制品的表面润滑的制作方法
【专利说明】制品的表面润滑 发明领域
[0001] 本发明涉及一种尤其用于改进制品表面的试剂，例如用于改进制品的摩擦学表面 性能。此外，本发明涉及这种试剂的用途，涉及具有被这种试剂涂覆的表面的制品，涉及生 产这种制品的方法，以及涉及这种制品的用途。
[0002] 本发明的【背景技术】
[0003] 在手表运行中的常规润滑使用具有足够粘性的润滑剂以通过分隔它们的相应凹 凸不平处来防止表面磨损。但是，高粘性润滑剂也意味着高剪切速率和能耗。这转化成"高" 摩擦系数，为约〇. 1-0. 15。所以，必须做出折衷。此外，无论润滑剂的粘度是多少，在低速度 和/或高载荷下，表面的分隔被破坏，并且在凹凸不平处之间出现接触。在这种情况下，摩 擦系数显著增加（〇. 15-0. 3)并且出现磨损。
[0004] 发明概述
[0005] 所以，本发明的目的是实现在润滑剂和基底之间的区分，它们并不被视为一个专 门的摩擦学体系。
[0006] 充足表面官能化的应用可以获得在基底和润滑剂之间的更好配合以提高这种体 系的摩擦学性能。
[0007] 因此，本发明的目的是提供一种改进的试剂，其适合用于制品的表面润滑，即用于 改进制品的摩擦表面性能，其中此试剂能在表面上形成至少一个以下涂层：形成具有改进 的试剂分子均匀性的涂层，形成具有改进的试剂分子密度的涂层，形成具有较大厚度的涂 层，形成具有改进的美学性能的涂层，和/或形成具有改进的润滑度的涂层。
[0008] 根据本发明，此目的是通过提供一种试剂实现的，所述试剂含有一种或多种具有 通式⑴的分子：
[0009] A-F (1)
[0010] 其中：
[0011] A是含有选自以下的结构部分的锚基团：硅烷基团，羟基，儿茶酚基团，磷酸酯基 团，膦酸酯基团，羧酸基团，胺基团，硫醇基团，以及两种或更多种上述基团的任何组合，和
[0012] F是官能化基团，其中官能化基团含有具有主链和至少两个侧基的支化聚合物，其 中至少一个侧基是C1-20烃基或全卤代的C1-20烃基。
[0013] 此解决方案是基于惊人的发现，即这种试剂由于具有锚基团和支化聚合物基团而 以能高的分子密度坚固地和均匀地连接在制品表面上。因此，所述试剂具有高的耐划痕机 械性能和高的耐清洁性。
[0014] 此外，本发明的试剂可以容易地在其性能方面进行优化，例如关于其对于表面材 料的粘合性，这是由于可以根据此目的而独立于官能化基团的性质来选择锚基团。
[0015] 除此之外，由于试剂与制品表面之间的坚固结合，改进的制品表面提供了优异的 耐清洁性。另外，这种试剂在表面上形成的层显示优异的美学性能。最后，这种试剂可以容 易地优化以允许润滑剂进入其中并溶胀，从而提高制品表面的润滑性能。
[0016] 不希望受限于任何理论，上述优异的表面性能可以归功于本发明试剂的分子在制 品表面上的改进填充，以及归功于增加的碳原子密度，这是通过使用具有含支化聚合物的 官能化基团的试剂实现的。实际上，分子的填充可以得到准确的控制，并且有时可以可靠地 获得支化聚合物的厚度。此外，支化聚合物允许使用具有定域官能化作用的多种单体，即通 过选择性UV暴露，可以仅仅在预定位置发生聚合反应。最后，支化聚合物允许用另一种分 子高度调节交联。
[0017] 因为销基团可以选自宽范围的官能基团，所以可以选择A-F分子的销基团以优化 其在具体表面材料上的附着性。
[0018] 所以，本发明试剂可以通过合适地选择锚基团应用于许多不同的表面材料。除了 试剂对于具体基底的上述设计时，此试剂可以容易地和有效地在要改进的表面上直接或间 接地制备。为此目的，一种聚合方法是合适的，其中锚基团A适合用于所选择的材料。
[0019] 因此，锚基团A可以与表面连接，然后官能化基团经由单体在锚基团上的接枝聚 合来合成以形成试剂的A-F，或者根据另一个本发明的实施方案，官能化基团经由单体在锚 基团A上的接枝聚合来合成，然后锚基团A连接到表面以形成试剂的A-F。
[0020] 有利的是，本发明的试剂能捕获溶剂以使试剂溶胀，从而形成改进的制品表面，所 述表面具有与相应表面相比特别惊人的低摩擦系数，其中在所述相应表面上施用相应润滑 剂、但没有使用本发明的试剂。这种优点是由于侧基的受控密度。实际上，支化聚合物使得 侧基具有高密度和在预定体积内的不均匀分布（侧基具有不同的方向）。
[0021] 用于本发明中的烃基的类型没有特殊限制，但是包括未取代的烃基以及任何种类 的取代的烃基。因此，术语"烃基"不限于仅仅由碳和氢原子组成的基团，而是扩展到还含 有其它取代基的基团，例如含有卤素取代基或酯基团。
[0022] 根据本发明，儿茶酚基团包括1，2-二羟基苯基团和任何取代的1，2-二羟基苯基 团，例如多巴胺基团或硝基多巴胺基团。
[0023] 根据本发明，术语"含有胺基团的锚基团"也包括多胺衍生的锚基团。因此，在本 发明中，这种锚基团可以含有从多胺衍生的结构单元，即从含有多于一个氨基端基和任选 地含有一个或多个仲氨基和/或叔氨基的化合物衍生。
[0024] 如上所述，官能化基团F包含支化聚合物。优选，官能化基团F由支化聚合物组成， 即其中除了支化聚合物之外不含任何其它基团。
[0025] 特别优良的在润滑方面的结果是尤其当侧基中的至少一个是C2-18烃基、优选 C4-17烃基、更优选C6-16烃基、最优选C8-14烃基时获得的。
[0026] 根据本发明的另一个实施方案，优选的是，至少50%、优选至少80%、更优选至少 90%和最优选全部的侧基是烃基，其中烃基优选是C1-20烃基，更优选C2-18烃基，甚至更 优选C4-17烃基，再更优选C6-16烃基，最优选C8-14烃基。
[0027] 根据试剂的所需性能，至少一个侧基可以是未取代的烃基，即仅仅含有C-H键的 烃基，或者是取代的烃基。原则上，可以使用所有取代的烃基，其中如果取代的烃基是烷基 酯基团和优选未取代的烷基酯基团，则获得特别优良的结果。具有这些基团的试剂尤其适 合用于改进制品表面的润滑性能。
[0028] 根据本发明的另一个优选实施方案，烃基是选自烷基，链烯基，炔基，芳基，烷基芳 基，芳基烷基，链烯基芳基，芳基链烯基，炔基芳基，芳基炔基，烷基酯基，链烯基酯基，炔基 酯基，芳基酯基，烷基芳基酯基，芳基烷基酯基，链烯基芳基酯基，芳基链烯基酯基，炔基芳 基酯基，芳基炔基酯基，以及上述两种或更多种基团的任何组合。所有的烷基、链烯基和炔 基可以是直链、支化或环状的。
[0029] 优选，烃基是烷基酯基，更优选是直链的烷基酯基。
[0030] 对于烷基酯基的非限定性例子是烃基，其选自丙烯酸酯基团，甲基丙烯酸酯基团， 具有至少一个与芳环连接的烷基的苯乙烯衍生物基团，以及上述两种或更多种基团的任何 组合。
[0031] 除了上述烷基酯基之外，对于具体应用可以优选的是，烃基是芳基烷基或烷基芳 基，甚至更优选直链的芳基烷基或直链的烷基芳基。
[0032] 尤其是，本发明试剂改进了制品表面的润滑性能，尤其优选的是支化聚合物具有 特定体积，即其含有50-500个、优选100-450个、更优选150-400个、甚至更优选200-350 个、最优选220-300个侧基。
[0033] 在此实施方案中，全部侧基是相同或不同的，优选是C6-20烃基，更优选C8-18烃 基，甚至更优选C10-16烃基，最优选C11-14烃基。
[0034] 所有上述烃基优选是未取代的烃基或烷基酯基。
[0035] 尤其是，本发明试剂改进制品表面的润滑性能，尤其优选的是支化聚合物具有特 定的体积，即其具有50-2000nm、优选200-1000nm聚合物刷涂（brush)的干厚度以改进耐磨 损性。
[0036] 作为例如通过溶胀到所述试剂中而被引入的润滑剂，可以使用所有公知的润滑 剂。所以，非限制性例子是离子液体、矿物油、植物油、动物油、合成油、脂肪、蜡、多元醇酯、 天然油、凡士林等。
[0037] 为了提供足够厚的层以使改进的表面具有所需的性能，本发明试剂优选具有特定 的长度。因此，优选的是，所述试剂的主链的长度是10_300nm，更优选50-250nm，甚至更优 选 100-200nm，最优选 120-180nm。