性能，包括适应性和可嵌入性，但是本专利技术的申请人已经发现，有利地可以提高PAI轴承材料和包括这些材料的轴承的性能。
技术实现思路
本专利技术提供了一种轴承材料、轴承元件和用于制备轴承材料的方法，如所附独立权利要求限定的，现在应参考。本专利技术的一些优选或有利的特征在从属权利要求中列出。在第一方面，本专利技术因而可以提供轴承材料，其包含聚酰胺/酰亚胺塑料聚合物材料，其中在聚合物的胺含量方面，聚合物包含一种或多种氟化二胺和一种或多种非氟化二胺。换句话说，聚酰胺-酰亚胺聚合物分子可以包含交替的胺和酐元素(如酸酐元素)的链或网络，并且链的胺元素以一种或多种氟化二胺以及一种或多种非氟化二胺的形式从单体中得到。在聚合物链中，酰亚胺元素或基团源自酐元素与氟化二胺或非氟化二胺的反应。专利技术人的实验已经证明，可以通过将氟化单体添加到其他的常规的聚合反应以形成改性PAI来制备改性PAI材料，该材料可以有利地提供一种具有轴承材料，其具有比常规PAI轴承材料更一致的摩擦系数以及低的轴承材料磨损率。轴承的磨合期尤为重要。在此期间，轴承材料符合轴承的相对表面(通常为例如钢轴颈)。专利技术人的实验已经表明，采用本专利技术的轴承材料可以比常规PAI轴承材料有利地表现出在磨合期间有利的优点，从而在磨合期间提供轴承摩擦系数更一致的下降。在这种测试中，本专利技术人将在PAI基质中含有常规填料的常规PAI轴承与实施本专利技术的轴承进行比较，其中将相同的填料材料并入改性的PAI基质中。经过磨合期后，专利技术人已经发现，采用本专利技术的轴承材料可以有利地在更长时间段内在流体动力学操作的条件下继续提供改进的轴承性能和降低的摩擦系数。优选地，氟化二胺包括芳族氟化二胺，特别优选其包含氟化二苯胺，或衍生自相应单体的聚合。优选地，轴承材料可以包含以下一种或多种的聚合形成，或者由以下的一种或多种的聚合形成；4,4’-(六氟)双(对-亚苯基氧基)二苯胺；2,5-二氨基三氟甲苯；3,5-二氨基三氟甲苯；1,3-二氨基-2,4,5,6-四氟苯；2,2'-双(三氟甲基)联苯胺；3,3'-双(三氟甲基)联苯胺；2,2-双[4-(4-氨基苯氧基苯基)]六氟丙烷；2,2-双(4-氨基苯基)六氟丙烷；2,2-双(3-氨基-4-羟基苯基)-六氟丙烷；2,2-双(3-氨基-4-甲基苯基)-六氟丙烷；3,5-二氟苯-1,2-二胺；4,5-二氟苯-1,2-二胺；2-(三氟甲基)苯-1,4-二胺；3,5-二氨基三氟甲苯；2,4,5,6-四氟苯-1,3-二胺；3,3,3-三氟丙烷-1,2-二胺盐酸盐；3,3'-双(三氟甲基)-[1,1'-联苯基]-4,4'-二胺；6-[(2,2,3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,7--十三氟庚基)氧基]-1,3,5-三嗪-2,4-二胺；4-(1,1,2,2-四氟乙氧基)苯-1,3-二胺；2-(三氟甲基)嘧啶-4,6-二胺；2,4-二氨基三氟甲苯；1,4-二氨基-2,6-二氟苯；2,5-二氟苯-1,4-二胺；全氟苯-1,4-二胺；和6-[4-(三氟甲基)苯基]-1,3,5-三嗪-2,4-二胺。优选地，氟化二胺是芳族的。然后特别优选氟化二胺不是邻位取代的，而是间位或对位取代的，优选是对位取代的。这可以有利地增加聚合物分子的柔性，降低所得聚合物的硬度，改善轴承材料的适应性和嵌入性，而不会不利地影响其强度。在优选的实施方案中，氟化二胺可以包含两个芳环。有利地，两个芳环可以被氟化。专利技术人的实验已经证明，本专利技术的轴承材料中氟化二胺和非氟化胺的摩尔比(即氟化二胺的摩尔数除以非氟化二胺的摩尔数)优选小于0.5、0.4、0.3、0.25或0.2，和/或优选大于0.05、0.08、0.1或0.15。在制备轴承材料期间，可以有利地通过混合在聚合中使用的相应量的单体以形成氟化PAI聚合物的氟化二胺和非氟化胺部分来控制该比例。在本专利技术的另一方面，采用本专利技术的轴承材料可以结合到轴承或轴承元件中。因此，本专利技术的这个方面提供了一种轴承元件，其中轴承表面层包括采用本专利技术的轴承材料。优选地，承载表面层还可以包括其它材料，例如在轴承材料的基质内的填料。有利的是，现有技术PAI轴承材料中使用的用于增强轴承性能(如适应性，嵌入性，耐磨性，轴承材料强度和低摩擦力)的任何这种填料可以以相同的方式用于采用本专利技术的轴承材料中。在另一方面，本专利技术可以有利地提供一种制备轴承材料的方法，其包括以下步骤：使酰亚胺单体、氟化二胺和非氟化二胺共聚以形成包含氟化聚酰胺/酰亚胺塑料聚合物材料的轴承材料。氟化二胺是芳族本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种轴承材料，包括聚酰胺/酰亚胺塑料聚合物材料，其中所述聚合物的胺含量包括氟化二胺和非氟化二胺。

【技术特征摘要】
2016.10.31 GB 1618389.91.一种轴承材料，包括聚酰胺/酰亚胺塑料聚合物材料，其中所述聚合物的胺含量包括氟化二胺和非氟化二胺。2.根据权利要求1的所述轴承材料，其中所述氟化二胺是芳族氟化二胺。3.根据权利要求1或2所述的轴承材料，其中所述氟化二胺是氟化二苯胺。4.根据前述权利要求中任一项所述的轴承材料，其中所述氟化二胺包括选自以下的一种或多种：4,4’-(六氟)双(对-亚苯基氧基)二苯胺；2,5-二氨基三氟甲苯；3,5-二氨基三氟甲苯；1,3-二氨基-2,4,5,6-四氟苯；2,2'-双(三氟甲基)联苯胺；3,3'-双(三氟甲基)联苯胺；2,2-双[4-(4-氨基苯氧基苯基)]六氟丙烷；2,2-双(4-氨基苯基)六氟丙烷；2,2-双(3-氨基-4-羟基苯基)-六氟丙烷；2,2-双(3-氨基-4-甲基苯基)-六氟丙烷；3,5-二氟苯-1,2-二胺；4,5-二氟苯-1,2-二胺；2-(三氟甲基)苯-1,4-二胺；3,5-二氨基三氟甲苯；2,4,5,6-四氟苯-1,3-二胺；3,3,3-三氟丙烷-1,2-二胺盐酸盐；3,3'-双(三氟甲基)-[1,1'-联苯基]-4,4'-二胺；6-[(2,2,3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,7--十三氟庚基)氧基]-1,3,5-三嗪-2,4-二胺；4-(1,1,2,2-四氟乙氧基)苯-1,3-二胺；2-(三氟甲基)嘧啶-4,6-二胺；2,4-二氨基三氟甲苯；1,4-二氨基-2,6-二氟苯；2,5-二氟苯-1,4-二胺；全氟苯-1,4-二胺；和6-[4-(三氟甲基)苯基]-1,3,5-三嗪-2,4-二胺。5.根据前述权利要求中任一项所述的轴承材料，其中所述氟化二胺是芳族的并且是间位或对位取代的，优选对位取代的。6.根据前述权利要求中任一项所述的轴承材料，其中所述氟化二胺包含两个芳环，并且两个芳环都被氟化。7.根据前述权利要求中任一项所述的轴承材料，其中所述氟化二胺和所述非氟化胺的摩尔比为0.4至0.05之间，优选为0.25至0.1之间。8.一种轴承元件，其中轴承表面层包括根据前述权利要求中任...

【专利技术属性】
技术研发人员：凯勒茵夫·麦克韦恩，
申请(专利权)人：马勒发动机系统英国有限公司，马勒国际有限公司，
类型：发明
国别省市：英国,GB