專(zhuān)利名稱(chēng)：耐熱塑料軸承材料及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及高分子化合物的組合材料，尤其是關(guān)于耐熱塑料軸承材料及其制備方法。
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(xué)購(gòu)得。熱致液晶聚合物分子量為12000-26000，是從成都有機(jī)硅中心購(gòu)得。丙烯化芳烷基酚樹(shù)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(fā)明耐熱塑料軸承材料。
丙烯化芳烷基酚樹(shù)脂是用丙烯酸對(duì)環(huán)氧芳烷基酚樹(shù)脂進(jìn)行烯基反應(yīng)改性而制得(制備方法見(jiàn)實(shí)施例1)，其結(jié)構(gòu)式如下 n＝4-8 分子量1400-2600環(huán)氧芳烷基酚樹(shù)脂(分子量1200-2300，從西北工業(yè)大學(xué)購(gòu)得)，有優(yōu)良的耐熱性，但其韌性不足，酚羥基的極性也太大，不利于摩擦系數(shù)的降低。將它改性制備成丙烯化芳烷基酚樹(shù)脂，酚基上的大取代基有利于韌性的提高，烯鍵可參與化學(xué)反應(yīng)生成化學(xué)交聯(lián)鍵，可以達(dá)到在增大韌性的條件下并保持耐熱性基本上不降低的目的。同時(shí)可以使摩擦系數(shù)減小。
組成中的熱致液晶聚合物與聚苯硫醚構(gòu)成原位復(fù)合材料，在擠出過(guò)程中熱致液晶聚合物在聚苯硫醚中將原位形成微纖結(jié)構(gòu)，達(dá)到增強(qiáng)聚苯硫醚力學(xué)性能的目的。同時(shí)并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(shí)可以形成交聯(lián)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(qiáng)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(fā)明耐熱塑料軸承材料的制備方法步驟示意圖見(jiàn)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(jìn)行混合，混勻后置于烘箱中于110-130℃烘干10-15小時(shí)，冷到室溫后，加至擠出機(jī)中進(jìn)行熔融共混，共混時(shí)料筒分四段控溫，各段溫度分別為250℃、270℃、300℃、320℃進(jìn)行兩次擠出，將擠出物牽引拉細(xì)、造粒即為第一料粒備用。
(2)將丙烯化芳烷基酚樹(shù)脂、石墨、二硫化鉬按重量份比為100∶3-6∶8-18進(jìn)行混合，在輥壓機(jī)上于80-120℃下輥壓混合1.5-3分鐘，輥壓混合均勻后，再加至擠出機(jī)中熔融共混，料筒分三段控溫，各段分別為45-55℃，60-80℃，85-120℃并將擠出物牽引拉細(xì)、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(fā)明耐熱塑料軸承材料。
本發(fā)明的耐熱塑料軸承材料可以制備能在250℃下連續(xù)使用的塑料軸承，且短期使用溫度可達(dá)300℃。而我國(guó)現(xiàn)今使用的塑料軸承材料只能用于制備能在100℃連續(xù)使用的塑料軸承、短期使用溫度僅達(dá)130℃，本發(fā)明大大提高了塑料軸承的使用溫度等級(jí)。本發(fā)明的耐熱塑料軸承材料可用常用的模壓或注射成型法制得耐熱塑料軸承，故該材料具有成型方便的優(yōu)點(diǎn)。本發(fā)明耐熱塑料軸承材料的主要性能連續(xù)使用溫度范圍-40℃-+250℃，滑動(dòng)摩擦系數(shù)為0.08-0.2，抗壓強(qiáng)度≥100Mpa，此種材料生產(chǎn)的軸承比常用工程塑料軸承具有更廣闊的應(yīng)用領(lǐng)域和更大的應(yīng)用價(jià)值。
本發(fā)明優(yōu)點(diǎn)合理的配方及工藝，在實(shí)現(xiàn)了大幅度提高現(xiàn)有塑料軸承材料的耐熱性能的情況下，并達(dá)到了國(guó)外塑料軸承材料的低摩擦系數(shù)，高抗壓強(qiáng)度等重要性能。采用熱致液晶聚合物與聚苯硫醚構(gòu)成原位復(fù)合體系，能在加工過(guò)程中形成微纖結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)軸承材料非宏觀纖維的增強(qiáng)作用，提高了軸承材料的力學(xué)性能。芳烷基酚樹(shù)脂的烯基化改性實(shí)現(xiàn)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(qiáng)度。且本發(fā)明耐熱軸承材料可以用常用的模壓法或注射法制得耐熱塑料軸承，這成型方法顯然大大優(yōu)于同樣能連續(xù)使用于250℃高溫的聚四氟乙烯等的成型工藝。


圖1是本發(fā)明耐熱塑料軸承材料制備方法的步驟示意圖。
具體實(shí)施例方式
實(shí)施例1丙烯化芳烷基酚樹(shù)脂的制備在裝置有攪拌器、回流冷凝器的反應(yīng)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(huán)氧芳烷基酚樹(shù)脂100公斤(分子量2000，從西北工業(yè)大學(xué)購(gòu)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(huán)氧芳烷基酚樹(shù)脂為等克分子比計(jì)算其用量)，維持90±5℃下反應(yīng)2.5-3小時(shí)，反應(yīng)至檢測(cè)已有95％以上的環(huán)氧基參與反應(yīng)后即可停止反應(yīng)。經(jīng)水洗、分離后盛于搪瓷盤(pán)中在真空干燥箱中干燥，真空度為600-650毫米汞柱，干燥至基本恒重后，將制得的丙烯化芳烷基酚樹(shù)脂(分子量為2400)，貯存?zhèn)溆谩?br> 實(shí)施例2耐熱塑料軸承材料的制備(1)將聚苯硫醚90kg與熱致液晶聚合物10kg進(jìn)行混合，混勻后將混合物料在烘箱中于120℃下烘干12小時(shí)，隨烘箱冷卻到室溫后，加至擠出機(jī)中進(jìn)行熔融共混，共混時(shí)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(jìn)行兩次擠出，將擠出物牽引拉細(xì)、造粒為第一料粒，備用。
(2)稱(chēng)取實(shí)施例1制得的丙烯化芳烷基酚樹(shù)脂、石墨和二硫化鉬各為100kg、6kg及16kg并混合，在輥壓機(jī)上于85-90℃下輥壓混合2分鐘，輥壓混合均勻后，再加至擠出機(jī)中熔融共混，料筒分三段控溫，各段分別為50℃，70℃，90℃，并將擠出物牽引拉細(xì)、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(fā)明耐熱塑料軸承材料。測(cè)得該材料的滑動(dòng)摩擦系數(shù)為0.1，抗壓強(qiáng)度為110Mpa。
權(quán)利要求
1.一種耐熱塑料軸承材料，其特征在于該材料是由聚苯硫醚，熱致液晶聚合物，丙烯化芳烷基酚樹(shù)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(shù)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(quán)利要求1所述的耐熱塑料軸承材料，其特征在于所述丙烯化芳烷基酚樹(shù)脂的分子量是1400-2600。
3.權(quán)利要求1所述的耐熱塑料軸承材料的制備方法，其特征在于該制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，于110-130℃烘干10-15小時(shí)，熔融共混，料筒分段控溫，溫度為250-320℃，擠出，牽引拉細(xì)，造粒成第一料粒；(2)將丙烯化芳烷基酚樹(shù)脂、石墨和二硫化鉬按重量份比100∶3-6∶8-18進(jìn)行輥壓混合，擠出，牽引拉細(xì)，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(shù)脂,石墨及二硫化鉬組成。其制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,烘干,擠出,牽引,造粒成第一料粒;將丙烯化芳烷基酚樹(shù)脂,石墨和二硫化鉬按重量份比100∶3－6∶8－18進(jìn)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(xù)使用,且短期使用溫度可達(dá)300℃,且可用常用的模壓或注射成型法制得耐熱塑料軸承。該材料具有低的摩擦系數(shù)0.08－2及高的抗壓強(qiáng)度≥100Mpa。
文檔編號(hào)C08L81/02GK1357575SQ0113914
公開(kāi)日2002年7月10日 申請(qǐng)日期2001年12月20日 優(yōu)先權(quán)日2001年12月20日
發(fā)明者吳澤宏, 李郁忠, 張愛(ài)波 申請(qǐng)人:吳澤宏