CN106905691A - 一种热固性复合材料及其制作方法和应用 - Google Patents

一种热固性复合材料及其制作方法和应用 Download PDF

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赵亮
吴正春
吴正平
吴正霞
赵建国
赵铜斌
钟义平
曾昭明
蒋林飞
赵帅
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Abstract

本发明公开了一种热固性复合材料及其制作方法和应用，包括按重量份计的如下组分制作而成：聚氯乙烯树脂15‑20份，聚四氟乙烯10‑15份，硫化锌2‑4份，聚酰胺20‑30份，氧化铁2‑6份，硫酸钡3‑7份，高岭土3‑7份，石墨5‑8份，二硫化钼7‑12份，玻璃纤维5‑9份，氧化锌2‑3份，硫酸钙40‑100份，三氧化二铝5‑10份，固化剂6‑12份，稳定剂20‑25份。本发明制备得到的风扇轴承具有耐高温、耐低温、抗磨损性好、高承载力和使用寿命长的特点。

Description

一种热固性复合材料及其制作方法和应用
技术领域
本发明涉及一种复合材料，特别是涉及一种热固性复合材料及其制作方法和应用。
背景技术
目前，现有风扇轴承用的材料多数为铜材，可用轴承钢，碳钢与铜轴承。虽然钢材轴承具有韧性好,抗冲击力强,承载力较大的特点，但其不耐磨损,易氧化，市场上也有采用陶瓷材料的，优点是耐高温,耐腐蚀,耐磨损，但其抗冲击性,韧性不足，不能负载较大的承载力。
风扇除了对风量风压的高要求外，其自身的可靠性,稳定性,与使用寿命也是相当重要的。除风扇结构本身外，轴承起着非常重要的作用，一般高速风扇使用滚珠轴承，而低速风扇则使用成本低廉的含油轴承，含油轴承是使用滑动摩擦的套筒式轴承，使用润滑剂和减阻剂，在使用初期，运行噪音低,制造成本低，但这种轴承在长期的使用过程中由于油封的原因，润滑油会逐渐挥发，其转速变慢，噪音变大，而达不到其散热效果，严重的还会因为轴承磨损造成风扇震动而淘汰另购风扇。滚轴轴承运转性能稳定，但价格较高。现有轴承的上述缺陷都限制了轴承的进一步推广应用。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明的第一个目的是为了提供一种热固性复合材料，它具有耐高温、耐低温、抗磨损性好、高承载力和使用寿命长的特点。
本发明的第二个目的是为了提供一种热固性复合材料的制作方法。
本发明的第三个目的是为了提高一种采用该热固性复合材料的风扇轴承。
本发明的第四个目的是为了提高一种采用该热固性复合材料的风扇轴承的制作方法。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种热固性复合材料，其特征在于，包括按重量份计的如下组分制作而成：聚氯乙烯树脂15-20份，聚四氟乙烯10-15份，硫化锌2-4份，聚酰胺20-30份，氧化铁2-6份，硫酸钡3-7份，高岭土3-7份，石墨5-8份，二硫化钼7-12份，玻璃纤维5-9份，氧化锌2-3份，硫酸钙40-100份，三氧化二铝5-10份，固化剂6-12份，稳定剂20-25份。
本发明还可以采用如下技术方案：
作为优选，还包括5-14份的添加剂，所述添加剂为阻燃剂、润滑剂中的至少一种。
作为优选，所述添加剂为阻燃剂与润滑剂以任意比混合得到的混合物。
作为优选，所述润滑剂为单硬脂酸甘油酯。
作为优选，所述固化剂为耐高温的环氧树脂固化剂。
作为优选，所述稳定剂为有机锡化合物。有机锡化合物是锡和碳元素直接结合所形成的金属有机化合物。
作为优选，所述高岭土的粒度小于2800目，所述石墨的粒度小于1000目，所述碳酸钙的粒度小于1000目。
一种热固性复合材料的制作方法，其特征在于，包括如下步骤：按照配方配比将各组分加入混合装置中进行混合，搅拌成油灰状的热固性复合材料。
所述混合装置为密炼机，密炼机的腔体温度为30-120℃，转速为10-120rpm，搅拌时间为10-60min。
一种风扇轴承，其特征在于，采用本发明第一个目的所述的热固性复合材料制作而成。
一种风扇轴承的制作方法，其特征在于，包括如下步骤：
1)按照配方配比将各组分加入混合装置中进行混合，搅拌成油灰状的热固性复合材料；
2)将步骤1)得到的油灰状的热固性复合材料通过压塑或注塑的方式注入轴承模具中进行固化成型，得到成品。
本发明的有益效果在于：
本发明设计了全新的产品配方并优化了制作工艺，通过加入聚氯乙烯树脂，进一步提高了轴承的韧性，加入氧化铁使得轴承的机械强度高，可以承受较大的稳定载荷和动载荷，加入石墨增加了产品内壁的耐磨性，减小了产品内壁和轴心的摩擦，加入硫酸钙增大产品的力学性能。将热固性复合材料通过热固成型得到的风扇轴承，尺寸精确、稳定,耐高温,耐低温,耐磨损性,机械性能卓越，使用寿命长，其生产工艺简单，其材料成本与生产成本优于现有风扇轴承，其市场应用前景广泛。
附图说明
图1是实施例1的风扇的结构示意图；
其中，1、风扇轴承；2、风扇的轴心；3、扇框中管。
具体实施方式
下面，结合附图以及具体实施方式，对本发明做进一步描述：
以下实施例中所采用的原料及设备均可从市场购得。
实施例1：
一种热固性复合材料，包括按重量份计的如下组分制作而成：聚氯乙烯树脂18份，聚四氟乙烯12份，硫化锌3份，聚酰胺25份，氧化铁4份，硫酸钡5份，高岭土5份，石墨6份，二硫化钼10份，玻璃纤维7份，氧化锌2.5份，硫酸钙80份，三氧化二铝7份，固化剂10份，稳定剂22份。
所述润滑剂为单硬脂酸甘油酯。所述固化剂为耐高温的环氧树脂固化剂。所述稳定剂为有机锡化合物。有机锡化合物是锡和碳元素直接结合所形成的金属有机化合物。所述高岭土的粒度小于2800目，所述石墨的粒度小于1000目，所述碳酸钙的粒度小于1000目。
一种热固性复合材料的制作方法，包括如下步骤：按照配方配比将各组分加入混合装置中进行混合，搅拌成油灰状的热固性复合材料。所述混合装置为密炼机，密炼机的腔体温度为80℃，转速为60rpm，搅拌时间为30mi n。
一种风扇轴承的制作方法，包括如下步骤：
1)按照配方配比将各组分加入混合装置中进行混合，搅拌成油灰状的热固性复合材料；
2)将步骤1)得到的油灰状的热固性复合材料通过压塑或注塑的方式注入轴承模具中进行固化成型，得到成品。
参照图1，一种风扇轴承，采用上述热固性复合材料制作而成。使用时需将风扇轴承1放入扇框中管3中，然后将风扇的轴心2插入风扇轴承1内，由于所述材料中包含石墨，增加了产品内壁的耐磨性，减小了产品内壁和轴心的摩擦。
实施例2：
本实施例的特点是：一种热固性复合材料，包括按重量份计的如下组分制作而成：聚氯乙烯树脂15份，聚四氟乙烯10份，硫化锌2份，聚酰胺20份，氧化铁2份，硫酸钡3份，高岭土3份，石墨5份，二硫化钼7份，玻璃纤维5份，氧化锌2份，硫酸钙40份，三氧化二铝5份，固化剂6份，稳定剂20份。
其它与实施例1相同。
实施例3：
本实施例的特点是：一种热固性复合材料，包括按重量份计的如下组分制作而成：聚氯乙烯树脂20份，聚四氟乙烯15份，硫化锌4份，聚酰胺30份，氧化铁6份，硫酸钡7份，高岭土7份，石墨8份，二硫化钼12份，玻璃纤维9份，氧化锌3份，硫酸钙100份，三氧化二铝10份，固化剂12份，稳定剂25份。
其它与实施例1相同。
实施例4：
本实施例的特点是：所述热固性复合材料还包括10份的添加剂，所述添加剂为阻燃剂、润滑剂中的至少一种。所述添加剂为阻燃剂与润滑剂以任意比混合得到的混合物。其它与实施例1相同。
实施例5：
本实施例的特点是：所述热固性复合材料还包括5份的添加剂，所述添加剂为阻燃剂、润滑剂中的至少一种。所述添加剂为阻燃剂与润滑剂以任意比混合得到的混合物。其它与实施例2相同。
实施例6：
本实施例的特点是：所述热固性复合材料还包括14份的添加剂，所述添加剂为阻燃剂、润滑剂中的至少一种。所述添加剂为阻燃剂与润滑剂以任意比混合得到的混合物。其它与实施例3相同。
性能检测：
表1本发明实施例1-6的风扇轴承的性能参数测试表
性能 测试数据
硬度 ≥55Mpa
抗拉强度 ≥95Mpa
压缩强度 ≥20Mpa
吸水能力 <1‰
干摩擦系数 <0.03
运行温度 -45-120℃
表2本发明实施例1-6的风扇轴承同其它产品的物理性能对照表
从表1-2可以看出，本发明实施例1-6所述风扇轴承，具有很强的耐高低温,耐磨损能力，使用寿命大大提高，其材料成本与生产成本优于现有风扇轴承，具有广泛的应用前景。
对于本领域的技术人员来说，可根据以上描述的技术方案以及构思，做出其它各种相应的改变以及变形，而所有的这些改变以及变形都应该属于本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种热固性复合材料，其特征在于，包括按重量份计的如下组分制作而成：聚氯乙烯树脂15-20份，聚四氟乙烯10-15份，硫化锌2-4份，聚酰胺20-30份，氧化铁2-6份，硫酸钡3-7份，高岭土3-7份，石墨5-8份，二硫化钼7-12份，玻璃纤维5-9份，氧化锌2-3份，硫酸钙40-100份，三氧化二铝5-10份，固化剂6-12份，稳定剂20-25份。
2.根据权利要求1所述的热固性复合材料，其特征在于：还包括5-14份的添加剂，所述添加剂为阻燃剂、润滑剂中的至少一种。
3.根据权利要求2所述的热固性复合材料，其特征在于：所述添加剂为阻燃剂与润滑剂以任意比混合得到的混合物；所述润滑剂为单硬脂酸甘油酯。
4.根据权利要求1所述的热固性复合材料，其特征在于：所述固化剂为耐高温的环氧树脂固化剂。
5.根据权利要求1所述的热固性复合材料，其特征在于：所述稳定剂为有机锡化合物。
6.根据权利要求1所述的热固性复合材料，其特征在于：所述高岭土的粒度小于2800目，所述石墨的粒度小于1000目，所述碳酸钙的粒度小于1000目。
7.一种根据权利要求1-6任意一项所述的热固性复合材料的制作方法，其特征在于，包括如下步骤：按照配方配比将各组分加入混合装置中进行混合，搅拌成油灰状的热固性复合材料。
8.根据权利要求7所述的热固性复合材料的制作方法，其特征在于，所述混合装置为密炼机，密炼机的腔体温度为30-120℃，转速为10-120rpm，搅拌时间为10-60min。
9.一种风扇轴承，其特征在于，采用权利要求1所述的热固性复合材料制作而成。
10.一种根据权利要求9所述的风扇轴承的制作方法，其特征在于，包括如下步骤：
1)按照配方配比将各组分加入混合装置中进行混合，搅拌成油灰状的热固性复合材料；
2)将步骤1)得到的油灰状的热固性复合材料通过压塑或注塑的方式注入轴承模具中进行固化成型，得到成品。
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