CN104559071A

CN104559071A - 一种抗疲劳热塑性弹性体及其梅花联轴器元件的制备方法

Info

Publication number: CN104559071A
Application number: CN201510018056.4A
Authority: CN
Inventors: 陈如意; 刘军; 李冬发
Original assignee: Changsha Five Rush Novel Material Science And Technology Ltd
Current assignee: Changsha Five Rush Novel Material Science And Technology Ltd
Priority date: 2015-01-14
Filing date: 2015-01-14
Publication date: 2015-04-29

Abstract

一种抗疲劳热塑性弹性体及其梅花联轴器元件的制备方法，本发明之抗疲劳热塑性弹性体，由以下重量份数的原料制成：聚酯弹性体100份、热塑性弹性体10～30份、耐磨剂2～5份、受阻酚类抗氧剂0.3～0.5份、亚磷酸酯类抗氧剂0.2～0.5份、润滑剂0.5～1.0份。本发明还包括应用所述抗疲劳热塑性弹性体制备梅花联轴器元件的方法。本发明采用新型弹性体材料，替代聚氨酯材料。克服聚氨酯材料内热自升温的缺点，提高弹性体元件抗疲劳性能，从而提高弹性元件使用寿命。与现有聚氨酯（TPU）弹性体元件相比，其抗挠曲疲劳性大幅提高，使用寿命提高2-3倍。

Description

一种抗疲劳热塑性弹性体及其梅花联轴器元件的制备方法

技术领域

本发明涉及一种热塑性弹性体及其梅花联轴器元件的制备方法，尤其是涉及一种抗挠曲疲劳热塑性弹性体及其梅花联轴器弹性体的制备方法。

背景技术

梅花联轴器又叫爪式联轴器，是由两个金属爪盘和一个弹性元件组成。弹性元件置于两个金属爪之间，起到联接金属爪，补偿两轴相对位移，减振与缓冲作用。

在设备运行中，弹性元件损坏或失效时，会导致两轴套的金属爪齿合在一起，断续传递扭矩，进而导致传动系统安全控制失效，而发生设备故障。因此，弹性元件是梅花联轴器的关键部件。

联轴器弹性元件有三大类，一类是聚氨酯，也是用量最大的一种，主要用于低转速、重载联轴器；二类是浇注尼龙，用于高速高扭矩联轴器；三类是橡胶，用于低速低扭矩联轴器。

现有弹性元件是用聚氨酯单体浇注而成。聚氨酯具有优良的弹性、抗磨性。但抗挠曲疲劳性能较差。由于聚氨酯内聚能高，在受外力压缩过程中，产生内热，使得元件内部温度升高，分子链在长期高温下产生裂解，最终导致元件失去弹性而硬化、开裂。同时，由于手工浇注工艺不稳定，导致产品质量不稳定，也易造成产品开裂，因此，现有聚氨酯（TPU）弹性体元件使用寿命一般为2个月，使用寿命短。但该元件更换麻烦，尤其是建筑起重机联轴器弹性元件更换更为复杂。需要高空作业，给设备维修带来作业人员人身安全问题。

发明内容

本发明要解决的技术问题是，克服现有技术的不足，提供一种质量稳定的替代聚氨酯材料的抗疲劳热塑性弹性体及其梅花联轴器元件的制备方法。

本发明解决其技术问题采用的技术方案是：

本发明之抗疲劳热塑性弹性体，由以下重量份数的原料制成：聚酯弹性体（TPEE）100份、热塑性弹性体10～30份、耐磨剂 2～5份、受阻酚类抗氧剂0.3～0.5份、亚磷酸酯类抗氧剂0.2～0.5份、润滑剂 0.5～1.0份。

所述热塑性弹性体为聚酰胺弹性体（TPAE）、丁二烯/苯乙烯共聚物（SBS）及其加氢共聚物（SEBS）、乙烯/辛烯共聚物（POE）中的至少一种。

所述耐磨剂优选聚四氟乙烯（PTFE）、超高分子聚乙烯（UHMWPE）、二硫化钼等固体耐磨材料中的至少一种。

所述受阻酚类抗氧剂优选抗氧剂1010，即四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯。

所述亚磷酸酯类抗氧剂优选抗氧剂168，即三［2.4-二叔丁基苯基］亚磷酸酯。

所用润滑剂优选乙撑双硬脂酸酰胺（EBS）或硅酮。

本发明之抗疲劳热塑性弹性体的应用，即梅花联轴器元件的制备方法，包括以下步骤：

（1）耐磨抗疲劳弹性体元件材料的制备：将聚酯弹性体（TPEE）100份、热塑性弹性体10～30份、耐磨剂 2～5份、受阻酚类抗氧剂0.3～0.5份、亚磷酸酯类抗氧剂0.2～0.5份、润滑剂 0.5～1.0份，加入高速搅拌器中混合（混合的转速优选400-700rpm），连续加入双螺杆挤出机共混造粒，制得耐磨抗疲劳弹性体材料；

所述挤出的工艺：挤出温度：240～250℃，挤出机真空度：－0.07～－0.05MPa，螺杆转速：350-500rpm；

（2）耐磨抗疲劳弹性元件成型加工：采用注射成型工艺加工弹性元件，其工艺如下：干燥温度：110～115℃，时间：4～5小时，注射成型工艺：螺杆温度（℃）：225～245℃，注射压力（%）：65～70，注射速度（mm/s）：40～50，即得。

本发明材料的性能检验：磨耗测定按GB3960-88，屈挠龟裂等级测试按GB/T 13934-2006标准执行。

本发明弹性元件应用试验：采用注射成型加工弹性元件，在建筑起重机上装机考核其实际使用寿命。

本发明制得之弹性体材料，抗挠曲疲劳性能优异，替代聚氨酯弹性体材料，能有效提高梅花联轴器元件的使用寿命，保障设备长期正常运行，减少设备维修成本，保证安全生产。

本发明以聚酯弹性体等热塑性弹性体为基材，添加耐磨剂、抗氧剂、润滑剂等加工助剂，经双螺杆挤出共混改性制备抗挠曲疲劳性优异的弹性体材料。采用注射成型方法制备梅花联轴器弹性元件。与现有聚氨酯（TPU）弹性体元件相比，其抗挠曲疲劳性大幅提高，使用寿命提高2-3倍。

本发明采用新型弹性体材料，替代聚氨酯材料。克服聚氨酯材料内热自升温的缺点，提高弹性体元件抗疲劳性能，从而提高弹性元件使用寿命。

具体实施方式

以下结合具体实施例对本发明作进一步详细说明。

1、实施例

本实施例之抗疲劳热塑性弹性体，以TPEE100份、TPAE、PTFE、抗氧剂以及润滑剂EBS按表1中比例配料。

本实施例之梅花联轴器元件的制备方法，包括以下步骤：

（1）耐磨抗疲劳弹性体元件材料的制备：将表1中所列原料，加入高速搅拌器中混合（混合的转速是450rpm），连续加入双螺杆挤出机共混造粒，制得耐磨抗疲劳弹性体材料；

所述挤出的工艺：挤出温度：240℃，挤出机真空度：－0.06MPa，螺杆转速：350rpm；

（2）耐磨抗疲劳弹性元件成型加工：采用注射成型工艺加工弹性元件，其工艺如下：干燥温度：110℃，时间：5小时，注射成型工艺：螺杆温度（℃）：225℃，注射压力（%）：70，注射速度（mm/s）：50，即得。

抽样测试其摩擦系数及抗疲劳试验。本实施例材料的性能检验：磨耗测定按GB3960-88，屈挠龟裂等级测试按GB/T 13934-2006标准执行。本实施例弹性元件应用试验：采用注射成型加工弹性元件，在建筑起重机上装机考核其实际使用寿命。结果列于表2中。

2、比较例：以TPU100份，抗氧剂168 0.2份、抗氧剂1010　0.3份（列于表1中）配料，经高速搅拌，用双螺杆挤出机共混造粒，经烘干抽样测试其摩擦系数及抗疲劳试验（除原料配比外，其制备、成品检测方法与实施例相同）。其结果列于表2中。

3、应用实例：将各实施例及比较例所得复合材料经注塑成型的梅花弹性元件，装机考核其使用寿命。

Claims

1.一种抗疲劳热塑性弹性体，其特征在于，由以下重量份数的原料制成：聚酯弹性体100份、热塑性弹性体10～30份、耐磨剂 2～5份、受阻酚类抗氧剂0.3～0.5份、亚磷酸酯类抗氧剂0.2～0.5份、润滑剂 0.5～1.0份；

所述热塑性弹性体为聚酰胺弹性体、丁二烯/苯乙烯共聚物及其加氢共聚物、乙烯/辛烯共聚物中的至少一种。

2.根据权利要求1所述的抗疲劳热塑性弹性体，其特征在于，所述耐磨剂为聚四氟乙烯、超高分子聚乙烯、二硫化钼固体耐磨材料中的至少一种。

3.根据权利要求1或2所述的抗疲劳热塑性弹性体，其特征在于，所述受阻酚类抗氧剂为抗氧剂1010。

4.根据权利要求1或2所述的抗疲劳热塑性弹性体，其特征在于，所述亚磷酸酯类抗氧剂为抗氧剂168。

5.根据权利要求1或2所述的抗疲劳热塑性弹性体，其特征在于，所用润滑剂为乙撑双硬脂酸酰胺或硅酮。

6.根据权利要求1－5之一所述的抗疲劳热塑性弹性体的应用，即梅花联轴器元件的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

（1）耐磨抗疲劳弹性体元件材料的制备：将聚酯弹性体100份、热塑性弹性体10～30份、耐磨剂 2～5份、受阻酚类抗氧剂0.3～0.5份、亚磷酸酯类抗氧剂0.2～0.5份、润滑剂 0.5～1.0份，加入高速搅拌器中混合，连续加入双螺杆挤出机共混造粒，制得耐磨抗疲劳弹性体材料；

（2）耐磨抗疲劳弹性元件成型加工：采用注射成型工艺加工弹性元件，其工艺如下：干燥温度：110～115℃，时间：4～5小时，注射成型工艺：螺杆温度：225～245℃，注射压力：65～70%，注射速度：40～50 mm/s，即得。

7.根据权利要求6所述的抗疲劳热塑性弹性体的应用，即梅花联轴器元件的制备方法，其特征在于，步骤（1）中，加入高速搅拌器中混合的转速为400-700rpm。