CN105882081A - 一种复合耐磨减振材料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明一种复合耐磨减振材料及其制备方法，属于耐磨材料技术领域，包括耐磨层和承载层，所述耐磨层由基础树脂、耐磨材料和增强材料制成，所述承载层由橡胶材料制成，所述耐磨层的配比为，按重量份计：基础树脂45～85份，耐磨材料10～30份，增强材料5～25份，其中，基础树脂为聚芳醚酮、聚芳醚砜、聚芳酰胺、聚芳硫醚、聚芳酯中的一种或几种混合物；耐磨材料为聚四氟乙烯、石墨、二硫化钼中的一种或几种混合物；增强材料为碳纤维粉、玄武岩纤维粉、芳纶纤维粉、聚酯纤维粉、钛酸钾晶须中的一种或几种混合物。本发明材料具备有优异的耐磨性能和良好的力学性能；同时采用热粘合方式将材料复合，工艺简单，易于实现。

Description

一种复合耐磨减振材料及其制备方法

技术领域

本发明属于耐磨材料技术领域，涉及一种复合耐磨减振材料及其制备方法。

背景技术

目前市场需要既具有低摩擦、低磨损、尺寸稳定性高，又具备缓冲、高柔弹性性能的材料。现有的材料大多都是具备其单项性能，比如耐磨性能、减振性能。

目前，应用水润滑轴承的耐磨材料，多采用两种模式，一种是塑料圆筒式，典型如赛龙和威高尔，虽水润滑性能很好，但是塑料的减振缓冲性能一般；另一种是耐磨橡胶板条，随减振缓冲效果好，但是在启停瞬间，轴与板条之间处于干摩擦状态容易出现黏轴、啸声等现象，严重影响安全问题。

现有的耐磨、减振材料一般都是采用最新工艺技术、纳米技术等高科技成果在减振材料配方中增加耐磨原料或在耐磨材料中增加减振原料，其实现难度很大，且耐磨减振的综合效果一般。以ROMOR系列橡胶材料水润滑轴承轴瓦为例，主体材料（接触面）采用特制改性的丁腈橡胶，其中添加了特殊的改性成分，并采用独特的硫化工艺生产制造，橡胶极为密实、均匀，性能高于一般的橡胶水平；此外，橡胶材料表面采用特殊镜面工艺处理用于提高接触面的光洁度，降低摩擦系数；背面采用一体粘结工艺敷设超高分子量聚乙烯背衬，用于提高抗振动和冲击性能。该类材料相对一般材料而言，其耐磨、减振作用均有所提高，但是其配方、改性成分、特殊工艺等难度较大，国内目前难以克服并且制作起来较为复杂，并且耐磨减振材料不是最优。

现有的耐磨、减振材料一般都是采特殊工艺手段在减振材料配方中增加耐磨原料或在耐磨材料中增加减振原料，来实现其材料的耐磨减振性能。该方式存在以下几个缺点或技术难点：1）采用特殊工艺，实现难度大；2）在一种材料中添加另一种材料来实现高效的耐磨减振性能，该方法难以发挥其材料各自的性能优势，并且突破难度较大。

发明内容

本发明就针对现有技术的缺点，提出了一种复合耐磨减振材料及其制备方法，该复合式材料充分发挥耐磨材料低摩擦、低磨损、尺寸稳定性高性能和减振材料的抗冲击、缓冲、高柔弹性性能，不需要特殊工艺便可以实现其高效的耐磨减振作用。只需要选择高效的耐磨材料和高效的减振材料即可复合出综合性能更有的耐磨减振材料。主要技术特征：

一种复合耐磨减振材料，由耐磨层和承载层复合一体化，所述耐磨层由基础树脂、耐磨材料和增强材料制成，所述承载层由橡胶材料制成，

耐磨层的配比为，按重量份计：基础树脂45～85 份，耐磨材料10～30 份，增强材料5～25 份，

其中，所述基础树脂为聚芳醚酮、聚芳醚砜、聚芳酰胺、聚芳硫醚、聚芳酯中的一种或几种混合物；所述耐磨材料为聚四氟乙烯、石墨、二硫化钼中的一种或几种混合物；所述增强材料为碳纤维粉、玄武岩纤维粉、芳纶纤维粉、聚酯纤维粉、钛酸钾晶须中的一种或几种混合物。

所述橡胶材料是由丁腈橡胶、氢化丁腈、三元乙丙橡胶、氯丁橡胶、丁基橡胶、硅橡胶、氟橡胶的一种或几种混合物。

一种复合耐磨减振材料的制备方法，先制备耐磨层，再利用热压粘结方法将固化的耐磨层和承载层粘结在一起，实现耐磨层与承载层的复合一体化。耐磨层的制备方法包括以下步骤：

S1、配料混料：按重量称取基础树脂45～85 份，耐磨材料10～30 份，增强材料5～25 份，加入到高速搅拌机中搅拌3～5 分钟混合均匀，混合均匀的原料在130±5℃的温度下干燥3～4 小时；

S2、挤出造粒：将干燥后的混合原料通过耐高温双螺杆挤出机熔融挤出造粒，挤出温度：270～390℃，主机转速：200～250 rpm，挤出的粒料在130±5℃的温度下干燥3～4 小时；

S3、注塑成型：干燥后的粒料通过注塑机注塑成耐磨层制品，注塑温度为280～400℃，模具温度为120～160℃，注塑压力为70～100MPa，螺杆转速为50～100 rpm，制得耐磨层成品。

进一步，热压粘结方法，具体步骤如下：

S1、先制备好所述耐磨层，对耐磨层表面进行脱脂、喷砂工艺处理；

S2、将处理好的耐磨层喷涂胶黏剂，并将其放在55～70℃烘箱内烘烤15～20分钟；

S3、将橡胶原材料放入密炼机，温度：60～85℃时间：10～15min，将密炼好的

胶料放入开炼机中进行开炼，时间：10~15min；温度：25±3℃。取出混

炼好的橡胶放置于恒温室（温度：25±3℃）；

S4、将上述步骤S2处理过的耐磨层平铺在模具内，然后将步骤S3所述混炼

好的橡胶均匀分布在耐磨层上面；

S5、将步骤S4模具升温到125℃～135℃，硫化25～35分钟，得到复合耐磨

减振材料。

本发明的有益效果：

该复合式特种材料提高材料的综合性能，同时具备有优异的耐磨性能和良好的力学性能；采用热粘合方式将材料复合，工艺简单。

附图说明

附图1为本发明复合耐磨减振材料的结构图

图1中标号表示：1、承载缓冲层 2、耐磨层。

具体实施方式

实施例一，耐磨层2的原材料材料配，按重量份计：聚芳醚酮 65份，PTFE 15份，碳纤维10份，二硫化钼15份；在高速搅拌机中搅拌5分钟搅拌均匀，混合均匀后的原料在130℃温度下干燥4小时，将干燥后的混合原料通过高温塔钟双螺杆挤出机熔融后挤出造粒，挤出温度为270～390℃，主机转速240rpm。挤出的粒料在130±5℃的温度下干燥4小时，干燥后的粒料通过专用注塑机注塑成耐磨层2制品，注塑温度为280～400℃，模具温度为140℃，注塑压力80Mpa，螺杆转速为90rpm，制得耐磨层2的产品。

将制备好的耐磨层2粘结面进行脱脂、喷砂处理，采用Q226喷砂机喷砂25～

30分钟，在其表面进行喷涂胶黏剂，将其放在55~70℃烘箱内烘烤15~20分钟，将涂有胶黏剂的耐磨层放置平铺硫化模具中；将改性氢化丁腈橡胶配方原材料放入密炼机，温度控制在80±2℃，密炼时间15min；将密炼好的胶料放入开炼机中进行开炼，将辊距调至0.8～1.0mm，温度控制在25±1℃，开炼机正常运转后，把密炼好的胶料放入大牙齿一端，并不断进行左右翻胶、薄通，待胶料混炼均匀一致，表面无明显颗粒状物质时，继续翻练3min，方可取出胶料；混炼好的橡胶放置于25±1℃的恒温室内，将所述混炼好的改性氢化丁腈橡胶均匀分布在耐磨层上面；将模具升温到125℃～135℃，硫化压力：100～110kg/cm2，硫化时间：25～35分钟。出模取出耐磨减振产品后自然冷却到室温，然后进行机加工出去飞边毛刺，制的所需耐磨减振材料。

实施案二，与实施案例一不同之处为：耐磨层2的原材料配比，按份量计：聚芳酰胺35；聚芳醚酮15份；聚酯纤维15份，石墨10份，聚四氟乙烯5份。

实施例三，与实施案例一不同之处为：耐磨层2的原料配比，按质量份计：聚芳醚酮55份，聚四氟乙烯25份，碳纤粉15份，二硫化钼5份；造粒的挤出温度为360～390℃，注塑温度为370～400℃。

Claims (5)

1.一种复合耐磨减振材料，其特征在于：由耐磨层和承载层复合一体化，所述耐磨层由基础树脂、耐磨材料和增强材料制成，所述承载层由橡胶材料制成，其特征在于：

所述耐磨层的配比为，按重量份计：基础树脂45～85 份，耐磨材料10～30 份，增强材料5～25 份，

其中，所述基础树脂为聚芳醚酮、聚芳醚砜、聚芳酰胺、聚芳硫醚、聚芳酯中的一种或几种混合物；所述耐磨材料为聚四氟乙烯、石墨、二硫化钼中的一种或几种混合物；所述增强材料为碳纤维粉、玄武岩纤维粉、芳纶纤维粉、聚酯纤维粉、钛酸钾晶须中的一种或几种混合物。

2.根据权利要求1所述的一种复合耐磨减振材料，其特征在于，所述橡胶材料是由丁腈橡胶、氢化丁腈、三元乙丙橡胶、氯丁橡胶、丁基橡胶、硅橡胶、氟橡胶的一种或几种混合物。

3.权利要求1-2所述的一种复合耐磨减振材料的制备方法，其特征在于，先制备耐磨层，再利用热压粘结方法将固化的耐磨层和承载层粘结在一起，实现所述耐磨层与承载层的复合一体化。

4.根据权利要求3所述的一种复合耐磨减振材料方法，其特征在于，所述耐磨层的制备方法包括以下步骤：

S1、配料混料：按重量称取基础树脂45～85 份，耐磨材料10～30 份，增强材料5～25 份，加入到高速搅拌机中搅拌3～5 分钟混合均匀，混合均匀的原料在130±5℃的温度下干燥3～4 小时；

S2、挤出造粒：将干燥后的混合原料通过耐高温双螺杆挤出机熔融挤出造粒，挤出温度：270～390℃，主机转速：200～250 rpm，挤出的粒料在130±5℃的温度下干燥3～4 小时；

S3、注塑成型：干燥后的粒料通过注塑机注塑成耐磨层制品，注塑温度为280～400℃，模具温度为120～160℃，注塑压力为70～100MPa，螺杆转速为50～100 rpm，制得耐磨层成品。

5.根据权利要求3或4所述的一种复合耐磨减振材料的制备方法，其特征在于，所述热压粘结方法，具体步骤如下：

S1、先制备好所述耐磨层，对耐磨层表面进行脱脂、喷砂工艺处理；

S2、将处理好的耐磨层喷涂胶黏剂，并将其放在55～70℃烘箱内烘烤15～20分钟；

S3、将橡胶原材料放入密炼机，温度：60～85℃时间：10～15min，将密炼好的胶料放入开炼机中进行开炼，时间：10～15min；温度：25±3℃，取出混炼好的橡胶放置于恒温室（温度：25±3℃）；

S4、将上述步骤S2处理过的耐磨层平铺在模具内，然后将步骤S3所述混炼

好的橡胶均匀分布在耐磨层上面；

S5、将步骤S4模具升温到125℃～135℃，硫化25～35分钟，得到复合耐磨

减振材料。