[发明专利]具有硫化锌和硫酸钡的滑动轴承材料和滑动轴承复合材料

说明书

本发明涉及滑动轴承材料(16)，所述滑动轴承材料(16)具有50至85体积％的作为基础材料的含氟聚合物并且还具有填料，所述填料包含硫化锌(18)和硫酸钡(20)和任选的以总填料含量计至多40体积％的其它填料(28)，其中硫化锌(18)与硫酸钡(20)的体积比例在0.1和15.7之间，优选在0.8和4.88之间，特别优选在1.5和3.44之间。所述滑动轴承材料(16)可以嵌入机械稳定的复合材料结构中。滑动轴承材料(16)特别用在具有设置所述复合材料的金属背衬的层状复合材料中。

本发明涉及基于塑料的滑动轴承材料以及包含相应滑动轴承材料的滑动轴承复合材料。

在许多情况下致力于使滑动轴承无需维修。为了能够实现无需维修，滑动轴承必须具有良好的干式运转性能，即即使不使用液体润滑剂也能运转，为此，所使用的材料必须可承受高摩擦。

通过DE 195 24 968已知，使用包含填料的作为基础材料的含氟聚合物可以改进滑动轴承的干式运转性能。通常通过例如以μm/min测得的磨损速率表征干式运转性能。

例如包含PTFE(聚四氟乙烯)和作为填料的MoS₂(二硫化钼)、PTFE和铅或PTFE、CaF₂(二氟化钙)和ZnS(硫化锌)的滑动轴承材料在很长时间以来是已知和常用的。特别地，基于PTFE并且具有填料MOS₂或六方氮化硼(h-BN)的滑动轴承材料具有高的摩擦承受力。

MOS₂是矿物产物，其具有高的加工要求以实现不变的品质。铅由于其毒性而不再用作填料，并且CaF₂和ZnS单独造成不足以用于所有相关应用的磨损速率。六方BN目前是非常昂贵的材料，因此出于经济原因使用六方BN作为填料是不利的。

具有包含PTFE和硫化锌的滑动层的轴承材料在一段时间以来是已知的并且目前属于标准材料。EP 1 390 629 B1中描述了基于PTFE并且具有10-25体积％ZnS的材料，所述材料中混合了碳纤维和PPSO₂。DE 10 2006 048 311 A1中描述了由塑料基质和至多20％PTFE以及5-15％硫酸钡或硫化锌的添加剂组成的组合物。

还考虑了硫化锌和硫酸钡和任选其它填料的填料组合。EP 1 716 342 B1提出例如具有升高的孔体积和50体积％PVDF或60体积％PA、PESU或PPS的塑料基质的材料，其中包含高于5体积％的PTFE和至少5体积％，优选8至12体积％的硫化锌和/或硫酸钡。然而所述实施例要么只包含硫化锌，要么只包含硫酸钡。EP 1 526 296 A2描述了基于PEEK、PPS或PA的材料，所述材料具有硬化组分和碳纤维但是不具有PTFE，ZnS和/或BaSO₄的含量为5至15重量％，其中具体只提到了具有ZnS的组合物。DE 36 01 569 A1公开了加入细粒ZnS和BaSO₄作为塑料复合滑动轴承中的聚合物的添加剂，其中可以包含以基质材料计5至40体积％的份数的硫化锌、以硫化锌粒子计至多5体积％的BaSO₄。所述实施例这样选择，要么只使用硫化锌，要么只使用硫酸钡，或者使用具有0.5体积％的少量硫酸钡的硫化锌。

然而，因此实现的磨损速率的改进仍不足以用于许多应用领域，因此本发明的目的是提供具有作为基础材料的含氟聚合物和填料的滑动轴承材料，所述滑动轴承材料具有比已知滑动轴承材料更低的磨损速率。

在前文所述类型的滑动轴承材料的情况下，通过50至85体积％的作为基础材料的含氟聚合物与填料的组合实现所述目的，所述填料包含硫化锌和硫酸钡和任选的以总填料含量计至多40体积％的其它填料，其中硫化锌与硫酸钡的体积比例在0.1和15.7之间，优选在0.1和10.0之间，更优选在0.8和4.88之间，特别优选在1.5和3.44之间。