CN113278212A - 一种桥梁支座用高分子滑移材料及其制备方法 - Google Patents

一种桥梁支座用高分子滑移材料及其制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN113278212A
CN113278212A CN202110556145.XA CN202110556145A CN113278212A CN 113278212 A CN113278212 A CN 113278212A CN 202110556145 A CN202110556145 A CN 202110556145A CN 113278212 A CN113278212 A CN 113278212A
Authority
CN
China
Prior art keywords
sliding material
molecular weight
polycrystalline mullite
mullite fiber
weight polyethylene
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202110556145.XA
Other languages
English (en)
Inventor
危大福
于立任
管涌
郑安呐
许祥
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
East China University of Science and Technology
Original Assignee
East China University of Science and Technology
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by East China University of Science and Technology filed Critical East China University of Science and Technology
Priority to CN202110556145.XA priority Critical patent/CN113278212A/zh
Publication of CN113278212A publication Critical patent/CN113278212A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K9/00—Use of pretreated ingredients
    • C08K9/04—Ingredients treated with organic substances
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
    • C08K3/02—Elements
    • C08K3/04—Carbon
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
    • C08K3/30—Sulfur-, selenium- or tellurium-containing compounds
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
    • C08K3/34—Silicon-containing compounds
    • C08K3/36—Silica
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K7/00—Use of ingredients characterised by shape
    • C08K7/02—Fibres or whiskers
    • C08K7/04—Fibres or whiskers inorganic
    • C08K7/10—Silicon-containing compounds
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K9/00—Use of pretreated ingredients
    • C08K9/04—Ingredients treated with organic substances
    • C08K9/06—Ingredients treated with organic substances with silicon-containing compounds
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
    • C08K3/30—Sulfur-, selenium- or tellurium-containing compounds
    • C08K2003/3009—Sulfides
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K2201/00—Specific properties of additives
    • C08K2201/011—Nanostructured additives
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L2207/00—Properties characterising the ingredient of the composition
    • C08L2207/06—Properties of polyethylene
    • C08L2207/068—Ultra high molecular weight polyethylene

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Lubricants (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)

Abstract

本发明涉及一种桥梁支座用高分子滑移材料及其制备方法。桥梁支座用高分子滑移材料，由超高分子量聚乙烯和填充改性剂制备而成，所述填充改性剂选自多晶莫来石纤维，所述多晶莫来石纤维的含量为超高分子量聚乙烯的1.0wt％～20.0wt％。与现有技术相比，本发明使用超高分子量聚乙烯，并引入表面改性的无机填料以提升滑移材料的表面硬度及耐磨性，同时解决了填料的加入造成滑移材料力学性能下降的问题。通过表面改性剂、无机填料组分的设计和调配，综合提升滑移材料的使用性能，应用于桥梁支座，具有较高的承载能力、优异的摩擦磨损性能，有效延长桥梁支座的使用寿命。

Description

一种桥梁支座用高分子滑移材料及其制备方法
技术领域
本发明属于高分子材料领域及摩擦滑移材料技术领域，尤其是涉及一种桥梁支座用高分子滑移材料及其制备方法。
背景技术
随着桥梁技术发展，出现了大量的跨桥、弯桥以及宽桥，以往的支座已经不能够满足桥梁的使用要求。20世纪70年代，国内外在盆式支座的基础上通过改变其设计转角，研制成一种新型的桥梁支座，即球型支座。球型支座从外表看是一个球面，因此能承受来自各个方向的荷载；在兼具盆式橡胶支座承载力大的基础上，还具有球面传力，受力均匀，能够承载各个方向载荷产生的反力，并将这些反力均匀地传递到混凝土墩上，安全可靠等技术效果。我国现阶段桥梁支座用滑板大多采用聚四氟乙烯、特种橡胶及超高分子量聚乙烯等材料。
随着桥梁支座的发展，支座滑板耐磨材料也在发生变化。桥梁支座滑板耐磨材料是支座中无可替代的滑动部件，起着摩擦、承载压力的作用，滑板材料的性能好坏直接影响桥梁支座的使用寿命。橡胶支座由于使用合成橡胶或者天然橡胶，长期使用会出现老化变硬现象，不适用于低温区域；聚四氟乙烯板式支座和盆式支座中的耐磨材料选用聚四氟乙烯，聚四氟乙烯是氟塑料中的一种，性能最优异，应用也最为广泛，但其成本较高。而超高分子量聚乙烯材料由于其表面硬度较低，抗磨粒磨损能力差，无法满足桥梁支座的滑动部件在较高载荷下、极宽滑动速度范围内保持稳定的低磨耗、长使用寿命及保持其力学性能的要求。因此需开发一种承载力高、抗磨减摩性能好，且保持良好力学性能的新型高分子滑移材料。
中国专利CN105316786A公开了一种抗蠕变多晶莫来石纤维改性超高分子量聚乙烯纤维的制备方法，属于聚乙烯纤维制备领域。提供一种通过硅酸和正硅酸乙酯混合，制备前驱体凝胶并在离心纺丝机中纺丝制备多晶莫来石纤维，通过多晶莫来石纤维的耐高温和抗蠕变特性，对其偶联反应接枝聚乙烯纤维，提高与聚乙烯纤维的结合效应并增强其抗蠕变性能的方法。主要是从抗蠕变性能的角度，提高纤维的抗蠕变性能。
中国专利CN108004603A公开了一种防切割聚乙烯复合纤维及其制备方法，将聚乙烯B、聚乙烯C和混有棒状金属、无机超细颗粒或纤维填料的聚乙烯A经熔融-高压纺丝制得防切割聚乙烯复合纤维，高压的压力为100～260MPa，纺丝时，聚乙烯B和A的熔体分别由两个挤出机和注入口进入同一喷丝孔，并在喷丝孔的入口处与聚乙烯C的熔体复合，聚乙烯A和B分子量不同且取值范围为100～150万，制得的防切割聚乙烯复合纤维整体呈三维卷曲，其横截面为三复合结构，由皮层和并列型双组分芯层组成，皮层材质为聚乙烯C，芯层双组分的材质为聚乙烯A和B。主要是采用棒状金属、无机超细颗粒或纤维填料改进聚乙烯纤维的防切割性能，棒状金属的材质如不锈钢、合金钢、钛合金，无机超细颗粒如玄武岩，纤维填料如玻璃纤维。
发明内容
针对现有技术中桥梁支座用高分子滑移材料存在的问题，本发明提供一种桥梁支座用高分子滑移材料及其制备方法。
本发明提供的桥梁支座用高分子滑移材料具备优异耐磨性能，且保持其原有的良好力学性能并具备较长使用寿命。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：
本发明提供一种桥梁支座用高分子滑移材料，由超高分子量聚乙烯和填充改性剂制备而成，所述填充改性剂选自多晶莫来石纤维(PMF)，所述多晶莫来石纤维的含量为超高分子量聚乙烯的1.0wt％～20.0wt％。
在本发明的一个实施方式中，所述超高分子量聚乙烯选择分子量为600万以上的聚乙烯，优选分子量为720万以上的聚乙烯。
在本发明的一个实施方式中，所述超高分子量聚乙烯选择拉伸强度30MPa以上，断裂伸长率350％以上的聚乙烯。
为满足上述超高分子量聚乙烯的性能要求，所述超高分子量聚乙烯选择市售的成熟产品，例如GUR4150，GUR4152(均为
Figure BDA0003077292580000021
Germany制造)；630M(日本三井化学制造)。
在本发明的一个实施方式中，所述多晶莫来石纤维的各组分重量比例为72％～80％Al2O3，18％～28％SiO2；优选各组分重量比例为75％～77％Al2O3，23％～25％SiO2。
在本发明的一个实施方式中，所述多晶莫来石纤维长度为2μm-600μm，优选长度为30μm-100μm。本发明选择多晶莫来石纤维特定的长度以使得高分子滑移材料具有优异的耐磨性能及力学性能。
在本发明的一个实施方式中，所述多晶莫来石纤维优选烧成收缩率小于1％(1500℃×6h)。
在本发明的一个实施方式中，所述多晶莫来石纤维的含量为超高分子量聚乙烯的4.0wt％～10.0wt％。
在本发明的一个实施方式中，所述多晶莫来石纤维经过表面处理剂改性处理，所述表面处理剂选择在分子链末端具有水解性官能团的物质。
在本发明的一个实施方式中，所述表面处理剂的选择，如三异硬脂酰基钛酸异丙酯(TTS)、γ-氨丙基三乙氧基硅烷(KH-550)或γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷(KH-560)。
将多晶莫来石纤维经过表面处理剂改性处理的目的在于：使多晶莫来石纤维能够更均匀分散在基体超高分子量聚乙烯中，从而本发明的高分子滑移材料具有优异的耐磨性能及力学性能。
将多晶莫来石纤维经过表面处理剂改性处理时，表面处理剂的用量优选为填料多晶莫来石纤维的1.0wt％～2.0wt％。
在本发明的一个实施方式中，所述填充改性剂选择多晶莫来石纤维和摩擦系数改进剂的混合物，所述多晶莫来石纤维的含量为超高分子量聚乙烯的1.0wt％～20.0wt％，所述摩擦系数改进剂含量为超高分子量聚乙烯的2.0wt％以下。
在本发明的一个实施方式中，所述摩擦系数改进剂选自纳米二氧化硅、二硫化钼、石墨或炭黑等。
在桥梁支座用高分子滑移材料中添加摩擦系数改进剂的目的在于：用摩擦系数改进剂填充改性基体树脂(超高分子量聚乙烯)，以进一步提高分子滑移材料的耐磨性能。
本发明还提供所述桥梁支座用高分子滑移材料的制备方法，将填充改性剂和超高分子量聚乙烯混合后，干燥除去水分，热压成型，得到梁支座用高分子滑移材料；
在本发明的一个实施方式中，填充改性剂和超高分子量聚乙烯混合的方式选择均匀分散器、均质混合机、转矩流变仪或电动加硫成型机。
在本发明的一个实施方式中，将填充改性剂和超高分子量聚乙烯混合的工艺条件是：混合转速为5000-30000rpm，混合时长为3-10min。
在本发明的一个实施方式中，干燥除去水分的工艺条件是：80-150℃干燥6-20h。
在本发明的一个实施方式中，热压成型的工艺条件是：压力为10MPa，温度180℃，预压15min，热压25min。
本发明制备得到的桥梁支座用高分子滑移材料的线磨耗率小于5.0μm/km。
本发明以超高分子量聚乙烯为基体，改性或不改性的无机填料多晶莫来石纤维、或多晶莫来石纤维与摩擦系数改性剂的混合物为增强组分，按照特定的温度程序和压力通过模压熔融成型方法制成桥梁支座用高分子滑移材料。
本发明使用超高分子量聚乙烯，并引入表面改性的无机填料多晶莫来石纤维、或多晶莫来石纤维与摩擦系数改性剂的混合物，以提升滑移材料的表面硬度及耐磨性，同时解决了填料的加入造成滑移材料力学性能下降的问题。通过表面改性剂、无机填料组分的设计和调配，综合提升滑移材料的使用性能，应用于桥梁支座，具有较高的承载能力、优异的摩擦磨损性能，有效延长桥梁支座的使用寿命。
背景技术中专利CN105316786A虽然提及用多晶莫来石纤维来改性超高分子量聚乙烯纤维，但主要还在于提高其耐蠕变性能，无法预见多晶莫来石与超高分子量聚乙烯复合能否达到桥梁支座耐磨滑板的应用要求。且专利CN105316786A的制备工艺复杂，成本高，竞争力较弱。背景技术中专利CN108004603A公开的防切割聚乙烯复合纤维及其制备方法，是采用棒状金属、无机超细颗粒或纤维填料改进聚乙烯纤维的防切割性能，棒状金属的材质如不锈钢、合金钢、钛合金，无机超细颗粒如玄武岩，纤维填料如玻璃纤维，未见采用多晶莫来石纤维。
本申请的桥梁支座用高分子滑移材料，由超高分子量聚乙烯和填充改性剂制备而成，所述填充改性剂选自多晶莫来石纤维。本申请选择多晶莫来石纤维，主要用于改善超高分子量聚乙烯的耐磨性能，并达到桥梁支座用高分子滑移材料的要求。
与现有技术相比，本发明具有以下优点及有益效果：
本发明利用多晶莫来石纤维或改性后的多晶莫来石纤维填充改性超高分子量聚乙烯以提升其耐磨性的同时，保持其良好的力学性能；通过滑移材料中无机填料组分的设计、调配提升其使用性能，延长其使用寿命，降低生产成本。
附图说明
图1本发明实施例和对比例中不同PMF含量的桥梁支座用高分子滑移材料摩擦系数-时间曲线；
图2本发明实施例和对比例中不同PMF含量的桥梁支座用高分子滑移材料磨损率。
具体实施方式
本发明提供一种桥梁支座用高分子滑移材料，由超高分子量聚乙烯和填充改性剂制备而成，所述填充改性剂选自多晶莫来石纤维(PMF)，所述多晶莫来石纤维的含量为超高分子量聚乙烯的1.0wt％～20.0wt％，优选为3.0wt％～10.0wt％。
所述超高分子量聚乙烯选择分子量为600万以上的聚乙烯，优选分子量为720万以上的聚乙烯。
所述超高分子量聚乙烯选择拉伸强度30MPa以上，断裂伸长率350％以上的聚乙烯。所述超高分子量聚乙烯选择市售的成熟产品，例如GUR4150，GUR4152(均为
Figure BDA0003077292580000051
Germany制造)；630M(日本三井化学制造)。
所述多晶莫来石纤维的各组分重量比例为72％～80％Al2O3，18％～28％SiO2；优选各组分重量比例为75％～77％Al2O3，23％～25％SiO2。
所述多晶莫来石纤维长度为2μm-600μm，优选长度为30μm-100μm。
所述多晶莫来石纤维优选烧成收缩率小于1％(1500℃×6h)。
在本发明的一个实施方式中，所述多晶莫来石纤维经过表面处理剂改性处理，所述表面处理剂选择在分子链末端具有水解性官能团的物质。所述表面处理剂的选择，如三异硬脂酰基钛酸异丙酯(TTS)、γ-氨丙基三乙氧基硅烷(KH-550)或γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷(KH-560)。
在本发明的一个实施方式中，所述填充改性剂选择多晶莫来石纤维和摩擦系数改进剂的混合物，所述多晶莫来石纤维的含量为超高分子量聚乙烯的1.0wt％～20.0wt％，所述摩擦系数改进剂含量为超高分子量聚乙烯的2.0wt％以下。所述摩擦系数改进剂选自纳米二氧化硅、二硫化钼、石墨或炭黑等。
本发明还提供所述桥梁支座用高分子滑移材料的制备方法，将填充改性剂和超高分子量聚乙烯混合后，干燥除去水分，热压成型，得到梁支座用高分子滑移材料；
填充改性剂和超高分子量聚乙烯混合的方式选择均匀分散器、均质混合机、转矩流变仪或电动加硫成型机。
将填充改性剂和超高分子量聚乙烯混合的工艺条件是：混合转速为5000-30000rpm，混合时长为3-10min。
干燥除去水分的工艺条件是：80-150℃干燥6-20h。
热压成型的工艺条件是：压力为10MPa，温度180℃，预压15min，热压25min。
本发明制备得到的桥梁支座用高分子滑移材料的线磨耗率小于5.0μm/km。
下面结合附图、具体实施例和对比例对本发明进行详细说明。
对比例1
高分子滑移材料的制备：将50.0g超高分子量聚乙烯粉体100℃干燥12h除去水分，取干燥后的粉体50g放入不锈钢模具中，利用压片机热压成型。压力为10MPa，温度180℃，预压15min，热压25min，热压成型后通水冷压至室温，脱模后即得样品A。
对比例2
高分子滑移材料的制备：将50.0g超高分子量聚乙烯和未改性的多晶莫来石纤维3.0g利用高速混合机进行机械混合，混合转速为25000rpm，混合时长为5min，将混合后的粉体100℃干燥12h除去水分，取混合粉体50g放入不锈钢模具中，利用压片机热压成型。压力为10MPa，温度180℃，预压15min，热压25min，热压成型后通水冷压至室温，脱模后即得样品B-3N。
实施例1
(1)无机填料的改性：将1.0g多晶莫来石纤维放入真空干燥箱中，在120℃下干燥2h以除去水分，随后按照KH550:水:无水乙醇＝1:1:18配置硅烷偶联剂溶液，KH550的用量为0.02g。将干燥后的多晶莫来石纤维加入到KH550溶液中，利用集热式恒温加热磁力搅拌器，75℃恒温加热4h，利用高速离心机在离心速度为5000rpm的条件下进行分离，离心时间为20min，将离心后的产物放入真空干燥箱中120℃下干燥4h。
(2)高分子滑移材料的制备：将50.0g超高分子量聚乙烯和改性后的填料1.0g利用高速混合机进行机械混合，混合转速为25000rpm，混合时长为5min，将混合后的粉体100℃干燥12h除去水分，取混合粉体50g放入不锈钢模具中，利用压片机热压成型。压力为10MPa，温度180℃，预压15min，热压25min，热压成型后通水冷压至室温，脱模后即得样品B-1。
实施例2
(1)无机填料的改性：将2.0g多晶莫来石纤维放入真空干燥箱中，在120℃下干燥2h以除去水分，随后按照KH550:水:无水乙醇＝1:1:18配置硅烷偶联剂溶液，KH550的用量为0.04g。将干燥后的多晶莫来石纤维加入到KH550溶液中，利用集热式恒温加热磁力搅拌器，75℃恒温加热4h，利用高速离心机在离心速度为5000rpm的条件下进行分离，离心时间为20min，将离心后的产物放入真空干燥箱中120℃下干燥4h。
(2)高分子滑移材料的制备：将50.0g超高分子量聚乙烯和改性后的填料2.0g利用高速混合机进行机械混合，混合转速为25000rpm，混合时长为5min，将混合后的粉体100℃干燥12h除去水分，取混合粉体50g放入不锈钢模具中，利用压片机热压成型。压力为10MPa，温度180℃，预压15min，热压25min，热压成型后通水冷压至室温，脱模后即得样品B-2。
实施例3
(1)无机填料的改性：将3.0g多晶莫来石纤维放入真空干燥箱中，在120℃下干燥2h以除去水分，随后按照KH550:水:无水乙醇＝1:1:18配置硅烷偶联剂溶液，KH550的用量为0.06g。将干燥后的多晶莫来石纤维加入到KH550溶液中，利用集热式恒温加热磁力搅拌器，75℃恒温加热4h，利用高速离心机在离心速度为5000rpm的条件下进行分离，离心时间为20min，将离心后的产物放入真空干燥箱中120℃下干燥4h。
(2)高分子滑移材料的制备：将50.0g超高分子量聚乙烯和改性后的填料3.0g利用高速混合机进行机械混合，混合转速为25000rpm，混合时长为5min，将混合后的粉体100℃干燥12h除去水分，取混合粉体50g放入不锈钢模具中，利用压片机热压成型。压力为10MPa，温度180℃，预压15min，热压25min，热压成型后通水冷压至室温，脱模后即得样品B-3。
实施例4
(1)无机填料的改性：将5.0g多晶莫来石纤维放入真空干燥箱中，在120℃下干燥2h以除去水分，随后按照KH550:水:无水乙醇＝1:1:18配置硅烷偶联剂溶液，KH550的用量为0.1g。将干燥后的多晶莫来石纤维加入到KH550溶液中，利用集热式恒温加热磁力搅拌器，75℃恒温加热4h，利用高速离心机在离心速度为5000rpm的条件下进行分离，离心时间为20min，将离心后的产物放入真空干燥箱中120℃下干燥4h。
(2)高分子滑移材料的制备：将50.0g超高分子量聚乙烯和改性后的填料5.0g利用高速混合机进行机械混合，混合转速为25000rpm，混合时长为5min，将混合后的粉体100℃干燥12h除去水分，取混合粉体50g放入不锈钢模具中，利用压片机热压成型。压力为10MPa，温度180℃，预压15min，热压25min，热压成型后通水冷压至室温，脱模后即得样品B-4。
实施例5
(1)无机填料的改性：将10.0g多晶莫来石纤维放入真空干燥箱中，在120℃下干燥2h以除去水分，随后按照KH550:水:无水乙醇＝1:1:18配置硅烷偶联剂溶液，KH550的用量为0.2g。将干燥后的多晶莫来石纤维加入到KH550溶液中，利用集热式恒温加热磁力搅拌器，75℃恒温加热4h，利用高速离心机在离心速度为5000rpm的条件下进行分离，离心时间为20min，将离心后的产物放入真空干燥箱中120℃下干燥4h。
(2)高分子滑移材料的制备：将50.0g超高分子量聚乙烯和改性后的填料10.0g利用高速混合机进行机械混合，混合转速为25000rpm，混合时长为5min，将混合后的粉体100℃干燥12h除去水分，取混合粉体50g放入不锈钢模具中，利用压片机热压成型。压力为10MPa，温度180℃，预压15min，热压25min，热压成型后通水冷压至室温，脱模后即得样品B-5。
实施例6
(1)无机填料的改性：将1.0g二硫化钼放入真空干燥箱中，在120℃下干燥2h以除去水分，随后按照KH550:水:无水乙醇＝1:1:18配置硅烷偶联剂溶液，KH550的用量为0.02g。将干燥后的二硫化钼加入到KH550溶液中，利用集热式恒温加热磁力搅拌器，75℃恒温加热4h，利用高速离心机在离心速度为5000rpm的条件下进行分离，离心时间为20min，将离心后的产物放入真空干燥箱中120℃下干燥4h。
(2)高分子滑移材料的制备：将50.0g超高分子量聚乙烯和改性后的填料7.5g利用高速混合机进行机械混合，混合转速为25000rpm，混合时长为5min，将混合后的粉体100℃干燥12h除去水分，取混合粉体50g放入不锈钢模具中，利用压片机热压成型。压力为10MPa，温度180℃，预压15min，热压25min，热压成型后通水冷压至室温，脱模后即得样品C。
实施例7
(1)无机填料的改性：将6.0g多晶莫来石纤维、1.0g二硫化钼及1.5g炭黑放入真空干燥箱中，在120℃下干燥2h以除去水分，随后按照KH550:水:无水乙醇＝1:1:18配置硅烷偶联剂溶液，KH550的用量为0.17g。将干燥后的多晶莫来石纤维及二硫化钼加入到KH550溶液中，利用集热式恒温加热磁力搅拌器，75℃恒温加热4h，利用高速离心机在离心速度为5000rpm的条件下进行分离，离心时间为20min，将离心后的产物放入真空干燥箱中120℃下干燥4h。
(2)高分子滑移材料的制备：将50.0g超高分子量聚乙烯和改性后的填料7.5g利用高速混合机进行机械混合，混合转速为25000rpm，混合时长为5min，将混合后的粉体100℃干燥12h除去水分，取混合粉体50g放入不锈钢模具中，利用压片机热压成型。压力为10MPa，温度180℃，预压15min，热压25min，热压成型后通水冷压至室温，脱模后即得样品D。
上述各实施例和对比例中，多晶莫来石纤维的平均长度为59μm，纤维直径为4.43μm。
将实施例和对比例中的高分子滑移材料进行摩擦性能测试及力学性能测试。
本发明提供桥梁支座用高分子滑移材料的性能测试方法，具体如下：
(1)摩擦性能
将上高分子滑移材料裁为65mm×45mm×2mm的尺寸，进行摩擦性能测试，对磨偶件采用45#钢(Ra＝0.8μm,D＝6.0mm)。试验采用MDW-02高速往复式摩擦磨损试验机，滑移频率为f＝10.0Hz，试验温度为23±2℃，外加载荷为100N，往复距离为10mm，试验时间为50min，显示摩擦系数与时间曲线，磨损率以公式(1)计算：
Figure BDA0003077292580000091
其中K0是磨损率，ΔV是体积损失，FN是外加载荷，L是滑动距离。每个样板进行三次平行试验。
(2)力学性能测试
获得的样品裁为标准样条后利用万能试验机(CMT-4204)进行力学性能测试，拉伸强度及断裂伸长率测试试件为115mm×6mm×2mm，拉伸速率为20mm·min-1。试样表面硬度按GB/T2411-2008规定进行试验，硬度计针尖直径0.2mm，测试温度25±2℃，相对湿度30％左右。在间隔6mm的不同位置分别压入测量硬度值，5次平行试验取其平均值。
本发明实施例和对比例的桥梁支座用高分子滑移材料的力学性能如表1所示。
表1实施例和对比例中不同PMF含量的桥梁支座用高分子滑移材料力学性能
Figure BDA0003077292580000101
上述的对实施例和对比例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和使用发明。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本发明不限于上述实施例，本领域技术人员根据本发明的揭示，不脱离本发明范畴所做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种桥梁支座用高分子滑移材料，其特征在于，由超高分子量聚乙烯和填充改性剂制备而成，所述填充改性剂选自多晶莫来石纤维，所述多晶莫来石纤维的含量为超高分子量聚乙烯的1.0wt％～20.0wt％。
2.根据权利要求1所述的一种桥梁支座用高分子滑移材料，其特征在于，所述超高分子量聚乙烯选择分子量为600万以上的聚乙烯，优选分子量为720万以上的聚乙烯。
3.根据权利要求1所述的一种桥梁支座用高分子滑移材料，其特征在于，所述多晶莫来石纤维的各组分重量比例为72％～80％Al2O3，18％～28％SiO2；优选各组分重量比例为75％～77％Al2O3，23％～25％SiO2。
4.根据权利要求1所述的一种桥梁支座用高分子滑移材料，其特征在于，所述多晶莫来石纤维长度为2μm-600μm，优选长度为30μm-100μm。
5.根据权利要求1所述的一种桥梁支座用高分子滑移材料，其特征在于，所述多晶莫来石纤维的含量为超高分子量聚乙烯的4.0wt％～10.0wt％。
6.根据权利要求1所述的一种桥梁支座用高分子滑移材料，其特征在于，所述多晶莫来石纤维经过表面处理剂改性处理，所述表面处理剂选择在分子链末端具有水解性官能团的物质，所述表面处理剂用量为多晶莫来石纤维的1.0wt％～2.0wt％。
7.根据权利要求6所述的一种桥梁支座用高分子滑移材料，其特征在于，所述表面处理剂选择三异硬脂酰基钛酸异丙酯、γ-氨丙基三乙氧基硅烷或γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷。
8.根据权利要求1所述的一种桥梁支座用高分子滑移材料，其特征在于，所述填充改性剂选择多晶莫来石纤维和摩擦系数改进剂的混合物，所述多晶莫来石纤维的含量为超高分子量聚乙烯的1.0wt％～20.0wt％，所述摩擦系数改进剂含量为超高分子量聚乙烯的2.0wt％以下。
9.根据权利要求8所述的一种桥梁支座用高分子滑移材料，其特征在于，所述摩擦系数改进剂选自纳米二氧化硅、二硫化钼、石墨或炭黑。
10.根据权利要求1-9中任一项所述桥梁支座用高分子滑移材料的制备方法，其特征在于，将填充改性剂和超高分子量聚乙烯混合后，干燥除去水分，热压成型，得到梁支座用高分子滑移材料。
CN202110556145.XA 2021-05-21 2021-05-21 一种桥梁支座用高分子滑移材料及其制备方法 Pending CN113278212A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110556145.XA CN113278212A (zh) 2021-05-21 2021-05-21 一种桥梁支座用高分子滑移材料及其制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110556145.XA CN113278212A (zh) 2021-05-21 2021-05-21 一种桥梁支座用高分子滑移材料及其制备方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN113278212A true CN113278212A (zh) 2021-08-20

Family

ID=77280538

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202110556145.XA Pending CN113278212A (zh) 2021-05-21 2021-05-21 一种桥梁支座用高分子滑移材料及其制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN113278212A (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115160682A (zh) * 2022-07-26 2022-10-11 安丹达工业技术(上海)有限公司 含有eva的组合物及耐磨耐低温材料及其应用

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1884362A (zh) * 2006-05-30 2006-12-27 嘉兴中达自润轴承工业有限公司 桥梁支座滑移材料及其制备方法
CN101538385A (zh) * 2008-03-19 2009-09-23 洛阳双瑞特钢科技有限公司 一种超高分子量聚乙烯低阻耐磨支座摩擦副材料及制备
CN102181089A (zh) * 2011-04-08 2011-09-14 中国矿业大学 玄武岩纤维填充超高分子量聚乙烯复合材料及其制备方法
CN104448635A (zh) * 2014-11-09 2015-03-25 宁夏恒辉油气技术服务有限公司 一种抽油杆接箍外衬材料及其生产方法
CN108250667A (zh) * 2018-01-25 2018-07-06 惠州市栢诗新材料有限公司 一种耐磨制动摩擦材料及其制备方法
CN108587427A (zh) * 2018-04-02 2018-09-28 湖北娅安科技开发有限公司 一种新能源汽车专用耐磨防水涂料及其制备方法
CN112375279A (zh) * 2020-11-13 2021-02-19 中国科学院兰州化学物理研究所 一种高抗震桥梁支座用摩擦材料及其制备方法

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1884362A (zh) * 2006-05-30 2006-12-27 嘉兴中达自润轴承工业有限公司 桥梁支座滑移材料及其制备方法
CN101538385A (zh) * 2008-03-19 2009-09-23 洛阳双瑞特钢科技有限公司 一种超高分子量聚乙烯低阻耐磨支座摩擦副材料及制备
CN102181089A (zh) * 2011-04-08 2011-09-14 中国矿业大学 玄武岩纤维填充超高分子量聚乙烯复合材料及其制备方法
CN104448635A (zh) * 2014-11-09 2015-03-25 宁夏恒辉油气技术服务有限公司 一种抽油杆接箍外衬材料及其生产方法
CN108250667A (zh) * 2018-01-25 2018-07-06 惠州市栢诗新材料有限公司 一种耐磨制动摩擦材料及其制备方法
CN108587427A (zh) * 2018-04-02 2018-09-28 湖北娅安科技开发有限公司 一种新能源汽车专用耐磨防水涂料及其制备方法
CN112375279A (zh) * 2020-11-13 2021-02-19 中国科学院兰州化学物理研究所 一种高抗震桥梁支座用摩擦材料及其制备方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
叶素娟等: "钛酸钾晶须填充超高分子量聚乙烯复合材料的性能研究", 《塑料》 *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115160682A (zh) * 2022-07-26 2022-10-11 安丹达工业技术(上海)有限公司 含有eva的组合物及耐磨耐低温材料及其应用
CN115160682B (zh) * 2022-07-26 2023-11-28 安丹达工业技术(上海)有限公司 含有eva的组合物及耐磨耐低温材料及其应用

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102181089B (zh) 玄武岩纤维填充超高分子量聚乙烯复合材料及其制备方法
CN111303520B (zh) 一种桥梁支座用高分子滑移材料及其制备方法
CN102179920B (zh) 一种高强度聚合物复合材料的制备方法
CN104558770A (zh) 一种超高分子量聚乙烯复合材料及其制备方法
CN101250300B (zh) 一种超高分子量聚乙烯复合衬板
CN105131593B (zh) 一种高强度高模量玻纤增强尼龙66复合材料及制备方法
CN113278212A (zh) 一种桥梁支座用高分子滑移材料及其制备方法
Jincheng et al. Application of modified calcium sulfate whisker in methyl vinyl silicone rubber composites
CN101717578B (zh) 一种增强pa66复合材料及其制备方法
CN109627413A (zh) 一种高耐磨聚氨酯材料及其制备方法
CN103613903A (zh) 耐摩擦复合材料及其制备方法
CN103146134A (zh) 一种高强度、高耐热玻纤增强聚醚醚酮复合材料及制备方法
CN109778348B (zh) 一种热塑性聚酯弹性体纤维、制备方法及纺织制品
CN115260751B (zh) 一种挤出级超韧尼龙的制备方法
CN102876003A (zh) 一种聚苯醚复合材料及其制备方法
CN107541011A (zh) 一种高性能聚醚醚酮复合材料配方及其制备方法
CN112625328A (zh) 一种耐高温超高分子量聚乙烯材料及其制备方法
CN115260678B (zh) 一种聚四氟乙烯基桥梁支座摩擦材料的制备方法
Gong et al. Strengthening and toughening mechanisms for polypropylene/glass fiber composite foams under three-phase coexistence
CN115286859B (zh) 一种高阻尼高耐磨隔震支座摩擦材料的制备方法
CN114213818B (zh) 一种聚对苯二甲酸丁二醇酯基桥梁支座摩擦材料及其制备方法
Vinod et al. Synthesis and characterization of PET impregnated agro-medical waste: Novel approach for plastic substitute using hybrid composites
CN109851909B (zh) 一种高韧性聚丙烯复合材料及其制备方法
Ma et al. Study on the performance of MoS2 modified PTFE composites by molding process
CN116265529B (zh) 一种偶联剂改性杂萘联苯聚芳醚树脂基复合材料及其制备方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20210820