專利名稱：：樹脂成形材料的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種樹脂成形材料，特別是關(guān)于一種具有良好的機(jī)械強(qiáng)度，且耐磨損性特別優(yōu)異，而且適合于作為樹脂制滑動部件材料的樹脂成形材料。
背景技術(shù)：
：伴隨近年來滑動部件的小型化、輕量化的要求,使用以玻璃纖維作為主要填充劑的酚醛樹脂成形材料來代替金屬材料。以玻璃纖維作為填充劑、提高其含量的酚醛樹脂成形材料，在耐熱性、尺寸穩(wěn)定性以及強(qiáng)度方面，作為金屬材料的代替材料具有充足的特性。但是，如果提高玻璃纖維的添加量，有依存于此的耐磨損性降低的傾向，因此，很難適用于要求耐磨損性的用途。如果為了保證成形品的強(qiáng)度而添加玻璃纖維，由于因磨碎而破碎的玻璃纖維產(chǎn)生的磨損粉使得表面被磨耗，表面的凹凸變大，耐磨損性下降。因此，有關(guān)提高含有玻璃纖維作為填充劑的酚醛樹脂成形材料耐磨損性的嘗試也越來越多。例如，在專利文獻(xiàn)l中揭示了一種以酚醛清漆型酚醛樹脂為主要樹脂，使用以玻璃纖維和玻璃珠為主要填充劑的樹脂制滑輪的發(fā)明，專利文獻(xiàn)2揭示了一種使用芳族聚酰胺纖維、玻璃纖維和玻璃粉為主要填充劑的酚醛樹脂成形材料的發(fā)明，進(jìn)一步專利文獻(xiàn)3揭示了一種使用以玻璃纖維作為主要填充劑，為了提高耐磨損性而加入有機(jī)天然材料和潤滑劑的酚醛樹脂成形材料的發(fā)明。但是，由于這些酚醛樹脂成形材料作為主要的填充劑都使用玻璃纖維，對于近年來對耐磨損性的進(jìn)一步要求是不夠的。因此，為了提高耐磨損性，發(fā)明出在主成分之外，添加各種物質(zhì)，特別是控制表面的動摩擦系數(shù)或者為了平滑的各種各樣的潤滑性物質(zhì)(摩擦調(diào)解劑、固體潤滑劑)的成形材料。專利文獻(xiàn)4中有關(guān)于使用結(jié)晶結(jié)構(gòu)為洋蔥狀結(jié)構(gòu)的碳纖維(例如，PAN(聚丙烯腈)系)的報(bào)告，雖然提高了機(jī)械強(qiáng)度，但是耐磨損性還是不充足的。專利文獻(xiàn)5雖記載了由于石墨的添加，專利文獻(xiàn)6中石墨的添加而耐磨損性增加，但是這兩篇文獻(xiàn)都有降低了機(jī)械強(qiáng)度這個(gè)缺點(diǎn)。像這樣雖然進(jìn)行了增加耐磨損性的嘗試，但是在不降低機(jī)械強(qiáng)度的同時(shí)，保持高的耐磨損性是非常困難的。另外，在專利文獻(xiàn)7中揭示了一種使用玻璃纖維和硅灰石作為主要填充劑，并添加天然材料和石墨的酚醛樹脂成形材料的發(fā)明。專利文獻(xiàn)8中記載了添加煅燒粘土的發(fā)明，專利文獻(xiàn)9中記載了添加聚酰亞胺粉末和漿粉的、具有耐磨損性的成形材料的發(fā)明。專利文獻(xiàn)10揭示了一種在熱固性樹脂中添加氟樹脂粉末或聚乙雄粉末的成形材料，專利文獻(xiàn)ll揭示了一種添加石墨的酚醛樹脂成形材料的發(fā)明。在樹脂中添加潤滑性物質(zhì)時(shí)，由于潤滑性物質(zhì)本身的滑動性，造成在制造時(shí)的操作性和成形性下降，向成形材料中的添加量被限制。另外，如果像這樣的潤滑性物質(zhì)的添加量變多，和樹脂的附著力就會降低，減小成形材料的機(jī)械強(qiáng)度。因此，為了提高耐磨損性，需要減少潤滑性物質(zhì)的添加量，有效地發(fā)揮耐磨損效果的技術(shù)。特別是，作為近年來汽車、工業(yè)機(jī)械等滑動部件由樹脂代替金屬的要求，希望進(jìn)一步提高耐磨損性和低成本化。專利文獻(xiàn)l:特公平6-45200號公報(bào)專利文獻(xiàn)2:特開平4-371807號公報(bào)專利文獻(xiàn)3:特開平10-53692號公報(bào)專利文獻(xiàn)4:特開平11-80501號公報(bào)專利文獻(xiàn)5:特開平9-194685號公報(bào)專利文獻(xiàn)6:特開2004-204031號公報(bào)專利文獻(xiàn)7:特開平8-101446號公報(bào)專利文獻(xiàn)8:特開平8-319399號公報(bào)專利文獻(xiàn)9:特開平7-157633號公報(bào)專利文獻(xiàn)10:特開平2000-273321號公報(bào)專利文獻(xiàn)ll:特開平7-157633號公報(bào)
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明是由上述觀點(diǎn)產(chǎn)生的，目的是提供一種改善因無機(jī)物質(zhì)、特別是玻璃纖維等產(chǎn)生的磨損粉而引起的耐磨損性降低，在維持良好的機(jī)械強(qiáng)度的同時(shí)成本低、耐磨損性卓越優(yōu)異的樹脂成形材料。本發(fā)明者經(jīng)過不斷專心研究的結(jié)果，發(fā)現(xiàn)在樹脂中混合特定的碳素材料和特定的無機(jī)物質(zhì)，特別是潤滑性物質(zhì)，可以達(dá)到上述目的。本發(fā)明基于有關(guān)見解而完成的。即，本發(fā)明提供以下物質(zhì)。1.一種樹脂成形材料，含有樹脂、碳素材料和無機(jī)物質(zhì)，其中，作為碳素材料含有附著性碳素材料。2.—種樹脂成形材料，含有樹脂、碳素材料和無機(jī)物質(zhì)，其中，作為碳素材料含有真比重為1.8以上的碳素材料。3.—種樹脂成形材料，含有樹脂、碳素材料和無機(jī)物質(zhì)，其中，作為碳素材料含有在X射線衍射中觀測的(002)面的衍射峰的半寬度(Tl)和相同條件下觀測的標(biāo)準(zhǔn)硅(111)面的衍射峰的半寬度(T2)的半寬度比(Tl)/(T2)為17以下的碳素材料。4.上述l-3中任一項(xiàng)所述的樹脂成形材料，其中，附著性碳素材料的含量相對于100質(zhì)量份的樹脂為1.5~180質(zhì)量份。5.上述l-4中任一項(xiàng)所述的樹脂成形材料，其中，無機(jī)物質(zhì)的含量相對于100質(zhì)量份的樹脂為33~350質(zhì)量份。6.上述l-5中任一項(xiàng)所述的樹脂成形材料，其中，樹脂為酚醛樹脂。7.上述1-6中任一項(xiàng)所述的樹脂成形材料，其中，無機(jī)物質(zhì)為二氧化硅、玻璃、硅灰石中選出的至少一種。8.上述7所述的樹脂成形材料，其中，二氧化硅為球狀二氧化硅。9.上述7所述的樹脂成形材料，其中，玻璃為玻璃纖維。10.上述7所述的樹脂成形材料，其中，硅灰石的含量相對于100質(zhì)量份的樹脂為80200質(zhì)量份。11.上述1-10中任一項(xiàng)所述的樹脂成形材料，其中，碳素材料為纖維狀。12.上述ll所述的樹脂成形材料，其中，纖維狀碳素材料為瀝青系碳纖維。13.上述11或12所述的樹脂成形材料，其中，纖維狀碳素材料的平均纖維長度在和樹脂混煉后的階^a為10~250um。14.上述1-13中任一項(xiàng)所述的樹脂成形材料，其中，進(jìn)一步含有潤滑性物質(zhì)。15.上述14所述的樹脂成形材料，其中，潤滑性物質(zhì)為從聚乙烯樹脂、尼龍樹脂、氟樹脂和聚丙烯系樹脂中選出的至少一種樹脂。16.上述15所述的樹脂成形材料，其中，潤滑性物質(zhì)為氟樹脂。17.上述16所述的樹脂成形材料，其中，氟樹脂為聚四氟乙烯。18.上述14-17中任一項(xiàng)所述的樹脂成形材料，其中，潤滑性物質(zhì)的平均粒徑為2~110/Jm。19.上述14-18中任一項(xiàng)所述的樹脂成形材料，其中，潤滑性物質(zhì)的含量相對于100質(zhì)量份的樹脂為0.2~35質(zhì)量份。本發(fā)明的樹脂成形材料是一種關(guān)于含有樹脂、碳素材料和無機(jī)物質(zhì)，進(jìn)一步含有潤滑性物質(zhì)的樹脂成形材料，碳素材料相對于樹脂和無機(jī)物質(zhì)的至少任何一種都具有附著性。具體實(shí)施例方式以下，樹脂成形材料簡稱為成形材料。作為本發(fā)明的樹脂成形材料中可以使用的樹脂，沒有特別的限定，只要是可以成形的樹脂即可。作為熱塑性樹脂可以舉出聚乙烯樹脂、聚丙烯樹脂、聚氯乙烯樹脂、偏氯乙烯樹脂、聚苯乙烯樹脂、聚乙酸乙烯樹脂、氟樹脂、聚四氟乙烯樹脂、丙烯腈/丁二烯/苯乙烯樹脂、丙烯腈/苯乙烯樹脂、丙烯酸樹脂、曱基丙烯酸樹脂、聚酰胺樹脂、聚縮醛樹脂、聚碳酸酯樹脂、聯(lián)苯醚樹脂、聚酯樹脂、環(huán)狀聚烯烴樹脂、聚苯硫醚樹脂、聚砜樹脂、聚醚砜樹脂、聚芳酯樹脂、聚醚醚酮樹脂、聚酰亞胺樹脂等。作為熱固性樹脂可以舉出酚醛樹脂、環(huán)氧樹脂、三聚氰胺樹脂、尿素樹脂、不飽和聚酯樹脂和醇酸樹脂等。上述的樹脂也可以2種以上混合使用。作為樹脂，其中，優(yōu)選酚醛樹脂。在本發(fā)明的成形材料中使用的酚醛樹脂可以單獨(dú)使用酚醛清漆型或者可溶酚醛型，也可以兩者并用。關(guān)于本發(fā)明中使用的酚醛清漆型酚醛樹脂沒有特別的限定，例如可以舉出無規(guī)酚醛清漆樹脂和Hi-Ortho酚醛清漆樹脂。酚醛清漆型酚醛樹脂可以通過在草酸等酸催化劑的存在下，苯酚類和曱醛在IIA族元素或過渡元素和甲酸，乙酸等有機(jī)一元羧酸或者硼酸、鹽酸、硝酸等無機(jī)酸的鹽存在下反應(yīng)而合成。有關(guān)本發(fā)明中使用的可溶酚醛型酚醛樹脂沒有特別的限定，可以舉出羥曱基型、乙烯醚型，其中，從固化性和熱穩(wěn)定性平衡良好的理由出發(fā)優(yōu)選使用乙烯醚型。乙烯醚型可溶酚醛樹脂可以通過苯酚類和曱醛在IIA族元素或過渡元素和甲酸、乙酸等有機(jī)一元羧酸或者硼酸、鹽酸、硝酸等無機(jī)酸的鹽存在下反應(yīng)而合成。本發(fā)明中使用的乙烯醚型可溶酚醛樹脂從固化性角度出發(fā)，希望乙烯醚基含量為20~70摩爾°/。，數(shù)均分子量為4001000?？扇芊尤┬头尤渲能浕c(diǎn)沒有特別的限制，但是70。C以上由于操作性優(yōu)異而優(yōu)選。即，可溶酚醛型樹脂變得容易粉碎，且容易與其他填充物等混合。在使用酚醛清漆型酚酪樹脂時(shí)，作為硬化劑通常優(yōu)選相對于酚醛樹脂混合10~25質(zhì)量％的環(huán)六亞曱基四胺。更優(yōu)選12~18質(zhì)量％。通過混合10質(zhì)量％以上，使得固化變得充分，在25質(zhì)量％以下時(shí)固化充分的同時(shí)不產(chǎn)生由裂解氣造成的成形不良。在本發(fā)明的樹脂成形材料中使用的碳素材料相對于樹脂和無機(jī)物質(zhì)中的至少任何一種具有附著性。另外，本發(fā)明的碳素材料的真比重通常優(yōu)選1.8以上，更優(yōu)選1.8~2.5，特別優(yōu)選1.8~2.3。如果真比重在上述范圍內(nèi)，能夠容易地得到潤滑性的效果，且附著性高，含有這種碳素材料的樹脂成形材料具有優(yōu)異的耐磨損性。另外，本發(fā)明的碳素材料在X射線衍射中觀測的(002)面的衍射峰的半寬度(Tl)和相同條件的X射線衍射中觀測的標(biāo)準(zhǔn)硅(111)面的衍射峰的半寬度(T2)的半寬度比(Tl)/(T2)通常優(yōu)選為17以下。如果半寬度比(Tl)/(T2)在上述值以下，由于結(jié)晶性高，解理容易，磨損面容易變得平坦，且由于容易產(chǎn)生具有附著性的磨損粉而提高耐磨損性。本發(fā)明的樹脂成形材料中使用的附著性碳素材料是這樣的碳素材料在室溫(25°C)將沒有凹凸的玻璃制平板固定于平臺上，在平板承重面的中央部放置稱量的碳素材料1030mg，碳素材料前后各自跨度4cm，在加2~3kgf/cm、0.1960.294MPa)負(fù)重的同時(shí)，連續(xù)往返100次后，用棉紗布在玻璃平板上負(fù)重10g(98mN)下往返10次，完全除去在玻璃平板表面上殘存的粉末狀的碳素材料，相對于玻璃平板承載的碳素材料全部質(zhì)量X,X的0.1質(zhì)量。/。以上的碳素材料為平板表面附著殘存的碳素材料。這種附著性碳素材料可以認(rèn)為相對于樹脂和/或無機(jī)物質(zhì)具有附著性。附著殘存在平板表面的碳素材料優(yōu)選1質(zhì)量％以上，更優(yōu)選2質(zhì)量％以上。附著性碳素材料可以單獨(dú)使用也可以幾種組合使用。另外，即使是附著性碳素材料和不具有附著性的碳素材料的混合物，當(dāng)該混合物在具有附著性的情況下，也可以數(shù)種混合?；旌蠑?shù)種碳素材料的混合物時(shí)，通常優(yōu)選相對于1OO質(zhì)量份的樹脂調(diào)節(jié)附著性碳素材料的單獨(dú)含量為1.5~180質(zhì)量份。另外，碳素材料的數(shù)種混合物中如果不清楚是何種的碳素材料的混合物時(shí)，由于單獨(dú)具有附著性的碳素材料的質(zhì)量是不確定的，因此需要改變添加量，找出適宜的添加量，但是該混合物中具有附著性時(shí)通過適量的添加，能實(shí)現(xiàn)機(jī)械強(qiáng)度和耐磨損性的效果。上述附著性碳素材料由于磨損而變成磨損粉，相對于磨損而成的凹凸的樹脂以^/或無機(jī)物質(zhì)表面的至少任何一個(gè)而附著，由摩擦而被壓緊，使得磨損面變平?？傊?，附著性碳素材料通過磨損而產(chǎn)生磨損粉，同時(shí)具有涂覆磨損面成平的功能。另外，由于碳的潤滑性而抑制了磨損，減少磨損面的凹凸。本發(fā)明的樹脂成形材料中使用的附著性碳素材料為了更好的保持機(jī)械強(qiáng)度和耐磨損性都平衡，優(yōu)選纖維狀。碳素材料為了保持成形品的耐磨性相對于100質(zhì)量份的樹脂，如上所述，通常使用1.5~180質(zhì)量份的范圍。優(yōu)選3100質(zhì)量份，更優(yōu)選550質(zhì)量份。含量如果在這個(gè)范圍內(nèi)，就能夠保持高的機(jī)械強(qiáng)度和耐磨損性。即，含量如果在1.5質(zhì)量份以上，就能夠充分發(fā)揮耐磨損效果，如果在180質(zhì)量份以下，就能夠顯著地提高機(jī)械強(qiáng)度，容易得到良好的成形品。作為本發(fā)明的酚醛樹脂成形材料中使用的纖維狀碳素材料(附著性碳纖維)為了保持高的耐磨損性，優(yōu)選瀝青系，瀝青系碳纖維中有石油系、煤系、合成品系、液化煤系等，通常通過在精煉石油時(shí)副生的瀝青作為原料，抽絲、不熔化、150(TC以上、3000。C以下進(jìn)行碳化或石墨化而制成。瀝青系碳纖維主要由碳原子六角網(wǎng)平面構(gòu)成，特別優(yōu)選網(wǎng)平面是雜亂地聚集而成的各向同性的網(wǎng)平面。像這樣的瀝青系碳纖維的例子可以舉出日本石墨纖維社制(夕'，77行卜"4^一)(XN-跳03S)等。以下，纖維狀碳素材料表示為附著性碳纖維或者簡稱為碳纖維。另外，這些附著性碳素材料從操作性的提高和與樹脂的附著力的觀點(diǎn)出發(fā)，優(yōu)選進(jìn)行氧化處理、等離子處理、環(huán)氧系樹脂、聚酰胺系樹脂、聚碳酸酯系樹脂、尼龍系樹脂、聚氨酯樹脂、有機(jī)硅烷偶合劑、鈦酸酯偶合劑等的表面處理。為了使本發(fā)明的成形材料的制造容易且保持機(jī)械強(qiáng)度，成形材料中碳纖維的平均纖維長度在與樹脂混煉后的階段通常為10~500iam,優(yōu)選20~200Hm，更優(yōu)選30~130jam。成形材料中碳纖維的平均纖維長度如果在10jum以上，則機(jī)械強(qiáng)度提高，如果在250jim以下容易成形。本發(fā)明中碳纖維的平均纖維長度意味著，例如，添加溶解樹脂的溶劑，例如丙酮使粉碎的B階段(半固化)狀態(tài)的成形材料成為10質(zhì)量°/。，浸漬24~28小時(shí)，讓樹脂部分溶解，然后澆鑄于沒有凹凸的玻璃板上，在任意選擇的1mm四方框中用顯微鏡測量存在的所有碳纖維的長度，反復(fù)測量直到測量值達(dá)到100根以上為止而得到的纖維長度分布的峰位置。另夕卜，^s灰纖維的平均纖維直徑通常為530nm，優(yōu)選720)im,特別優(yōu)選8~18|am。本發(fā)明樹脂成形材料中使用的無機(jī)物質(zhì)可以使用二氧化硅、玻璃、硅灰石、螢石、珍珠、磷灰石、氧化鋯、莫來石、氧化鋁、粘土、云母、滑石、沸石、氫氧化鋁、氫氧化鎂、碳酸鈣、疏酸鋇、硼酸鎂等，這些也可以兩種以上混合使用。無機(jī)物質(zhì)相對于100質(zhì)量份的樹脂通常優(yōu)選使用33350質(zhì)量份的范圍。更優(yōu)選66~250質(zhì)量份。特別優(yōu)選IOO~230質(zhì)量份。含量在33質(zhì)量份以上機(jī)械強(qiáng)度提高，如果在230質(zhì)量份以下耐磨損性就會增加。另外，需要根據(jù)無機(jī)物質(zhì)的硬度來調(diào)節(jié)含量。硬度高的無機(jī)物質(zhì)時(shí)，容易提高機(jī)械強(qiáng)度，相反，如果增加含量耐磨損性容易降低。作為無機(jī)物質(zhì)的形狀，可以舉出粉末狀、粒子狀和纖維狀等物質(zhì)。無機(jī)物質(zhì)的形狀從成形材料的耐磨損性角度以及從成形材料的流動性角度出發(fā)，相對于不定形的例子優(yōu)選使用球狀粒子。球狀粒子的平均粒徑優(yōu)選和碳素材料以及/或者樹脂容易細(xì)密地分散的50lam以下。^尤選1040jam,更4尤選15~35|iim。平均粒徑如果在50jam以下，由于破損粉的大小變小而提高耐磨損效果。另外，無機(jī)物質(zhì)的形狀從成形材料的機(jī)械強(qiáng)度的角度出發(fā)優(yōu)選纖維狀。即，成形材料通過含有無機(jī)纖維使制成的成形品的機(jī)械強(qiáng)度增強(qiáng)。無機(jī)纖維的平均纖維直徑?jīng)]有特別的限定，通常為550)Lim,優(yōu)選6~40jam,更優(yōu)選630jam。通過使用平均纖維直徑范圍內(nèi)的纖維，可以提高成形材料化階段的操作性。另外，纖維的平均纖維長度沒有特別的限定，在與樹脂混煉后的階段通常為10-500]um，優(yōu)選20200jum，更優(yōu)選30~130jam。通過使用平均纖維長度范圍內(nèi)的纖維，可以提高成形材料化時(shí)的操作性、成形性以及成形品的強(qiáng)度。本發(fā)明的樹脂成形材料中作為無機(jī)物質(zhì)優(yōu)選從二氧化硅、玻璃、硅灰石(莫氏硬度4-5)中選出的至少一種來混合。作為二氧化硅從容易破碎、破碎粉的大小、硬度等的平衡出發(fā)，優(yōu)選球狀二氧化硅。另外，作為玻璃優(yōu)選玻璃纖維。玻璃纖維的平均纖維直徑?jīng)]有特別的限定，通常為6~15jam。另外，通過使用平均纖維直徑范圍內(nèi)的玻璃纖維，可以提高成形材料化階段的操作性。玻璃纖維的平均纖維長度沒有特別的限定，在混煉前通常使用為l~6mm，優(yōu)選1~5mm，更優(yōu)選1~4mm的短切纖維型纖維。通過使用平均纖維長度范圍內(nèi)的玻璃纖維，在與樹脂混煉時(shí)的平均纖維長度通常為10500iim，優(yōu)選20200Mm，更優(yōu)選30~130jam的范圍，可以提高成形材料化時(shí)的操作性、成形性以及成形體的強(qiáng)度。硅灰石相對于100質(zhì)量份的樹脂通常更優(yōu)選混合100~200質(zhì)量份。如上所述，在成形品的磨損面上如果細(xì)密地分散有碳素材料和無機(jī)物質(zhì)，由附著性碳素材料產(chǎn)生的磨損粉相對于露出在磨損面上的樹脂和無機(jī)物質(zhì)中的至少任何一種，變得能更容易得均勻地附著。由此，由附著性碳素材料生成的磨損粉均勻地涂覆磨損面全體，由于含在磨損粉中的碳的潤滑性的作用，從而提高了耐磨損性的效果。因此，為了提高耐磨損性效果，無機(jī)物質(zhì)和附著性碳素材料的混合比為相對于1OO質(zhì)量份樹脂的無機(jī)物質(zhì)的質(zhì)量份除以相對于1OO質(zhì)量份樹脂的附著性碳素材料的質(zhì)量份的值為a，通常為0.19<a《233。優(yōu)選0.6《a<83，更優(yōu)選1.8<oc《46。a如果在上述范圍內(nèi)耐磨損性就充足。即，cc如果在0.19以上，由于碳素材料的量是適合的，耐磨損性效果好，機(jī)械強(qiáng)度也提高。a如果在233以下，由于含在磨損粉中的碳素材料的量是適合的，因此磨損粉容易均勻地涂覆磨損面，由于碳的潤滑性能夠充分地發(fā)揮，提高了耐磨損性的效果。另外，和只添加附著性碳素材料的情況或只添加無機(jī)物質(zhì)的情況相比，兩者合用時(shí)即^f吏減少添加的附著性^碳素材并+的量，由于兩者的相乘的添加效果，可以得到相當(dāng)大的耐磨損效果，且機(jī)械強(qiáng)度(例如，查拜式?jīng)_擊強(qiáng)度和彎曲強(qiáng)度)也高。即使是只添加附著性碳素材料，不添加無機(jī)物質(zhì)的情況下，也可以得到耐磨損性提高的效果，但是必須要大量的添加附著性碳素材料。即，合用附著性碳素材料和無機(jī)物質(zhì)這兩者時(shí)有以下的優(yōu)點(diǎn)。與作為附著性碳素材料中的一種瀝青系碳纖維相比，由于無機(jī)物質(zhì)價(jià)格低可以降低制造成本，但機(jī)械強(qiáng)度不會降低。合用附著性碳素材料和無機(jī)物質(zhì)的情況，可以得到極大的耐磨損性效果和良好的機(jī)械強(qiáng)度的理由，可以通過以下的理由來推測。即，通過初期的摩擦磨損，由成形材料中的無機(jī)物質(zhì)由來的磨損粉更容易引起附著性碳素材料的磨損粉的產(chǎn)生。附著性碳素材料由來的磨損粉如果附著在含有無機(jī)物質(zhì)的磨損表面上，則抑制無機(jī)物質(zhì)的磨損粉的產(chǎn)生，耐磨損性得到發(fā)揮。因此，無機(jī)物質(zhì)在磨損初期賦予產(chǎn)生附著性碳素材料的磨損粉，而表現(xiàn)出耐磨損性的效果，即，附著性碳素材料涂覆磨損表面，這之后，由于無機(jī)物質(zhì)變得不會被很大地磨損，因此無機(jī)物質(zhì)賦予機(jī)械強(qiáng)度的保持。另外，可以認(rèn)為機(jī)械強(qiáng)度由于附著性碳素材料本身的機(jī)械強(qiáng)度低，在增加附著性碳素材料含量的同時(shí)，成形材料的機(jī)械強(qiáng)度下降。因此，通過合用無機(jī)物質(zhì)和附著性碳素材料，可以在維持高的耐磨損性效果的同時(shí)，降低附著性碳素材料的含量，因此，可以制成在成形材料中具有良好的機(jī)械強(qiáng)度的成形材料。在本發(fā)明的成形材料中，作為無機(jī)物質(zhì)，從成形材料的耐磨損性、流動性和機(jī)械強(qiáng)度的平衡角度出發(fā)，相對于單獨(dú)使用二氧化硅或玻璃，優(yōu)選組合使用。特別優(yōu)選球狀二氧化硅和玻璃纖維的組合。如果組合玻璃纖維可以提高成形材料的強(qiáng)度。本發(fā)明成形材料的主填充劑在只有硅灰石和附著性碳素材料時(shí)，雖然制成的成形品的耐磨損性效果大，但是卻有機(jī)械強(qiáng)度不足的情形。這時(shí)，優(yōu)選添加作為增強(qiáng)纖維的纖維狀的填料。像這樣的增強(qiáng)纖維可以舉出，上述的玻璃纖維、眾所周知的石棉、陶瓷纖維、硼纖維、碳化硅纖維、氧化鋁纖維等無機(jī)纖維、纖維分離漿、粉末漿、粉碎布、芳香族聚芬綸纖維等有機(jī)纖維和金屬纖維等。通過添加增強(qiáng)纖維提高所制成的成形品的機(jī)械強(qiáng)度。在本發(fā)明中作為增強(qiáng)纖維正如上述所述優(yōu)選添加玻璃纖維。在本發(fā)明中使用的潤滑性物質(zhì)是具有使粉末狀動摩擦系數(shù)降低的特性的物質(zhì)。作為潤滑性物質(zhì)可以舉出從聚乙烯樹脂、尼龍樹脂、氟樹脂和聚丙烯系樹脂中選出的至少一種樹脂，具體的例如，低密度聚乙烯樹脂、中密度聚乙烯樹脂、高密度聚乙烯樹脂、尼龍6樹脂、尼龍66樹脂、聚四氟乙烯樹脂(PTFE:聚四氟乙烯樹脂)、聚三氟氯乙烯樹脂、聚四氟乙烯六氟丙烯樹脂、丙烯單聚體、丙烯-乙烯共聚物以及它們的混合物等。另外，在本發(fā)明樹脂成形材料中作為樹脂使用聚乙烯樹脂、尼龍樹脂、氟樹脂和聚丙烯系樹脂等的潤滑性物質(zhì)時(shí)，不需要添加潤滑性物質(zhì)。作為潤滑性物質(zhì)優(yōu)選氟樹脂，更優(yōu)選聚四氟乙烯樹脂。粉粒狀是指物理地粉碎上述潤滑性物質(zhì)而成的物質(zhì)和成形為球狀等的物質(zhì)。另外，潤滑性物質(zhì)的粉粒體的平均粒徑通常為2llO]am。平均粒徑如果在2ym以上，容易操作，如果在110ium以下成形性和成形體的外觀良好。優(yōu)選為2130jum，更優(yōu)選為40~lOOjum。潤滑性物質(zhì)的含量相對于100質(zhì)量份的樹脂通常優(yōu)選為0.2~35質(zhì)量份，更優(yōu)選為1~25質(zhì)量份，特別優(yōu)選為317質(zhì)量份。如果含量在0.2質(zhì)量份以上，就可以得到耐磨損性效果，如果在35質(zhì)量份以下成形性良好。另外，潤滑性物質(zhì)粒徑如果變大，由于粒子表面的滑動性，有使得維持良好的分散性變得困難的傾向。本發(fā)明的成形材料由于含有附著性碳素材料和無機(jī)物質(zhì)，在合用兩者時(shí)即使不添加潤滑性物質(zhì)，磨損面也具有平滑性和滑動性，得到極大的耐磨損效果，機(jī)械強(qiáng)度(例如，查拜式?jīng)_擊強(qiáng)度和彎曲強(qiáng)度)也高，如果進(jìn)一步添加潤滑性物質(zhì)，由于附著性碳素材料和無機(jī)物質(zhì)以及潤滑性物質(zhì)的相乘效果，耐磨損性卓越地提高。另外，少量的潤滑性物質(zhì)的添加能夠得到相乘效果，因此在維持良好的機(jī)械強(qiáng)度、成形性和操作性的同時(shí)，可以抑制成本的增加。潤滑性物質(zhì)的耐磨損效果作為促進(jìn)附著性碳素材料和無機(jī)物質(zhì)的相乘效果，可以有以下的推測。在本發(fā)明中，由于磨損而產(chǎn)生的磨損粉中，作為主要的由附著性碳素材料由來的磨損粉附著在摩擦面上，具有耐磨損涂層的功能。在這耐磨損涂層部中即使少量存在均勻的潤滑性物質(zhì)，可以提高耐磨損涂層本身的滑動性，增加耐磨損效果。一般，如果在成形材料中添加潤滑性物質(zhì)，耐磨損性雖然提高，但是由于降低了成形性和操作性、機(jī)械強(qiáng)度，有需要限制潤滑性物質(zhì)添加量的問題。通過合用附著性碳素材料和無機(jī)物質(zhì)，本發(fā)明的潤滑性物質(zhì)的添加量在少量的同時(shí)，可以卓越地提高耐磨損性，并且在維持良好的機(jī)械強(qiáng)度、成形性和操作性的同時(shí)，可以通過添加潤滑性物質(zhì)來降低成本的增加。本發(fā)明的樹脂成形材料在以上說明的成分之外，在不損害本發(fā)明目的的范圍下，可以混合硬脂酸鈣、硬脂酸鎂、硬脂酸鎂等硬脂酸鹽類、二十四烷基臘等脫模劑、兒茶酚、雙酚A等多功能苯酚化合物、對甲苯磺酸、對羥苯磺酸等磺酸類、苯曱酸、水楊酸、草酸、己二酸等羧酸類、乙酰丙酮鈷(n)、乙酰丙酮鋁(m)、乙酰丙酮鋯(iv)等金屬配鹽、氧化鈣、氧化鈷、氧化鎂、氧化鐵等金屬氧化物、氫氧化鈣、咪唑、二氮雙環(huán)十一烯、苯膦酸等硬化輔助劑、氧化鈦、氧化鐵紅、炭黑、鉬紅、酞菁藍(lán)等顏料、二硫化鉬等潤滑性賦予劑、聚酯樹脂、聚氨酯樹脂、聚酰胺樹脂、聚丁二烯、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物、聚醋酸乙烯樹脂、苯乙烯-異戊間二烯共聚物等彈性體等這些到目前為止使用的添加劑。制作本發(fā)明的樹脂成形材料的方法，可采用通常的方法。即，添加樹脂、硬化劑、碳素材料、無機(jī)物質(zhì)、潤滑性物質(zhì)、其他無機(jī)物質(zhì)、增強(qiáng)纖維、脫模劑、硬化助劑、顏料等各種添加劑，均勻的混合后，在加熱輥筒、捏和擠壓機(jī)、雙螺桿擠塑機(jī)等單獨(dú)的混煉機(jī)或者輥筒和其他的混合機(jī)組合下加熱混煉，通過粉碎或造粒機(jī)進(jìn)行顆?；瞥?。具體實(shí)施例方式以下，通過本發(fā)明的實(shí)施例和比較例來更具體地說明本發(fā)明，但是本發(fā)明并不限于這些實(shí)施例。首先，有關(guān)本發(fā)明中使用的碳素材料的附著性、真比重、拉曼分光光語和X射線衍射的測定方法，在以下表示。另外，各種成形材料成形成試片，顯示對其成形品進(jìn)行的纖維長度、彎曲強(qiáng)度、彎曲彈性模數(shù)、查拜式?jīng)_擊強(qiáng)度、滑動磨損量、成形性的測定方法以及滑動磨損試驗(yàn)后試片中的磨損面的評價(jià)方法。另外，對使用的碳纖維進(jìn)行再次附著性試驗(yàn)。注射成形和加壓成型在^f莫具溫度為180°C、進(jìn)行l(wèi)分鐘的固化。碳素材料的附著性實(shí)驗(yàn)本發(fā)明的碳素材料的附著性是在室溫(25°C)下將沒有凹凸的玻璃制平板固定于平臺上，在平板承重面的中央部放置稱量的碳素材料1030mg,碳素材料前后各自跨度4cm，在加3kgf/cm、0.294MPa)負(fù)重的同時(shí)，連續(xù)往返IOO次后，用棉紗布在玻璃平板上負(fù)重10g(98mN)下往返10次，完全除去在玻璃平板表面上殘存的粉末狀的碳素材料，相對于玻璃平板承載的碳素材料全部質(zhì)量X，判斷為X的0.1質(zhì)量。/。以上的碳素材料在平板表面附著殘存的碳素材料的附著性為有，不到0.1質(zhì)量％的碳素材料的附著性為無。真比重通過使用比重瓶的丁醇置換法(JISR7222,石墨材料的物理特性測定法)來測定。X射線衍射使用X射線衍射計(jì)(理學(xué)電器社制，RINT),進(jìn)行粉末X射線衍射測定。將碳素材料制成粉末狀，將石英制樣品支撐物的凹部充填成平，作為測定樣品，設(shè)定X射線源為Cu-Ka線，輸出功率為40Kv、20mA下測定。在同一條件下對標(biāo)準(zhǔn);圭(SRM640c)進(jìn)行測定。纖維長度纖維長度是添加丙酮使粉碎的B階段狀態(tài)的成形材料成為10質(zhì)量％,浸漬24-28小時(shí)，^使樹脂部分溶解，然后澆鑄于沒有凹凸的玻璃板上，在任意選擇的lmm的四方框中用顯微鏡測量存在的所有碳素材料的長度，反復(fù)測量直到測量值達(dá)到1OO根以上為止，求出得到的纖維長度分布的峰位置。彎曲彈性模數(shù)、彎曲強(qiáng)度用島津制作所(抹)社制的拉力測試儀(亍歹夕口》)測定通過JISK6911成形的試片(厚為4mm、寬為10mm、長為80mm)。測定條件為孔距64mm、頭速為2mm/min。查拜式?jīng)_擊強(qiáng)度用東京動機(jī)(抹)社制的查拜式?jīng)_擊試驗(yàn)機(jī)來測定通過JISK6911成形的試片。注射成形性可以連續(xù)注射成形的為O，不能成形的評價(jià)為x?；鞜捫杂眉訜彷佂策M(jìn)行混煉時(shí)，可以混煉的為O，不可以混煉的評價(jià)為x?；瑒幽p量設(shè)置圓柱狀磨損輪(轉(zhuǎn)子、不銹鋼制、直徑為18mm、寬為10mm、比重為7.86)，使得試片(定子)在磨損輪的上部左右對稱的2個(gè)地方線接觸，在2處的接觸部均等的負(fù)重3Kg。轉(zhuǎn)子在60rpm、旋轉(zhuǎn)10個(gè)小時(shí)后，轉(zhuǎn)子和定子磨損的質(zhì)量除以轉(zhuǎn)子和定子中各個(gè)材料的比重求出其值。磨損面的狀態(tài)用掃描電子顯微鏡觀察滑動磨損試驗(yàn)處理后的定子的磨損面，進(jìn)行評價(jià)。表l表示進(jìn)行碳素材料的附著性試驗(yàn)的結(jié)果。表l<table>tableseeoriginaldocumentpage18</column></row><table>實(shí)施例l~13和比較例1~11使用表2中所示的原材料，按表3和表4的混合比來混合，加熱混煉制成成形材料。但是，實(shí)施例13混合除了碳纖維之外的成分，加熱混煉后在粉碎的該混合物的物質(zhì)中用混合機(jī)混合碳纖維，制成成形材料。接下來，通過注射成形使得各個(gè)成形材料成為各種試片，對其成形品進(jìn)行評價(jià)。但是，對實(shí)施例13加壓成型，對其成形品進(jìn)行評價(jià)。另外，對使用的碳纖維進(jìn)行再次附著性試驗(yàn)。結(jié)果示于表3和4中。表2<table>tableseeoriginaldocumentpage20</column></row><table>表3<table>tableseeoriginaldocumentpage21</column></row><table>HP-700NK、HP-1100、環(huán)六亞曱基四胺和氧化鎂以42*()內(nèi)表示附著性碳素材料的質(zhì)量**混煉方法不同42:13的質(zhì)量比混合的混合物。表4<table>tableseeoriginaldocumentpage22</column></row><table>*HP-700NK、HP-llOO、環(huán)六亞曱基四胺和氧化鎂以42:42:13:3的質(zhì)量比混合的混合物。200680041370.3溢齒被19/20M從表3和4中，實(shí)施例l~13與使用沒有附著性(真比重和X射線衍射峰的半寬度比(Tl)/(T2)在本申請范圍外)的碳素材料的比較例l~4和13,以及不含碳素材料的比較例5~12相比，耐磨損性優(yōu)越。另外，實(shí)施例中除了混煉后的碳纖維長度長的實(shí)施例13外，注射成形性優(yōu)越。含有硅灰石的實(shí)施例l~13與其它實(shí)施例相比，耐磨損性優(yōu)越，其中，進(jìn)一步含有潤滑性物質(zhì)的實(shí)施例1的耐磨損性最好。以上可知，本發(fā)明通過由硅灰石和碳素材料的相乘效果，提高機(jī)械強(qiáng)度和耐磨損性效果，如果添加少量的潤滑性物質(zhì)能夠更加^是高耐磨損性效果。上述所述可知，本發(fā)明的樹脂成形材料，通過附著性石友素材料和無機(jī)物質(zhì)，進(jìn)一步在樹脂中共存潤滑性物質(zhì)，可以不損害機(jī)械強(qiáng)度，耐磨損性相當(dāng)優(yōu)越。另外，通過少量添加潤滑性物質(zhì)，可以提高耐磨損性。進(jìn)一步，通過同時(shí)使用作為增強(qiáng)纖維的玻璃纖維等，具有更良的機(jī)械強(qiáng)度。從具有這些特性可知，本發(fā)明的樹脂成形材料，適用于樹脂制滑動部件材料。權(quán)利要求1.一種樹脂成形材料，其含有樹脂、碳素材料和無機(jī)物質(zhì)，其特征在于，作為碳素材料含有附著性碳素材料。2.—種樹脂成形材料，其含有樹脂、碳素材料和無機(jī)物質(zhì)，其特征在于，作為碳素材料含有真比重為1.8以上的碳素材料。3.—種樹脂成形材料，其含有樹脂、碳素材料和無機(jī)物質(zhì)，其特征在于，作為碳素材料含有在X射線衍射中觀測的(002)面的衍射峰的半寬度(Tl)和相同條件下觀測的標(biāo)準(zhǔn)硅(111)面的衍射峰的半寬度(T2)的半寬度比(Tl)/(T2)為17以下的碳素材料。4.根據(jù)權(quán)利要求1-3中任一項(xiàng)所述的樹脂成形材料，其中，附著性碳素材料的含量相對于100質(zhì)量份的樹脂為1.5~180質(zhì)量份。5.根據(jù)權(quán)利要求1-4中任一項(xiàng)所述的樹脂成形材料，其中，無機(jī)物質(zhì)的含量相對于IOO質(zhì)量份的樹脂為33~350質(zhì)量份。6.根據(jù)權(quán)利要求1-5中任一項(xiàng)所述的樹脂成形材料，其中，樹脂為酚醛樹脂。7.根據(jù)權(quán)利要求1-6中任一項(xiàng)所述的樹脂成形材料，其中，無機(jī)物質(zhì)為二氧化硅、玻璃、硅灰石中選出的至少一種。8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的樹脂成形材料，其中，二氧化硅為球狀二氧化硅。9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的樹脂成形材料，其中，玻璃為玻璃纖維。10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的樹脂成形材料，其中，硅灰石的含量相對于100質(zhì)量份的樹脂為80~200質(zhì)量份。11.根據(jù)權(quán)利要求1-10中任一項(xiàng)所述的樹脂成形材料，其中，碳素材料為纖維狀。12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的樹脂成形材料，其中，纖維狀碳素材料為瀝青系碳纖維。13.根據(jù)權(quán)利要求11或12所述的樹脂成形材料，其中，纖維狀碳素材料的平均纖維長度在與樹脂混煉后的階段為10~250pm。14.根據(jù)權(quán)利要求1-13中任一項(xiàng)所述的樹脂成形材料，其中，進(jìn)一步含有潤滑性物質(zhì)。15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的樹脂成形材料，其中，潤滑性物質(zhì)為從聚乙烯樹脂、尼龍樹脂、氟樹脂和聚丙烯系樹脂中選出的至少一種樹脂。16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的樹脂成形材料，其中，潤滑性物質(zhì)為氟樹脂。17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的樹脂成形材料，其中，氟樹脂為聚四氟乙烯。18.根據(jù)權(quán)利要求14-17中任一項(xiàng)所述的樹脂成形材料，其中，潤滑性物質(zhì)的平均粒徑為2~110pim。19.根據(jù)權(quán)利要求14-18中任一項(xiàng)所述的樹脂成形材料，其中，潤滑性物質(zhì)的含量相對于100質(zhì)量份的樹脂為0.2~35質(zhì)量份。全文摘要本發(fā)明涉及一種樹脂成形材料，其可以改善因無機(jī)物、特別是玻璃纖維等產(chǎn)生的磨損粉而引起的耐磨損性降低，在維持良好的機(jī)械強(qiáng)度的同時(shí)，耐磨損性卓越突出。提供一種含有樹脂、碳素材料和無機(jī)物的樹脂成形材料，其碳素材料含有附著性碳素材料。文檔編號C08K7/06GK101300308SQ200680041370公開日2008年11月5日申請日期2006年11月10日優(yōu)先權(quán)日2005年11月11日發(fā)明者小田寬人,彼谷美千子,稻田禎一申請人:日立化成工業(yè)株式會社