[发明专利]滑动轴承元件

说明书

本发明涉及滑动轴承元件(1)，所述滑动轴承元件(1)包括聚合物层(4)，其中聚合物层(4)具有固体润滑剂颗粒和金属氧化物颗粒并且仅具有聚酰亚胺聚合物或聚酰胺酰亚胺聚合物作为聚合物，其中金属氧化物颗粒选自钒酸铋、铬‑锑‑金红石及其混合物。

本发明涉及包括聚合物层的滑动轴承元件，其中聚合物层具有固体润滑剂颗粒和金属氧化物颗粒并且仅具有聚酰亚胺聚合物或聚酰胺酰亚胺聚合物或其混合物作为聚合物。

在滑动轴承中使用基于聚合物的层是现有技术中公知的。例如通过申请人名下的文献EP1717469A2已知一种轴承元件，所述轴承元件具有金属支撑体、设置在所述金属支撑体上的轴承金属层以及设置在所述轴承金属层上的聚合物层。所述聚合物层由聚酰亚胺树脂、二硫化钼和石墨组成。

尽管所述聚合物层在实践中被证实有用，但在高负载滑动轴承的情况下仍需要聚合物层的更高强度。为了强化聚合物基质，已知向聚合物层中添加典型的硬质材料颗粒，例如陶瓷颗粒，例如Al₂O₃。

对于滑动轴承领域中的特别关键的应用，通过DE102010018328A1已知具有改进抗磨损性的磨合层。在位于磨合层下方的三维滑动层支承滑动偶件的平台之前，所述磨合层是有效的。所述磨合层由掺入5-25体积％的六方氮化硼和1-15体积％的混相氧化物颜料的含氟聚合物组成，从而改进摩擦性能。所述聚合物层渗入滑动层的孔。根据所述DE-A1的描述，通过向包含六方氮化硼的含氟聚合物基质添加混相氧化物颜料显著减少了塑料滑动层中出现的滑动轴承复合材料或由其制备的滑动轴承的磨损，而不会伴随摩擦系数的升高。作为混相氧化物颜料，特别使用具有钴-铝、铬-锑-钛、钴-钛、铁-铝或钴-铬作为金属组分的那些。还可以在含氟聚合物(特别是PTFE)中总共添加至多20体积％的其它聚合物，例如PFA、FEP、ETFE、EPE、PVDF、PA、PI、PEEK、PPS、PPA。

与使用混相氧化物颜料相关的相似公开还参见DE102011077008A1和DE102013202123B3。

本发明所基于的目的是提供用于滑动轴承的具有改进断裂强度的聚合物层。

在开篇提及的滑动轴承元件的情况下，通过如下方式实现所述目的：金属氧化物颗粒选自钒酸铋、铬-锑-金红石及其混合物。

在寻找解决方案用于改进聚合物层在大型滑动轴承(例如用于载重汽车的滑动轴承)或高负载滑动轴承中的可用性时，出人意料地发现，当使用钒酸铋或铬-锑-金红石或其混合物作为金属氧化物颗粒时，具有酰亚胺基团作为基本结构特征的聚合物显示出磨损方面的不可预见的改进以及断裂倾向的减小。猜测这归因于如下事实：由于基于形成聚合物层基质的聚合物的与氮原子相邻的两个氧原子的酰亚胺基团的反应性和由此造成的聚合物链中的电荷转移，改进了钒酸铋或铬-锑-金红石通过其阴离子或阳离子电荷载体的结合，因此聚合物基质以不可预料的程度得到增强。因此不仅能够形成如同现有技术已知的磨合层，而且即使对于滑动轴承元件的特别的高负载应用，在滑动轴承元件的正常运行中在磨合之后与各个滑动偶件接触的滑动层仍然可以本身由聚合物层制成。

根据滑动轴承元件的一个实施方案变体优选设定的是，金属氧化物颗粒以选自2重量％至13重量％范围的总份额包含在聚合物层中。在进行试验的过程中发现，虽然使用小于2重量％份额的所述金属氧化物颗粒可以观察到聚合物层的摩擦性能的改进，但是当份额高于2重量％时可以显著改进聚合物层的持续负载能力，因此具有该最小份额的金属氧化物颗粒的聚合物层更适合用作滑动轴承的滑动层。另一方面，当份额大于13重量％时聚合物层的承载能力以一定程度下降，负面影响了聚合物层作为滑动层的应用。