[发明专利]基于聚醚酮酮的聚合物材料用于减少磨损的用途

说明书

本发明涉及一种磨损和摩擦物体，其在其至少一个表面上包括聚合物材料，上述聚合物材料含有20‑100重量％的至少一种聚醚酮酮(PEKK)；0‑80重量％的一种或多种填料；和0‑20重量％一种或多种添加剂。其还涉及这样的聚合物材料减少在升高的温度下的磨损和/或摩擦的用途。

技术领域

本申请涉及磨损和摩擦物体(制品)，其包含基于聚醚酮酮(PEKK)聚合物的聚合物材料。

其还涉及包含聚醚酮酮的聚合物材料用于减少在升高的温度下的磨损的用途。

背景技术

磨损是在其运动时与其他表面接触的被制造出的部件的故障和使用寿命受限的主因。

磨损与如下相关：表面之间的相互作用，以及具体是由于相对表面的机械作用引起的表面上的材料的除去和/或形变。

磨损的后果可以不同形式例如作为质量、尺寸稳定性、形状的减损(loss)、或者作为结构的变化而变为可被察觉的。磨损改变了部件的尺寸、增大所述表面的空隙(clearance)、且影响所述表面的性质。通常，随着材料软化，聚合物的磨损随温度而提高。

磨损可导致性能劣化和/或对组件的伤害，并在很大程度上是被制造出的部件的老化的原因。在很多工业应用中，组件变为磨损的并必须被更换。由于昂贵的组件、劳力和在更换期间设备的停机时间，这些更换可为高代价的。

摩擦是磨损的主因之一。摩擦为抗拒彼此相对滑动的固体表面、液体层和材料元件(element)的相对运动的力。当接触表面相对彼此运动时，两个表面之间的摩擦将动能转化为热能。表面之间的摩擦可由表面间的粘附、表面粗糙度、表面形变和表面污染的组合引起。

在可用于减少磨损的材料中存在大量的多样性。这样的材料可包括聚合物。例如，含氟聚合物可用于降低摩擦系数。填料可用于提高模量(modulus)并由此减少磨损。

聚芳醚酮为呈现出高的熔融温度，大部分超过300℃，杰出的耐热性和优异的机械性质的聚合物。尤其是为了减轻重量，高性能聚合物例如聚醚酮酮愈来愈多地用于不同应用中以代替金属。

Vixtrex将用碳纤维强化的并还包含石墨和含氟聚合物的聚合物级(grade)聚醚醚酮(PEEK)(Victrex 450FC 30)商业化。

在磨损和摩擦方面研究聚芳醚酮时，文献特别地关注所述类别中的一些聚合物，特别是聚醚醚酮(PEEK)。

例如，专利申请WO 02/10320 A(TRI-MACK)公开了聚合物且更具体地是聚醚醚酮(PEEK)与光滑的强化纤维用于制造具有改进的摩擦特性的物体的用途。

专利US 4,965,310 B(AMOCO CORPORATION)提出通过将聚芳醚酮(PAEK)与聚酰亚胺共混而改进其耐磨性。

专利申请WO 2015/059216 A(SOLVAY SPECIALTY聚合物)公开了具有低的摩擦和磨损的物体，其包括聚芳醚酮(PAEK)和聚醚酰亚胺(PEI)的共混物以及强化纤维状填料和非纤维状填料。

专利申请WO 2007/132153 A(VICTREX)提出低磨损涂层，其中PAEK，尤其是聚醚醚酮(PEEK)与氟化聚合物共混。

然而，仍需要如下材料：其呈现出改进的在升高的温度下的磨损特性并因此容许被制造出的物体具有延长的使用寿命，和/或可在较高的温度范围下使用。

发明内容

目前已经预料不到地发现，不同的聚芳醚酮(PAEK)聚合物的磨损行为差异显著，并且尤其是聚醚酮酮(PEKK)在绝对值和对温度的稳定性两个方面上具有特别有利的磨损性质。