CN113853485B - 粘合剂和包括粘合剂的轴承 - Google Patents
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Abstract
本公开涉及一种粘合剂层，所述粘合剂层可包括第一聚合物和第二聚合物的聚合物共混物。在一个实施例中，所述第一聚合物可为改性含氟聚合物。在另一实施例中，所述第二聚合物可为非氟化聚合物。在一个特定实施例中，所述粘合剂层可包括占所述聚合物共混物的总重量的大于60重量％的所述第一聚合物。本公开涉及一种轴承，所述轴承包括设置在基底上方的所述粘合剂层。
Description
技术领域
本公开涉及一种粘合剂层以及一种包括该粘合剂层的轴承。
背景技术
一些粘合剂可用于轴承生产。例如，粘合剂层可用于粘结聚合物层和金属支撑物，这需要粘合剂对两种材料具有足够的粘合强度以避免粘结失效。本行业持续要求改进的粘合剂，用来制造轴承。
附图说明
实施例以举例的方式示出，并且不受附图的限制。
图1包括示例性聚合物共混物的扫描电镜图像。
图2包括粘合剂层样品的剥离强度的图示。
图3包括不同粘合剂层样品的剥离强度的图示。
本领域的技术人员应当认识到，为简单和清楚起见，图中示出的各元件并不一定按比例绘制。例如，图中一些元件的尺寸可相对于其他元件进行放大，以帮助增进对本发明实施例的理解。
具体实施方式
提供结合附图的以下描述以帮助理解本文所公开的教导内容。以下论述将集中于本教导内容的具体实施方式和实施例。提供该重点是为了帮助描述教导内容，并且不应该被解释为是对本教导内容的范围或适用性的限制。然而，其他实施例可基于本专利申请中所公开的教导内容而使用。
术语“由…构成”“包含”“包括”“含有”“具有”“有”或它们的任何其他变型旨在涵盖非排他性的包含之意。例如，包含特征列表的方法、制品或装置不一定仅限于那些特征，而是可以包括未明确列出的或这种方法、制品或装置固有的其他特征。另外，除非另有明确说明，否则“或”是指包括性的“或”而非排他性的“或”。例如，以下任何一项均可满足条件A或B：A为真(或存在的)而B为假(或不存在的)、A为假(或不存在的)而B为真(或存在的)，以及A和B两者都为真(或存在的)。
而且，使用“一个”或“一种”来描述本文所述的元件和部件。这样做仅是为了方便并且给出本发明范围的一般性意义。除非很明显地另指他意，否则这种描述应被理解为包括一个、至少一个，或单数也包括复数，或反之亦然。例如，当在本文描述单个项时，可使用多于一个项来代替单个项。类似地，在本文描述了多于一个项的情况下，单个项可以取代多于一个项。
除非另有定义，否则本文使用的所有技术术语和科技术语都与本发明所属领域的普通技术人员通常理解的含义相同。材料、方法和实例仅是说明性的而非限制性的。关于本文未述的方面，有关特定材料和加工方法的许多细节是常规的，并能在本公开所属领域内的教科书和其他来源中找到。
本文公开的实施例涉及粘合剂层。粘合剂层可以包含第一聚合物和不同于第一聚合物的第二聚合物的聚合物共混物。粘合剂层可具有改进的特性，包括机械强度，诸如增加的剥离强度、断裂伸长率或两者。
进一步的实施例可涉及包括设置在基底上方的粘合剂层的轴承。轴承可进一步包括设置在粘合剂层上方的滑动层。轴承可以具有提高的使用寿命。
在一个实施例中，粘合剂层可以包含第一聚合物和第二聚合物的聚合物共混物，其中第一聚合物为含氟聚合物。在一个方面，第一聚合物可为改性含氟聚合物。在一个特定方面，改性含氟聚合物可包括官能团，诸如羟基(-OH)、碳酰氟(-COF)、羧基(-COOH)、酸酐基、丙烯酸酯基团(-CH2＝CHCOOH)、甲基丙烯酸缩水甘油酯基团(-CH2C(CH3)COOCH2(CHCH2O))或它们的组合。在另一特定方面，改性含氟聚合物可包括改性乙烯四氟乙烯(以下简称ETFE)、改性全氟烷氧基乙烯(mPFA)、改性四氟乙烯-全氟(甲基乙烯基醚)(mMFA)、改性乙烯氯三氟乙烯共聚物(mECTFE)、改性四氟乙烯-六氟丙烯(mFEP)、改性聚偏二氟乙烯(mPVDF)或它们的任意组合。在一个更特定方面，第一聚合物可基本上由改性ETFE组成。在一个甚至更特定方面，改性乙烯四氟乙烯(mETFE)可包含官能团，该官能团包括酸酐基。
在一个实施例中，粘合剂层可包含某一含量的第一聚合物，该某一含量的第一聚合物可有利于改善粘合剂层的性能和特性。在一个方面，第一聚合物的含量可占聚合物共混物的总重量的至少5重量％，诸如占聚合物共混物的总重量的至少6重量％、至少7重量％、至少9重量％、至少11重量％、至少13重量％、至少16重量％、至少19重量％、至少22重量％、至少25重量％、至少28重量％、至少33重量％、至少36重量％、至少39重量％、至少43重量％、至少46重量％、至少50重量％、至少53重量％、至少55重量％、至少58重量％或至少60重量％。在一个特定方面，第一聚合物的含量可占聚合物共混物的总重量的大于60重量％，诸如占聚合物共混物的总重量的至少61重量％、至少63重量％、至少64重量％、至少65重量％、至少66重量％、至少69重量％、至少70重量％、至少71重量％、至少73重量％、至少75重量％、至少78重量％、至少79重量％、至少80重量％、至少82重量％、至少85重量％、至少88重量％、至少90重量％、至少92重量％、至少93重量％、至少95重量％或至少97重量％。
在另一方面，粘合剂层可包含占聚合物共混物的总重量的至多99重量％的含量的第一聚合物，占聚合物共混物的总重量的至多97重量％、至多93重量％、至多90重量％、至多88重量％、至多84重量％、至多81重量％、至多78重量％、至多75重量％、至多72重量％、至多70重量％、至多78重量％、至多75重量％、至多72重量％、至多70重量％、至多66重量％、至多65重量％、至多63重量％、至多60重量％、至多58重量％、至多54重量％、至多52重量％、至多50重量％、至多48重量％、至多45重量％、至多42重量％、至多40重量％、至多37重量％、至多35重量％、至多32重量％、至多30重量％、至多28重量％，至多26重量％、至多24重量％或至多21重量％。此外，粘合剂层可包含含量在包括本文提到的任何最小值和最大值的范围内的第一聚合物。例如，第一聚合物的含量可在聚合物共混物的总重量的5重量％至99重量％的范围内。在一个特定实例中，粘合剂层可包含含量在聚合物共混物的总重量的大于60重量％至99重量％范围内的第一聚合物，诸如在61重量％至99重量％的范围内、在70重量％至97重量％的范围内或在80重量％至95重量％的范围内。
在一个实施例中，第一聚合物可具有某一熔融温度，该熔融温度可有利于改善粘合剂层的形成和特性。例如，第一聚合物的熔融温度可为至少190℃、至少200℃、至少210℃或至少220℃。在另一种情况下，第一聚合物可具有至多300℃的熔融温度，诸如至多290℃、至多280℃或至多270℃。应当理解，第一聚合物的熔融温度可在包括本文公开的任何最小值和最大值的范围内。例如，第一聚合物的熔融温度可在190℃至300℃的范围内，诸如在220℃至270℃的范围内。
在进一步的实施例中，第一聚合物可具有根据ASTM D-1238测量的至少3g/10min、至少5g/10min或至少8g/10min的熔体流动速率。在进一步的实施例中，第一聚合物的熔体流动速率可为根据ASTM D-1238测量的至多25g/10min、至多22g/10min或至多20g/10min。应当理解，熔体流动速率可在包括本文提到的任何最小值和最大值之间的范围内。例如，熔体流动速率可在根据ASTM D-1238测量的3g/10min至25g/10min的范围内、5g/10min至22g/10min的范围内或8至20g/10min的范围内。
在一个实施例中，粘合剂层可包含第一聚合物和第二聚合物的聚合物共混物，其中第二聚合物为非氟化聚合物。在一个方面，第二聚合物可包括砜基、醚基、芳环或它们的任意组合。在另一方面，第二聚合物可包括聚醚、芳族聚酯、芳族和线型聚酰胺或它们的组合。例如，第二聚合物可包括聚苯醚(PPE)、聚醚醚酮(PEEK)、聚芳醚酮(PAEK)、聚醚酮(PEK)、聚酰亚胺(Pi)、聚酰胺酰亚胺(PAI)、热塑性聚酰亚胺(PI)、聚醚酰亚胺(PEI)、聚醚砜(PES)、聚苯硫醚(PPS)、聚苯砜(PPSU)、聚邻苯二甲酰胺(PPA)、聚酮(PK)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)或它们的组合。在一个特定实例中，第二聚合物可包括聚醚砜(PES)。在更具体的情况下，第二聚合物可基本上由聚醚砜(PES)组成。
在一个实施例中，粘合剂层可包含第二聚合物，该第二聚合物的含量可有利于改善粘合剂层的形成和/或特性。例如，粘合剂层可包含占聚合物共混物的总重量的至少1重量％的含量的第二聚合物，诸如占聚合物共混物的总重量的至少2重量％、至少5重量％、至少7重量％、至少9重量％、至少11重量％、至少13重量％、至少16重量％、至少19重量％、至少22重量％、至少25重量％、至少28重量％、至少33重量％、至少36重量％、至少39重量％、至少43重量％或至少46重量％。在另一种情况下，第二聚合物的含量可占聚合物共混物的总重量的至多95重量％，诸如占聚合物共混物的总重量的至多93重量％、至多90重量％、至多88重量％、至多84重量％、至多81重量％、至多78重量％、至多75重量％、至多72重量％、至多70重量％、至多78重量％、至多75重量％、至多72重量％、至多70重量％、至多66重量％、至多63重量％、至多60重量％、至多58重量％、至多54重量％、至多52重量％、至多50重量％、至多48重量％、至多45重量％、至多42重量％、至多40重量％、至多39重量％、至多37重量％、至多35重量％、至多32重量％、至多30重量％、至多28重量％、至多26重量％、至多24重量％、至多21重量％、至多18重量％、至多15重量％、至多12重量％、至多10重量％、至多8重量％、至多7重量％、至多5重量％或至多3重量％。在一个特定方面，粘合剂层可包含小于50重量％，诸如小于40重量％的第二聚合物的含量。此外，粘合剂层可包含在包括本文公开的任何最小百分比和最大百分比的范围内的第二聚合物的含量。例如，第二聚合物的含量可在1重量％至小于50重量％的范围内或在5重量％至小于40重量％的范围内。在一个特定实例中，粘合剂层可包含在5重量％至20重量％的范围内的第二聚合物的含量。
在一个实施例中，粘合剂层可包括第一聚合物C1的含量与第二聚合物C2的含量的某一比值C1/C2，该比值可有利于改善粘合剂层的形成和/或特性。在一个方面，比值C1/C2可为至少5∶95、至少10∶90、至少15∶85、至少20∶80、至少25∶75、至少35∶65、至少50∶50、至少55∶45或至少60∶40。在一个特定方面，比值C1/C2可为大于60∶40，诸如至少63∶37、或至少65∶35、或至少67∶33、或至少70∶30、或至少73∶27、或至少75∶25、或至少78∶22、或至少80∶20、或至少83∶17、或至少85∶15、或至少87∶13、或至少89∶11、或至少90∶10、或至少93∶7、或至少95∶5。在另一方面，比值C1/C2可为至多99∶1、至多95∶5、至多90∶10、至多88∶12、至多85∶15、至多83∶17、至多80∶20、至多77∶23、至多75∶25、至多72∶28、至多70∶30、至多68∶32、至多65∶35、至多60∶40、至多55∶45、至多50∶50、至多46∶54、至多44∶56、至多41∶59、至多38∶62、至多34∶66或至多30∶70。在进一步方面，比值C1/C2可在包括本文提到的任何最小值和最大值的范围内。例如，比值C1/C2可在大于60∶40至99∶1的范围内或在65∶35至97∶3的范围内。在一个特定实例中，比值C1/C2可在80∶30至95∶5的范围内。
在一个实施例中，第二聚合物可具有熔融温度，该熔融温度可有利于改善粘合剂层的形成和特性。例如，第二聚合物的熔融温度可为至少135℃，诸如至少150℃或至少170℃。在另一实施例中，第二聚合物可具有至多350℃，诸如至多315℃、至多300℃或至多280℃的熔融温度。应当理解，第二聚合物的熔融温度可在包括本文公开的任何最小值和最大值的范围内。
在另一实施例中，第二聚合物可具有玻璃化转变温度，该玻璃化转变温度可有利于改善粘合剂层的形成和特性。例如，第二聚合物的玻璃化转变温度可为至少140℃，诸如至少150℃、至少160℃、至少170℃或至少190℃。在另一种情况下，第二聚合物可具有至多315℃，诸如至多300℃或至多280℃的玻璃化转变温度。应当理解，第二聚合物的玻璃化转变温度可在包括本文公开的任何最小值和最大值的范围内。例如，第二聚合物的玻璃化转变温度可在140℃至315℃的范围内，例如在170℃至315℃的范围内或在190℃至300℃的范围内。
在一个实施例中，第二聚合物可具有熔体流动速率，该熔体流动速率可有利于改善粘合剂层的形成和特性。例如，第二聚合物的熔体流动速率可为根据ASTM D-1238测量的至少0.5g/10min、至少1g/10min或至少3g/10min。在进一步的实例中，第二聚合物可具有根据ASTM D-1238测量的至多25g/10min、20g/10min、至多18g/10min或至多15g/10min的熔体流动速率。应当理解，第二聚合物可具有在本文提到的任何最小值和最大值之间的范围内的熔体流动速率。例如，第二聚合物的熔体流动速率可在根据ASTM D-1238测量的0.5g/10min至25g/10min的范围内、1g/10min至18g/10min的范围内或3至15g/10min的范围内。
在另一实施例中，粘合剂层可包含改性含氟聚合物和非氟化聚合物的聚合物共混物。在一个特定实施例中，粘合剂层可基本上由改性含氟聚合物和非氟化聚合物的聚合物共混物组成。在一个更特定的实施例中，粘合剂层可基本上由改性含氟聚合物和非氟化聚合物组成，其中改性含氟聚合物可选自改性全氟烷氧基乙烯(mPFA)、改性四氟乙烯-全氟(甲基乙烯基醚)(mMFA)、改性乙烯氯三氟乙烯共聚物(mECTFE)、改性四氟乙烯-六氟丙烯(mFEP)和改性聚偏二氟乙烯(mPVDF)，并且非氟化聚合物可选自聚苯醚(PPE)、聚醚醚酮(PEEK)、聚芳醚酮(PAEK)、聚醚酮(PEK)、聚酰亚胺(PI)、聚酰胺酰亚胺(PAI)、热塑性聚酰亚胺(PI)、聚醚酰亚胺(PEI)、聚醚砜(PES)、聚苯硫醚(PPS)、聚苯砜(PPSU)、聚邻苯二甲酰胺(PPA)、聚酮(PK)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)或它们的组合。在一个甚至更特定的实施例中，粘合剂层可基本上由改性乙烯四氟乙烯(mETFE)和聚醚砜(PES)组成。在另一甚至更特定的实施例中，粘合剂层可基本上由改性全氟烷氧基乙烯(mPFA)和聚醚砜(PES)组成。
第一聚合物和第二聚合物可按照本文实施例中描述的含量进行共混。在一些实施方式中，可以使用双螺杆混料机共混第一和第二聚合物并形成均匀的分散体。在一些实施方式中，可以进行挤出以便由共混物形成粘合剂层。例如，可将共混物切成丸粒并通过使用单螺杆挤出机进行挤出。在一个实施例中，粘合剂层可以包含第一聚合物的连续相，第二聚合物分散在连续相内。在一个方面，粘合剂层可以包含分散在第一聚合物相内的第二聚合物的晶畴，并且在一个特定方面，第二聚合物的晶畴可以均匀地分散在第一聚合物的相中。参照图1，示出了粘合剂层的一部分的扫描电镜图像。粘合剂层100包含第一聚合物的连续相101和分散在连续相101内的第二聚合物的晶畴102。
在另一方面，第二聚合物的晶畴可包括某一晶畴尺寸，该某一晶畴尺寸可有利于改善粘合剂层的形成和特性。例如，第二聚合物的晶畴可具有小于10微米的平均晶畴尺寸，诸如至多9微米、至多8微米、至多6微米、至多5微米、至多4微米或至多3微米。在另一种情况下，第二聚合物的晶畴可具有至少0.4微米、至少0.6微米、至少0.8微米、至少1微米、至少1.5微米或至少2微米的平均晶畴尺寸。应当理解，第二聚合物的晶畴可具有在包括本文公开的任何最小值和最大值的范围内的平均晶畴尺寸，诸如在0.4微米至小于10微米的范围内或在0.6微米至6微米的范围内。
在一个实施例中，聚合物共混物可具有特定的复数粘度。例如，可以调整复数粘度以适合层压工艺，从而可以防止渗出问题。在进一步的实施例中，可以选择第一聚合物和第二聚合物具有特定的熔体流动速率以获得期望的复数粘度。在另一实施例中，调整第一聚合物和第二聚合物中的至少一者的重量含量可有利于具有所需复数粘度的共混物的形成。
使用带25mm平行板夹具的ARES旋转流变仪(TA Instruments)测量聚合物共混物的复数粘度。在1Hz和25％的应变率下执行从280℃至310℃的温度斜坡。
在一个实施例中，聚合物共混物可具有在300℃和1rad/s下测量的至少8.5x103Pa.s的复数粘度。例如，复数粘度可为在300℃和1rad/s下测量的至少1.0x103Pa.s、至少1.5x103Pa.s、至少2.5x103Pa.s、至少3.x103Pa.s、至少4.2x103Pa.s、至少4.6x103Pa.s、至少5.0x103Pa.s。在另一种情况下，复数粘度可为在300℃和1rad/s下测量的不大于19.8x103，诸如至多19.3x103Pa.s、至多18.8x103Pa.s、至多18.2x103Pa.s、至多17.8x103Pa.s或至多17.5x103Pa.s。应当理解，聚合物共混物的复数粘度可在包括本文公开的任何最小值和最大值的范围内。例如，聚合物共混物的复数粘度可在300℃和1rad/s下测量的3.5x103Pa.s至19.8x103Pa.s的范围内，诸如在9.2x103Pa.s至18.2x103Pa.s的范围内或在10.2x103Pa.s至17.8x103Pa.s的范围内。
在一个实施例中，聚合物共混物的熔融温度可高于第一聚合物的熔融温度。例如，聚合物共混物的熔融温度可比第一聚合物的熔融温度高至少10℃，诸如至少15℃或至少20℃。在另一实例中，聚合物共混物的熔融温度可比第一聚合物的熔融温度高至多40℃，诸如比第一聚合物的熔融温度高至多30℃、至多25℃或至多20℃。在另一种情况下，聚合物共混物的熔融温度可与第一聚合物的熔融温度相同。在又一种情况下，聚合物共混物的熔融温度可低于第一聚合物的熔融温度。应当理解，聚合物共混物和第一聚合物的熔融温度之间的差异可在包括本文提到的任何最小值和最大值的范围内。
在一个实施例中，聚合物共混物可具有某一熔融温度，该某一熔融温度可有利于改善粘合剂层和轴承的形成和/或特性。例如，聚合物共混物的熔融温度可为至多280℃、至多270℃或至多265℃。在另一实施例中，粘合剂层的熔化温度可为至少245℃，诸如至少250℃或至少255℃。聚合物共混物的熔融温度可在包括本文公开的任何最小值和最大值的范围内。在另一实施例中，可以通过改变第一聚合物和第二聚合物的含量来调整熔融温度，以适合不同的应用。
在一个实施例中，聚合物共混物可具有高于第二聚合物的玻璃化转变温度的某一玻璃化转变温度(Tg)。例如，聚合物共混物的玻璃化转变温度可比第二聚合物的玻璃化转变温度高至少10℃、至少15℃或至少20℃。在另一种情况下，聚合物共混物的玻璃化转变温度可比第二聚合物的玻璃化转变温度高至多50℃、至多40℃或至多30℃。应当理解，聚合物共混物和第二聚合物的玻璃化转变温度之间的差异可在包括本文提到的任何最小值和最大值的范围内。
在一个实施例中，聚合物共混物可具有某一玻璃化转变温度(Tg)，该某一玻璃化转变温度可有利于改善粘合剂层和轴承的形成和/或特性。例如，聚合物共混物可具有至少180℃，诸如至少190℃或至少200℃的玻璃化转变温度。在另一种情况下，聚合物共混物可具有至多350℃，诸如至多340℃或至多330℃的玻璃化转变温度。应当理解，聚合物共混物的玻璃化转变温度可在包括本文公开的任何最小值和最大值的范围内。例如，聚合物共混物的玻璃化转变温度可在180℃至350℃的范围内或在190℃至330℃的范围内。
在一个实施例中，粘合剂层可具有特定的剥离强度。如本文所公开，根据ASTMD1876-01通过T型剥离试验来测量剥离强度并在五层层压结构上对其进行测试。该层压结构由下至上依次包括第一镀锌钢背板、第一层粘合剂层、滑动层、第二层粘合剂层和第二镀锌钢背板。具有25mm宽度的每层的标本条如本文所公开地彼此叠置并使用实验室规格的压力机在315℃压制5min。在T型剥离试验中，使用夹具将镀锌钢背板拉开，并且使用Instron机械测试系统(例如，3369双立柱万能测试系统)测量分离镀锌钢背板所需的剥离力。可以使用具有不同组成的滑动层进行测试。
在一个方面，粘合剂层可具有75N/in、至少80N/in、至少85N/in、至少90N/in、至少95N/in、至少100N/in、至少105N/in、至少110N/in、至少115N/in、至少120N/in、至少125N/in、至少130N/in、至少135N/in、至少140N/in、至少145N/in、至少150N/in或至少155N/in的剥离强度。在另一方面，粘合剂层可具有至多190N/in，诸如至多185N/in、至多180N/in、至多175N/in、至多170N/in或至多165N/in的剥离强度。应当理解，粘合剂层的剥离强度可在包括本文公开的任何最小值和最大值的范围内。例如，粘合剂层可具有在75N/in至190N/in的范围内的剥离强度。本文所公开的剥离强度应理解为至少3个五层层压结构的测量值的平均值。
在一个实施例中，剥离强度可以通过调整粘合剂层的厚度来改变。例如，增加粘合剂层的厚度可以增加剥离强度。在一些应用中，可能需要较厚的粘合剂层以提供更强的粘结。在一个实施例中，粘合剂层的厚度可为至少5微米，诸如至少8微米、至少10微米、至少12微米、至少15微米、至少18微米、至少20微米、至少22微米、至少25微米或至少30微米。在另一实施例中，厚度可为至多100微米，诸如至多95微米、至多93微米、至多90微米、至多85微米、至多80微米、至多75微米、至多70微米、至多65微米、至多60微米、至多55微米、至多50微米、至多48微米、至多43微米或至多40微米。应当理解，粘合剂层的厚度可在包括本文公开的任何最小值和最大值的范围内。例如，粘合剂层的厚度可在5微米至100微米的范围内。
在进一步的实施例中，粘合剂层可具有归一化剥离强度。归一化剥离强度可以通过剥离强度除以粘合剂层的厚度来确定。例如，本公开的实施例中提到的粘合剂层可具有至少2N/in/微米，诸如至少3N/in/微米、至少3N/in/微米或至少4N/in/微米的归一化剥离强度。在另一种情况下，粘合剂层的归一化剥离强度可为至多35N/in/微米，诸如至多30N/in/微米、至多25N/in/微米、至多20N/in/微米、至多15N/in/微米、至多10N/in/微米、至多8N/in/微米或至多6N/in/微米。应当理解，归一化剥离强度可在包括本文公开的任何最小值和最大值的范围内。例如，归一化剥离强度可在2N/in/微米至35N/in/微米的范围内、在3N/in/微米至20N/in/微米的范围内或在4N/in/微米至8N/in/微米的范围内。
在一个实施例中，粘合剂层可具有沿纵向的断裂伸长率和沿横向的断裂伸长率。如本文所公开的，纵向可以是挤出方向，而横向可以垂直于纵向。沿纵向的断裂伸长率按公式(Lbreak-Lo)/Lo x 100％进行计算，其中Lbreak为粘合剂层的断裂时的长度，Lo为粘合剂层沿纵向拉伸前的原始长度。沿横向的断裂伸长率按公式(Wbreak-Wo)/Wo x 100％进行计算，其中Wbreak为粘合剂层的断裂时的宽度，Wo为粘合剂层沿横向拉伸前的原始宽度。沿两个方向的断裂伸长率可以不同或相似。在一个特定实施例中，沿纵向的断裂伸长率可不小于沿横向的断裂伸长率。如本文所用，根据ASTM-D638测量断裂伸长率。断裂伸长率应理解为至少3个样品的测量值的平均值。
在一个实施例中，粘合剂层可沿纵向、横向或两者具有期望的断裂伸长率。在一个方面，沿粘合剂层的横向的断裂伸长率可为至少2％、至少5％、至少10％、至少20％、至少25％、至少35％、至少45％、至少60％、至少80％、至少100％、至少140％、至少180％或至少200％。在进一步的方面，沿横向的断裂伸长率可为至多200％、至多180％、至多150％、至多100％、至多80％、至多50％、至多30％或至多20％。应当理解，在横向方向上的断裂伸长率可在包括本文公开的任何最小百分比和最大百分比的范围内。例如，沿横向的断裂伸长率可在2％至200％的范围内。
在另一方面，挤出方向上的伸长率可为至少65％，诸如至少75％、至少85％、至少90％、至少100％、至少120％或至少150％。在另一方面，沿纵向的断裂伸长率可为至多350％、至多300％、至多280％或至多230％。在本公开中，纵向和挤出方向可互换使用。应当理解，沿纵向的断裂伸长率可在包括本文公开的任何最小百分比和最大百分比的范围内。例如，沿纵向的断裂伸长率可在65％至350％的范围内。
在进一步的实施例中，粘合剂层可具有沿纵向的断裂伸长率与沿横向的断裂伸长率的比值。例如，该比值可为至少1，诸如至少1.5：1或至少2。在另一种情况下，该比值可为至多15，诸如至多11、至多7、至多5或至多4。应当理解，沿纵向的断裂伸长率与沿横向的断裂伸长率的比值可在包括本文公开的任何最小比值和最大比值的范围内。例如，该比值可在1至15的范围内。
在一个实施例中，粘合剂层可在挤出方向和横向方向上具有拉伸应力。根据ASTM-D638测量拉伸应力。本公开提到的拉伸应力应理解为至少3个样品的测量值的平均值。在一个方面，粘合剂层可在挤出方向上具有至少25MPa，诸如至少30MPa、至少33MPa、至少35MPa或至少38MPa的拉伸应力。在另一方面，挤出方向上的拉伸应力可为至多70MPa、至多65MPa、至多60MPa、至多55MPa、至多50MPa、至多45MPa或至多40MPa。此外，挤出方向上的拉伸应力可在包括本文提到的任何最小值和最大值的范围内。例如，挤出方向上的拉伸应力可在25MPa至70MPa的范围内或在25MPa至65MPa的范围内或在30MPa至50MPa的范围内。
在一个方面，粘合剂层可在横向方向上具有至少10MPa，诸如至少20MPa、至少22MPa或至少25MPa的拉伸应力。在另一方面，横向方向上的拉伸应力可为至多45MPa，诸如至多42MPa、至多38MPa或至多35MPa。此外，横向方向上的拉伸应力可在包括本文提到的任何最小值和最大值的范围内。例如，挤出方向上的拉伸应力可在10MPa至45MPa的范围内或在10MPa至42MPa的范围内。
在一个特定实施例中，粘合剂层可包含热熔融粘合剂。在250℃至400℃的温度范围内，诸如在270℃至330℃的范围内或在280℃至315℃的范围内，粘合剂层可熔化并且可在基底层和滑动层之间形成粘结层。在另一应用中，粘合剂层可以与基底层、滑动层或两者直接接触。
在一个实施例中，轴承可包括粘合剂层。在一个示例性应用中，轴承可包括基底层，并且粘合剂层可设置在基底层上方。在某些情况下，轴承还可以包括设置在粘合剂层上方的滑动层。轴承的特定实例可包括轴承。
在一个实施例中，基底层可包括金属。例如，基底层可包括合金。金属的特定实例可包括铁、碳、Ni、Zn、Co、Cr、Ti、Zr、Mo或它们的任意组合。在一个特定实施例中，基底层可包括铝、钢、不锈钢、冷轧钢、无光泽镀锌钢或它们的任意组合。在一个特定实施例中，基底可包括镀锌钢。在一个更特定的实施例中，基底可包括镀锌钢。在一些应用中，本文实施例中提到的粘合剂层可以特别地适用于镀锌钢基底。在一个甚至更特定的实施例中，轴承可包括镀锌钢基底、滑动层和设置在基底与滑动层之间的粘合剂层，该粘合剂层包含mETFE和PES的聚合物共混物。
在一个实施例中，滑动层可包含聚合物，诸如聚四氟乙烯、聚醚醚酮、聚醚酮、聚酰亚胺、聚酰胺酰亚胺或它们的任意组合。在另一实施例中，滑动层可包含填料、添加剂(诸如流变改性剂、增粘剂等)、无机材料、纤维或它们的任意组合。例如，滑动层可包含碳、石墨、石墨烯、CNT、聚酯、玻璃纤维、芳纶纤维、碳纤维、氮化硼、无机填料或它们的任意组合。
许多不同的方面和实施例都是可能的。以下描述了那些方面和实施例中的一些。在阅读本说明书之后，本领域的技术人员会理解，那些方面和实施例仅是说明性的，并不限制本发明的范围。实施例可以根据下面列出的任何一个或多个实施例。
实施例
实施例1.一种轴承，其包括：
基底；
粘合剂层，该粘合剂层覆盖基底上；以及
滑动层，该滑动层覆盖粘合剂层上，
其中粘合剂层包含第一聚合物和第二聚合物的聚合物共混物，其中第一聚合物包含改性含氟聚合物，并且第二聚合物包含非氟化聚合物。
实施例2.一种轴承，其包括：
基底；
粘合剂层，该粘合剂层覆盖基底上并接触基底；以及
滑动层，该滑动层覆盖粘合剂层上，
其中粘合剂层包含第一聚合物和第二聚合物的聚合物共混物，其中第二聚合物为非氟化聚合物。
实施例3.一种轴承，其包括：
基底；
粘合剂层，该粘合剂层覆盖基底上；以及
滑动层，该滑动层覆盖粘合剂层上；
其中粘合剂层包含第一聚合物和第二聚合物的聚合物共混物，其中第二聚合物为非氟化聚合物并且具有占聚合物共混物的总重量的小于50重量％的含量。
实施例4.根据实施例2或3所述的轴承，其中第一聚合物包括含氟聚合物。
实施例5.根据实施例2至4中任一项所述的轴承，其中第一聚合物包括改性含氟聚合物。
实施例6.根据实施例1至5中任一项所述的轴承，其中聚合物共混物包含占聚合物共混物的总重量的至少5重量％的第一聚合物，占聚合物共混物的总重量的至少6重量％、至少7重量％、至少9重量％、至少11重量％、至少13重量％、至少16重量％、至少19重量％、至少22重量％、至少25重量％、至少28重量％、至少33重量％、至少36重量％、至少39重量％、至少43重量％、至少46重量％、至少50重量％、至少53重量％、至少55重量％、至少58重量％、至少61重量％、至少64重量％、至少66重量％、至少70重量％、至少73重量％、至少75重量％、至少78重量％、至少80重量％、至少82重量％、至少85重量％、至少88重量％、至少90重量％、至少92重量％、至少95重量％或至少97重量％。
实施例7.根据实施例1至6中任一项所述的轴承，其中聚合物共混物包含占聚合物共混物的总重量的大于60重量％的第一聚合物，诸如占聚合物共混物的总重量的至少61重量％、至少63重量％、至少65重量％、至少69重量％、至少71重量％、至少73重量％、至少75重量％、至少79重量％或至少80重量％的第一聚合物。
实施例8.根据实施例1至6中任一项所述的轴承，其中聚合物共混物包含占聚合物共混物的总重量的至多99重量％的第一聚合物，占聚合物共混物的总重量的至多97重量％、至多93重量％、至多90重量％、至多88重量％、至多84重量％、至多81重量％、至多78重量％、至多75重量％、至多72重量％、至多70重量％、至多78重量％、至多75重量％、至多72重量％、至多70重量％、至多66重量％、至多63重量％、至多60重量％、至多58重量％、至多54重量％、至多52重量％、至多50重量％、至多48重量％、至多45重量％、至多42重量％、至多40重量％、至多37重量％、至多35重量％、至多32重量％、至多30重量％、至多28重量％、至多26重量％、至多24重量％、至多21重量％、至多18重量％、至多15重量％、至多12重量％、至多10重量％、至多8重量％、至多7重量％、至多5重量％或至多3重量％。
实施例9.根据实施例1至8中任一项所述的轴承，其中聚合物共混物包含占聚合物共混物的总重量的至少1重量％的第二聚合物，占聚合物共混物的总重量的至少2重量％、至少5重量％、至少7重量％、至少9重量％、至少11重量％、至少13重量％、至少16重量％、至少19重量％、至少22重量％、至少25重量％、至少28重量％、至少33重量％、至少36重量％、至少39重量％、至少43重量％或至少46重量％。
实施例10.根据实施例1至9中任一项所述的轴承，其中聚合物共混物包含占所述聚合物共混物的总重量的小于50重量％的第二聚合物，占聚合物共混物的总重量的至多48重量％、至多45重量％、至多42重量％、至多40重量％、至多37重量％、至多35重量％、至多32重量％、至多30重量％、至多28重量％、至多26重量％、至多24重量％、至多21重量％、至多18重量％、至多15重量％、至多12重量％、至多10重量％、至多8重量％、至多7重量％、至多5重量％或至多3重量％。
实施例11.根据实施例1至10中任一项所述的轴承，其中聚合物共混物包含占所述聚合物共混物的总重量的小于40重量％的第二聚合物，占聚合物共混物的总重量的至多39重量％、至多37重量％、至多35重量％、至多32重量％、至多30重量％、至多28重量％、至多26重量％、至多24重量％、至多21重量％、至多18重量％、至多15重量％、至多12重量％、至多10重量％、至多8重量％、至多7重量％或至多5重量％的第二聚合物。
实施例12.根据实施例1至11中任一项所述的轴承，其中第一聚合物与第二聚合物的比值为大于60∶40或至少63∶37、或至少65∶35、或至少67∶33、或至少70∶30、或至少73∶27、或至少75∶25、或至少78∶22、或至少80∶20、或至少83∶17、或至少85∶15、或至少87∶13、或至少89∶11、或至少90∶10、或至少93∶7、或至少95∶5或至少97∶3。
实施例13.根据实施例1至12中任一项所述的轴承，其中第一聚合物与第二聚合物的比值为至多99∶1、至多97∶3、至多95∶5、至多91∶9、至多88∶12、至多85∶15、至多83∶17、至多80∶20、至多77∶23、至多75∶25、至多72∶28、至多70∶30、至多68∶32、至多65∶35或至多61∶39。
实施例14.根据实施例1至13中任一项所述的轴承，其中第一聚合物包含官能团，该官能团包括羟基(-OH)、碳酰氟(-COF)、羧基(-COOH)、酸酐基、丙烯酸酯基团(-CH2＝CHCOOH)、甲基丙烯酸缩水甘油酯基团(-CH2C(CH3)COOCH2(CHCH2O))或它们的组合。
实施例15.根据实施例1至14中任一项所述的轴承，其中第一聚合物包括改性乙烯四氟乙烯(mETFE)、改性全氟烷氧基乙烯(mPFA)、改性四氟乙烯-全氟(甲基乙烯基醚)(mMFA)、改性乙烯氯三氟乙烯共聚物(mECTFE)、改性四氟乙烯-六氟丙烯(mFEP)、改性聚偏二氟乙烯(mPVDF)或它们的组合。
实施例16.根据实施例1至15中任一项所述的轴承，其中第一聚合物包括改性乙烯四氟乙烯(mETFE)。
实施例17.根据实施例1至16中任一项所述的轴承，其中第一聚合物基本上由改性乙烯四氟乙烯(mETFE)组成。
实施例18.根据实施例16或17所述的轴承，其中改性乙烯四氟乙烯(mETFE)包含官能团，该官能团包括酸酐基。
实施例19.根据实施例1至18中任一项所述的轴承，其中第二聚合物包括聚醚、芳族聚酯、芳族和线型聚酰胺或它们的组合。
实施例20.根据实施例1至19中任一项所述的轴承，其中第二聚合物包括聚苯醚(PPE)、聚醚醚酮(PEEK)、聚芳醚酮(PAEK)、聚醚酮(PEK)、聚酰亚胺(PI)、聚酰胺酰亚胺(PAI)、热塑性聚酰亚胺(PI)、聚醚酰亚胺(PEI)、聚醚砜(PES)、聚苯硫醚(PPS)、聚苯砜(PPSU)、聚邻苯二甲酰胺(PPA)、聚酮(PK)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)或它们的组合。
实施例21.根据实施例1至20中任一项所述的轴承，其中第二聚合物包括聚醚砜(PES)。
实施例22.根据实施例1至21中任一项所述的轴承，其中第二聚合物基本上由聚醚砜(PES)组成。
实施例23.根据实施例1至22中任一项所述的轴承，其中粘合剂层包含改性乙烯四氟乙烯(mETFE)和聚醚砜(PES)的聚合物共混物。
实施例24.根据实施例1至23中任一项所述的轴承，其中粘合剂层基本上由改性乙烯四氟乙烯(mETFE)和聚醚砜(PES)组成。
实施例25.根据实施例1至24中任一项所述的轴承，其中聚合物共混物包括比第一聚合物的熔融温度高至少10℃、比第一聚合物的熔融温度高至少15℃或至少20℃的熔融温度。
实施例26.根据实施例1至24中任一项所述的轴承，其中聚合物共混物包括与第一聚合物的熔融温度相同或比第一聚合物的熔融温度低的熔融温度。
实施例27.根据实施例1至26中任一项所述的轴承，其中粘合剂层具有至少75N/in、至少80N/in、至少85N/in、至少90N/in、至少95N/in、至少100N/in、至少105N/in、至少110N/in、至少115N/in、至少120N/in、至少125N/in、至少130N/in、至少135N/in、至少140N/in、至少145N/in、至少150N/in或至少155N/in的剥离强度。
实施例28.根据实施例1至27中任一项所述的轴承，其中粘合剂层具有至多190N/in，诸如至多185N/in、至多180N/in、至多175N/in、至多170N/in或至多165N/in的剥离强度。
实施例29.根据实施例1至28中任一项所述的轴承，其中粘合剂层具有在5微米至100微米的范围内的厚度。
实施例30.根据实施例1至29中任一项所述的轴承，其中基底包含金属，并且其中粘合剂层与基底接触。
实施例31.根据实施例1至30中任一项所述的轴承，其中基底包含铝、钢、不锈钢、冷轧钢、镀锌钢或它们的任意组合。
实施例32.根据实施例1至31中任一项所述的轴承，其中基底包含镀锌钢。
实施例33.根据实施例1至32中任一项所述的轴承，其中滑动层包含聚四氟乙烯、聚醚醚酮、聚醚酮、聚酰亚胺、聚酰胺酰亚胺以及它们的任意组合。
实施例34.根据实施例1至33中任一项所述的轴承，其中滑动层包含填料、添加剂、无机材料、纤维或它们的组合。
实施例35.根据实施例1至34中任一项所述的轴承，其中粘合剂层包含连续相，该连续相包括第一聚合物和分散在第一连续相内的晶畴，其中晶畴包括第二聚合物和至多9微米、至多8微米、至多6微米、至多5微米、至多4微米或至多3微米的平均尺寸。
实施例36.根据实施例1至35中任一项所述的轴承，其中聚合物共混物包含连续相，该连续相包括第一聚合物和分散在第一连续相内的晶畴，其中晶畴包括所述第二聚合物和至少0.4微米、至少0.6微米、至少0.8微米、至少1微米、至少1.5微米或至少2微米的平均尺寸。
实例
实例1
制备具有表1中包括的组成的聚合物共混物。ETFE聚合物购自Daikin商品系列NEOFLONTM，PES从Solvay S.A.或BASF获得。改性ETFE来自Asahi或Chemours。使用双螺杆混料机共混聚合物。PES的平均晶畴尺寸如本文实施例中所述进行测量并包括在表1中。与S2相比，样品CS1具有更大的平均晶畴尺寸。
表1
实例2
制备具有下表2中包括的组成的粘合剂层样品。改性ETFE购自Chemours。PES购自Solvay S.A.或BASF。使用双螺杆混料机在380℃形成样品S4至S8的共混物，然后切成小丸粒。使用单螺杆挤出机将所有样品的丸粒挤出成30μm厚的薄膜。对每种组成的2至3个薄膜进行T型剥离试验以测量剥离强度。在如本文实施例中公开的制备的5层层压结构中对每个膜进行测试。滑动层由包括碳和石墨填料的PTFE形成。在0.5MPa和315℃进行5分钟的层压，以允许各层之间的粘结。根据ASTM D1876-01进行T型剥离试验。
测试结果在图2中示出。样品S4至S7分别表现出大约125N/in、120N/in、135N/in和130N/in的剥离强度，显著高于样品CS3的大约85N/in的剥离强度。样品S8具有55N/in的剥离强度。样品S6和S7进一步表现出内聚破坏模式。
表2
实例3
具有包括在表3中的组成的粘合剂层样品以与实施例2中所述相同的方式形成。所有粘合剂层均具有相同的30微米厚度，并进行T型剥离试验以测量剥离强度。在如本文实施例中公开的制备的5层层压结构中对每一层进行测试。滑动层由包括碳和石墨填料的PTFE形成。在0.5MPa和315℃进行5分钟的层压，以允许各层之间的粘结。根据ASTM D1876-01进行T型剥离试验。测试结果在图3中示出。粘合剂层样品S7表现出大约180N/in的剥离强度，显著高于CS9的大约142N/in的剥离强度。
表3
本文公开的实施例代表了与现有技术的不同之处。本文实施例的粘合层可包括第一聚合物(诸如含氟聚合物)和第二聚合物(诸如非氟化聚合物)的共混物。特别地，第一聚合物和第二聚合物可以以某一含量和/或相对于彼此的比值存在。与由第一聚合物形成的粘合剂层相比，本文实施例中描述的粘合剂层表现出显着改善的特性，诸如剥离强度。对第一聚合物和第二聚合物的类型、含量或它们的任意组合进行组合可有助于改进粘合剂层的特性。
需注意，并非所有上述一般说明或实例中的行为都是必需的，可能不一定需要具体行为的一部分，并且除描述的那些行为外，还可执行一个或多个进一步的行为。此外，所列行为的次序不一定是执行它们的次序。
上面已经参考具体实施例描述了益处、其他优点及问题的解决方案。然而，益处、优点、问题的解决方案及可使任何益处、优点或解决方案被想到或变得更加显著的任何特征都不被认为是任何或所有权利要求的关键、所需或必要的特征。
本文所述的实施例的说明书和图示旨在提供对各种实施例的结构的一般理解。说明书和图示并不旨在用作对使用了本文所述的结构或方法的装置和系统的所有元件和特征的详尽和全面的描述。单独的实施例也可在单个实施例中以组合的方式来提供，并且相反地，为简明起见而在单个实施例的上下文中描述的各种特征也可单独地提供或以任何子组合的方式来提供。此外，对以范围表示的值的引用包括该范围内的每个值和所有各值。只有在阅读本说明书之后，许多其他实施例对于技术人员才是显而易见的。通过本公开内容可以利用和得到其他实施例，使得可在不脱离本公开的范围的情况下进行结构替换、逻辑替换或其他改变。因此，本公开应被视为说明性的而非限制性的。
Claims (15)
1.一种轴承，其包括：
基底；
粘合剂层，所述粘合剂层覆盖所述基底上；以及
滑动层，所述滑动层覆盖所述粘合剂层上，
其中所述粘合剂层包含聚合物共混物，其中所述聚合物共混物由改性含氟聚合物和非氟化聚合物组成，其中所述改性含氟聚合物为第一聚合物，并且所述非氟化聚合物为第二聚合物；并且
其中：
所述第一聚合物选自由以下项组成的组：改性乙烯四氟乙烯(mETFE)、改性全氟烷氧基乙烯(mPFA)、改性四氟乙烯-全氟(甲基乙烯基醚)(mMFA)、改性乙烯氯三氟乙烯共聚物(mECTFE)、改性四氟乙烯-六氟丙烯(mFEP)和改性聚偏二氟乙烯(mPVDF)；
所述第二聚合物包含聚醚、芳族聚酯、芳族和线型聚酰胺、或它们的组合；并且
所述聚合物共混物包含的所述第一聚合物的重量含量与所述第二聚合物的重量含量的比为至少65:35且至多为99:1。
2.根据权利要求1所述的轴承，其中所述滑动层包含聚合物，所述聚合物包含聚四氟乙烯、聚醚醚酮、聚醚酮、聚酰亚胺、聚酰胺酰亚胺、聚酯、以及它们的任意组合。
3.根据权利要求1所述的轴承，其中所述第一聚合物的重量含量与所述第二聚合物的重量含量的比为至多95:5。
4.根据权利要求2所述的轴承，其中所述第一聚合物的重量含量与所述第二聚合物的重量含量的比为至多95:5。
5.根据权利要求3或4所述的轴承，其中所述所述第一聚合物包含改性乙烯四氟乙烯(mETFE)。
6.根据权利要求5所述的轴承，其中所述第二聚合物选自由以下项组成的组：聚苯醚(PPE)、聚醚醚酮(PEEK)、聚芳醚酮(PAEK)、聚醚酮(PEK)、聚酰亚胺(PI)、聚酰胺酰亚胺(PAI)、热塑性聚酰亚胺(PI)、聚醚酰亚胺(PEI)、聚醚砜(PES)、聚苯硫醚(PPS)、聚苯砜(PPSU)、聚邻苯二甲酰胺(PPA)、聚酮(PK)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)、或它们的组合。
7.根据权利要求5所述的轴承，其中所述第二聚合物包含聚醚砜(PES)。
8.根据权利要求1或2所述的轴承，其中所述第一聚合物包含官能团，所述官能团包括羟基(-OH)、碳酰氟(-COF)、羧基(-COOH)、酸酐基、丙烯酸酯基团(-CH2＝CHCOOH)、甲基丙烯酸缩水甘油酯基团(-CH2C(CH3)COOCH2(CHCH2O))或它们的组合。
9.根据权利要求1或2所述的轴承，其中所述粘合剂层具有至少90N/in的剥离强度。
10.根据权利要求1或2所述的轴承，其中所述聚合物共混物包含占所述聚合物共混物的总重量的至少5重量％且不大于30重量％的所述第二聚合物。
11.根据权利要求10所述的轴承，其中所述第二聚合物包含聚醚砜(PES)。
12.根据权利要求1或2所述的轴承，其中所述第一聚合物包含改性乙烯四氟乙烯(mETFE)。
13.根据权利要求12所述的轴承，其中所述聚合物共混物包含占所述聚合物共混物的总重量的至少75重量％且至多95重量％的所述第一聚合物。
14.根据权利要求13所述的轴承，其中所述改性乙烯四氟乙烯(mETFE)包含官能团，所述官能团包括酸酐基。
15.根据权利要求13所述的轴承，其中所述第二聚合物包含聚醚砜(PES)。
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