专利名称：用于滑动部件的树脂组合物、滑动部件以及舱口盖子的支承装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及用于滑动部件的树脂组合物、滑动部件以及舱口盖子的支承装置，其 在以下条件下具有极佳的摩擦磨损特性干摩擦条件，或者在水中或盐水中润滑的条件，或 者间歇地有水(雨水)或盐水作用的润滑条件。
背景技术：
聚酰胺树脂具有极佳的可模塑性、耐热性、韧性、耐化学侵蚀性和耐磨性，因此被 用于很多的领域，例如车辆、电气和电子器件以及家电产品等。具体来说，包含二硫化钼、石 墨或者四氟乙烯树脂之类的润滑填料的聚酰胺树脂具有极佳的摩擦磨损特性，减少了其对 与之配套的部件的破坏性，因此聚酰胺树脂被用于各种轴承、齿轮、滑动板、导向部件等。例 如，专利文献1揭示了一种滑动部件，其中将聚酰胺树脂用作主要组分，还包含聚乙烯树脂 和聚芳基化物树脂。另外，专利文献2揭示了一种滑动部件，其中将聚酰胺树脂用作主要组 分，还包含聚乙烯树脂、烃基蜡和无机须晶。专利文献1和2中所述的这两种滑动部件在干摩擦(无润滑)条件下使用的时候 都具有极佳的摩擦磨损特性。另外，还有使用一种滑动部件作为舱口盖子的支承装置的例子，该舱口盖子覆盖 船舶甲板上的舱口开口部分，所述滑动部件使用聚酰胺树脂作为主要组分，还包含四氟乙 烯树脂、二硫化钼和硅油作为润滑填料。用于此种用途的滑动部件用于交替重复地出现以 下条件的严酷的工作条件干摩擦条件，或者在水或盐水中润滑的条件，或者间歇地有水 (雨水)或盐水作用于滑动表面的润滑条件。专利文献3揭示了一种滑动部件，其中在设于 支承基座中的盲孔内填充了聚四氟乙烯树脂，该聚四氟乙烯树脂中混合有玻璃纤维或者玻 璃粉末。专利文献1 JP-A-2002-138196专利文献2 JP-A-2003-335940专利文献3 JP-T-8-512008专利文献4 JP-UM-A-5-32284专利文献5 JP-UM-B-53-41275发明概述覆盖船舶上甲板的舱口开口部分的舱口盖子的上述支承装置中使用的滑动部件 需要具有极佳的耐腐蚀性、摩擦磨损特性(低摩擦特性和耐磨性)以及耐冲击性。该滑动 部件在干润滑条件下具有极佳的摩擦磨损特性和耐磨性；但是，当在水中或盐水中润滑，或 者间歇地有水(雨水)或盐水作用于滑动表面的时候，有可能带来摩擦系数显著升高以及 磨损程度增大的问题。另外，在专利文献3所述的滑动部件中，存在因作用于滑动部件的冲 击负荷而造成聚四氟乙烯树脂从盲孔中脱出的问题。基于以上方面提出了本发明，其目的是提供一种用于滑动部件的树脂组合物、滑动部件以及舱口盖子的支承装置，其在以下条件下具有极佳的摩擦磨损特性干摩擦条件， 或者在水中或盐水中润滑的条件，或者间歇地有水(雨水)或盐水作用于滑动表面的润滑 条件。本发明人通过反复的认真研究，发现通过模塑具有以下特征的树脂组合物而制得 的滑动部件即使在干摩擦以及间歇地有水或者盐水作用的滑动用途中也具有极佳的摩擦 磨损特性，并且具有耐冲击性和耐腐蚀性在此树脂组合物中，将聚酰胺树脂与特定量的聚 芳基化物树脂、聚四氟乙烯树脂、高分子量硅酮聚合物和无机填料混配。我们基于上述发现完成了本发明，本发明的用于滑动部件的树脂组合物包含 5-15质量％的聚芳基化物树脂，10-25质量％的聚四氟乙烯树脂，0. 5-2质量％的高分子量 硅酮聚合物，0. 5-5质量％的无机填料以及余量的聚酰胺树脂。对于在这些组分中作为主要组分的聚酰胺树脂，优选脂族聚酰胺树脂，其中优选 聚己二酰己二胺(下文称作“尼龙66”)。所述尼龙66具有低吸水性，具有高刚性、耐热性 和耐磨性，具有极佳的弹性性能，即使在海水等对于金属来说严酷的条件下也不会像金属 那样发生腐蚀。在这些组分中，聚芳基化物树脂(下文称作“PAR”)是芳族二元酸或其衍生物和二 元酚或其衍生物之间的缩聚树脂，其中特别优选双酚A与对苯二甲酸和间苯二甲酸的混合 酸的缩聚树脂，其具有下式所示的重复单元PAR可以具体包括由尼提卡有限公司(Unitika Ltd)生产的“U-聚合物(商品 名)”。该PAR优选以与聚酰胺树脂(尼龙6)的聚合物合金的形式使用。对于该聚合物合 金中PAR与聚酰胺树脂之间的组成比例，PAR为10-70质量％，聚酰胺树脂为90-30质量％， 最优选PAR为30-60质量％，聚酰胺树脂为70-40质量％。在此聚合物合金中，PAR以1微 米左右的颗粒的形式分散在聚酰胺树脂基质中，该聚合物合金具有高耐冲击性和耐热性， 还具有极佳的低温特性。PAR的混配量为5-15质量％，优选为5_10质量％。如果混配量小于5质量％，则 聚合物合金的效果无法表现，而如果PAR的混配量超过15质量％，则耐磨性会降低。所述组分中混配的聚四氟乙烯(下文缩写为“PTFE”)是用来改善低摩擦特性的。 作为PTFE，优选将低分子量PTFE用于润滑。该低分子量PTFE是一种具有以下性质的PTFE 利用辐射照射等使高分子量PTFE (模塑粉末或细粉末)裂解，或者在PTFE聚合过程中调节 其分子量，从而降低其分子量而得到该低分子量PTFE。具体来说，其例子可以包括杜邦-三 井氟化学有限公司(Du Pont-Mitsui Fluorochemicals Co. ,Ltd.)生产的“TLP-10F(商品 名)”等，大金工业有限公司(Daikin Industries, Ltd.)生产的“Lubron L_5(商品名)” 等，旭硝子玻璃有限公司(Asahi Glass Co.，Ltd.)生产的“Fluon (注册商标)L169E (商 品名)”等，以及喜多村有限公司(KITAMURA LIMITED)生产的“KTL_8N(商品名)”等。该 PTFE的混配量为10-25质量％，优选为10-15质量％。如果混配量小于10质量％，则无法 获得足够低的摩擦特性，而如果PTFE的混配量超过25质量％，则会导致强度和耐磨性的下降。所述组分中的高分子量硅酮聚合物起到改善初始亲合性(特别是在水润滑中)、 抑制粘滑的出现的作用。该高分子量硅酮聚合物是胶状硅酮，其中在常温下，在固体分子之 间没有交联结构。用于本发明的高分子量硅酮聚合物(下文缩写为“胶状硅酮”)是一种二 甲基聚硅氧烷，或者其中一部分甲基被氢、苯基、卤代苯基、氟代酯基等基团中的一种或多 种取代，其在常温下的粘度非常高，不小于1，000，OOOcSt (厘斯)。优选使用在常温下的粘 度不小于5，000, OOOcSt的胶状硅酮。该胶状硅酮的混配量为0. 5-2质量％，优选为1-1. 5质量％。另外，此种胶状硅酮 优选以聚酰胺树脂的形式使用，其通过以下方式制得与构成主要组分的聚酰胺树脂预先 捏合，因此包含高浓度的胶状硅酮。具体来说，其例子可以包括道康宁东丽有限公司(Dow Corning Toray Co.，Ltd.)生产的硅酮浓缩物BY27系列。作为所述组分中的无机填料，使用炭黑和球形非多孔性二氧化硅(无定形二氧化 硅)中的至少一种即可。该炭黑具有降低在水或盐水润滑中的摩擦系数的效果，而球形非 多孔性二氧化硅具有改善耐磨性的效果。炭黑可以包括常规的炭黑，例如乙炔黑，油料炉 黑，热裂法炭黑，槽法炭黑和天然气炉黑。但是，具体来说，优选的炭黑是基于氮气吸附测得 的BET表面积不小于850m2/g的炭黑，例如里昂_奥科佐有限公司(Lion Akzo Co.，Ltd.) 生产的“Ketjen Black(商品名)”等。所述炭黑的混配量优选为0. 5_3质量％。球形非 多孔性二氧化硅是平均粒度为0. 2-20微米的球形颗粒，因为其为非多孔性，所以其含水量 少。另外，因为颗粒的聚集性很低，所以其具有极佳的分散性。具体来说，其例子可以包括 AGC硅科技有限公司(AGC Si-Tech Co. , Ltd.)生产的“SUNSPHERE NP (商品名)”等，以及 爱得马特科丝有限公司(Admatechs Company Limited)生产的“ADMAFINE (商品名)”等。 所述球形非多孔性二氧化硅的混配量优选为0. 5-2质量％。另外，该无机填料的混配量为 0. 5-5质量％，优选为0. 5-3. 5质量％。如果该混配量小于0. 5质量％，则无法实现低摩擦 特性和耐磨性的提高，而如果无机填料的混配量超过5质量％，则低摩擦特性会降低。本发明的用于滑动部件的树脂组合物是通过常规方法在混合机器中将预定量的 上述各组分混合起来而制得的，所述混合机器包括亨舍尔混合机(Henschel mixer)，高速 混合机，球磨机或转鼓混合机。接下来将会对本发明的滑动部件进行描述。本发明的滑动部件是通过对上述用于 滑动部件的树脂组合物进行模塑而形成的。对用于滑动部件的树脂组合物进行模塑的方法 可以包括通过注塑机或挤出机直接模塑滑动部件的方法；或者首先预先制造用于滑动部件 的树脂组合物的球粒，使用注塑机或挤出机对这些球粒进行模塑，以形成滑动部件的方法。本发明的滑动部件用作滑动部件，例如滑动轴承，滑动轴承装置，滑动板等，其在 以下条件下、在滑动用途中能够表现出极佳的摩擦磨损特性和耐磨性干摩擦条件，或者在 水或盐水中润滑的条件，或者间歇地有水或盐水作用的润滑条件。本发明的用来对船舶甲板的舱口开口部分进行覆盖的舱口盖子的支承装置包括 滑动板，其固定于以下二者中的任一者舱口开口部分的周边边缘的船舶甲板上，以及舱口 盖子的下表面侧；滑移部件，其固定于以下二者中的另一者舱口开口部分的周边边缘的 船舶甲板上，以及舱口盖子的下表面侧；所述滑移部件由所述滑动部件构成。在本发明中，所述滑动部件构成的所述滑移部件固定于支架的凹槽内，使得一个端面位于支架的凹槽之外，所述支架固定于以下二者中的任一者舱口开口部分的周边边 缘的船舶甲板上，以及舱口盖子的下表面侧。在所述支架的凹槽和所述滑移部件另一端面之间可以插入有垫板和橡胶板中的 至少一种。根据本发明，可以提供一种用于滑动部件的树脂组合物、滑动部件以及舱口盖子 的支承装置，其在以下条件下具有极佳的摩擦磨损特性干摩擦条件，或者在水中或盐水中 润滑的条件，或者间歇地有水(雨水)或盐水作用的润滑条件。附图简要说明
图1是装载有集装箱的集装箱船的截面图；图2是舱口盖子的支承装置的截面图；图3是所述支承装置的支架和滑移部件的立体图；图4是沿着图3中的直线IV-IV，沿着箭头方向观察的截面图；图5是沿着图3中的直线V-V，沿着箭头方向观察的截面图；图6是所述支承装置的支架和滑移部件的另一个实施方式的截面图；图7是沿着图6的直线VII-VII，沿着箭头方向观察的截面图；图8是舱口盖子的支承装置的另一种实施方式的截面图；图9是舱口盖子的常规支承装置的截面图；图10是舱口盖子的另一种常规支承装置的截面图。实施本发明的
具体实施例方式下面将基于实施例对本发明进行详细描述。但是，这些实施例仅仅是用于举例说 明，不会对本发明范围构成限制。在下表1中显示了实施例和比较例中使用的聚酰胺树脂、 PAR、PTFE、胶状硅酮和无机填料。[表 1]<聚酰胺树脂>A-I 东丽工业有限公司(Toray Industries, Inc.)生产的尼龙 66 ( “Amilan CM3001N(商品名)，，)〈PAR (聚芳基化物树脂)>B-I 由50质量％的PAR和50质量％的聚酰胺树脂(尼龙6)构成的聚合物合金 (由尼提卡有限公司生产的“U-聚合物AX-1500 (商品名)”)。<PTFE (聚四氟乙烯树脂)>C-I 大金工业有限公司生产的“Lubron L_5 (商品名)”。
<胶状硅酮(高分子量硅酮聚合物>D-I包含50质量％的胶状硅酮的尼龙66 (道康宁东丽有限公司生产的“硅酮浓缩 物 BY27-005”)<无机填料>E-I 炭黑(里昂-奥科佐有限公司生产的“Ketjen Black(商品名)”)E-2 :AGC硅科技有限公司生产的球形非多孔性二氧化硅“SUNSPHERE NP(商品 名)”。<固体润滑剂>
F-I 二硫化钼(大东有限公司(Daitou Co.，Ltd.)生产的“二硫化钼粉末”)<润滑油>G-I 信越化学有限公司(Shin-Etsu Chemical Co. ,Ltd.)生产的硅油(二甲基硅 油1Κ96Η(商品名)”)
实施例实施例1和2在亨舍尔混合机中将51-71质量％的尼龙66 (A-I)、10-30质量份的PAR(B-I)、15 质量份的PTFE(C-I)、3质量份的胶状硅酮(D-I)、以及1质量份的炭黑(E-I)混合，形成树 脂组合物，然后通过用螺旋挤出机对该树脂组合物进行熔融捏合，从而进行挤出模塑，制得 由以下组分组成的球粒52. 5-72. 5质量％的尼龙66，5-15质量％的尼龙6，5-15质量％的 PAR, 15质量％的PTFE，1. 5质量％的胶状硅酮，以及1质量％的炭黑。然后将这些球粒作为 模塑材料输送给螺旋在线型注塑机，从而制得板状模塑制品(滑动部件)，其纵向和横向长 度分别为30毫米，厚度为3毫米。实施例3和4在亨舍尔混合机中将51. 5-71. 5质量％的尼龙66 (A-I)、10-30质量份的 PAR(B-I)、15质量份的PTFE (C-I)、3质量份的胶状硅酮(D-I)、以及0. 5质量份的球形非多 孔性二氧化硅(E-幻混合，形成树脂组合物，然后通过用螺旋挤出机对该树脂组合物进行 熔融捏合，从而进行挤出模塑，制得由以下组分组成的球粒53-73质量％的尼龙66，5-15 质量％的尼龙6，5-15质量％的PAR，15质量％的PTFE，1.5质量％的胶状硅酮，以及0.5质 量％的球形非多孔性二氧化硅。然后将这些球粒作为模塑材料输送给螺旋在线型注塑机， 从而制得板状模塑制品(滑动部件)，其纵向和横向长度分别为30毫米，厚度为3毫米。实施例5-7在亨舍尔混合机中将48. 5-71. 5质量份的尼龙66 (A-I)、10-30质量份的 PAR(B-I) ,15质量份的PTFE(C-I)、2_3质量份的胶状硅酮(D-I)、以及1-3质量份的炭黑 (E-I)，和0. 5质量份的球形非多孔性二氧化硅(E-2)，从而形成树脂组合物，然后通过用螺 旋挤出机对该树脂组合物进行熔融捏合，从而进行挤出模塑，制得由以下组分组成的球粒 50-72. 5质量％的尼龙66，5-15质量％的尼龙6，5-15质量％的PAR，15质量％&PTFE， 1-1. 5质量％的胶状硅酮，1-3质量％的炭黑，以及0. 5质量％的球形非多孔性二氧化硅。 然后将这些球粒作为模塑材料输送给螺旋在线型注塑机，从而制得板状模塑制品(滑动部 件)，其纵向和横向长度分别为30毫米，厚度为3毫米。比较例1在亨舍尔混合机中将79质量％的尼龙66 (A-I)、20质量％的PTFE (C-I)以及1质 量％的二硫化钼(F-I)混合起来，形成树脂组合物，然后通过用螺旋挤出机对该树脂组合 物进行熔融捏合，从而进行挤出模塑，制得球粒。然后将这些球粒作为模塑材料输送给螺旋 在线型注塑机，从而制得板状模塑制品(滑动部件)，其纵向和横向长度分别为30毫米，厚 度为3毫米。比较例2在亨舍尔混合机中将77质量％的尼龙66 (A-I)、20质量％的PTFE (C-I)、1质量％的二硫化钼(F-I)以及2质量％的硅油(G-I)混合起来，形成树脂组合物，然后通过用螺旋 挤出机对该树脂组合物进行熔融捏合，从而进行挤出模塑，制得球粒。然后将这些球粒作为 模塑材料输送给螺旋在线型注塑机，从而制得板状模塑制品(滑动部件)，其纵向和横向长 度分别为30毫米，厚度为3毫米。对于上述实施例1-7以及比较例1和2中制得的板状模塑制品(滑动部件)，通过 以下猛推旋转测试以及平面往返运动测试来评价其滑动特性。猛推旋转测试在表2所列出的条件下测量了摩擦系数以及磨损量。摩擦系数所示为从测试开始 一小时后起到测试结束为止的摩擦系数的变化值。磨损量所示为测试时间(8小时)结束 之后的尺寸变化量。测试结果列于表4-表6。[表 2]表面压力24.5MPa(250kgf/cm2)速度1.0米/分钟测试时间8小时配合部件不锈钢板(SUS304 JIS-G-4304)摩擦环境(润滑)(1)无润滑(大气中)(2)在盐水中，盐水浓度为3%测试方法在猛推旋转测试中，将板状模塑制品(滑动部件)预先固定在大气或盐 水中，使用由SUS 304制成的圆柱形刷子作为配合部件，在以预定的负荷(表面压力)将所 述圆柱形刷子从上方压在板状模塑制品(滑动部件)的表面上的条件下，使得所述圆柱形 刷子旋转。平面往返运动测试在表3所列出的条件下测量了摩擦系数以及磨损量。摩擦系数所示为从测试开始 一小时后起到测试结束为止的摩擦系数的变化值。磨损量所示为测试时间(100小时)结 束之后的尺寸变化量。测试结果列于表4-表6。[表 3]表面压力24·5MPa(250kgf/cm2)速度0· 2米/分钟冲程士 IOmm测试时间100小时配合部件不锈钢板(SUS316 JIS-G-4304)摩擦环境(润滑)(1)无润滑(在大气中)(2)在水中测试方法在平面往返运动测试中，将SUS316制造的用作配合部件的滑移板预先 固定在大气或水中，在以预定的负荷(表面压力)将所述板状模塑制品(滑动部件)压在 滑移板的表面上的条件下，使得所述板状模塑制品(滑动部件)沿着滑移板的表面往返运动。[表 4]
权利要求
1.一种用于滑动部件的树脂组合物，其特征在于，包含5-15质量％的聚芳基化物树 脂，10-25质量％的聚四氟乙烯树脂，0. 5-2质量％的高分子量硅酮聚合物，0. 5-5质量％的 无机填料以及余量的聚酰胺树脂。
2.如权利要求1所述的用于滑动部件的树脂组合物，其特征在于，所述聚酰胺树脂是 聚己二酰己二胺和聚己内酰胺。
3.如权利要求1或2所述的用于滑动部件的树脂组合物，其特征在于，所述聚四氟乙烯 树脂是低分子量聚四氟乙烯树脂。
4.如权利要求1-3中的任一项所述的用于滑动部件的树脂组合物，其特征在于，所述 高分子量硅酮聚合物是胶状硅酮聚合物，其在常温下的粘度不小于1，000，OOOcSt (厘斯)， 没有交联结构。
5.如权利要求1-4中的任一项所述的用于滑动部件的树脂组合物，其特征在于，使用 炭黑和球形非多孔性二氧化硅中的至少一种作为所述无机填料。
6.一种滑动部件，通过对权利要求1-5中任一项所述的用于滑动部件的树脂组合物进 行模塑而形成。
7.—种舱口盖子的支承装置，所述舱口盖子用来对开在船舶的上甲板上的舱口的开口 部分进行覆盖，其特征在于，包括滑动板，其固定于舱口围板以及舱口盖子的与所述舱口 围板相对的下表面侧中的任一者，其中所述舱口围板以围绕所述开口部分的方式竖立地设 置在舱口开口部分的周边边缘；以及滑移部件，其固定于舱口围板以及舱口盖子的与所述 舱口围板相对的下表面侧中的另一者，其中所述舱口围板以围绕所述开口部分的方式竖立 地设置在舱口开口部分的周边边缘；所述滑移部件由权利要求6所述的滑动部件构成。
8.如权利要求7所述的舱口盖子的支承装置，其特征在于，所述滑移部件固定并保持 在支架的凹槽内，使得一个端面位于支架的凹槽之外，所述支架固定于以下二者中的任一 者舱口开口部分的周边边缘的船舶甲板上，以及舱口盖子的下表面侧。
9.如权利要求8所述的舱口盖子的支承装置，其特征在于，在支架的凹槽和安装并保 持在所述凹槽内的滑移部件之间插入有垫板和橡胶板中的至少一种。
全文摘要
一种用于滑动部件的树脂组合物，该树脂组合物由以下组分组成5-15质量％的聚芳基化物树脂，10-25质量％的聚四氟乙烯树脂，0.5-2质量％的高分子量硅酮聚合物，0.5-5质量％的无机填料以及余量的聚酰胺树脂。
文档编号C08K3/00GK102131871SQ200980134120
公开日2011年7月20日 申请日期2009年8月27日 优先权日2008年8月30日
发明者山本義昭, 平井一夫 申请人:奥依列斯工业株式会社