[发明专利]具有降低的摩擦系数的组合物、制备其的方法及包含其的制品

说明书

技术领域

本公开涉及具有降低的摩擦系数的组合物、制备其的方法及包含其的制品。

背景技术

有机聚合物如聚酰胺、聚酯、聚碳酸酯等是工程热塑性塑料并频繁用于齿轮、凸轮、辊、轴承、螺母和螺栓、电动工具壳体、电气连接件、梳子、线圈架、汽车的燃油箱和厨房用具等的各种应用。这些工程聚合物频繁接触金属配合端面（即，与工程聚合物面相对的金属配合端面）并且在长时间段内在各种机械应力状态下，由于聚合物和金属配合端面之间的摩擦，使得聚合物表面倾向于形成磨损裂纹。

一些范围从基础油（液体润滑剂）至包括氮化硼、聚四氟乙烯（PTFE）、石墨、和二硫化钼的多种固体滑润剂的滑润剂可用于克服这种问题。这些滑润剂中的许多在聚合物表面和金属配合端面之间形成边界膜。然而，在边界处产生的摩擦热引起滑润剂的分解和蒸发。

例如，通常将聚烯烃和氟代乙烯（例如，聚四氟乙烯（PTFE））以约20wt%的量用作聚酰胺（尼龙6）中的滑润剂以改善聚酰胺的磨损和摩擦性能。聚四氟乙烯在聚酰胺和金属配合端面之间形成薄膜，从而降低摩擦系数从而降低磨损。然而，大量的聚四氟乙烯使得到的聚酰胺非常昂贵。此外，在很高的温度下，聚四氟乙烯也降解形成对环境有害的挥发性组分。

因此，期望开发便宜且可以使用较小量的添加剂的具有低摩擦系数的有机聚合物和有机聚合组合物以降低摩擦系数。

发明内容

在此，公开了一种组合物，包含：有机半结晶聚合物；以及约2至约10重量百分数的离子液体，所述离子液体是非卤代离子液体，其中，当使用其中测试设备中的固定对表面由具有18至22的洛氏C硬度（Rockwell C hardness）和12至16微英寸表面光洁度的碳钢制成的推力垫圈装置根据ASTM D3702测定时，组合物显示出在2,000的PV值下约0.05至约0.40的摩擦系数和5至约30的磨损因数。

在此，还公开了一种组合物，包含：有机半结晶聚合物；以及约2至约10重量百分数的离子液体，所述离子液体是卤代离子液体，其中，当使用其中测试设备中的固定对表面由具有18至22的洛氏C硬度和12至16微英寸表面光洁度的碳钢制成的推力垫圈装置根据ASTM D3702测定时，组合物具有在10,000的标准PV值下的约0.35至约0.80的摩擦系数和约40至约300的磨损因数。

在此，还公开了一种组合物，包含：有机无定形聚合物；以及约2至约10重量百分数的离子液体，所述离子液体是卤代离子液体，其中，当使用其中测试设备中的固定对表面由具有18至22的洛氏C硬度和12至16微英寸表面光洁度的碳钢制成的推力垫圈装置根据ASTM D3702测定时，组合物具有在2,000的标准PV值下的约0.40至约0.50的摩擦系数和约4,000至约13,000的磨损因数。

在此，还公开了一种组合物，包含：有机聚合物；以及约2至约10重量百分数的离子液体，所述离子液体是1-乙基-3-甲基氯化咪唑、1-乙基-3-甲基咪唑乙基硫酸盐或它们的组合，其中，当使用其中测试设备中的固定对表面由具有18至22的洛氏C硬度和12至16微英寸表面光洁度的碳钢制成的推力垫圈装置根据ASTM D3702测定时，组合物显示出a）在2,000的PV值下的约0.05至约0.20的摩擦系数和约5至约20的磨损因数，或b）在2,000的PV值下的约0.7至约1.0的摩擦系数和约150至约300的磨损因数。

在此，还公开了一种组合物，包含：有机聚合物；以及约2至约10重量百分数的离子液体，所述离子液体是1-乙基-3-甲基咪唑对甲苯磺酸盐、1-己基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐、四辛基溴化膦、十六烷基三丁基溴化膦、1-乙基-3-甲基咪唑乙基硫酸盐、或它们的组合，其中，当使用其中测试设备中的固定对表面由具有18至22的洛氏C硬度和12至16微英寸表面光洁度的碳钢制成的推力垫圈装置根据ASTM D3702测定时，组合物具有在10,000的标准PV值下的约0.35至约0.80的摩擦系数。

在此，还描述了由组合物制备的制品。

附图说明

图1是比较了在2,000的PV值（或P=40psi，或V=50fpm）下检测时，纯聚丙烯、含4wt%EMIm-Cl的聚丙烯、含4wt%EmIm-ES的聚丙烯以及含20wt%PTFE的聚丙烯的重量损失、磨损因数和摩擦系数的柱形图；

图2是详述了在2,000的PV值（P=40psi，V=50fpm）下检测时，纯PPO-PS掺混物和包含具有4wt%EMIm-Cl的掺混物的组合物的摩擦性能的柱形图；