CN101550281B - 一种热塑性弹性体复合材料制备方法及其制品 - Google Patents

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一种热塑性弹性体复合材料制备方法及其制品，采用二次成型工艺。该二次成型工艺是通过先采用注塑或模压成型的方法制备模芯；再将模芯放入模具中用注塑方法成型出带模芯的产品，再用机械破碎将模芯从产品中取出，得空心的热塑性弹性体复合材料产品。二次成型方法，包括如下步骤：1)采用注塑或模压成型方法制备模芯；2)将模芯放入模具中用注塑方法成型出带模芯的产品；3)采用机械破碎将模芯从产品中取出，得空心的产品; 4)破碎的模芯可回收重新制造利用。本发明所提出的成型制备方法所制备的热塑性弹性体制品的配方是(按质量份数配比)：热塑性弹性体100份；热塑性塑料1～50份；抗氧剂0.5～10份；紫外线吸收剂0.5～10份；润滑剂0.1～5.0份。

Description

一种热塑性弹性体复合材料制备方法及其制品
技术领域
本发明涉及一种热塑性弹性体复合材料制备方法及其制品，尤其是指一种具有耐高压、高回弹性的机车车辆用热塑性弹性体复合材料及其制品成型方法。本发明还涉及到上述材料的应用，主要用于作为机车车辆车钩缓冲垫和减振垫弹性材料。
背景技术
车钩缓冲装置是用于使车辆与车辆，机车或动车相互连挂，传递牵引力，制动力并缓和纵向冲击力的车辆部件。它由车钩，缓冲器、钩尾框，从板等组成一个整体，安装于车底架构端的牵引梁内。缓冲器是用来缓和机车车辆纵向冲击的部件，缓冲器的工作原理是借助于压缩弹性元件来缓和冲击作用力，同时在弹性元件变形过程中利用摩擦和阻尼吸收冲击能量。它的作用是在调车作业中和在列车起动、制动、运行调速时，吸收车辆间的冲击能量，保护车体结构和货物免遭破损，为车上人员提供舒适性。车钩缓冲垫是车钩缓冲器中非常重要的部件，其性能直接影响车钩缓冲装置的安全舒适性能和使用寿命。
现代轨道交通尤其是国内正在向高速、重载、舒适方向发展，对减振元件的要求也越来越高。机车吨位和破坏强度越来越大，美国F型车钩和破坏强度已达400吨左右。国内目前使用的橡胶车钩缓冲垫存在耐老化性能较差，长期用于大载荷时弹性减弱等缺点，极大影响了车辆运行安全，限制了产品的使用寿命。因此很有必要对此进一步加以研究改进。
发明内容
本发明的目的是针对现有机车车辆车钩橡胶缓冲垫的不足，提供一种耐高压、高回弹性能的热塑性弹性体复合材料制备方法及其制品。
根据该方法制作的热塑性弹性体复合材料制品具有耐高压回弹性好、永久变形小、高强度和使用寿命长的特点。
根据本发明目的所提出的热塑性弹性体复合材料制品成型制备方法是：一种热塑性弹性体复合材料制品成型制备方法，该热塑性弹性体复合材料制品的成型制备方法是采用二次成型工艺。所述的二次成型工艺是通过先采用注塑或模压成型的方法制备模芯；再将模芯放入模具中用注塑方法成型出带模芯的产品的二次成型工艺，最后采用机械破碎将模芯从产品中取出，得到空心的热塑性弹性体复合材料产品。所述二次成型方法，包括如下步骤：(1)采用注塑或模压成型的方法制备模芯；(2)将模芯放入模具中用注塑方法成型出带模芯的产品；(3)采用机械破碎将模芯从产品中取出，得到空心的产品。(4)破碎的模芯可回收重新制造利用。所述模芯的材料包括高填充聚乙烯、聚丙烯或石膏，模芯的填充材料包括碳酸钙、滑石粉、蒙脱土、玻璃微珠、煤渣粉。
根据本发明目的所提出的热塑性弹性体复合材料成型制备方法所制备的热塑性弹性体复合材料的配方是(按质量份数配比)：
热塑性弹性体  100份；
热塑性塑料    1～50份；
抗氧剂        0.5～10份；
紫外线吸收剂  0.5～10份；
润滑剂        0.1～5.0份；
所述的热塑性弹性体是聚氨酯(TPU)、聚酯弹性体(TPEE)、动态硫化橡胶(TPV)中一种，也可以是其中两种或三种的复合物；
所述的热塑性塑料选自聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)、聚乙烯(PE)或聚丙烯(PP)的一种。
所述的抗氧剂选自受阻酚类抗氧剂1010、1076、300、4426，亚磷酸酯类抗氧剂168，硫酯类抗氧剂DSTP或DLTP以及复合抗氧剂。
所述的紫外线吸收剂选自紫外线吸收剂UV-531、UV-328、UV-327或UV-9的一种或两种以上的复合物。
所述的润滑剂包括硬脂酸钙(CaSt)、硬脂酸锌(ZnSt)、乙撑双硬脂酰胺(EBS)和硅油。
本发明的优点在于：所制备的复合材料采用高弹性能热塑性弹性体为树脂基体，配以具有一定刚性的热塑性塑料，使得产品具有较高的承载能力并能保持良好的回弹性能。同时采用能回收利用的模芯进行二次成型工艺，加工便捷，生产成本低。采用该材料制作的车钩缓冲垫及模芯外形如梭状空心体，模芯外径为124mm，厚度为43mm，缓冲垫外径为150mm，高度78mm，中间空心直径为48mm。该复合材料在保证刚度要求的同时具有良好的回弹性能，在250吨压力下，回弹性能达60％以上。该复合材料还具有超强的抗冲击强度、优良的耐低温冲击性能和良好的抗压缩蠕变性，可广泛应用于机械、运输、化工、军事、体育等多种行业和领域。
具体实施方式
下面将结合具体实施例对本发明作进一步的描述。
实施例一至实施例六的配方组成如表1。
从表中可以看出本发明为一种热塑性弹性体复合材料的制作方式及其材料，其材料的配方是(按质量份数配比)：
热塑性弹性体100份；
热塑性塑料      1～50份；
抗氧剂          0.5～10份；
紫外线吸收剂    0.5～10份；
其它助剂        0.5～50份；
所述的热塑性弹性体选自聚氨酯TPU、聚酯弹性体TPEE、硫化橡胶(TPV)，所述的热塑性塑料选自聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)、聚乙烯(PE)和聚丙烯(PP)。
所述的抗氧剂选自受阻酚类抗氧剂1010、1076、300、4426，亚磷酸酯类抗氧剂168，硫酯类抗氧剂DSTP、DLTP以及复合抗氧剂。其中受阻酚类抗氧剂1010是四[甲基-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯，抗氧剂1076是3，5-二叔丁基-4羟基苯基丙酸十八碳醇酯，抗氧剂300是4，4′-硫代双-(6-叔丁基-3-甲基苯酚)，抗氧剂4426是4，4-亚甲基双(2，6-二叔丁基苯酚)；亚磷酸酯类抗氧剂168是168亚磷酸三(2，4-二叔丁基苯基)酯；硫酯类抗氧剂DLTP是硫代二丙酸二月桂酯、抗氧剂DSTP是硫代二丙酸二(十八)酯。或前述两种以上组成的复合抗氧剂。
所述的紫外线吸收剂选自紫外线吸收剂UV-531，紫外线吸收剂UV-328，紫外线吸收剂-光稳定剂UV-327，紫外线吸收剂UV-9中的一种或几种并用。其中UV-531是2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮，紫外线吸收剂UV-328是2-(2-羟基-3′，5一二叔丁基苯基)苯并三唑，紫外线吸收剂-光稳定剂UV-327是2-(2′-羟基-3′，5′-二叔丁基苯基)-5-氯代苯并三唑，紫外线吸收剂UV-9是2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮。
所述的润滑剂包括硬脂酸钙(CaSt)、硬脂酸锌(ZnSt)、乙撑双硬脂酰胺(EBS)和硅油。
具体实施例的配方如下表1：
表1实施例一至六配方组成表
Figure G2009100432540D00031
实施例一至六的成型制备方法是采用二次成型工艺。所述的二次成型工艺是通过先采用注塑或模压成型的方法制备模芯；再将模芯放入模具中用注塑方法成型出带模芯的产品的二次成型工艺，最后采用机械破碎将模芯从产品中取出，得到空心的热塑性弹性体复合材料产品。所述二次成型方法，包括如下步骤：(1)采用注塑或模压成型的方法制备模芯；(2)将模芯放入模具中用注塑方法成型出带模芯的产品；(3)采用机械破碎将模芯从产品中取出，得到空心的产品。(4)破碎的模芯可回收重新制造利用。所述模芯的材料包括高填充聚乙烯、聚丙烯或石膏，模芯的填充材料包括碳酸钙、滑石粉、蒙脱土、玻璃微珠、煤渣粉。用于制作缓冲垫具体工艺步骤如下：
将上述混合物高速搅拌混合3～5min，然后220～235℃挤出机中造粒，干燥后注塑成型。缓冲垫产品二次成型步骤如下：(1)采用聚丙烯、聚乙烯高填充注塑或模石膏压成型的方法制备模芯；(2)将模芯放入模具中用注塑方法成型出带模芯的产品；(3)采用机械破碎将模芯从产品中取出，得到空心的车钩缓冲垫产品。
按照本发明方法所制备的复合材料具有较高的承载能力并能保持良好的回弹性能。同时采用能回收利用的模芯进行二次成型工艺，加工便捷，生产成本低。采用该材料制作的车钩缓冲垫及模芯外形如梭状空心体，模芯外径为124mm，厚度为43mm，缓冲垫外径为150mm，高度78mm，中间空心直径为48mm。该复合材料在保证刚度要求的同时具有良好的回弹性能，在250吨压力下，回弹性能达60％以上。该复合材料还具有超强的抗冲击强度、优良的耐低温冲击性能和良好的抗压缩蠕变性，可广泛应用于机械、运输、化工、军事、体育等多种行业和领域。本发明实施的复合材料和缓冲垫产品性能见表2。
表2复合材料和缓冲垫产品性能
Figure G2009100432540D00041

Claims (2)

1.一种热塑性弹性体复合材料制品制备方法，热塑性弹性体复合材料的成型制备采用二次成型工艺；其特征在于：所述的二次成型工艺是通过先采用注塑或模压成型的方法制备模芯；再将模芯放入模具中用注塑方法成型出带模芯的产品的二次成型工艺，最后采用机械破碎将模芯从产品中取出，得到空心的热塑性弹性体复合材料制品；所述的模芯的材料包括高填充聚乙烯、聚丙烯或石膏，模芯的填充材料包括碳酸钙、滑石粉、蒙脱土、玻璃微珠、煤渣粉。
2.一种按照权利要求1热塑性弹性体复合材料制备方法制作的热塑性弹性体复合材料制品，其特征在于：所述的热塑性弹性体复合材料配方按质量份数配比是：
热塑性弹性体100份；
热塑性塑料  1～50份；
抗氧剂      0.5～10份；
紫外线吸收剂0.5～10份；
润滑剂      0.1～5.0份；
其中，所述的热塑性弹性体是聚氨酯(TPU)、聚酯弹性体(TPEE)、动态硫化橡胶(TPV)中一种或其中两种以上的复合物；所述的热塑性塑料为聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)、聚乙烯(PE)和聚丙烯(PP)的一种；所述的抗氧剂为受阻酚类抗氧剂1010、1076、300或4426，亚磷酸酯类抗氧剂168，硫酯类抗氧剂DSTP、DLTP中一种，或前述两种以上组成的复合抗氧剂；所述的紫外线吸收剂UV-531、UV-328、UV-327或UV-9的一种或两种以上的复合物；所述的润滑剂为硬脂酸钙(CaSt)、硬脂酸锌(ZnSt)、乙撑双硬脂酰胺(EBS)或硅油。
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