用于发动机或链条传动装置的滑动元件的制作方法
【专利摘要】本发明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。
【专利说明】用于发动机或链条传动装置的滑动元件
[0001]本发明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。本发明还涉及发动机，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。本发明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。
[0002]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。
[0003]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。
[0004]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。
[0005]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。
[0006]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。
[0007]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。
[0008]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。
[0009]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。[0010]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)。
[0011]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。
[0012]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。
[0013]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，本发明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。
[0014]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。
[0015]因此，本发明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。
[0016]该目标已经用本发明的滑动元件实现，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。
[0017]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。
[0018]本发明的滑动元件(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。
[0019]“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。
[0020]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。
[0021]合适地,石墨片由数均厚度至多200nm,优选地至多150nm或甚至至多IOOnm,合适地约80nm或以下或甚至约50nm或以下的片状颗粒组成。
[0022]厚度(T)是片状颗粒的三个尺寸中最小的。另外两个是长度(T)和宽度(W)。片的厚度(T)、长度(L)和纵横比(L/T)能通过电子显微镜测定。电子显微镜测定的片状颗粒的长度在本文中被理解为在电子显微图像上可见的片状颗粒的两个最远端的点之间计算得到的距离。清楚起见，注意的是用电子显微镜测定的片状颗粒的长度不一定是颗粒的最大尺寸，因为电子显微镜只给出二维图像。另外注意的是，片状颗粒并不需要具有平坦的结构。由于非常低的厚度，这些颗粒可能是弯折的、弯曲的或波动的或以其他方式变形的。
[0023]片状颗粒还可以有在很宽的范围内变化的长度(L)。长度可以例如是从约I μ m或更小至约50 μ m以及甚至更大。优选地，所述片具有至少5 μ m、例如至少10 μ m、更特别地至少20 μ m的数均长度。
[0024]由于厚度小且长度大，石墨片通常具有大的纵横比(L/T)。数均纵横比可以远超25，例如至少50或甚至至少100。
[0025]此处所述的值是通过材料样本的电子显微图像来测定的，其中数均是以代表性选择的画面中的25个颗粒计算的。数均纵横比是由单个颗粒的纵横比的平均值来测定的。
[0026]由低厚度的片组成的石墨例如是可由天然石墨通过不同类型的膨胀过程得到的石墨等级，所述等级因此通常被称为膨胀石墨。
[0027]本发明的滑动元件的一个优选的实施方案中，用于制备塑料组合物的石墨是由根据ASTM D3037的方法测定的BET比表面积至少为10m2/g并且由符合IS08486 (1996版)的激光衍射法测定的通过D50 (v, 0.5)表征的粒径分布特征为至少50 μ m的膨胀石墨。
[0028]具备所述性质的合适的膨胀石墨例如是来自TIMCAL Graphite&Carbon,瑞士的Timrex BNB90 以及来自 SGL Carbon GmbH，德国的 Ecophit350 与 1200。
[0029]在本发明的滑动元件中，所述石墨片(组分(b))存在的量可以在宽的范围内变化，同时仍然提供改善的CoF。合适地，石墨片存在的量是0.l-20wt.%。优选地石墨片存在的量相对塑料材料的总重量是0.5-15wt.%。合适的量的实例是约Iwt.%、约2wt.%、约4wt.%、约6wt.%、约8wt.%以及约IOwt.%。此处,重量百分比(wt.% )以相对于塑料材料的总重量计算。
[0030]对于用于本发明滑动元件的基质聚合物(组分(a))，原则上适合用于滑动元件的任何聚合物都可以使用。例如，基质聚合物可以包含热塑性聚合物，所述热塑性聚合物选自由聚酰胺、聚酯、聚芳硫醚(PPS)、聚芳醚(PPO)、聚酰亚胺，聚醚酮、聚醚醚酮(PEEK)、聚醚酰亚胺(PEI)、聚甲醛(POM)以及它们的任何共聚物组成的聚合物的组。聚酰胺酰亚胺(PAI)构成这样的共聚物的一个例子。基质聚合物可以适当地包含两个或更多个所述聚合物的混合物。优选地，所述基质聚合物包含聚酰胺和/或聚醚醚酮，更优选地包含聚酰胺。合适的热塑性聚酰胺的例子是半结晶聚酰胺像聚酰胺6、聚酰胺6，6、聚酰胺4，10、聚酰胺4，8和聚酰胺4，6及它们的共聚酰胺。
[0031]或者，基质聚合物可以包含热固性聚合物。例如热固性聚合物是热固性聚酯树脂或热固性环氧树脂或它们的组合。热固性聚酯树脂可以例如由热固性不饱和聚酯树脂制成。
[0032]结合上述这些热塑性和热固性聚合物，基质聚合物可以包含能够在上述聚合物中混合或分散的其他聚合物组分。这样的另外的聚合物组分的例子是橡胶、弹性体以及含氟树脂。橡胶和弹性体例如能够用来改善冲击性能。含氟树脂可以用来例如作为另外的固体润滑剂。这些能够在这些热塑性或热固性聚合物中混合或分散的另外的聚合物组分所使用的量通常受到限制，以便热塑性或热固性聚合物的模量、更具体地高温模量不受影响或只在有限的程度上受到影响。合适地，该量被限定在例如0.01-20wt.%的范围。实际上，如果确实使用，该量被限制在l_15wt.%，或者甚至2-lOwt.%的范围。在一个具体的实施方案中，PTFE作为含氟树脂被使用，并且存在的量可以例如是l_20wt.%、优选地5-15wt.%。此处其他聚合物组分的wt.%以相对于基质聚合物的总重量计算，基质聚合物的总重量包括由塑料材料包含的任何的和所有的热塑性或热固性聚合物以及另外的聚合物组分。
[0033]在本发明的一个优选的实施方案中，基质聚合物由80_100wt.%的热塑性聚酰胺和/或聚醚醚酮以及0-20wt.%的另一种聚合物组成,其中wt.%以相对于基质聚合物的总重量计算。
[0034]本发明的滑动元件中主要制成滑动接触部分的塑料材料分别优选地由基质聚合物和石墨片以及其他组分组成或包含除了基质聚合物和石墨片以外的所述其他组分。
[0035]合适地，塑料材料包含至少一种选自无机填料、纤维强化剂和其它添加剂的其他组分。
[0036]对于无机填料和/或纤维强化剂，可以使用任何改善机械性能如拉伸强度和模量的无机材料。由于这些材料中有许多都会对塑料材料的磨损性能有负面影响，如果确实用，其量优选地应当保持有限。纤维强化剂的实例是玻璃纤维和碳纤维。这些当中碳纤维是优选的，因为它们有时甚至会改善低的摩擦性能。
[0037]合适地，无机填料和纤维强化剂在组合物中的总量在例如0.01-20wt.%的范围内。优选地，所述量在l_15wt.或更特别在地2-10wt.%的范围内。此处wt.%以相对于聚合物组合物的总重量计算。
[0038]在一个优选的实施方案中，所述无机填料是粒状或颗粒状的固体无机润滑剂。固体无机润滑剂合适地包含选自二硫化钥、天然的或合成的石墨、氮化硼和氮化硅烷以及它们的任何混合物组成的组的材料。术语“天然的或合成的石墨”在本文理解为与用作本发明的主要固体润滑剂的石墨片不同的石墨。合适地，天然的或合成的石墨具有球形(spherical)、半球形或球形(globular)形状的颗粒,或者甚至像纵横比(L/T)小于10的颗粒的薄片。所述天然的或合成的石墨的厚度通常远大于250nm，虽然这些石墨可能包含更小的颗粒，但通常纵横比(L/T)远小于10。固体无机润滑剂颗粒存在的量的范围例如是0.0l-1Owt.%，但也可以使用更高的量。优选地，如果确实使用这样的固体润滑剂，该量也被限制在0.1-7.5wt.%或甚至l_5wt.%的范围。[0039]组合物还可以包含其他添加剂。这些添加剂可以选自一般被使用在用于滑动元件的塑料材料中的辅助添加剂。所述其他的添加剂通常以有限量使用，例如在0.0l-1Owt.%的范围。合适地，如果确实使用，用量被限制为0.1-7.5wt.%，或者甚至l_5wt.%的范围。
[0040]注意的是，这里所指的上述无机填料、纤维强化剂和其他添加剂重量百分比(wt.% )，除非另有说明，都是以相对于塑料材料的总重量计算。
[0041]在一个优选的实施方案中，塑料材料由(a)基质聚合物；(b)0.l-20wt.%的石墨片；(c)0-20wt.%的无机填料和/或强化纤维，和/或(d) O-1Owt.%的其他添加剂组成,其中(b)、(C)和(d)的wt.%以相对于塑料材料的总重量计算。
[0042]本发明滑动元件中的滑动接触部分是参与与链条的或与能够相对滑动元件以滑动运动方式运动的另一个第二元件的滑动接触的或目的在于参与该滑动接触的滑动元件的部分，并且由于这个原因，该滑动接触部分必须具有低摩擦特性。
[0043]滑动元件通常具有目的为支持滑动接触部分以及任选地强化滑动接触部分并作为一个整体为滑动元件提供硬度和刚度的主体。该主体一般还有通过其所述主体能够被固定至基座的部分。所述固定部分可以例如包含套管，通过该套管所述主体能旋转地连接到穿过套管插入的金属销上，销被固定至基座。
[0044]滑动接触部分和主体可以由一种并且相同的材料制成，但是，由于滑动接触部分主要要求具有低摩擦特性，而主体必须提供机械强度、刚度和硬度，这些性能难以以互相不损害彼此的方式结合,因此滑动接触部分和主体适合由不同的材料制成。
[0045]合适地，所述滑动接触部分与主体由不同的材料制成。例如,主体由塑料材料或金属，优选地是由塑料材料，更优选地是由纤维强化的塑料材料制成。
[0046]如果滑动接触部分和主体由不同的材料制成，那么滑动接触部分与主体可以通过已知的方式结合成整合的滑动元件。
[0047]例如，滑动接触部分构成主体的表面层。滑动元件被包覆在主体上并且与主体机械互锁。
[0048]如果主体由第二塑料材料制成，那么滑动接触部分和强化主体之间的一部分或全部接合部分能够通过熔融例如振动焊接来接合。或者，用于滑动接触部分的塑料材料与第二塑料材料通过双组分注塑工艺也被称为2K模制或2-组分模制被整体模制在一起，以使一旦它们设置好了，它们便被固定在一起。先将形成主体的材料注射入模具，然后立即紧跟塑料材料形成涂层或表面层。
[0049]优选地，主体由第二塑料材料制成的情况下，滑动接触部分与主体一体模制。
[0050]在另一个能够用于链条引导装置以及链条张紧器的实施例中，滑动接触部分能够包含与主体机械互锁的滑动叶片。互锁到主体可以例如通过具有端部插入在主体的相反一端所形成的槽中的滑动叶片来完成。滑动叶片可以完全由制成滑动接触部分的塑料材料组成，或者可以包含由与所述塑料材料不同的第二材料制成的基座部分，而滑动接触部分构成基座部分上的表面层。如果滑动接触部分与基座部分由不同的材料制成，滑动接触部分和基座部分可以通过上述用于滑动接触部分和主体的相同的方法来结合到整体的滑动叶片。
[0051]基座部分，如果由不同的材料制成，优选地由塑料材料制成，更优选地由纤维强化的塑料材料制成。基座部分由第二塑料材料制成的情况下，滑动接触部分优选地与基座部分整体模制。
[0052]本发明的滑动元件合适地是链条引导装置或链条张紧器。本发明的滑动元件也可以是齿轮或轴承部件。
[0053]本发明还涉及一种发动机，所述发动机包含第一元件，所述第一元件含有参与与第二元件的滑动接触的部分。参与与第二元件的滑动接触的部分此处被称为滑动接触部分。此处第一元件是滑动元件，其中至少滑动接触部分是由或至少主要是由包含基质聚合物和石墨片(所述石墨片含有厚度至多为250nm的分散于所述基质聚合物的片状颗粒)的塑料材料制成，或者如上所述的其任何优选的实施方案制成。合适地，所述第一元件，即滑动元件是齿轮或轴承部件。
[0054]本发明还涉及链条传动装置，包含链条以及与滑动元件，所述滑动元件含有参与与链条的滑动接触的滑动接触部分，并且其中所述滑动接触部分是由或主要是由包含基质聚合物和石墨片(所述石墨片含有厚度至多为250nm的分散于所述基质聚合物的片状颗粒)的塑料材料制成的，或者如上所述的其任何优选的实施方案制成。链条传动装置中的滑动元件合适地是链条引导装置或链条张紧器。链条传动装置合适地是链条驱动的正时系统。在一个优选的实施方案中，链条传动装置是经油润滑的滑动系统。
[0055]发动机中的以及链条传动装置中的所述滑动元件所包含的塑料材料合适地是包含分散在所述基质聚合物中的石墨片的任何所述塑料材料和如上文所述的任何优选的其实施方案的任何所述塑料材料。而且，滑动元件合适地是本发明的滑动元件以及如上所述的任何其优选的或替代的实施方案。例如，滑动元件合适地包含由不同材料制成的加强和支持滑动接触部分的 主体。
[0056]用下面的实例和对比实验来一步说明本发明。
[0057]材料
[0058]使用了以下材料
[0059]PA46 聚酰胺46聚合物(来自DSM，荷兰):Mw = 48000，粘度数(甲酸中Iwt.%，230C ) = 215 ;T 熔融=2950C
[0060]EG-1 Ecophit GFG350 膨胀石墨，D50 为 3Ι5-385 μ m,(来自 SGL Carbon GmbH,德国)。
[0061]EG-2 Ecophit GFG1200 膨胀石墨，D50 为 1000-1400 μ m，BET 约 25m2/g (来自SGL Carbon GmbH,德国)。
[0062]石墨TIMREX SFG150,来自 Timcal Graphite&Carbon,瑞士的常规石墨
[0063]二硫化钥RM70E 二硫化钥母料，70wt.%在卩六6内；生产商:PolyvelInc.[0064]PTFE DyneonPA5953，平均粒径 8 μ m 的 PTFE (来自 DyneonGmbH，德国)
[0065]方法
[0066]湿佥
[0067]塑料组合物由聚酰胺46和各种填料在BerstorffZE25-48D同向旋转双螺杆挤出机中制备。挤出机的温度设置为挤出机的出口处的熔融温度通常为320°C。组合物列于表
1
[0068]沣塑樽制
[0069]本文如下所述的用于制造注塑模制的测试部件的聚酰胺组合物在使用前通过施用以下条件进行预干燥:将组合物在0.02MPa真空下加热至80°C并保持在该温度和压力下24小时同时通入氮气流。预干燥的材料在注塑模制机器上使用带有空腔的模具被注塑成型，从而提供摩擦测试中使用的杯。气缸壁的温度设定在315°C，即高于聚酰胺的熔化温度300C，且模具的温度被设定在140°C。如此得到的杯在用于摩擦测试之前被冷却并且在干燥条件下在室温下贮存。
[0070]在摩擦测试中俥用的塑料杯
[0071]摩擦测试用如图1所示的圆柱形对称的塑料杯使用如图2所示的设备进行。
[0072]厘
[0073]图1:摩擦测试中使用的圆柱形对称的塑料杯的横断面视图。
[0074]图2:摩擦测试的设置示意图。
[0075]图1显示了通过在摩擦测试中使用的圆柱形对称的塑料杯(I)通过中心轴线的横截面。如图1所示，杯有24mm的内直径,27.5mm的外直径以及5mm的高度。杯的平均半径是(27.5 ±24)/4 = 12.875mm。
[0076]在摩擦测试中使用的杯由如上所述的各个塑料材料注塑模制而成。
[0077]摩擦测试
[0078]摩擦测试设备示于图2。将塑料杯(I)安装到测试机器(图中未示出)的上部试样夹持器(2) ο将用作钢台面(steel counter surface)的SKF WS 81104轴垫圈(shaftwasher) (3)安装到下部试样夹持器(4)。垫圈具有20mm的内直径、35mm的外直径和2.75mm的高度。其按照Rockwell-C标度(60HRc)具有60的硬度和2 μ m的平均表面粗糙度(Ra)。在触表面以下5mm处加工出一个孔(5)来安装用于温度记录的热电偶。加热油(ShellHelix Super Mineral Motor 0ill5ff-40)通过通道(6)循环。垫圈在垫圈与杯的接触表面下0.5_处具有热电偶。使用油(6)来保持热电偶测得的接触温度在140°C。垫圈和杯的下部浸没在测试油(7) (Castrol Magnatec Professional A15W-30)中。
[0079]通过在下部试样夹持器(4)上的力F来施加接触法向压强。标称接触压强为IMPa。上部试样夹持器(2)以对应于lm/s滑动速度的742rpm的角速度在接触面上旋转。该滑动速度是以杯壁的中心来计算的滑动速度，其也对应于整个壁厚度计算所得到的平均滑动速度。通过载荷传感器(8)来测量摩擦扭转力T。由比例T/(R*F、)来计算摩擦系数，其中T是测量的摩擦导致的力偶，F是杯上的正交力而R是杯的平均半径。测试结果示于表1。
[0080]表1.实施例1-1V和对比实验A-F的组合物和测试结果.[0081]
【权利要求】
1.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)和(d)的wt.%以相对于所述塑料材料的总重量计算。
7.根据权利要求1-6中任意一项的滑动元件，包含支持所述滑动接触部分的的主体，其由不同于所述塑料材料的第二材料制成。
8.根据权利要求7的滑动元件，其中所述滑动接触部分构成所述主体上的表面层或构成与所述主体机械互锁的滑动叶片的基座部分上的表面层。
9.根据权利要求1-8中任意一项的滑动元件，其中所述滑动元件是链条引导装置或链条张紧器。
10.包含第一元件的发动机，所述第一元件含有参与与第二元件的滑动接触的滑动接触部分,其中至少所述滑动接触部分由塑料材料制成,所述塑料材料包含(a)基质聚合物以及(b)含有厚度至多为250nm的、分散于所述基质聚合物的片状颗粒的石墨片。
11.根据权利要求10的发动机，其中所述塑料材料是如权利要求1-6中任意一项所述的塑料材料。
12.根据权利要求10或11的发动机，其中所述第一元件是链条引导装置、链条张紧器、齿轮或轴承部件。
13.包含链条和滑动元件的链条传动装置，所述滑动元件包括 (i)参与与链条的滑动接触的滑动接触部分，以及 (?)强化并支持所述滑动接触部分的主体， 其中，所述滑动接触部分由塑料材料组成，所述塑料材料包含(a)基质聚合物以及分散于所述基质聚合物中的(b)含有层厚度至多为250nm的片状颗粒的石墨片。
14.根据权利要求13的链条传动装置，其中所述滑动元件是根据权利要求1-9中任意一项的滑动元件并且所述链条传动装置是经油润滑的滑动系统。
【文档编号】F16H55/06GK104011432SQ201280064030
【公开日】2014年8月27日 申请日期:2012年12月11日 优先权日:2011年12月21日
【发明者】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 申请人:帝斯曼知识产权资产管理有限公司