一種耐磨復(fù)合材料的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于新型復(fù)合材料技術(shù)領(lǐng)域，具體設(shè)及一種耐磨復(fù)合材料，具有高強(qiáng)的耐 磨性。
【背景技術(shù)】
[0002] 耐磨材料是一大類具有特殊電、磁、光、聲、熱、力、化學(xué)W及生物功能的新型材料， 是信息技術(shù)、生物技術(shù)、能源技術(shù)等高技術(shù)領(lǐng)域和國防建設(shè)的重要基礎(chǔ)材料，同時(shí)也對(duì)改造 農(nóng)業(yè)、化工、建材等傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)具有十分重要的作用。耐磨材料種類繁多，用途廣泛，正在形成 一個(gè)規(guī)模宏大的高技術(shù)產(chǎn)業(yè)群，有著十分廣闊的市場前景和極為重要的戰(zhàn)略意義。
[0003] 據(jù)統(tǒng)計(jì)，國內(nèi)每年消耗金屬耐磨材料約達(dá)300萬噸W上。應(yīng)用摩擦磨損理論防止 和減輕摩擦磨損，每噸可節(jié)約150億美元。近年來，針對(duì)設(shè)備磨損的具體工況和資源情況， 研制出多種新型耐磨材料。隨著耐磨材料行業(yè)的發(fā)展進(jìn)步，我國在引進(jìn)的基礎(chǔ)上發(fā)展了結(jié) 合國情的新型耐磨材料技術(shù)，并將其應(yīng)用于鑄件質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)化中，對(duì)提高我國耐磨鑄件等機(jī) 械設(shè)備領(lǐng)域的整體水平起到了積極作用。
[0004]耐磨材料是新材料領(lǐng)域的核屯、，對(duì)高新技術(shù)的發(fā)展起著重要的推動(dòng)和支撐作用， 在全球新材料研究領(lǐng)域中，耐磨材料約占85 %。隨著信息社會(huì)的到來，特種耐磨材料對(duì)高 新技術(shù)的發(fā)展起著重要的推動(dòng)和支撐作用，是二十一世紀(jì)信息、生物、能源、環(huán)保、空間等高
技術(shù)領(lǐng)域的關(guān)鍵材料，成為世界各國新材料領(lǐng)域研究發(fā)展的重點(diǎn)，也是世界各國高技術(shù)發(fā) 展中戰(zhàn)略競爭的熱點(diǎn)。目前耐磨材料主要有W下幾大類；耐磨球、耐磨鋼板、耐磨焊條、耐磨 陶瓷、耐磨地坪、耐磨橡膠、耐磨管道、耐磨軸承、耐磨焊材、耐磨鑄件、鑄石、高分子等其它 耐磨材料。隨著上游產(chǎn)業(yè)要求越來越高，從W往的量需逐漸演變至今的質(zhì)需，據(jù)統(tǒng)計(jì)，2006 年-2010年耐磨球需求量從85萬噸增長到150萬噸。近年來，國內(nèi)經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展，高速路， 建筑業(yè)需求量大，水泥生產(chǎn)量逐年加大，水泥業(yè)提升產(chǎn)量，耐磨球的屬性要求也相應(yīng)提升， 從低銘含量發(fā)展到高銘含量，乃至更高研磨效率的耐磨球亟待研發(fā)出來，但是國內(nèi)的耐磨 球廠家多為民營企業(yè)，資金有限，技術(shù)研究創(chuàng)新實(shí)力不足，很難創(chuàng)出品牌提升產(chǎn)品效益，與 國際水平差距化逐漸拉大。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的目的是提供一種耐磨復(fù)合材料，其具有優(yōu)異的耐磨性能，特別是熱性能 優(yōu)異，在高溫條件下依然抗摩擦。
[0006]為達(dá)到上述發(fā)明目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：一種耐磨復(fù)合材料，由模壓復(fù)合 物模壓后制成；所述模壓復(fù)合物由W下重量份的原料烙融混合制得： 耐熱樹脂預(yù)聚物 100份 高粘樹脂預(yù)聚物 190~205份 氣化鏡 28~30份 硫代己酷胺 25~32份 S甲基娃氧基娃酸醋 6~8份 1，3, 5- S縮水甘油-S-S嗦S酬16~22份 異氯酸醋固化劑 2~3份 無機(jī)纖維 2~5份 所述耐熱樹脂預(yù)聚物由質(zhì)量比為1 ; 0.1的氯酸醋單體與己締單體預(yù)聚得到； 所述高粘樹脂預(yù)聚物由質(zhì)量比為1 ; 0.4的環(huán)氧樹脂與了二酸酢預(yù)聚得到。
[0007] 本發(fā)明中，所述無機(jī)纖維為碳化娃纖維。
[000引本發(fā)明中，氯酸醋單體為雙酪A型氯酸醋單體，粘接好，反應(yīng)性好；己締基單體的 結(jié)構(gòu)式為rr%優(yōu)選將雙酪A型氯酸醋單體與己締基單體于125°C反應(yīng)45分鐘，得到耐 ..V. 熱樹脂預(yù)聚物。該預(yù)聚體固化后常溫下穩(wěn)定，在收到外界大力摩擦?xí)r，在氣化鏡、硫代己酷 胺等其他組份促進(jìn)下會(huì)進(jìn)一步交聯(lián)，與無機(jī)纖維纏結(jié)，克服了傳統(tǒng)高分子材料耐磨差的缺 陷，提高復(fù)合材料的耐磨性。
[0009] 本發(fā)明中，環(huán)氧樹脂為多官能團(tuán)環(huán)氧樹脂，耐熱性較好，反應(yīng)性強(qiáng)，穩(wěn)定性好，比如 鄰甲酪醒環(huán)氧樹脂、苯酪酪醒環(huán)氧樹脂、雙酪A甲醒酪醒環(huán)氧樹脂、聯(lián)苯型環(huán)氧樹脂、=酪 哲基甲燒酪醒環(huán)氧樹脂。將環(huán)氧樹脂與了二酸酢于130°C反應(yīng)60分鐘，得到高粘樹脂預(yù)聚 物。所述環(huán)氧樹脂的環(huán)氧當(dāng)量為120~230g/eq;優(yōu)選為160~210g/eq。該預(yù)聚物能與氯 酸醋鏈段發(fā)生反應(yīng)形成纏結(jié)，在1，3, 5-=縮水甘油-S-=嗦=酬W及固化劑的串聯(lián)下，交 聯(lián)密度提升很大，增加了體系的強(qiáng)度，克服了傳統(tǒng)環(huán)氧樹脂偏軟的缺陷，提升體系耐磨性。
[0010] 優(yōu)選的，所述異氯酸醋固化劑為皿I硬化劑，皿I硬化劑應(yīng)用于本發(fā)明的耐磨材料 體系中，與高分子樹脂混合，相容性好；其與樹脂官能團(tuán)反應(yīng)，可W增加材料的初性和耐高 溫性，保證復(fù)合材料的力學(xué)性，抗摩擦性。
[0011] 皿I硬化劑的結(jié)構(gòu)式為：
[0012] 本發(fā)明中，有機(jī)物體系為復(fù)合材料的主要粘接成分，預(yù)聚物的預(yù)聚程度對(duì)于復(fù)合 材料表現(xiàn)的有機(jī)無機(jī)相容性有重要影響，特別關(guān)系到材料的高溫抗磨性；預(yù)聚程度低了導(dǎo) 致材料固化速度較慢，不利于體系交聯(lián)密度的提高，高了樹脂體系對(duì)無機(jī)填充物的潤濕性 能不佳，造成體系諸多缺陷。本發(fā)明的有機(jī)物體系不僅具有有效固化的功能，而且高溫時(shí)不 會(huì)烙化導(dǎo)致耐磨失效。
[0013] 本發(fā)明中，將氣化鏡、硫代己酷胺、S甲基娃氧基娃酸醋混合均勻，得到混合物；依 次將1，3, 5-=縮水甘油-S-=嗦=酬、無機(jī)纖維加入混合物中，攬拌4小時(shí)，然后加入異氯 酸醋固化劑，于60°C攬拌2小時(shí)；最后加入耐熱樹脂預(yù)聚物、高粘樹脂預(yù)聚物，于120°C攬拌 6小時(shí)，得到模壓復(fù)合物；再將模壓復(fù)合物置入模具中，模壓工藝為150°C/2h+180°C/比，即 得到耐磨復(fù)合材料。
[0014] 由于上述技術(shù)方案運(yùn)用，本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有下列優(yōu)點(diǎn)： 1.本發(fā)明利用的模壓復(fù)合物組成合理，各組成分之間相容性好，由此制備得到了耐磨 復(fù)合材料，具有良好的抗氧化性、互相粘接性能，特別具有優(yōu)異的耐熱性能和耐摩擦性能， 滿足耐磨復(fù)合材料的發(fā)展應(yīng)用。
[0015] 2.本發(fā)明公開的制備耐磨復(fù)合材料原料中，原料簡單易得，無需現(xiàn)有技術(shù)的復(fù)雜 反應(yīng)，制備的復(fù)合材料具有優(yōu)異的耐磨性能，體系中有機(jī)成分互相配合，小分子促進(jìn)高聚物 的交聯(lián)，并參與形成交聯(lián)點(diǎn)，固化效果好，提升交聯(lián)密度；在受摩擦?xí)r，一方面填料，特別是 氣化鏡增加體系的耐磨性能，另一方面小分子化合物催化大分子有機(jī)物進(jìn)一步反應(yīng)，形成 穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)，高溫耐磨穩(wěn)定性強(qiáng)，取得了意想不到的效果；而且避免了現(xiàn)有技術(shù)中耐磨材料 受熱烙化導(dǎo)致耐磨失效的缺陷。
[0016]
【具體實(shí)施方式】： 下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步描述。 實(shí)施例
[0017] 將lOOg雙酪A型氯酸醋單體與lOg己締基單體于125°C反應(yīng)45分鐘，得到耐熱樹 脂預(yù)聚物；己締基單體的結(jié)構(gòu)式為
[0018] 將200g環(huán)氧樹脂與80g了二酸酢于130°C反應(yīng)60分鐘，得到高粘樹脂預(yù)聚物。實(shí) 施例一至五所用環(huán)氧樹脂為鄰甲酪醒環(huán)氧樹脂、苯酪酪醒環(huán)氧樹脂、雙酪A甲醒酪醒環(huán)氧 樹脂、聯(lián)苯型環(huán)氧樹脂、=酪哲基甲燒酪醒環(huán)氧樹脂。
[0019] 根據(jù)表1的質(zhì)量組成，將氣化鏡、硫代己酷胺、S甲基娃氧基娃酸醋混合均勻，得 到混合物；依次將1，3, 5-=縮水甘油-S-=嗦=酬、無機(jī)纖維加入混合物中，攬拌4小 時(shí)，然后加入異氯酸醋固化劑，于60°C攬拌2小時(shí)；最后加入耐熱樹脂預(yù)聚物、高粘樹脂 預(yù)聚物，于120°C攬拌6小時(shí)，得到模壓復(fù)合物；再將模壓復(fù)合物置入模具中，模壓工藝為 150°C/ai+180°C/比，即得到耐磨復(fù)合材料。
[0020] 表1原料質(zhì)量
注；對(duì)比例一的耐熱樹脂預(yù)聚物為實(shí)施例一的耐熱樹脂預(yù)聚物；對(duì)比例二的耐熱樹脂 預(yù)聚物為實(shí)施例=的耐熱樹脂預(yù)聚物；對(duì)比例二的高粘樹脂預(yù)聚物為純苯酪酪醒環(huán)氧樹脂 預(yù)聚物。
[0021] 性能測試 利用維卡熱變形儀測試熱變形溫度（CTE/°C);利用電子萬能試驗(yàn)機(jī)測試彎曲強(qiáng)度（Rt/MPa);利用液晶式擺鍵沖擊試驗(yàn)機(jī)測試沖擊強(qiáng)度（a/KJ/W);利用3M600膠帶，拉拔涂層測 試附著力；利用熱失重儀測試初始分解溫度（Tu/°C);利用512橡皮，500奸測試耐磨性（R/ 次）；利用S銷/盤型卡塞試驗(yàn)機(jī)進(jìn)行磨損量測試（5MPa/90化pm)。
[0022] 上述耐磨復(fù)合材料的性能測試結(jié)果見表2。
[0023] 表2耐磨復(fù)合材料的性能
綜上，本發(fā)明公開的耐磨復(fù)合材料組成合理，各組成分之間相容性好，由此制備得到了 耐磨復(fù)合材料，具有良好的抗氧化性、力學(xué)性能，特別具有優(yōu)異的耐磨性能、耐熱性能，滿足 耐磨復(fù)合材料的發(fā)展應(yīng)用。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種耐磨復(fù)合材料，其特征在于，由模壓復(fù)合物模壓后制成；所述模壓復(fù)合物由以 下重量份的原料熔融混合制得： 耐熱樹脂預(yù)聚物 100份 高粘樹脂預(yù)聚物 190~205份 氟化鐿 28~30份 硫代乙酰胺 25~32份 三甲基硅氧基硅酸酯 6~8份 1，3, 5-三縮水甘油-S-三嗪三酮 16~22份 異氰酸酯固化劑 2~3份 無機(jī)纖維 2~5份 所述耐熱樹脂預(yù)聚物由質(zhì)量比為1 : 0.1的氰酸酯單體與乙烯單體預(yù)聚得到； 所述高粘樹脂預(yù)聚物由質(zhì)量比為1 : 0.4的環(huán)氧樹脂與丁二酸酐預(yù)聚得到。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述耐磨復(fù)合材料，其特征在于，所述氰酸酯樹脂為雙酚A型氰酸酯 樹脂；環(huán)氧樹脂為多官能團(tuán)環(huán)氧樹脂。3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述耐磨復(fù)合材料，其特征在于，所述環(huán)氧樹脂為鄰甲酚醛環(huán)氧樹 月旨、苯酚酚醛環(huán)氧樹脂、雙酚A甲醛酚醛環(huán)氧樹脂、聯(lián)苯型環(huán)氧樹脂、三酚羥基甲烷酚醛環(huán) 氧樹脂。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述耐磨復(fù)合材料，其特征在于，所述無機(jī)纖維為碳化硅纖維。5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述耐磨復(fù)合材料，其特征在于，所述異氰酸酯固化劑為HDI硬化 劑。6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述耐磨復(fù)合材料，其特征在于，所述耐熱樹脂預(yù)聚物由雙酚A型氰 酸酯單體與乙烯基單體于125°C反應(yīng)45分鐘得到。7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述耐磨復(fù)合材料，其特征在于，所述高粘樹脂預(yù)聚物由環(huán)氧樹脂 與丁二酸酐于130°C反應(yīng)60分鐘得到。8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述耐磨復(fù)合材料，其特征在于，所述乙烯基單體的結(jié)構(gòu)式為
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種耐磨復(fù)合材料，將氟化鐿、硫代乙酰胺、三甲基硅氧基硅酸酯混合均勻，得到混合物；依次將1,3,5-三縮水甘油-S-三嗪三酮、無機(jī)纖維加入混合物中，攪拌4小時(shí)，然后加入異氰酸酯固化劑，于60℃攪拌2小時(shí)；最后加入耐熱樹脂預(yù)聚物、高粘樹脂預(yù)聚物，于120℃攪拌6小時(shí)，得到模壓復(fù)合物；再將模壓復(fù)合物置入模具中，模壓工藝為150℃/2h+180℃/1h，即得到耐磨復(fù)合材料。本發(fā)明公開的制備方法中原料來源廣泛，制備過程簡單可控只需常規(guī)操作，易于產(chǎn)業(yè)化。
【IPC分類】C08L79/04, C08G73/06, C08K5/372, C08K13/04, C08L63/04, C08K5/5419, C08K5/29, C08K3/16, C08K7/10, C08L63/00, C08K5/3492, C08G59/42
【公開號(hào)】CN104987670
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510428138
【發(fā)明人】黨斌
【申請(qǐng)人】蘇州科淼新材料有限公司
【公開日】2015年10月21日
【申請(qǐng)日】2015年7月14日