專利名稱：：改性氟樹脂組合物以及改性氟樹脂成型體的制作方法
技術領域：
：本發(fā)明涉及具有優(yōu)異的耐熱性、耐摩耗性、耐蠕變性的改性氟樹脂組合物，以及由該改性氟樹脂組合物構成的滑動部件、密封品、填料(packing)、墊圏、半導體制造用容器夾具配管等改性氟樹脂成型體。
背景技術：
：氟樹脂組合物具有優(yōu)異的低摩擦性、耐熱性、電氣特性、耐化學藥品性以及清潔性(非污染性)，一直被廣泛用于工業(yè)、生活用的各種用途中但是，氟樹脂在滑動環(huán)境下或高溫的壓縮環(huán)境下，摩擦或蠕變變性大，導致有時不能使用。因此，采取的對策為通過向氟樹脂中添加填充材料，來改善磨耗或蠕變變形。作為本發(fā)明涉及的改性氟樹脂組合物以及改性氟樹脂成型體的現(xiàn)有技術文獻信息，例如有如下文獻。專利文獻1:日本特許第3608406號公報專利文獻2:日本特開平9-310281號公報專利文獻3:日本特許第3672429號公報專利文獻4:日本特開平7-247377號公報專利文獻5:日本特開2000-290409號公報專利文獻6:日本特開平11-172014號公報專利文獻7:日本特開平6-32978號公報
發(fā)明內容發(fā)明要解決的問題對氟樹脂組合物給予高耐摩耗性而言，彈性模量高的填充材料是有效果的，但是，會產(chǎn)生如下問題，即，會損傷滑動的相對材料，或者提高摩擦系數(shù)使得在滑動時容易發(fā)熱等，因此，其利用范圍經(jīng)常受到限制，并不是令人滿意的材料。作為解決這樣的問題的技術，已經(jīng)提出了一種改性氟樹脂，其為在低氧濃度氛圍下并且在氟樹脂的熔點附近，對氟樹脂照射電離性射線而成。改性氟樹脂具有優(yōu)異的耐摩耗性、耐蠕變性，而且也具有氟樹脂本來的良好特性。但是，這種改性氟樹脂組合物在干燥氛圍下或液體中的高表面壓力環(huán)境下(油中)，未必能發(fā)揮充分的滑動特性。因此，本發(fā)明的目的是為解決上述問題，提供一種改性氟樹脂組合物以及改性氟樹脂成型體，該改性氟樹脂在干燥氛圍以及油中，具有優(yōu)異的耐摩耗性、低摩擦性以及耐蠕變性。解決問題的手段為了達成上述目的，本發(fā)明的改性氟樹脂組合物是配合氟樹脂、改性氟樹脂和聚酰胺而成的，其中，改性氟樹脂與聚酰胺的合計量相對于氟樹脂和改性氟樹脂以及聚酰胺的合計量的比例為550體積％，并且，使改性氟樹脂與聚酰胺的體積的并用比率為，聚酰胺相對于改性氟樹脂是0.12。另外，優(yōu)選氟樹脂為5095體積％、上述改性氟樹脂為330體積％、上述聚酰胺為2~25體積％。聚酰胺優(yōu)選為對型或間型的任一種的芳香族聚酰胺。上述聚酰胺優(yōu)選為粒子狀或纖維狀的聚酰胺。另外，本發(fā)明的改性氟樹脂成型體是由上述改性氟樹脂組合物來成型的成型體。發(fā)明效果根據(jù)本發(fā)明，可以發(fā)揮如下優(yōu)異的效果在干燥環(huán)境下以及油中，呈現(xiàn)出優(yōu)異的耐摩耗性、低摩擦性以及耐蠕變性。具體實施例方式本發(fā)明涉及的改性氟樹脂組合物是配合llM脂、改性氟樹脂和聚酰胺而成的。作為氟樹脂，可以舉出聚四氟乙烯(PTFE)、聚四氟乙烯-全氟烷基乙烯基醚(PFA)、聚四氟乙烯-六氟丙烯(FEP)。在PTFE(作為第1成分)之中，也包括含有0.2mol。/。以下的以全氟(烷基乙烯基醚)、六氟丙烯(全氟烷基)乙烯或氯三氟乙烯等共聚性單體為基礎的聚合單元的成分(作為第2成分)。另外，這些氟樹脂，可以在其分子結構中含有少量的第3成分。改性氟樹脂可以通過如下方法得到在氧分壓為10torr(1.3xl03Pa)以下的惰性氣體氛圍下、并且在加熱至其熔點以上的狀態(tài)下，在照射線量為lkGy10MGy的范圍內對氟樹脂照射電離性射線。作為電離性射線，可以舉出Y射線、電子射線、X射線、中子射線或高能離子束。進行電離性射線的照射時，需要先將氟樹脂加熱至其結晶熔點以上。例如，使用PTFE作為氟樹脂時，在比PTFE的熔點即327°C高的溫度下進行照射，另外，使用PFA時，加熱至高于310。C的溫度進行照射，使用FEP時，加熱至高于275。C的溫度進行照射。將氟樹脂加熱至其熔點以上，使構成氟樹脂的主鏈的分子運動活躍化，這樣做的結果，可以有效地促進分子間的交聯(lián)反應。但是，過度加熱有時會導致分子主鏈的斷裂和分解，因此，加熱溫度應該控制在比氟樹脂的熔點高1030。C的溫度范圍內。這樣改性的改性氟樹脂具有耐摩耗性或耐蠕變性等優(yōu)異的特征，但是，由于在分子中導入交聯(lián)結構，而使電子密度產(chǎn)生偏差，其結果為，由于熱而使叔氟容易脫落，由于分子鏈的斷裂而導致耐熱性的降低。本發(fā)明人等依據(jù)這樣的現(xiàn)象進行潛心研究，結果發(fā)現(xiàn)，向改性氟樹脂中添加聚酰胺是極為有效的，從而完成本發(fā)明。對于由聚酰胺所產(chǎn)生的這樣的效果(耐熱性提高)的具體原因還不明確，但推測如下通過補充由熱而脫離的叔氟來穩(wěn)定化，使其后的惡化的連鎖反應停止。作為聚酰胺，優(yōu)選為對型或間型類型的芳香族聚酰胺。這是因為雖然鄰型類型的芳香族聚酰胺在結構上也是可能的，但是合成困難，并且，恒溫成型時的耐熱性不充分。另外，聚酰胺的形狀優(yōu)選為粒子狀或纖維狀。使用粒子狀或纖維狀的聚酰胺，可以在提高滑動特性方面發(fā)揮顯著的效果。配合于本改性氟樹脂組合物中的改性氟樹脂與聚酰胺的合計量，以體積換算(體積比)計，相對于改性氟樹脂組合物(氟樹脂和改性氟樹脂以及聚酰胺的合計量)為550%。這是因為改性氟樹脂與聚酰胺的合計量如果小于5%,則難以實現(xiàn)耐摩耗性的顯著提高,如果超過50%，則會導致伸長的顯著降低，從而產(chǎn)生機械變脆等問題。改性氟樹脂與聚酰胺的并用比率以體積換算(體積比)計，聚酰胺相對于改性氟樹脂的比率為0.1~2。改性氟樹脂與聚酰胺的并用比率如果小于O.l，則不能實現(xiàn)耐摩耗性的顯著提高，如果超過2則機械強度大大降低而變脆。另外，改性氟樹脂組合物中，優(yōu)選氟樹脂的體積比為50~95%、改性氟樹脂的體積比為3~30%、聚酰胺的體積比為225%。以上，本實施方式的改性氟樹脂具有優(yōu)異的耐熱性、耐摩耗性以及耐蠕變性，特別是在干燥氛圍以及油中，其效果顯著。另外，可以向本實施方式的改性氟樹脂中，添加著色劑、抗氧化劑、固體潤滑劑等。改性氟樹脂成型體是將改性氟樹脂組合物成型而得的成型體，具有優(yōu)異的耐熱性、耐摩耗性以及耐蠕變性。本實施方式的改性氟樹脂成型體可以用于產(chǎn)業(yè)機械、OA等滑動部件、半導體相關制造部件等廣泛的用途。實施例下面，根據(jù)實施例，對本發(fā)明的實施方式進行說明，但本發(fā)明并不限于這些實施例。制造實施例1-7以及比較例1-8的試樣，對(1)耐摩耗性、(2)彎曲試驗分別進行評價。將實施例1-7和比較例1-8的結果示于表1和表2中。表1配合量是體積％<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>*1:特沃倫(Twaron,注冊商標，TeijinTechnoProductsLimited公司制造)(對型聚對苯二甲酰對苯二胺)*2:康耐克斯(conex，注冊商標，TeijinTechnoProductsLimited公司制造)(間型聚間苯二曱酰間苯二胺)表2配合量是體積％<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>*1:特沃倫(Twaron，注冊商標，TeijinTechnoProductsLimited公司制造)(對型聚對苯二甲酰對苯二胺)*2:康耐克斯(conex，注冊商標，TeijinTechnoProductsLimited公司制造)(間型:聚間苯二曱酰間苯二胺)對實施例以及比較例的試樣的制造方法和試驗方法進行說明。作為PTFE,使用旭硝子公司制造的P-63P;作為PFA,使用大金工業(yè)社制造的N-20;作為低密度PTFE,使用喜多村公司制造的KTL-20N。在PTFE系中，用混合器混合配合劑后，通過熱成型來成型。將粉末填充于ct)45mm、高80mm的才莫具中，在36(TC加熱1.5小時，然后在50MPa的壓力下進行壓縮成型，制造出坯料。將坯料切成lmm的厚度，得到評價用薄片。配合劑中含有的芳香族聚酰胺為纖維狀的特沃倫(對型聚對苯二曱酰對苯二胺)。在PFA系中，用直徑20mm的雙螺桿混煉機在340。C、旋轉數(shù)為20rpm的條件下，將PFA與其他的配合劑混煉，然后利用360。C的熱壓機在lOMPa、10分鐘的條件下加壓，得到厚度為lmm的評價用薄片。配合劑中含有的芳香族聚酰胺為纖維狀的康耐克斯(間型聚間苯二曱酰間苯二胺)。改性PTFE的制造方法為在氧分壓10Pa(l(T5mol/g)、氮氛圍、340。C的溫度條件下，對PTFE(P-63P)以120kGy的照射量照射電子射線(加速電壓1.5MeV)。對這樣得到的試樣的特性評價方法進行如下說明。其中，測定數(shù)是各試樣取3份，將它們的算術平均作為平均值。(1)耐摩耗性試驗使用推力磨損試驗裝置，以JISK7218為基準，將試驗片(外徑25.6mm,內徑20.6mm,厚度lmm)貼合于SUS304制的圓筒套環(huán)(外徑25.6mm,內徑20.6mm)，相對材料使用SUS304板(長30mm，寬30mm，厚度5mm,平均粗糙度0.2jim)。作為干燥中的滑動特性評價，是在壓力0.4MPa、圓周速度2m/秒的條件下進行的。測定50小時后減少的重量，算出相對磨損量(xlO-8mm3/Nm),同時，從穩(wěn)定狀態(tài)的轉矩曲線中算出摩擦系數(shù)。在油中的滑動特性評價以如下方法進行。貼合試驗片(外徑25.6mm,內徑20.6mm,厚度2mm),相對材料使用SUS304板(長30mm,寬30mm,厚度5mm,平均粗糙度0.6pm)。表面壓力3MPa，圓周速度0.5m/秒，測定時間50小時，環(huán)境為浸漬于錠子油(OMEGA公司制造OMEGA613)的狀態(tài)，溫度為常溫。試驗后，測定表面粗糙度，由該表面粗糙度算出摩擦系數(shù)，同時，由轉矩曲線算出摩擦系數(shù)。(2)彎曲試驗使用與上述磨損試驗片同樣的厚度為lmm的薄片，將其在23。C放置1晝夜后，進行180。的彎曲，然后恢復原狀，再次進行180。的彎曲，然后恢復原狀，這樣的操作合計反復進行3次。試驗后，未產(chǎn)生裂紋和斷裂的薄片為合格，產(chǎn)生其中任一項的就為不合格。如表1和表2所示，根據(jù)實施例1~7,均為在干燥氛圍以及油中，相對磨損量小，耐摩耗性、低摩擦性優(yōu)異，同時，在彎曲試驗中未發(fā)現(xiàn)裂紋或斷裂，具有良好的彎曲性。與此相對，未并用芳香族聚酰胺與改性PTFE的比較例1和2，尤其是在油中的耐摩耗性差。使用PTFE來代替改性PTFE的比較例3，在干燥和油中的相對磨損量大、耐摩耗性差。配合玻璃纖維來代替芳香族聚酰胺的比較例4，不僅在油中的相對磨損量大，而且摩擦系數(shù)高，滑動特性差。改性PTFE與芳香族聚酰胺的合計量小于5%的比較例5,在干燥和油中的耐摩耗性低，改性PTFE與芳香族聚酰胺的合計量超過50。/。的比較例6，在彎曲試驗中產(chǎn)生裂痕，很脆。芳香族聚酰胺與改性PTFE的并用比率小于0.1的比較例7，尤其是在油中的耐摩耗性差；并用比率超過2的比較例8，在彎曲試驗中產(chǎn)生裂痕，很脆。權利要求1.一種改性氟樹脂組合物，其特征在于，將氟樹脂、改性氟樹脂和聚酰胺配合而成，所述改性氟樹脂與所述聚酰胺的合計量，相對于所述氟樹脂和所述改性氟樹脂以及所述聚酰胺的合計量的比例為5～50體積％，并且，所述改性氟樹脂與所述聚酰胺的體積的并用比率為，所述聚酰胺相對于所述改性氟樹脂為0.1～2。2.根據(jù)權利要求1所述的改性氟樹脂組合物，其中，所述氟樹脂為5095體積％，所述改性氟樹脂為3~30體積％，所述聚酰胺為225體積％。3.根據(jù)權利要求1或2所述的改性氟樹脂組合物，其中，所述聚酰胺是對型或間型的任一種的芳香族聚酰胺。4.根據(jù)權利要求13中任一項所述的改性氟樹脂組合物，其中，所述聚酰胺是粒子狀或纖維狀的聚酰胺。5.—種改性氟樹脂成型體，其特征在于，由權利要求1~4中任一項所述的改性氟樹脂組合物進行成型而得到。全文摘要本發(fā)明提供一種改性氟樹脂組合物以及改性氟樹脂成型體，該改性氟樹脂組合物在干燥環(huán)境下和油中具有優(yōu)異的耐摩耗性、低摩擦性以及耐蠕變性。本發(fā)明的改性氟樹脂組合物是將氟樹脂、改性氟樹脂和聚酰胺配合而成，改性氟樹脂與聚酰胺的合計量，相對于氟樹脂和改性氟樹脂以及聚酰胺的合計量的比例為5～50體積％，并且，相對于改性氟樹脂，聚酰胺以體積比為0.1～2的并用比率來配合。文檔編號C08J5/00GK101319080SQ20081009862公開日2008年12月10日申請日期2008年6月3日優(yōu)先權日2007年6月4日發(fā)明者山本康彰,福地悅夫申請人:日立電線株式會社