CN101935433A - 一种翻边轴承用的改性聚甲醛材料 - Google Patents

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金石磊
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Abstract

本发明涉及一种翻边轴承用的改性聚甲醛材料，原料包括以下组分及重量份含量：聚甲醛62～88、凹凸棒石粉5～10、热塑性聚氨酯弹性体5～10、润滑剂2～8，上述原料置于塑料混料机中混合后再置于双螺杆挤出机中进行共混造粒，即得到翻边轴承用的改性聚甲醛材料。与现有技术相比，本发明采用聚甲醛、热塑性聚氨酯弹性体、固体润滑剂与凹凸棒石粉构成的复合改性体系，复合得到优异的协同效应，既满足边轴承翻边不开裂的要求，又具有轴承所需的耐磨性与抗压承载能力，可以满足三层复合轴承翻边工艺不开裂，而且具有良好的承载能力与耐磨性。

Description

一种翻边轴承用的改性聚甲醛材料
技术领域
本发明属于新材料领域，尤其是涉及一种翻边轴承用的改性聚甲醛材料。
背景技术
聚甲醛(POM)其分子式为-[CH2O]n-，因其分子链具有光滑的轮廓，因而有较好的自润滑性，摩擦系数低。又因其是柔性链的线型高结晶聚合物，结晶度高、键能大，不易向对磨面转移，固有良好的耐磨性和高强度，是所有塑料中比强度较为接近金属的树脂品种之一，在机械、汽车、电子电器等领域广泛应用于制造各种零件。
在本技术领域，改性聚甲醛材料应用于三层复合自润滑翻边轴承。三层复合自润滑材料是以低碳钢为基体，青铜为中间层，改性塑料为表面层(轴衬层)的一种新型滑动轴承复合材料，适宜制造轴承、轴套、衬套、垫片、导轨机械和滑板等机械零件。三层复合自润滑材料按照轴衬层材料可分为改性聚四氟乙烯系列(国内一般称为SF-1系列)、改性聚甲醛系列(国内一般称为SF-2系列)。轴衬层的塑料关系三层复合材料的使用寿命，用于轴衬层的聚甲醛必须通过改性以降低摩擦系数，提高耐磨性。
翻边轴承是三层复合自润滑材料应用产品之一，与普通复合轴承不同的是，它除了要卷制成圆筒形状外，最后还要将一端外翻90度，常规改性聚甲醛在这种工况条件下会在折弯翻边处开裂，而使用市场购买的增韧聚甲醛，可以解决开裂问题，但是普通增韧聚甲醛添加了橡胶或弹性体成分，韧性增加但是同时抗压性能下降，摩擦系数上升，满足不了轴承行业的需求。
有关聚甲醛的改性，许多文献与专利均有报道，专利(申请)号200710077042.5，200610147544.6，200610022223.3，200410040158.8，02128048.7报道了聚甲醛增韧改性的方法，但是均是通过添加橡胶或弹性体成分来改性，韧性增加但是同时抗压性能下降，表面硬度下降，摩擦系数上升，满足不了轴承行业的需求。国家专利(申请)号00106171.2、99123812.5、03151026.4、200510126587.1、200610022223.3，200910241374.1等专利公布了一些改进聚甲醛摩擦磨损性能的方法，但是其均立足于聚甲醛材料本身的改性，未考虑其在三层复合自润滑材料的应用，其主要改性物油脂、超高分子量聚乙烯等的添加，会影响改性聚甲醛与钢板、铜粉层的结合强度，而且很难满足翻边轴承翻边不开裂的要求。
发明内容
本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种满足边轴承翻边不开裂要求、具有轴承所需的耐磨性与抗压承载能力的翻边轴承用的改性聚甲醛材料及其制备方法。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：
一种翻边轴承用的改性聚甲醛材料，其特征在于，该材料的原料包括以下组分及重量份含量：
聚甲醛                62～88；
凹凸棒石粉            5～10；
热塑性聚氨酯弹性体    5～10；
润滑剂                2～8。
所述的聚甲醛包括共聚聚甲醛或均聚聚甲醛。
所述的凹凸棒石粉细度在300目以上，该凹凸棒石粉进行烘干处理。
所述的热塑性聚氨酯弹性体为市售的TPU。
所述的润滑剂包括聚四氟乙烯、二硫化钼或石墨的一种或几种。
一种翻边轴承用的改性聚甲醛材料的制备方法，该方法包括以下步骤：
(1)按照以下组分及重量份含量备料：
聚甲醛                62～88、
凹凸棒石粉            5～10、
热塑性聚氨酯弹性体    5～10、
润滑剂                2～8；
(2)将上述原料置于塑料混料机中混合1～2min后得到预混物，再将预混物置于双螺杆挤出机中进行共混造粒，即得到翻边轴承用的改性聚甲醛材料。
所述的双螺杆挤出机温度设定在160℃～185℃之间。
与现有技术相比，本发明采用聚甲醛、热塑性聚氨酯弹性体、固体润滑剂与凹凸棒石粉构成的复合改性体系，复合得到优异的协同效应，既满足边轴承翻边不开裂的要求，又具有轴承所需的耐磨性与抗压承载能力，可以满足三层复合轴承翻边工艺不开裂，而且具有良好的承载能力与耐磨性。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。
实施例1
将预先烘干的共聚聚甲醛8.8公斤，凹凸棒石粉0.5公斤，热塑性聚氨酯弹性体(TPU)0.5公斤，二硫化钼0.2公斤，凹凸棒石粉为300目，以上原料在塑料混料机中混合1分钟，出料。将混好的料在双螺杆挤出机中共混造粒，挤出机温度设定在160℃，制得翻边轴承用的改性聚甲醛材料。
实施例2
将预先烘干的共聚聚甲醛6.2公斤，凹凸棒石粉0.8公斤，热塑性聚氨酯弹性体(TPU)1.0公斤，聚四氟乙烯0.8公斤，凹凸棒石粉为400目，以上原料在在塑料混料机中混合1分钟，出料。将混好的料在双螺杆挤出机中共混造粒，挤出机温度设定在170℃，制得翻边轴承用的改性聚甲醛材料。
实施例3
将预先烘干的均聚聚甲醛8.0公斤，凹凸棒石粉1.0公斤，热塑性聚氨酯弹性体(TPU)0.6公斤，二硫化钼0.2公斤，石墨0.2公斤，凹凸棒石粉为400目，以上原料在塑料混料机中混合2分钟，出料。将混好的料在双螺杆挤出机中共混造粒，挤出机温度设定在185℃，制得翻边轴承用的改性聚甲醛材料，其性能测试如表1所示。
表1
  项目   性能
  拉伸强度MPa   50.7
  拉伸断裂伸长率％   42
  摩擦系数(滴油)   0.032
  磨痕宽度(滴油)mm   1.62
  摩擦系数(干)   0.295
  磨痕宽度(干)mm   3.28

Claims (5)

1.一种翻边轴承用的改性聚甲醛材料，其特征在于，该材料的原料包括以下组分及重量份含量：
聚甲醛            62～88；
凹凸棒石粉        5～10；
热塑性聚氨酯弹性体5～10；
润滑剂            2～8。
2.根据权利要求1所述的一种翻边轴承用的改性聚甲醛材料，其特征在于，所述的聚甲醛包括共聚聚甲醛或均聚聚甲醛。
3.根据权利要求1所述的一种翻边轴承用的改性聚甲醛材料，其特征在于，所述的凹凸棒石粉细度在300目以上，该凹凸棒石粉进行烘干处理。
4.根据权利要求1所述的一种翻边轴承用的改性聚甲醛材料，其特征在于，所述的热塑性聚氨酯弹性体为市售的TPU。
5.根据权利要求1所述的一种翻边轴承用的改性聚甲醛材料，其特征在于，所述的润滑剂包括聚四氟乙烯、二硫化钼或石墨的一种或几种。
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