耐熱塑料軸承材料及其製備方法
2023-05-12 20:40:46
專利名稱：耐熱塑料軸承材料及其製備方法
技術領域：
本發明涉及高分子化合物的組合材料，尤其是關於耐熱塑料軸承材料及其製備方法。
聚苯硫醚和熱致液晶聚合物兩者以85-95∶15-5重量份比例組成第一料粒。聚苯硫醚分子量為5000-9000，是從四川大學購得。熱致液晶聚合物分子量為12000-26000，是從成都有機矽中心購得。丙烯化芳烷基酚樹脂，石墨和二硫化鉬是以100∶3-6∶8-18重量份比例組成第二料粒。第一料粒和第二料粒再以20-35∶80-65重量份比例混合，組成本發明耐熱塑料軸承材料。
丙烯化芳烷基酚樹脂是用丙烯酸對環氧芳烷基酚樹脂進行烯基反應改性而製得(製備方法見實施例1)，其結構式如下 n＝4-8 分子量1400-2600環氧芳烷基酚樹脂(分子量1200-2300，從西北工業大學購得)，有優良的耐熱性，但其韌性不足，酚羥基的極性也太大，不利於摩擦係數的降低。將它改性製備成丙烯化芳烷基酚樹脂，酚基上的大取代基有利於韌性的提高，烯鍵可參與化學反應生成化學交聯鍵，可以達到在增大韌性的條件下並保持耐熱性基本上不降低的目的。同時可以使摩擦係數減小。
組成中的熱致液晶聚合物與聚苯硫醚構成原位複合材料，在擠出過程中熱致液晶聚合物在聚苯硫醚中將原位形成微纖結構，達到增強聚苯硫醚力學性能的目的。同時並能降低聚苯硫醚的熔融粘度，提高工藝性能。聚苯硫醚在受熱氧化時可以形成交聯鍵使耐熱性提高，加入聚苯硫醚可以提高軸承材料的耐熱性耐熱氧老化性及抗壓強度。二硫化鉬，石墨的加入可以提高軸承材料的耐磨耗性能和耐摩擦性能。
本發明耐熱塑料軸承材料的製備方法步驟示意圖見圖1。該方法包括以下步驟(1)將聚苯硫醚與熱致液晶聚合物按重量份比例85-95∶15-5進行混合，混勻後置於烘箱中於110-130℃烘乾10-15小時，冷到室溫後，加至擠出機中進行熔融共混，共混時料筒分四段控溫，各段溫度分別為250℃、270℃、300℃、320℃進行兩次擠出，將擠出物牽引拉細、造粒即為第一料粒備用。
(2)將丙烯化芳烷基酚樹脂、石墨、二硫化鉬按重量份比為100∶3-6∶8-18進行混合，在輥壓機上於80-120℃下輥壓混合1.5-3分鐘，輥壓混合均勻後，再加至擠出機中熔融共混，料筒分三段控溫，各段分別為45-55℃，60-80℃，85-120℃並將擠出物牽引拉細、造粒成第二料粒備用。
(3)將第一料粒和第二料粒以重量份比為20-35∶80-65的比例混合組成本發明耐熱塑料軸承材料。
本發明的耐熱塑料軸承材料可以製備能在250℃下連續使用的塑料軸承，且短期使用溫度可達300℃。而我國現今使用的塑料軸承材料只能用於製備能在100℃連續使用的塑料軸承、短期使用溫度僅達130℃，本發明大大提高了塑料軸承的使用溫度等級。本發明的耐熱塑料軸承材料可用常用的模壓或注射成型法製得耐熱塑料軸承，故該材料具有成型方便的優點。本發明耐熱塑料軸承材料的主要性能連續使用溫度範圍-40℃-+250℃，滑動摩擦係數為0.08-0.2，抗壓強度≥100Mpa，此種材料生產的軸承比常用工程塑料軸承具有更廣闊的應用領域和更大的應用價值。
本發明優點合理的配方及工藝，在實現了大幅度提高現有塑料軸承材料的耐熱性能的情況下，並達到了國外塑料軸承材料的低摩擦係數，高抗壓強度等重要性能。採用熱致液晶聚合物與聚苯硫醚構成原位複合體系，能在加工過程中形成微纖結構，實現軸承材料非宏觀纖維的增強作用，提高了軸承材料的力學性能。芳烷基酚樹脂的烯基化改性實現了在保持高的耐熱性的情況下，提高其韌性。聚苯硫醚的加入提高了該軸承材料的抗熱氧老化性能、耐熱性能和抗壓強度。且本發明耐熱軸承材料可以用常用的模壓法或注射法製得耐熱塑料軸承，這成型方法顯然大大優於同樣能連續使用於250℃高溫的聚四氟乙烯等的成型工藝。
圖1是本發明耐熱塑料軸承材料製備方法的步驟示意圖。
具體實施例方式
實施例1丙烯化芳烷基酚樹脂的製備在裝置有攪拌器、回流冷凝器的反應器中加入丁酮-二甲苯混合溶劑100升(丁酮與二甲苯的體積比為30∶70)，環氧芳烷基酚樹脂100公斤(分子量2000，從西北工業大學購得)，加熱攪拌溶解，升溫至90±5℃，徐徐滴入丙烯酸(丙烯酸的用量按與環氧芳烷基酚樹脂為等克分子比計算其用量)，維持90±5℃下反應2.5-3小時，反應至檢測已有95％以上的環氧基參與反應後即可停止反應。經水洗、分離後盛於搪瓷盤中在真空乾燥箱中乾燥，真空度為600-650毫米汞柱，乾燥至基本恆重後，將製得的丙烯化芳烷基酚樹脂(分子量為2400)，貯存備用。
實施例2耐熱塑料軸承材料的製備(1)將聚苯硫醚90kg與熱致液晶聚合物10kg進行混合，混勻後將混合物料在烘箱中於120℃下烘乾12小時，隨烘箱冷卻到室溫後，加至擠出機中進行熔融共混，共混時料筒分四段控溫，從加料段至擠出口各段溫度分別為250℃，270℃，300℃，320℃，進行兩次擠出，將擠出物牽引拉細、造粒為第一料粒，備用。
(2)稱取實施例1製得的丙烯化芳烷基酚樹脂、石墨和二硫化鉬各為100kg、6kg及16kg並混合，在輥壓機上於85-90℃下輥壓混合2分鐘，輥壓混合均勻後，再加至擠出機中熔融共混，料筒分三段控溫，各段分別為50℃，70℃，90℃，並將擠出物牽引拉細、造粒成第二料粒，備用。
(3)將第一料粒和第二料粒以重量為25kg∶75kg的比例混合，組成本發明耐熱塑料軸承材料。測得該材料的滑動摩擦係數為0.1，抗壓強度為110Mpa。
權利要求
1.一種耐熱塑料軸承材料，其特徵在於該材料是由聚苯硫醚，熱致液晶聚合物，丙烯化芳烷基酚樹脂，石墨及二硫化鉬組成聚苯硫醚和熱致液晶聚合物以85-95∶15-5重量份比例組成第一料粒，丙烯化芳烷基酚樹脂、石墨和二硫化鉬以100∶3-6∶8-18重量份比例組成第二料粒，第一料粒和第二料粒再以20-35∶80-65重量份比例混合組成。
2.如權利要求1所述的耐熱塑料軸承材料，其特徵在於所述丙烯化芳烷基酚樹脂的分子量是1400-2600。
3.權利要求1所述的耐熱塑料軸承材料的製備方法，其特徵在於該製備方法包括以下步驟(1)將聚苯硫醚與熱致液晶聚合物按重量份比85-95∶15-5混合，於110-130℃烘乾10-15小時，熔融共混，料筒分段控溫，溫度為250-320℃，擠出，牽引拉細，造粒成第一料粒；(2)將丙烯化芳烷基酚樹脂、石墨和二硫化鉬按重量份比100∶3-6∶8-18進行輥壓混合，擠出，牽引拉細，造粒成第二料粒(3)將第一料粒和第二料粒以重量份為20-35∶80-65比例混合。
全文摘要
一種耐熱塑料軸承材料,是由聚苯硫醚,熱致液晶聚合物,丙烯化芳烷基酚樹脂,石墨及二硫化鉬組成。其製造方法是將聚苯硫醚與熱致液晶聚合物按重量份比85－95∶15－5混合,烘乾,擠出,牽引,造粒成第一料粒;將丙烯化芳烷基酚樹脂,石墨和二硫化鉬按重量份比100∶3－6∶8－18進行輥壓混合,擠出,牽引,造粒成第二料粒;再將第一料粒和第二料粒以重量份20－35∶80－65比例混合即成耐熱塑料軸承材料。該材料能在250℃下連續使用,且短期使用溫度可達300℃,且可用常用的模壓或注射成型法製得耐熱塑料軸承。該材料具有低的摩擦係數0.08－2及高的抗壓強度≥100Mpa。
文檔編號C08L81/02GK1357575SQ0113914
公開日2002年7月10日 申請日期2001年12月20日 優先權日2001年12月20日
發明者吳澤宏, 李鬱忠, 張愛波 申請人:吳澤宏