具有含氟聚合物布的层压体的制作方法
【技术领域】
[0001] 本公开内容涉及包含含氟聚合物织物和含氟聚合物膜的层压体。
【背景技术】
[0002] 具有基于聚合物的滑动表面的常规金属聚合物普通轴承通常由两层或三层复合 物轴承结构组成。两种形式均依赖金属背衬以提供刚性且允许材料形成为适当形状，更通 常为圆柱体。金属聚合物两层轴承材料通常依赖直接应用或粘附的聚合物。三层轴承的设 计通常依赖粘合剂或多孔金属夹层，以将聚合物轴承内衬粘附至金属背衬。在任何情况下， 提供适当负荷轴承和摩擦学特征的关键部分是滑动层的组成。
[0003] 化学抗性层例如由聚四氟乙烯(PTFE)制成的那些广泛用于工业中，以保护机器或 设备的敏感部分不受酸或其他化学品的腐蚀效应。一种此类用途是通常与空气或电驱动的 隔膜栗一起使用的一片或两片栗隔膜。在两片隔膜中，外部PTFE覆盖隔膜通常用于保护内 部橡胶隔膜不受促使单独的橡胶部分快速失效的材料影响。在一些其他情况下，PTFE提供 了隔膜构建的唯一材料。
[0004] EP 0 394 518 A1描述了其中金属支撑材料优选由冷乳钢组成的多层滑动轴承材 料，在所述冷乳钢上已应用一层全氟（烷基乙烯醚）与四氟乙烯的共聚物作为中间层。由 PTFE化合物材料组成的滑动层依次又应用于中间层。在这种滑动轴承材料中，中间层具有 建立滑动层与支撑材料的坚固粘附的功能。首先为了确保中间层与支撑材料的粘附，这种 已知滑动轴承材料中的金属支撑材料的表面必须通过湿化学方法以合适方式进行预处理。 最佳结果似乎通过金属支撑物表面的铬酸盐处理来实现。然而，该过程出于各种原因（包括 环境问题及其他)是有问题的。像这样，存在改良的滑动轴承的持续需要。
[0005] 此外，滑动层的性能特性依赖于各种因素，例如与金属背衬的粘附强度和滑动层 的固有摩擦学特性。在常规轴承中，不存在任何生产后润滑例如油脂或油，滑动层的摩擦特 性依赖于滑动层中存在的含氟聚合物和/或填料的量。大多数滑动层通常包含非氟化热塑 性聚合物或可固化树脂，其提供滑动层的结构完整性。然而，摩擦提供填料或含氟聚合物的 总量不大于30体积％。例如，US 2009/0052822公开了挤出型轴承，其在其实施例中将滑动 层中的含氟聚合物的量限制至20体积％，并且将其中的另一种填料的量限制至8体积％，滑 动层中的摩擦提供成分总计不大于28体积％。像这样，存在通过增加摩擦提供成分的量来 改善滑动轴承的需要。
[0006] 因此，如果可生产这样的轴承复合物将是有利的，所述轴承复合物将组合上述轴 承的物理需求与滑动层的摩擦学特性的改善。
【发明内容】
[0007] 在第一个方面，层压体包括金属基材和覆盖金属基材的滑动层。滑动层可包括聚 合物织物。聚合物织物可包括第一聚合物P1。滑动层还可包括可熔融加工的基质聚合物。可 熔融加工的基质聚合物可包括第二聚合物P2。在实施例中，P1或P2是含氟聚合物。
[0008] 在第二个方面，制品包括。层压体包括金属基材和滑动层。滑动层可覆盖金属基 材。滑动层可包括聚合物织物。聚合物织物可包括第一聚合物P1。滑动层还可包括基质聚合 物。基质聚合物可包括第二聚合物P2W1或P2可为含氟聚合物。在实施例中，层压体可包括 弯曲部。弯曲部可具有至少0.005mm的弯曲部半径。
[0009] 在第三个方面，制造层压体的方法可包括提供金属基材。该方法还可包括将聚合 物织物的层覆盖到金属基材上。该方法还可包括将聚合物片材与金属基材相对覆盖到聚合 物织物的层上，以形成堆叠。该方法还可包括在至少〇. 〇5MPa的压力下压缩堆叠。该方法还 可包括将堆叠加热到至少为聚合物片材的玻璃化转变温度!^的温度，经历至少100秒的第 一持续时间。
[0010] 在再一个进一步的方面，制造层压体的方法可包括提供金属基材。该方法还可包 括将粘合片材应用于金属基材上。该方法还可包括将聚合物织物的层覆盖到粘合片材上。 该方法还可包括将聚合物片材与金属基材相对覆盖到聚合物织物的层上，以形成堆叠。该 方法还可包括在至少约〇.〇5MPa的压力下压缩堆叠。该方法还可包括将堆叠加热到至少为 粘合片材的熔融温度T m的第一温度，经历至少100秒的第一持续时间。
【附图说明】
[0011] 通过参考附图，本公开内容可得到更佳理解，并且它的众多特点和优点对于本领 域技术人员将是显而易见的。
[0012]图1显示了在示意性剖面图中的示例性层压体。
[0013] 图2显示了在层压工艺前的部分。
[0014] 图3示出了含氟聚合物和性能聚合物混合物及其示例性强度和摩擦特性的曲线。
[0015] 在不同附图中相同参考符号的使用指示相似或相同项。
【具体实施方式】
[0016] 在第一个实施例中，层压体包括金属基材和覆盖金属基材的滑动层。滑动层可包 括聚合物织物。聚合物织物可包括第一聚合物P1。滑动层还可包括可熔融加工的基质聚合 物。可熔融加工的基质聚合物可包括第二聚合物P2。在实施例中，P1或P2是含氟聚合物。
[0017] 在这方面，可熔融加工的基质聚合物通过涉及获得熔融状态的基质聚合物的阶段 转换为成形制品。为了容易加工，必须达到这样的熔体粘度，其足够低以允许基质聚合物流 入待被完全填充的成形器，例如模具或织物，而无需使用异常高的压力。在一些聚合物的情 况下，这以使用此类高熔融温度为代价达到，使得聚合物降解成为问题。可替代地，必须将 分子量限制为低于最佳机械性能的最佳值。
[0018] 在实施例中，可熔融加工的基质聚合物可具有275°C至390 °C、300 °C至390°C、325 。(:至 390°C、275°C 至 370°C、275°C 至 350°C、300°C 至 370°C、325°C 至 350°C 的熔融范围。
[0019]参考显示完成的层压体的图1以及显示层压体的各种元件的图2,层压体包括金属 基材102。金属基材102可具有任何结构或形状。在实施例中，金属基材可为板、片材、机织织 物、网格或金属泡沫。在实施例中，金属基材102可包括钢、冷乳钢例如材料编号1.0338(欧 洲指定编号）、冷乳钢材料编号1.0347、哑光镀锌钢、不锈钢材料编号1.4512、不锈钢材料编 号1.4720、不锈钢材料编号1.4310。在其他实施例中，金属基材102可包括铝、合金或其任何 组合。
[0020]为了确保覆盖层与金属基材102的粘附，待覆盖的金属基材的表面可以合适方式 进行预处理。此类处理可包括使表面粗糙、增加表面积、使表面积形成图案或用另一种金属 材料涂布表面。例如，金属基材表面可通过铬酸盐处理、烧结、压花、或化学处理进行处理。 [0021 ]在实施例中，当基材102包括涂层时，涂层可为金属或合金。此类金属或合金可包 括络、钥、妈、猛、铁、?了、饿、钻、铭、依、银、韦巴、销、铜、银、金、梓、锦、萊、错、嫁、铜、铭、娃、错、 锡、铅、锑、铋或其任何组合。
[0022]在其他实施例中，涂层可为铜合金、铜-锡合金、铜-锌合金、青铜、磷青铜、娃青铜、 黄铜或其组合。
[0023]不依赖于金属类型或它的表面处理，金属基材102可具有小于约400微米、小于约 200微米、小于约100微米、小于约50微米、小于约25微米、小于约20微米、小于约15微米、小 于约10微米、小于约5微米、小于约3微米、小于约2微米、或小于约1微米的表面粗糙度。同样 地，金属基材可具有至少约1微米、至少约2微米、至少约5微米、至少约10微米、至少约20微 米、至少约50微米、至少约100微米、至少约200微米、至少约400微米的最小表面粗糙度。在 一个特定实施例中，表面粗糙度范围可为1至100微米，例如5至75微米、或10至50微米。
[0024] 金属基材102可具有至少约0.05mm，例如至少约0.1mm、至少约0.15mm、至少约 0 · 2謹、至少约0 · 25謹、至少约0 · 3謹、至少约0 · 35謹、至少约0 · 4謹、或至少约0 · 45mm的厚度。 在另一个实施例中，金属基材102的厚度不大于约2mm，例如不大于约1.8mm、不大于约 1.6mm、不大于约1.4mm、不大于约1.2mm、不大于约1mm、不大于约0.95mm、不大于约0.9mm、不 大于约0.85mm、不大于约0.8mm、不大于约0.75mm、不大于约0.7mm、不大于约0.65mm、不大于 约0.6mm、不大于约0.55mm、不大于约0.5mm、不大于约0.4mm、或不大于约0.3mm。在一个特定 实施例中，层102的厚度范围为约0 · 3mm至约1 · 5mm，例如约0 · 4mm至约1 · 2mm、或0 · 5mm至约 1mm 〇
[0025] 参考图1和2,滑动层（108+1042+1044)可覆盖金属基材102。滑动层具有嵌入的聚 合物织物的层104。聚合物织物的层包括经纱1042和炜纱1044。在实施例中，经纱1042和炜 纱1044可在正交方向，即所有经向和炜向之间的角度为约90°。在另一个实施例中，经向和 炜向之间的角度可为非正交的，即角度在0°至90°之间。例如，在一个实施例中，经向和炜向 之间的斜交角可为约45°。
[0026] 还考虑层压体包括彼此覆盖的至少两个聚合物织物的层。相应地，还考虑在至少 两层的情况下，组件可包括正交经/炜织物和非正交经/炜织物。
[0027]在实施例中，经纱1042或炜纱1044可具有相同厚度或不同厚度。在实施例中，任一 厚度可为至少约〇. 〇2mm，例如至少约0.04mm、至少约0.06mm、至少约0.08mm、至少约0.1mm、 至少约0.12mm、至少约0.14mm、或至少约0.16mm。在另一个实施例中，纱厚度可不大于约 0.3mm，例如不大于约0.28mm、不大于约0.26mm、不大于约0.24mm、不大于约0.22mm、不大于 约0.2_、或不大于约0.18_。在一个特定实施例中，纱厚度范围可为约0.16mm至约0.18_。 [00 28] 根据实施例的每层可具有至少约100g/m2,例如至少约120g/m2、至少约140g/m 2、至 少约160g/m2、至少约180g/m2、至少约200g/m 2、至少约220g/m2、至少约240g/m2、至少约260g/ m2、至少约280g/m2、或至少约300g/m2的重量。在另一个实施例中，层可具有不大于约500g/ m2、不大于约480g/m2、不大于约460g/m2、不大于约440g/m 2、不大于约420g/m2、不大于约 400g/m2、不大于约380g/m2、不大于约360g/m2、不大于约340g/m 2、或不大于约320g/m2的重 量。在一个特定实施例中，重量范围可为约280g/m2至约340g/m2。
[0029] 针对聚合物织物的线计数，层具有经线计数和炜线计数。经线计数和炜线计数可 为相同的或不同的。任一线计数均可为至少约100根线/l〇cm，例如至少约125根线/10cm、至 少约150根线/10cm、至少约175根线/10cm、至少约200根线/10cm、至少约225根线/10cm、至 少约250根线/10cm、至少约275根线/10cm、至少约300根线/10cm、至少约325根线/10cm、或 至少约350根线/10cm。在另一个实施例中，任一线计数，经线计数或炜线计数可不大于约 600根线/10cm，例如不大于约575根线/10cm、不大于约550根线/10cm、不大于约525根线/ 10cm、不大于约500根线/10cm、不大于约475根线/10cm、不大于约450根线/10cm、不大于约 425根线/10cm、不大于约400根线/10cm、或不大于约375根线/10cm。在一个特定实施例中， 两种纱的线计数是相同的，并且范围为约325根线/10cm至425根线/10cm〇
[0030] 针对构成层104的聚合物织物，经纱1042和炜纱1044可由相同聚合物材料或不同 聚合物材料制成。聚合物材料可为含氟聚合物或非含氟聚合物。相应地，一类纱线例如经纱 1042