專利名稱：長(zhǎng)期穩(wěn)定的油-ptfe-分散體及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及機(jī)械制造領(lǐng)域和化學(xué)領(lǐng)域，并且涉及長(zhǎng)期穩(wěn)定的油-聚四氟乙烯(PTFE)-分散體及其制備方法，所述油-PTFE-分散體可用于例如在滑動(dòng)摩擦和磨損方面具 有摩擦需求的運(yùn)動(dòng)部件中，例如用于變速器或軸承中。
背景技術(shù)：
油-PTFE-分散體已被多次介紹。在使用或不使用添加劑的情況下，PTFE在油中 的分散體在短時(shí)間內(nèi)發(fā)生PTFE的沉淀，該沉淀則大多難于攪開/再分散。然而，大量出版物僅致力于研究分散體的組成或者用于使分散體更好地穩(wěn)定化的 特定添加劑的應(yīng)用，其中，并未對(duì)分散體穩(wěn)定性給予普遍重視。由FR 2857373 Al公知的是在用于家用和車間用的分散體中的含有PTFE的礦物 油，這種礦物油具有80至97 (優(yōu)選95至97)質(zhì)量％的礦物油和0. 5至1.5 (優(yōu)選約為1) 質(zhì)量％的亞微米級(jí)PTFE，以及香料添加物和染料添加物。同樣公知的是根據(jù) M.G. Ivanov 等的 Ural. Gos. Tekh. Univ. UPI ,Yekaterinburg， Russia. Trenie i Iznos (2004)，25 (1)，S. 99-103對(duì)于由油、PTFE和超分散的鉆石組成的潤(rùn) 滑劑在鋼與鋼的摩擦副中的摩擦性能的研究。另外，根據(jù)JP 2003113390 A公知的是在<40°條件下，在高壓均質(zhì)器中，將 PTFE粉末(平均顆粒直徑為7微米)分散在基體潤(rùn)滑油中的方法，然后在球磨機(jī)中將平均 顆粒尺寸減小為< 1微米，以制備用于柴油發(fā)動(dòng)機(jī)_曲軸殼體的潤(rùn)滑油添加劑。所述出版物沒有提供關(guān)于分散體穩(wěn)定性的信息。另外，根據(jù)JP 11021577 A公知的是一種潤(rùn)滑劑，這種潤(rùn)滑劑由基體油(1)(選自 植物油、動(dòng)物脂肪、礦物油、酯油、混合油或改性油)和PTFE粉末(2)組成，在高級(jí)脂肪酸的 多價(jià)金屬鹽(其溶解于基體油)存在的情況下，所述PTFE粉末分散在基體油中。同樣地，根據(jù)US 5846447 A公知的是在有機(jī)的載體流體(特別是潤(rùn)滑油)中形成 PTFE分散體的方法，在該方法中，(1)在大氣氧和水存在的情況下，使用> 4毫拉德(Mrad) 的電子輻射或伽馬輻射對(duì)直徑< 1微米(優(yōu)選<0. 25微米)的PTFE顆粒進(jìn)行處理，(2)將 輻射的顆粒與潤(rùn)滑油和彡1種分散劑/至少一種分散劑混合，以及⑶在彡1000磅/平方 英寸(Psi)的壓強(qiáng)下，通過液體-噴嘴相互作用室中的多個(gè)噴嘴進(jìn)行混合以使得PTFE顆粒 不結(jié)塊并且穩(wěn)定化。要指出的是，所述方法形成穩(wěn)定均一的PTFE分散體，并且避免向潤(rùn)滑 油中引入不期望的水。另外，根據(jù)US 5744539 A公知的是一種PTFE分散體，其基本上由潤(rùn)滑油中精細(xì)分 布的PTFE顆粒與聚合物分散劑的穩(wěn)定分散體組成，在這種PTFE分散體中，所述分散體基本 沒有PTFE沉淀。根據(jù)PL 168489 Bl介紹了一種制備PTFE懸浮液的方法，所述懸浮液用作潤(rùn)滑劑 和液壓油用的添加劑。將16重量％的水性PTFE懸浮液(包含PTFE 60、全氟辛酸銨0. 02、 非離子表面活性劑0.02等)添加至潤(rùn)滑油和液壓液體中。在另外的制備方法中，還向油混合物中添加0. 2至4重量％的分散劑，0. 3至4重量％的表面活性劑和20重量％的增稠劑 (Verdicker)。根據(jù)NL 9300742 A公知的是一種基于固體樹脂(特氟隆(Teflon) /PTFE)的潤(rùn)滑 齊U，所述固體樹脂在潤(rùn)滑劑中分散在載體中。所述載體物質(zhì)是硅油，所述分散過程在分散劑 存在的情況下進(jìn)行。另外，由DE 36 42 617 Cl公知的是一種制備PTFE-分散體的方法，該方法在于作為潤(rùn)滑油的油或其添加劑，在非離子表面活性劑(抗靜電劑)存在的情況下，將PTFE以粉 末狀或作為水性分散體混合在作為潤(rùn)滑油的油或其添加劑中。根據(jù)DD 25 19 88 Al公知的是一種含有PTFE的潤(rùn)滑劑，該潤(rùn)滑劑含有聚氟羧酸 和聚氟羧酸酯作為分散劑，所述分散劑使顆粒尺寸為0. 1至0. 5微米的分散的PTFE粉末的 穩(wěn)定性得以改善。H. Driescher 等的 Schmierungstechnik(1984)，15(7)，199-202 介紹了用于高真 空中應(yīng)用的精密潤(rùn)滑油的有效壽命，其中使用了精細(xì)油，所述精細(xì)油包含PTFE精細(xì)粉末和 用于使PTFE分散體穩(wěn)定化而包含全氟烯基-烷基-醚-分散劑。根據(jù)US 3，933，656 A公知的是一種具有界面性能及降低的排放的、具有氟碳添加 劑的潤(rùn)滑油，其中300立方厘米的亞微米級(jí)尺寸的PTFE[9002-84-0]粉末和30立方厘米的 Silan A 1100[919-30-2]分散在相同量的機(jī)油中。由所有上述出版物公知的是，通常通過添加添加劑才能達(dá)到或提高一定的分散穩(wěn) 定性。另外，根據(jù)RU 2212418 Cl公知的是由超細(xì)PTFE組成的分散體，這種分散體通過 PTFE在480至540°C下在含氧化合物存在的情況下熱分解制得，所述含氧化合物在熱力學(xué) 上在氣態(tài)分解產(chǎn)物的氣氛下適于PTFE的氧化。將來(lái)自分解工藝的分解/降解產(chǎn)物冷卻，并 且在穿過礦物油導(dǎo)送時(shí)冷凝，由此形成PTFE分散體(12. 9克干燥PTFE，具有1. 7%的氧含 量)。所形成的超細(xì)PTFE是親液的，并且在不添加穩(wěn)定劑或活性劑的情況下形成穩(wěn)定的分 散體。在此，所介紹的PTFE的氣態(tài)的氧化的分解產(chǎn)物實(shí)際上不再是PTFE，因?yàn)樵摲纸猱a(chǎn) 物不再全面具有PTFE的有利性能。另外，根據(jù)US 4，465，607 A公知的是含有PTFE的潤(rùn)滑劑組成，其中，通過超聲波 攪拌/處理，使具有1至200微米的顆粒尺寸的PTFE在基體潤(rùn)滑油中形成穩(wěn)定分散體。對(duì)于長(zhǎng)期穩(wěn)定性并未有描述。由 S. Palios 等的 Tribology Series (1996), 141-152.出版商Elsevier，研究了 在滾動(dòng)接觸/滑動(dòng)接觸中，PTFE懸浮液(PTFE在潤(rùn)滑油中)依賴于PTFE顆粒尺寸的表現(xiàn)。 較大的PTFE顆粒似乎降低了摩擦和磨損。并未說(shuō)明的是，顆粒是否強(qiáng)力地附著在摩擦側(cè)上 并形成持久的涂層。非常小的PTFE顆粒在成套配方的油中似乎對(duì)降低摩擦和降低磨損未 做出沒有可測(cè)量到的貢獻(xiàn)。已由 DE 103 51 812 AUDE 103 51 813 Al 和 DE 10 2004 016 876A1 公知的是， PTFE納米/微米粉末顆粒與烯屬不飽和單體/化合物的反應(yīng)性偶聯(lián)/以烯屬不飽和單體/ 化合物對(duì)PTFE納米/微米粉末顆粒進(jìn)行表面改性的原理。公知的解決方案的缺點(diǎn)在于未公知長(zhǎng)期穩(wěn)定的油-PTFE-分散體。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的任務(wù)在于給出長(zhǎng)期穩(wěn)定的油-PTFE-分散體，及這種長(zhǎng)期穩(wěn)定的 油-PTFE-分散體簡(jiǎn)單而成本低廉的制備方法。通過權(quán)利要求中說(shuō)明的本發(fā)明來(lái)解決所述任務(wù)，優(yōu)選的具體實(shí)施方案是從屬權(quán)利 要求的主題。根據(jù)本發(fā)明的長(zhǎng)期穩(wěn)定的油-PTFE-分散體由PTFE顆粒和至少一種單烯屬或多烯 屬的不飽和的油或油混合物組成，其中，烯屬不飽和的油的分子或者油混合物的烯屬不飽 和部分的分子通過自由基反應(yīng)在PTFE (初始)顆粒表面上進(jìn)行共價(jià)偶聯(lián)/化學(xué)偶聯(lián)，并且 其中，在PTFE顆粒表面與偶聯(lián)的油分子之間存在持久的電荷分離，并且PTFE顆粒在油或油 混合物中存在精細(xì)的分散。優(yōu)選地，所述油或油混合物主要或完全由烯屬不飽和油或油組分組成。同樣優(yōu)選的是，在油-PTFE-分散體中存在濃縮至90質(zhì)量％或稀釋至0. 1質(zhì)量％ 的以油改性的PTFE，還優(yōu)選濃縮至60質(zhì)量％或稀釋至1. 0質(zhì)量％的以油改性的PTFE， 或者濃縮至30質(zhì)量或稀釋至3. 0質(zhì)量％的以油改性的PTFE，其中優(yōu)選地，所述稀釋的 油-PTFE-分散體以利用與油-PTFE-分散體相同的油或油混合物來(lái)稀釋的方式存在，或 者所述稀釋的油-PTFE-分散體以利用不同于所使用的油-PTFE-分散體的、但是可與該 油-PTFE-分散體混合的油或油混合物來(lái)稀釋的方式存在。另外，PTFE顆粒(表面)與偶聯(lián)的油分子之間持久的電荷分離具有如此的數(shù)量級(jí)， 使得分散的PTFE顆粒發(fā)生排斥。并且同樣有選的是，所述持久的電荷分離在PTFE顆粒表面與偶聯(lián)的油分子之間 的電荷差具有至少一個(gè)數(shù)量級(jí)。同樣優(yōu)選的是，所述PTFE顆?；旧献鳛槌跏碱w粒存在于分散體中。在用于制備長(zhǎng)期穩(wěn)定的油-PTFE-分散體的根據(jù)本發(fā)明的方法中，將以穩(wěn)定的全 氟(過氧)自由基改性的PTFE (乳劑)聚合物與至少一種烯屬不飽和的油或油混合物混合 在一起，所述油混合物具有至少一種烯屬不飽和油組分，并且接著使所述改性的PTFE (乳 齊U)聚合物經(jīng)受機(jī)械應(yīng)力，由此，使得所使用的改性的PTFE (乳劑)聚合物不結(jié)塊并精細(xì)分 散。優(yōu)選地，將以輻射化學(xué)或等離子體化學(xué)方式處理的PTFE (乳劑)聚合物或者具有 源自聚合工藝的全氟(過氧)自由基中心的PTFE(乳劑)聚合物用作改性的PTFE(乳劑) 聚合物，其中，還優(yōu)選在氧的作用下對(duì)PTFE (乳劑)聚合物進(jìn)行輻射化學(xué)處理。同樣優(yōu)選的是，使用如下物質(zhì)作為油或油混合物，所述物質(zhì)主要或完全由烯屬不 飽和油或油組分組成。另外優(yōu)選在分散裝置中進(jìn)行混合。同樣優(yōu)選施加剪切應(yīng)力作為機(jī)械應(yīng)力。同樣有利的是，通過超聲波處理，通過Ultraturrax型攪拌器，通過齒盤攪拌器或 者通過對(duì)混合物進(jìn)行霧化或者分散方法與分散裝置的組合來(lái)施加機(jī)械應(yīng)力。同樣有利的是，添加分散助劑和一種或多種分散穩(wěn)定劑。在根據(jù)本發(fā)明的油-PTFE-分散體中，單烯屬或多烯屬不飽和的油或油混合物的分子通過自由基反應(yīng)以共價(jià)/化學(xué)的方式偶聯(lián)到PTFE顆粒表面。在此，必須通過機(jī)械應(yīng)力變回為PTFE初始顆粒，并且在自由基反應(yīng)時(shí)必須阻止PTFE顆粒的結(jié)塊。通過PTFE顆 粒的結(jié)塊松解以及油分子在PTFE顆粒表面上的化學(xué)偶聯(lián)，同時(shí)在PTFE顆粒與油分子之間 形成持久的電荷分離，這有助于改善分散體的穩(wěn)定性并且產(chǎn)生根據(jù)本發(fā)明形成長(zhǎng)期穩(wěn)定的 油-PTFE-分散體。 在此，在本發(fā)明的范圍內(nèi)，所述長(zhǎng)期穩(wěn)定性是指，在數(shù)小時(shí)至數(shù)天或者直至數(shù)月甚 至直至數(shù)年之內(nèi)，所述油-PTFE-分散體不出現(xiàn)顯著的分離。另外，根據(jù)本發(fā)明，可以部分甚至完全取消分散助劑和分散穩(wěn)定劑的添加。同樣地，可以通過烯屬雙鍵的加氫來(lái)對(duì)所述油-PTFE-分散體中的不飽和油或油 組分進(jìn)行再處理。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)的不同之處在于，迄今為止，未能制備出長(zhǎng)期穩(wěn)定的 油-PTFE-分散體，這是因?yàn)槠駷橹股形垂驅(qū)崿F(xiàn)油分子與PTFE顆粒以共價(jià)/化學(xué)的 方式進(jìn)行偶聯(lián)/接枝。根據(jù)公知內(nèi)容，油不是單體，因?yàn)獒槍?duì)聚合物化學(xué)而言，烯屬不飽和油的烯丙基雙 鍵不能以自由基或離子的形式發(fā)生聚合，也就是說(shuō)，不能通過鏈?zhǔn)椒磻?yīng)形成聚合物，并且起 到抑止/中斷聚合的作用。與PTFE和單體進(jìn)行公知的偶聯(lián)/接枝相對(duì)地，PTFE不能與油 發(fā)生接枝共聚。因此，由如下所述出發(fā)基于烯屬不飽和油的長(zhǎng)期公知的反應(yīng)機(jī)制，PTFE顆粒與 烯屬不飽和油之間完全不發(fā)生反應(yīng)。然而，令人驚訝卻是，通過使用改性的PTFE聚合物(優(yōu)選為具有穩(wěn)定的全氟(過 氧)自由基的PTFE乳劑聚合物)發(fā)生自由基反應(yīng)，該自由基反應(yīng)在與機(jī)械應(yīng)力相互結(jié)合下 進(jìn)行，以將PTFE結(jié)塊松解為PTFE初始顆粒，并且由此在油分子與PTFE顆粒表面之間進(jìn)行 共價(jià)/化學(xué)偶聯(lián)。另外，通過PTFE顆粒的機(jī)械應(yīng)力明顯地在偶聯(lián)的油分子與PTFE顆粒表面之間達(dá) 到明確而持久的電荷分離，通過電荷分離一方面使得沒有其他的油分子和/或PTFE顆粒吸 附到PTFE顆粒表面上，并且同時(shí)使得已偶聯(lián)的油分子與PTFE顆粒表面發(fā)生進(jìn)一步的偶聯(lián)。 由此，通過偶聯(lián)的油分子并且通過靜電排斥實(shí)際上使得各個(gè)PTFE顆粒與其它PTFE顆粒相 互保持遠(yuǎn)離，并且不可能產(chǎn)生結(jié)塊或僅產(chǎn)生少量的結(jié)塊。公知的是，具有穩(wěn)定的全氟(過氧)自由基的PTFE可以與烯屬不飽和化合物發(fā) 生反應(yīng)，所述烯屬不飽和化合物例如是單體、大分子單體、低聚物和聚合物。由此，達(dá)到對(duì) PTFE(微米/納米)顆粒直接進(jìn)行表面改性。在根據(jù)本發(fā)明使用特別以等離子體改性和 /或輻射改性的、具有穩(wěn)定全氟(過氧)自由基的PTFE乳劑聚合物(該P(yáng)TFE乳劑聚合物 由微米顆粒和/或納米顆粒組成)時(shí)，在與烯屬不飽和油的轉(zhuǎn)變中，通過使用機(jī)械應(yīng)力令 人驚訝地發(fā)現(xiàn)形成了非常精細(xì)分散的、長(zhǎng)期穩(wěn)定的油-PTFE-分散體，該油-PTFE-分散 體即便在以不飽和油和/或飽和油稀釋時(shí)，或者在對(duì)烯屬不飽和雙鍵(隨后)進(jìn)行加氫之 后，所述油-PTFE-分散體也沒有沉淀現(xiàn)象。這種現(xiàn)象歸因于在機(jī)械應(yīng)力下的分散過程中 油-PTFE-分散體顆粒的靜電加載以及電荷分離。其他不相容的組分(PTFE顆粒)與偶聯(lián) 在PTFE顆粒表面上的油分子之間的電荷分離是令人驚訝的，并且是油-PTFE-潤(rùn)滑劑體系 中長(zhǎng)期分散的原因。
對(duì)于PTFE在作為分散裝置的Ultraturrax型攪拌器的剪切縫隙中的分散具有決定意義的是剪切梯度和顆粒在剪切場(chǎng)(Schersfeld)或剪切縫隙(Scherspalt)中的停留 時(shí)間。使用所述Ultraturrax型攪拌器可以向油或油混合物中的PTFE顆粒施加根據(jù)本發(fā) 明的機(jī)械應(yīng)力。通過在徑向通過PTFE顆粒時(shí)較大的加速力，油中的PTFE顆粒由非常強(qiáng)的 剪切力和推力施加負(fù)荷。在轉(zhuǎn)子與定子之間的剪切縫隙中出現(xiàn)額外的湍流(Turbolenz)，所 述湍流導(dǎo)致PTFE在油中最佳的分散和分布。從產(chǎn)物中由剪切梯度和停留時(shí)間獲得分散系 數(shù)。對(duì)于轉(zhuǎn)子-定子系統(tǒng)的圓周速度而言，最佳的分散范圍處于10至24米/秒的范圍內(nèi)， 其中，在該范圍之外，依賴于時(shí)間，仍然獲得非常好的結(jié)果。在該最佳的范圍中，幾分鐘的處理時(shí)間大多是足夠的。向PTEF顆粒施加機(jī)械應(yīng)力的另一可行性是將油-PTFE-混合物噴霧到硬襯墊上。 當(dāng)油-PTFE-顆?；旌衔镆暂^高的速度(從圓形或狹縫式)噴嘴或環(huán)形縫隙中擠出/噴出 并到達(dá)擋板/襯墊上時(shí)，獲得精細(xì)分布的穩(wěn)定的油-PTFE-分散體。有利的是，所述混合物 在> 25°C并且優(yōu)選為> 60°C的溫度下進(jìn)行噴射。在以較高壓強(qiáng)導(dǎo)送油-PTFE-混合物穿過篩或多重布置的篩/篩組件(Siebpaket) [篩孔尺寸< 50微米、優(yōu)選< 25微米的篩(篩盤)，具有相同或可變篩孔尺寸的布置方案] 和/或穿過燒結(jié)金屬篩或多個(gè)燒結(jié)金屬盤/燒結(jié)金屬過濾篩和/或穿過相應(yīng)的已剪切的混 合結(jié)塊/靜態(tài)混合機(jī)時(shí)，達(dá)到類似的效果。用于分散的另一非常好的方法是通過超聲波來(lái)處理油-PTFE-混合物。有利的是， 混合物(盡可能循環(huán)運(yùn)行)直接在超聲波探頭處被引導(dǎo)經(jīng)過/導(dǎo)送經(jīng)過，并因此在超聲波 場(chǎng)中進(jìn)行分散。對(duì)于一定的PTFE納米粉末或微米粉末，優(yōu)選這種以較高輻射劑量 (Bestrahlungsdose)的改性的PTFE粉末(例如以> 100千戈瑞(kGy)處理的PTFE納米粉 末和以> 250kGy處理的PTFE微米粉末)，也可以使用齒盤攪拌器(例如Dispermat型的齒 盤攪拌器)來(lái)有效地施加機(jī)械應(yīng)力。剪切效果對(duì)于制備穩(wěn)定分散劑來(lái)說(shuō)是足夠的。本發(fā)明顯著的優(yōu)點(diǎn)是油-PTFE-分散體作為特定潤(rùn)滑劑體系的長(zhǎng)期穩(wěn)定性。在不 含添加劑/添加物，并且沒有用于對(duì)在以油潤(rùn)滑的力傳遞設(shè)備中沉淀的PTFE進(jìn)行再分散的 輔助設(shè)備的情況下，所述油-PTFE-潤(rùn)滑劑體系還是穩(wěn)定的。首先，當(dāng)緩慢結(jié)塊時(shí)，所述體系 發(fā)揮有利的作用。當(dāng)通過擠壓結(jié)塊組分的壓強(qiáng)將油從縫隙中擠出，并且所述組分或多或少 地相互直接接觸時(shí)，則由此發(fā)生/產(chǎn)生增高的摩擦，這導(dǎo)致了(a)由摩擦引起的能量損失并 且導(dǎo)致了(b)增高的磨損。在所述條件下，該長(zhǎng)期穩(wěn)定的油-PTFE-分散體雖然保證對(duì)縫隙 中的油進(jìn)行擠壓，但是具有特別抗粘合性能的PTFE作為摩擦縫隙中有利地作為固體潤(rùn)滑 物質(zhì)的油-PTFE-分散體中的固體潤(rùn)滑物質(zhì)組分起到作用，并且不僅降低摩擦系數(shù)還降低 磨損。在氧存在的情況下通過改性在PTFE中生成的(羰基氟和/或羧酸)基團(tuán)在壓強(qiáng)/ 壓力作用下，在組分表面之間有利地起到有助于粘著的作用，從而形成進(jìn)行粘著的、有助于 滑動(dòng)摩擦的PTFE膜，所述PTFE膜在沒有所述這些官能團(tuán)的情況下以不固定的方式存在并 易于分離。所述優(yōu)點(diǎn)可以同樣在將所述油-PTFE-分散體加工成脂并且隨后在使用該酯的過 程中是有利的，這是因?yàn)镻TFE于是在脂中不易結(jié)塊以及易于成膠狀。公知的是，烯屬不飽和油易于樹脂化。這在技術(shù)應(yīng)用中是不利的。因此，根據(jù)本發(fā)明的解決方案的其他有利的變動(dòng)方案在于，在PTFE(乳劑)聚合物與烯屬不飽和油反應(yīng)性 轉(zhuǎn)變之后，(a)用飽和/非樹脂化的油對(duì)濃縮的油-PTFE-分散體進(jìn)行稀釋，或(b)將以油 分子改性/接枝的PTFE顆粒從分散體中分離出來(lái)，并移入飽和/非樹脂化的油中并在該體 系中再分散。所述以油接枝的PTFE產(chǎn)物保持獲得分散穩(wěn)定性的有利性能，并且因此也可移 入其他(基體)油體系中，并且最終不局限于PTFE與烯屬不飽和油之間在其中進(jìn)行反應(yīng)性 偶聯(lián)的油。所述長(zhǎng)期穩(wěn)定的油-PTFE-分散體主要在機(jī)械制造領(lǐng)域中以及特別是具有關(guān)于摩 擦和磨損的摩擦需求的移動(dòng)部件中有所需要，例如在變速器(控制變速器、用于傳遞力的 變速器)、軸承(球軸承、滾動(dòng)體軸承、滑動(dòng)軸承以及流體靜力滑動(dòng)軸承以及流體動(dòng)力滑動(dòng) 軸承)、活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)等中有所需要。另外，將所述分散體有利地再加工成脂，所述脂具有如 下性能PTFE不再結(jié)塊和分相。長(zhǎng)期穩(wěn)定的油-PTFE-分散體在數(shù)周之后以及在稀釋時(shí)也 不出現(xiàn)沉淀現(xiàn)象。因此，在沒有額外的(分散輔助)試劑或額外的再分散裝置的情況下，PTFE在潤(rùn) 滑劑體系中保持獲得活性。
具體實(shí)施例方式下面，在多個(gè)具體實(shí)施例中對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)闡述。對(duì)照例1在具有純氮通氣件/氣體輸送件、超聲波攪拌器和帶有本生閥(Bimsenventil)的 短的回流冷凝器的250毫升三頸燒瓶中預(yù)加135克酯油(Priolube 無(wú)烯屬不飽和雙鍵/完 全飽和)并且在氮?dú)獯迪聪聰嚢?0分鐘。然后加入15克PTFE乳劑聚合物(該P(yáng)TFE乳劑 聚合物已在氧存在的情況下以500kGy進(jìn)行電子輻射)，在攪拌下加熱至100 V并且在100 V 下強(qiáng)力攪拌2小時(shí)，然后在150°C下再?gòu)?qiáng)力攪拌2小時(shí)。將分散體在不攪拌的情況下進(jìn)行冷 卻。在冷卻時(shí)PTFE已經(jīng)相當(dāng)迅速地沉淀，并且分離進(jìn)入澄清的處于上方的油相中以及沉淀 的PTFE中。純凈的Priolube油具有29Mpa的潤(rùn)滑能力值(Brugger-Wert)，而在澄清的處于上 方的油相中的油的Brugger值僅稍微升高至33Mpa。實(shí)施例1與比較例1相類似地，在具有純氮通氣件/氣體輸送件、Ultraturrax型攪拌器以 及帶本生閥的短的回流冷凝器的250毫升三頸燒瓶中預(yù)加135克具有烯屬不飽和雙鍵的酯 油(Synative 具有烯屬不飽和雙鍵)并且在氮?dú)獯迪聪聰嚢?0分鐘。然后加入15克由 PTFE納米顆粒組成的PTFE乳劑聚合物(該P(yáng)TFE乳劑聚合物在氧存在的情況下以300kGy 進(jìn)行電子輻射，具備60至80納米的PTFE初始顆粒尺寸)，在攪拌下加熱至100°C并且在 100°C強(qiáng)力攪拌2小時(shí)，并且在140°C再?gòu)?qiáng)力攪拌2小時(shí)。將分散體在不攪拌的情況下進(jìn)行 冷卻。冷卻之后形成該長(zhǎng)期穩(wěn)定的油-PTFE-分散體，這種油-PTFE-分散體在8周之后 也不產(chǎn)生沉淀現(xiàn)象，也就是說(shuō)，PTFE不發(fā)生沉積。同樣地，即便將10質(zhì)量％的改性的PTFE 納米顆粒稀釋至3質(zhì)量％時(shí)，也沒有觀察到沉淀。純凈的Synative油具有26Mpa的Brugger值，而具有10質(zhì)量％的改性的PTFE納米顆粒的油的Brugger值升高至160MPa，并且僅具有3質(zhì)量％的改性的PTFE納米顆粒的油 的Brugger值也升高至68MPa。實(shí)施例2與比較例1相類似地，在具有純氮通氣件/氣體輸送件、Ultraturrax型攪拌 器以及帶有本生閥的短的回流冷凝器的250毫升三頸燒瓶中預(yù)加120克不飽和的酯油 (Synative 具有烯屬不飽和雙鍵)并且在氮?dú)獯迪聪聰嚢?0分鐘。然后加入30克由PTFE 微米顆粒組成的PTFE乳劑聚合物，(該P(yáng)TFE乳劑聚合物在氧存在的情況下以500kGy進(jìn)行 電子輻射，具備200納米的PTFE初始顆粒尺寸)，在攪拌下加熱至100°C并且在100°C強(qiáng)力 攪拌1小時(shí)，并且在150°C再?gòu)?qiáng)力攪拌1小時(shí)。將分散體在不攪拌的情況下進(jìn)行冷卻。冷卻之后形成長(zhǎng)期穩(wěn)定的油-PTFE-分散體，這種油-PTFE-分散體在10周之后也 不產(chǎn)生沉淀現(xiàn)象，也就是說(shuō)，PTFE不發(fā)生沉積。同樣地，當(dāng)將20質(zhì)量％的改性的PTFE微米 顆粒稀釋至2. 5質(zhì)量％時(shí)也沒有觀察到沉淀。純凈的Synative油具有26Mpa的Brugger值，具有20質(zhì)量％的改性的PTFE微米 顆粒的油的Brugger值升高至210MPa，并且僅具有2. 5質(zhì)量％的改性的PTFE微米顆粒的油 的Brugger值也升高至96MPa。
權(quán)利要求
長(zhǎng)期穩(wěn)定的油-PTFE-分散體，所述油-PTFE-分散體由PTFE顆粒和至少一種單烯屬或多烯屬不飽和的油或油混合物組成，其中，所述烯屬不飽和油的分子或者油混合物的烯屬不飽和部分的分子通過自由基反應(yīng)以共價(jià)/化學(xué)的方式偶聯(lián)在PTFE(初始)顆粒表面上，并且在所述PTFE顆粒表面與所述偶聯(lián)的油分子之間存在持久的電荷分離，并且所述PTFE顆粒在所述油或油混合物中存在精細(xì)的分散。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的長(zhǎng)期穩(wěn)定的油-PTFE-分散體，其中，所述油或油混合物主要 或完全由烯屬不飽和油或油組分組成。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的長(zhǎng)期穩(wěn)定的油-PTFE-分散體，其中，在所述油-PTFE-分散體 中存在濃縮至90質(zhì)量％或稀釋至0. 1質(zhì)量％的、以油改性的PTFE。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的長(zhǎng)期穩(wěn)定的油-PTFE-分散體，其中，在所述油-PTFE-分散體 中存在濃縮至60質(zhì)量％或稀釋至1. 0質(zhì)量％的以油改性的PTFE。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的長(zhǎng)期穩(wěn)定的油-PTFE-分散體，其中，在所述油-PTFE-分散體 中存在濃縮至30質(zhì)量％或稀釋至3. 0質(zhì)量％的以油改性的PTFE。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的長(zhǎng)期穩(wěn)定的油-PTFE-分散體，其中，所述稀釋的油-PTFE-分 散體以用與所述油-PTFE-分散體相同的油或油混合物來(lái)稀釋的方式存在。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的長(zhǎng)期穩(wěn)定的油-PTFE-分散體，其中，所述稀釋的油-PTFE-分 散體以用不同于所使用的所述油-PTFE-分散體的、但能與所述油-PTFE-分散體相混合的 油或油混合物來(lái)稀釋的方式存在。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的長(zhǎng)期穩(wěn)定的油-PTFE-分散體，其中，在所述PTFE顆粒(表 面)與所述偶聯(lián)的油分子之間持久的電荷分離具有如此的數(shù)量級(jí)，使得分散的PTFE顆粒相 互排斥。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的長(zhǎng)期穩(wěn)定的油-PTFE-分散體，其中，所述持久的電荷分離在 所述PTFE顆粒表面與所述偶聯(lián)的油分子之間的電荷差為至少一個(gè)數(shù)量級(jí)。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的長(zhǎng)期穩(wěn)定的油-PTFE-分散體，其中，所述PTFE顆?；旧?作為初始顆粒存在于所述分散體中。
11.用于制備長(zhǎng)期穩(wěn)定的油-PTFE-分散體的方法，其中，以穩(wěn)定的全氟(過氧)自由基 改性的PTFE(乳劑)聚合物與至少一種烯屬不飽和的油或油混合物混合在一起，所述油混 合物至少具有烯屬不飽和油組分，并且接著使所述改性的PTFE (乳劑)聚合物經(jīng)受機(jī)械應(yīng) 力，由此，所使用的所述改性的PTFE (乳劑)聚合物不發(fā)生結(jié)塊并精細(xì)分散。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其中，使用以輻射化學(xué)或等離子體化學(xué)方式處理的 PTFE(乳劑)聚合物或者具有源自聚合工藝的全氟(過氧)自由基中心的PTFE(乳劑)聚 合物作為改性的PTFE(乳劑)聚合物。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其中，在氧的作用下對(duì)所述PTFE(乳劑)聚合物進(jìn)行 輻射化學(xué)處理。
14.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其中，使用主要或完全由烯屬不飽和油或油組分組 成的物質(zhì)作為油或油混合物。
15.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其中，在分散裝置中進(jìn)行混合。
16.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其中，施加剪切應(yīng)力作為機(jī)械應(yīng)力。
17.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其中，通過超聲波處理，通過Ultraturrax型攪拌器，通過齒盤攪拌器或者通過將混合物進(jìn)行噴霧或者分散方法與分散裝置的組合來(lái)施加機(jī)械 應(yīng)力。
18.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其中，添加分散助劑和一種或多種分散穩(wěn)定劑。
全文摘要
本發(fā)明涉及化學(xué)領(lǐng)域，并且涉及長(zhǎng)期穩(wěn)定的油-PTFE-分散體及其制備方法，所述油-PTFE-分散體例如可用于例如變速器或軸承中。因此，本發(fā)明的任務(wù)是提供長(zhǎng)期穩(wěn)定的油-PTFE-分散體及其簡(jiǎn)單而成本低廉的制備方法。通過由PTFE顆粒與單烯屬或多烯屬不飽和的油組成的油-PTFE-分散體來(lái)解決所述任務(wù)，其中，烯屬不飽和油的分子通過自由基反應(yīng)通過共價(jià)/化學(xué)的方式偶聯(lián)在PTFE(初始)顆粒表面上，并且其中，在PTFE顆粒表面與偶聯(lián)的油分子之間存在持久的電荷分離，并且PTFE顆粒在油或油混合物中存在精細(xì)的分散。另外，所述任務(wù)通過如下方法來(lái)解決，在所述方法中，將以穩(wěn)定的全氟(過氧)自由基改性的PTFE(乳劑)聚合物與烯屬不飽和油混合在一起，并且接著使所述改性的PTFE(乳劑)聚合物經(jīng)受機(jī)械應(yīng)力。
文檔編號(hào)C10N30/06GK101815778SQ200880108003
公開日2010年8月25日 申請(qǐng)日期2008年12月9日 優(yōu)先權(quán)日2007年12月23日
發(fā)明者迪特爾·萊曼 申請(qǐng)人:德累斯頓協(xié)會(huì)萊布尼茨聚合物研究所