[發明專利]條形彈性體型件、特別是風擋刮水器片的涂層及其制備方法

有效

• 申請號: 200980111844.0
• 申請日: 2009-02-04
• 公開（公告）號: CN101983218A
• 公開（公告）日: 2011-03-02
• 發明（設計）人: V·杜瓦爾;Y·弗伯格;V·卡利爾
• 申請（專利權）人: 羅伯特.博世有限公司
• 主分類號: C08J7/16
• 分類號: C08J7/16;C09D161/28;C09D161/32;C09D7/12;B60S1/38
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 周鐵;林森

本發明涉及一種適于條形彈性體型件的涂層，該涂層包含嵌于聚合物基質中的固體潤滑劑。本發明還涉及包含該涂層的風擋刮水器的刮片以及制備按本發明涂覆過的條形彈性體型件的方法。

背景技術

風擋刮水器的刮片通常可適配于汽車擋風玻璃的輪廓，并在各種溫度下保持足夠的柔性。因此刮片常由彈性體型件和橡膠材料如天然橡膠或氯丁二烯制備。以外該刮片還可由如硅橡膠或聚氨酯橡膠等材料制成。

與其它材料如玻璃或塑料相比，彈性體有高的滑動摩擦系數。在風擋刮水器的刮片情況下，該風擋刮水器沿擋風玻璃水平運動所需施加的力數倍于通過與擋風玻璃接觸而垂直施加在刮片型件上的壓力。為減小摩擦，可為該刮片施加具有低摩擦系數的涂層。

刮片常使用于具有疏水特性的擋風玻璃上。在疏水性擋風玻璃上刮片猶如在干表面上滑動。由于該擋風玻璃的疏水性表面，在表面和刮片之間不能形成減少摩擦的水膜。適于刮片的附加涂層因此需滿足滑動特性、耐磨性和無條紋刮擦的要求。

適于刮片的常用涂層含石墨或二硫化鉬作為顆粒狀固體潤滑劑，以降低刮片在玻璃表面上的摩擦系數。石墨作為固體潤滑劑的效力在很大程度上取決于其在涂層中的相對濃度。

含顆粒狀石墨作為固體潤滑劑的已知涂層的缺點是，由于該石墨顆粒的柔軟性和所需高的相對份量而降低了在涂層中的相互粘附性。由此增加了運行中該涂層的磨損。為達到所需的低摩擦系數，涂層中的石墨份量通常調節到高于臨界的顏料體積濃度。因此降低了內聚力和減小了涂層的耐久性。

使用硬質固體潤滑劑來增加耐磨性會由于形成條紋和拖尾而導致較差的刮擦質量。降低石墨份量如降到低于30％會導致各石墨顆粒的表面主要由粘合劑所涂覆。由此降低了該石墨的潤滑作用及增加了該涂層的摩擦系數。

US?2003/0087767?A1公開了一種在刮片邊緣部分的兩表面上有涂層膜的橡膠刮片，其中該涂層膜含顆粒狀的固體潤滑劑和粘合劑。該粘合劑在干燥或硬化后的0.5％模量為1MPa或更大，其斷裂伸長為1％或更大。按該文獻，該粘合劑已呈聚合物形態。為涂覆要將其溶于溶劑并涂于刮片上。需要時用硬化劑預先交聯后再去除該溶劑，并形成最終涂層。但該文獻未涉及該涂層的抗磨強度和該刮片的壽命。如果需使用過量有機溶劑以將粘合劑和固體潤滑劑涂于刮片上，從經濟角度看是不利的。再則，過量使用有機溶劑對環保也是有害的。

發明內容

本發明提供一種適于條形彈性體型件的涂層，該涂層包含嵌于聚合物基質中的固體潤滑劑，并且通過在無聚合物粘合劑存在下聚合含固體潤滑劑和低分子量交聯劑的混合物而獲得含嵌入的固體潤滑劑的聚合物基質。

聚合物粘合劑意指其分子的分子量≥1000g/mol的粘合劑。不存在這種聚合物粘合劑意指不加入該粘合劑或僅加入在工藝上不可避免量的該粘合劑。例如其含量可≤0.1重量％或≤0.01重量％。

本發明中的低分子量交聯劑是至少雙官能團的單體化合物或低聚化合物。其分子量≤1000g/mol，優選≤500g/mol。該交聯劑分子通過反應性基團可相互發生粘合。該反應性基團也可被封閉，以致在加熱時才釋放出并參與反應。該交聯劑的聚合例如可經熱、自由基或輻射誘導進行。縮聚反應和加聚反應均屬聚合概念之內。聚合結束后，存在一種其中嵌有固體潤滑劑的聚合物基質。該固體潤滑劑宜以顆粒狀態存在。其平均粒度為≥0.1μm-≤15μm。

按本發明已知，以高含量存在的軟性固體潤滑劑和耐磨基質的相互矛盾的要求可如此協調，即為形成基質不使用聚合物粘合劑，而代之的是將交聯劑本身聚合。甚至在固體潤滑劑與基質的高體積比情況下，在基質內也存在足夠的內聚力以粘合固體潤滑劑。同時該基質是如此堅固，以致改進了耐磨強度。通過不使用聚合物粘合劑可簡化制備方法，因為無待計量加入的成分。

在該涂層的一個實施方案中，該固體潤滑劑的材料選自石墨、二硫化鉬、六方形氮化硼、玻璃微球、聚四氟乙烯、聚乙烯和/或聚丙烯。特別優選是天然大晶形石墨，因為由其鱗狀結構提供了特別低的摩擦系數。天然大晶形石墨和高密度聚乙烯(HDPE)的組合也是優選的。

在該涂層的另一個實施方案中，低分子量交聯劑選自完全烷氧基化的密胺衍生物、部分烷氧化的密胺衍生物和/或六甲氧基甲基密胺。特別優選是六甲氧基甲基密胺。該所述的交聯劑也可在有利實現的工藝條件下可于無粘合劑時聚合成基質。所得基質具有所需的對固體潤滑劑的粘聚性，同時具有耐磨性所需的硬度。此外，這種交聯劑的優點是，需要時也可與共溶劑一起溶于水中。