一種連續(xù)纖維增強(qiáng)的耐磨套及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種連續(xù)纖維增強(qiáng)的耐磨套，其包括耐磨層和連續(xù)纖維增強(qiáng)層，其中所述耐磨層是聚四氟乙烯，所述連續(xù)纖維增強(qiáng)層是連續(xù)玻璃纖維，所述連續(xù)纖維增強(qiáng)層纏繞在所述耐磨層的外表面。本發(fā)明的制備工藝簡(jiǎn)單、生產(chǎn)效率高；耐磨套的物化性能優(yōu)良；耐磨層與連續(xù)纖維增強(qiáng)層的粘接牢固，具有較高的強(qiáng)度與剛度，因此耐磨套的使用壽命較長(zhǎng)。
【專利說(shuō)明】
一種連續(xù)纖維増強(qiáng)的耐磨套及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明涉及一種耐磨套及其制備方法，特別涉及一種連續(xù)纖維增強(qiáng)的耐磨套及其 制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 扭桿是保證高速動(dòng)車平穩(wěn)運(yùn)行的重要部件，扭桿與球鉸由耐磨套連接，在高速動(dòng) 車運(yùn)行過(guò)程中，球鉸需經(jīng)受徑向、軸向、偏轉(zhuǎn)等各種復(fù)雜的載荷，其對(duì)耐磨套的耐磨效果、與 背襯增強(qiáng)層的粘接連接要求極高。傳統(tǒng)的扭桿襯套由粘接劑簡(jiǎn)單冷粘而成，粘接層厚度不 易控制均勻，粘接效果差，生產(chǎn)效率低。在使用過(guò)程中，耐磨層與背襯增強(qiáng)層容易脫粘。背襯 增強(qiáng)層剛度小，導(dǎo)致耐磨套壓入球鉸過(guò)程中易損壞。
[0003]出于這種考慮，本發(fā)明的發(fā)明人進(jìn)行了研究，目的是解決相關(guān)領(lǐng)域現(xiàn)有技術(shù)所暴 露出來(lái)的問(wèn)題，期望提供一種制備工藝簡(jiǎn)單、耐磨效果優(yōu)良、生產(chǎn)效率高、使用壽命長(zhǎng)且耐 磨層與背襯增強(qiáng)層粘接牢固的連續(xù)纖維增強(qiáng)的耐磨套及其制備方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 鑒于以上現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的一個(gè)目的在于提供一種連續(xù)纖維增強(qiáng)的耐磨 套。本發(fā)明的發(fā)明人通過(guò)大量試驗(yàn)和創(chuàng)造性勞動(dòng)發(fā)現(xiàn)，將浸漬環(huán)氧樹脂的連續(xù)纖維纏繞至 聚四氟乙烯耐磨層外表面一體化成型扭桿耐磨套，背襯增強(qiáng)層能夠提供足夠的強(qiáng)度與剛 度，同時(shí)背襯增強(qiáng)層與耐磨層熱粘接牢固，因此耐磨套的耐磨效果較高、使用壽命較長(zhǎng)。
[0005] 本發(fā)明的另一個(gè)目的在于提供一種制備所述連續(xù)纖維增強(qiáng)的耐磨套的方法，其不 僅具有生產(chǎn)效率高、制備工藝簡(jiǎn)單的特點(diǎn)，而且所制備得到的連續(xù)纖維增強(qiáng)的耐磨套具有 耐磨效果優(yōu)良、使用壽命長(zhǎng)且耐磨層與背襯增強(qiáng)層粘接牢固、具有較高的強(qiáng)度與剛度的特 點(diǎn)。
[0006] 本發(fā)明的再一個(gè)目的在于提供一種用于高速列車的扭桿，其通過(guò)所述耐磨套或所 述方法制備得到的耐磨套與球鉸進(jìn)行連接，該扭桿依靠扭轉(zhuǎn)變形，限制車體的側(cè)滾角度，保 證車體的平穩(wěn)運(yùn)行，從而確保乘客的舒適性。
[0007] 本發(fā)明的再一個(gè)目的在于提供一種包括所述耐磨套或所述扭桿的高速列車。
[0008] 根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，本發(fā)明提供了一種連續(xù)纖維增強(qiáng)的耐磨套，其包括耐磨 層和連續(xù)纖維增強(qiáng)層，其中所述耐磨層是聚四氟乙烯，所述連續(xù)纖維增強(qiáng)層是連續(xù)玻璃纖 維，所述連續(xù)纖維增強(qiáng)層纏繞在所述耐磨層的外表面。
[0009] 根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)具體實(shí)施例，所述連續(xù)纖維增強(qiáng)層選自高強(qiáng)玻璃纖維或無(wú)堿玻 璃纖維。
[0010] 根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)具體實(shí)施例，所述連續(xù)纖維增強(qiáng)層優(yōu)選240~2400Tex的無(wú)堿玻 璃纖維，更優(yōu)選960~1200Tex的無(wú)堿玻璃纖維。
[0011] 在本發(fā)明中，所述無(wú)堿玻璃纖維，也可以被稱為E玻璃纖維，是指堿金屬氧化物含 量小于1 %的玻璃纖維。
[0012] 在本發(fā)明中，連續(xù)纖維增強(qiáng)層的纖度是本發(fā)明需要考慮的一個(gè)重要方面。本發(fā)明 的發(fā)明人通過(guò)大量試驗(yàn)和創(chuàng)造性勞動(dòng)發(fā)現(xiàn)，纖維纖度太小，連續(xù)纖維層的纏繞效率較低;纖 維纖度太高，影響樹脂浸潤(rùn)性及產(chǎn)品尺寸的穩(wěn)定性。可以列舉的本發(fā)明所述連續(xù)纖維增強(qiáng) 層包括但不限于：240Tex無(wú)堿玻璃纖維、480Tex無(wú)堿玻璃纖維、960Tex無(wú)堿玻璃纖維、 1200Tex無(wú)堿玻璃纖維或2400Tex無(wú)堿玻璃纖維，其中1200Tex無(wú)堿玻璃纖維是最優(yōu)選的。
[0013] 根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)具體實(shí)施例，所述連續(xù)纖維增強(qiáng)層的厚度不小于2mm。本發(fā)明的 發(fā)明人通過(guò)大量試驗(yàn)和創(chuàng)造性勞動(dòng)發(fā)現(xiàn)，當(dāng)連續(xù)纖維增強(qiáng)層的厚度小于2mm時(shí)，其剛度較 小，容易變形，加工精度差，不能滿足生產(chǎn)加工尺寸的實(shí)際要求。
[0014] 根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)具體實(shí)施例，所述耐磨層是添加有耐磨填料的聚四氟乙烯管。 當(dāng)然，本發(fā)明的耐磨層包括但不限于圓形管狀，也可以是其他形狀。
[0015] 在本發(fā)明中，所述耐磨層的厚度可以為〇? 1mm~10mm，優(yōu)選1~5mm，更優(yōu)選2~4mm。 本發(fā)明的發(fā)明人通過(guò)大量試驗(yàn)和創(chuàng)造性勞動(dòng)發(fā)現(xiàn)，由于聚四氟乙烯具有較大的熱膨脹系 數(shù)，因此耐磨層的厚度越大，在固化過(guò)程中尺寸穩(wěn)定性越差，耐磨層的厚度為2mm是最優(yōu)選 的。
[0016]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)具體實(shí)施例，所述耐磨層經(jīng)過(guò)萘_鈉處理液的活化處理，所述 萘-鈉處理溶液是由等摩爾比的鈉和萘溶解在四氫呋喃溶劑中形成的溶液。
[0017] 聚四氟乙烯具有很低的摩擦系數(shù)、自潤(rùn)滑性能及良好的高低溫適應(yīng)性和較高的機(jī) 械強(qiáng)度，但是它的表面能低及結(jié)晶度高，導(dǎo)致其浸潤(rùn)性差，因此特別難以直接與連續(xù)纖維粘 接。本發(fā)明的發(fā)明人通過(guò)大量試驗(yàn)和創(chuàng)造性勞動(dòng)發(fā)現(xiàn)，利用由等摩爾比的鈉和萘溶解在四 氫呋喃溶劑形成的萘-鈉處理液對(duì)聚四氟乙烯表面活化處理，使得活化處理后的耐磨層表 面發(fā)生了炭化，并生成一定量的羥基、羰基、羧基等活性官能團(tuán)，從而實(shí)現(xiàn)了耐磨層與連續(xù) 纖維增強(qiáng)層很好的粘結(jié)。
[0018] 根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)具體實(shí)施例，所述耐磨填料可以選自二硫化鉬和/或炭黑。
[0019] 根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)具體實(shí)施例，所述耐磨層的外表面涂覆有膠黏劑，所述連續(xù)纖 維增強(qiáng)層纏繞在膠黏劑上。膠黏劑能夠進(jìn)一步加強(qiáng)耐磨層與連續(xù)纖維層的粘接牢固程度。
[0020] 根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)具體實(shí)施例，所述膠黏劑可以選自環(huán)氧樹脂膠黏劑、聚氨酯膠 黏劑和酚醛環(huán)氧膠黏劑，優(yōu)選改性環(huán)氧樹脂膠黏劑。因?yàn)檫B續(xù)纖維增強(qiáng)層的基體為環(huán)氧樹 月旨，同時(shí)其與聚四氟乙烯有較好的粘接性能。
[0021 ]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)具體實(shí)施例，所述膠黏劑的厚度可以為0.05~0.5mm，優(yōu)選0.1 ~0.4mm，更優(yōu)選0.1~0.2mm?？梢粤信e的本發(fā)明所述環(huán)氧樹脂膠黏劑的厚度包括但不限 于：0?1mm、0?12mm、0?14mm、0?16mm、0?18mm、0?2mm、0?25mm、0?3mm、0?35mm或0?4mm〇 [0022]在本發(fā)明中，所述環(huán)膠黏劑具有流掛性，即膠黏劑涂敷后膠液向下流淌的現(xiàn)象，多 發(fā)生垂直面。
[0023] 在本發(fā)明中，所述環(huán)氧樹脂膠黏劑的操作時(shí)間不少于60min。這里所述的操作時(shí)間 是指所述環(huán)氧樹脂膠黏劑涂敷在耐磨層豎直面上不自由流動(dòng)，仍然可以保持涂敷狀態(tài)的時(shí) 間。
[0024] 根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)具體實(shí)施例，所述連續(xù)纖維增強(qiáng)層還可以選自連續(xù)碳纖維或連 續(xù)玻璃/碳混雜纖維。
[0025] 在本發(fā)明中，當(dāng)連續(xù)纖維增強(qiáng)層是連續(xù)碳纖維時(shí)，其具有剛度大，可承載更大的荷 載特點(diǎn)。
[0026] 在本發(fā)明中，當(dāng)連續(xù)纖維增強(qiáng)層是連續(xù)玻璃/碳混雜纖維時(shí)，其具有剛度較大，可 承載比較大的荷載特點(diǎn)。
[0027] 根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，本發(fā)明提供了一種制備所述耐磨套的方法，其包括如下 步驟：
[0028] (1)將添加有耐磨填料的聚四氟乙烯管嵌套在纏繞模具上；
[0029] (2)將步驟(1)中已裝配好的纏繞模具安裝在數(shù)控纏繞機(jī)上進(jìn)行干紗模擬；
[0030] (3)按照編制好的纏繞程序?qū)⒔n有環(huán)氧樹脂的連續(xù)玻璃纖維纏繞到聚四氟乙烯 管的外表面至所需厚度，然后繼續(xù)旋轉(zhuǎn)聚四氟乙烯管直至環(huán)氧樹脂凝膠；
[0031] (4)將已凝膠的產(chǎn)品置于固化爐中進(jìn)行固化，將固化后的產(chǎn)品與纏繞模具進(jìn)行分 離。
[0032] 在本發(fā)明中，步驟(2)中進(jìn)行干紗模擬的目的是確保纏繞程序可以纏繞出產(chǎn)品，避 免上膠后程序不佳時(shí)不方便清理模具。
[0033] 根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)具體實(shí)施例，所述纏繞模具的外徑大于所述聚四氟乙烯管的內(nèi) 徑，從而使得聚四氟乙烯管與所述纏繞模具為過(guò)盈配合。
[0034] 在本發(fā)明中，所述過(guò)盈配合是指本發(fā)明所述的一種連續(xù)纖維增強(qiáng)的耐磨套的內(nèi)徑 小于纏繞模具的外徑，將耐磨套嵌套于模具上，確保纏繞過(guò)程中兩者不發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)。 [0035]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)具體實(shí)施例，所述纏繞模具的外表面鍍鉻，其目的在于使本發(fā) 明的耐磨套纏繞完畢后方便脫模，避免對(duì)產(chǎn)品造成損傷。
[0036]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)具體實(shí)施例，所述纏繞程序中的纏繞角設(shè)置為50~65度，優(yōu)選 55~60度，更優(yōu)選55~56度?？梢粤信e的本發(fā)明所述纏繞程序中的纏繞角的設(shè)置包括但不 限于:55.1 度、55.2 度、55.3 度、55.4 度、55.5 度、55.6 度、55.7 度、55.8 度或 55.9 度。
[0037]在本發(fā)明中，所述纏繞角是指纏繞紗與模具軸線成的角度。本發(fā)明的發(fā)明人通過(guò) 大量試驗(yàn)和創(chuàng)造性勞動(dòng)發(fā)現(xiàn)，如果纏繞程序中纏繞角的設(shè)置過(guò)低，那么易導(dǎo)致環(huán)向強(qiáng)度低； 如果纏繞程序中纏繞角的設(shè)置過(guò)高，那么易造成軸向強(qiáng)度低；當(dāng)纏繞角設(shè)置為55~56度是 最優(yōu)選的。
[0038]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)具體實(shí)施例，步驟(4)中固化溫度可以為60~100度，優(yōu)選70~ 80度；固化時(shí)間可以為2~8小時(shí)，優(yōu)選5~7小時(shí)。
[0039] 固化溫度和時(shí)間是本發(fā)明需要考慮的一個(gè)重要方面。聚四氟乙烯的熱膨脹系數(shù)較 大，因此固化溫度越高，膨脹越大，導(dǎo)致尺寸穩(wěn)定性越差。本發(fā)明的發(fā)明人通過(guò)大量試驗(yàn)和 創(chuàng)造性勞動(dòng)發(fā)現(xiàn)，固化溫度為70度、固化時(shí)間為6個(gè)小時(shí)是更優(yōu)選的一種方案。
[0040] 根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)具體實(shí)施例，所述一種連續(xù)纖維增強(qiáng)的耐磨套或者上述方法制 備得到的一種連續(xù)纖維增強(qiáng)的耐磨套，在l〇mm/min條件下的徑向壓潰強(qiáng)度為4.0~5. OkN， 優(yōu)選4.4~4.6kN。
[0041] 根據(jù)本發(fā)明的再一方面，本發(fā)明提供了一種用于高速動(dòng)車的扭桿，其通過(guò)所述耐 磨套或者上述方法制備得到的耐磨套與球鉸進(jìn)行連接。
[0042]根據(jù)本發(fā)明的再一方面，本發(fā)明提供了一種高速列車，其包括所述，耐磨套或者上 述方法制備得到的耐磨套或所述扭桿。
[0043]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果還有:耐磨套的制備工藝簡(jiǎn)單，生產(chǎn)效率高； 耐磨套的物化性能優(yōu)良；耐磨層與連續(xù)纖維增強(qiáng)層熱粘接牢固，具有較高的強(qiáng)度與剛度，從 而使得本發(fā)明耐磨套的使用壽命較長(zhǎng)。
【附圖說(shuō)明】
[0044] 為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例描述中所需要使 用的附圖做簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見，下面簡(jiǎn)述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本 領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的 附圖。
[0045] 圖1表示本發(fā)明一種連續(xù)纖維增強(qiáng)的耐磨套在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中的剖視圖。
[0046] 圖2表示本發(fā)明一種連續(xù)纖維增強(qiáng)的耐磨套在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中纏繞完畢后連同 模具的剖視圖。
[0047]圖3表示本發(fā)明一種連續(xù)纖維增強(qiáng)的耐磨套在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中傅立葉紅外光譜 結(jié)果。
[0048]圖4表示本發(fā)明一種連續(xù)纖維增強(qiáng)的耐磨套在另一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中傅立葉紅外光 譜結(jié)果。
[0049] 圖5表示本發(fā)明一種連續(xù)纖維增強(qiáng)的耐磨套在多個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中徑向破壞試驗(yàn)的 結(jié)果。
[0050] 在圖中，相同的構(gòu)件由相同的附圖標(biāo)記標(biāo)示。附圖并未按照實(shí)際的比例繪制。附圖 標(biāo)記的說(shuō)明如下：
[0051 ] 1表示耐磨層；
[0052] 2表示連續(xù)纖維增強(qiáng)層；
[0053] 3表示纏繞模具；
[0054] 4表示高強(qiáng)玻璃纖維作為背襯增強(qiáng)層的耐磨套的徑向破壞載荷-變形試驗(yàn)曲線；
[0055] 5表示無(wú)堿玻璃纖維作為背襯增強(qiáng)層的耐磨套的徑向破壞載荷-變形試驗(yàn)曲線；
[0056] 6表示工程塑料作為背襯增強(qiáng)層的傳統(tǒng)耐磨套的徑向破壞載荷-變形試驗(yàn)曲線。
【具體實(shí)施方式】
[0057] 下面將結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方案進(jìn)行詳細(xì)描述，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員將會(huì) 理解，下列實(shí)施例僅用于說(shuō)明本發(fā)明，而不應(yīng)視為限定本發(fā)明的范圍。實(shí)施例中未注明具體 條件者，按照常規(guī)條件或制造商建議的條件進(jìn)行。所用試劑或儀器未注明生產(chǎn)廠商者，均為 可以通過(guò)市購(gòu)獲得的常規(guī)產(chǎn)品。
[0058] 實(shí)施例1
[0059]在本實(shí)施例中，耐磨層選用添加有15%炭黑的聚四氟乙烯管;連續(xù)纖維增強(qiáng)層選 用由A公司生產(chǎn)的1200Tex無(wú)堿玻璃纖維。
[0060] 1)纏繞模具設(shè)計(jì)加工:設(shè)計(jì)一種外表面鍍鉻的纏繞模具，其外徑大于聚四氟乙烯 管內(nèi)徑0.08mm，使聚四氟乙烯管與纏繞模具為過(guò)盈配合，防止纏繞過(guò)程中模具與聚四氟乙 烯套產(chǎn)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)及不同心，造成對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量的不利影響；
[0061] 2)將準(zhǔn)備好的一段聚四氟乙烯空心圓管嵌套在上述纏繞模具上，使聚四氟乙烯空 心圓管與纏繞模具在轉(zhuǎn)動(dòng)情況下無(wú)相對(duì)運(yùn)動(dòng)；
[0062] 3)將已裝配好聚四氟乙烯空心圓管的模具裝在數(shù)控纏繞機(jī)上，打開纏繞軟件，初 步輸入纏繞直徑為120mm、纏繞角為55度、紗寬為15mm、伸臂長(zhǎng)度為210mm，生成一個(gè)纏繞程 序；
[0063] 4)干紗模擬，即不上環(huán)氧樹脂，只用紗線走纏繞程序，檢驗(yàn)設(shè)置的纏繞程序是否合 適，是否需要優(yōu)化。經(jīng)優(yōu)化后，本實(shí)施例中最終設(shè)定纏繞直徑為122_、纏繞角為55.5度、紗 寬為16mm、伸臂長(zhǎng)度為207mm;
[0064] 5)考慮到聚四氟乙烯為熱塑性材料，在不同溫度下有較大變形，樹脂固化溫度需 不超過(guò)100度，以防在固化過(guò)程中聚四氟乙烯產(chǎn)生過(guò)大變形導(dǎo)致產(chǎn)品質(zhì)量下降；同時(shí)考慮增 強(qiáng)層與耐磨層需具備較強(qiáng)粘接力，而環(huán)氧樹脂為一種具有較強(qiáng)粘接力的樹脂，故選擇固化 溫度為100度的環(huán)氧樹脂對(duì)1200Tex無(wú)堿玻璃纖維進(jìn)行浸漬處理；
[0065] 6)打開設(shè)定好的纏繞程序，利用壓膠輥控制含膠量，纏繞浸漬環(huán)氧樹脂的1200Tex 無(wú)堿玻璃纖維至比纏繞完畢的耐磨套產(chǎn)品外徑大3mm的尺寸，繼續(xù)旋轉(zhuǎn)直至環(huán)氧樹脂凝膠； [0066] 7)將已凝膠的產(chǎn)品置于固化爐，保持旋轉(zhuǎn)，在70度溫度下固化6小時(shí)；
[0067] 8)在車床上將產(chǎn)品兩端多余纏繞部分車掉，同時(shí)將外徑車至產(chǎn)品尺寸；
[0068] 9)在脫模機(jī)上將產(chǎn)品從模具上脫下來(lái)，即通過(guò)脫模擋板借助脫模小車?yán)＞邔a(chǎn) 品與模具分離；
[0069] 10)將產(chǎn)品的耐磨層二次加工至2mm的所需尺寸，得到一種連續(xù)纖維增強(qiáng)的耐磨 套。
[0070] 本實(shí)施例制備得到的一種連續(xù)纖維增強(qiáng)的耐磨套的剖視圖如附圖1所示，而耐磨 套纏繞完畢后連同模具的剖視圖則如附圖2所示。
[0071] 將本實(shí)施例制備得到的一種連續(xù)纖維增強(qiáng)的耐磨套進(jìn)行傅里葉紅外光譜分析，其 結(jié)果如圖3所不。
[0072] 將本實(shí)施例制備得到的一種連續(xù)纖維增強(qiáng)的耐磨套進(jìn)行徑向壓潰強(qiáng)度試驗(yàn)。本實(shí) 施例使用電子萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)對(duì)耐磨套施加徑向荷載直至破壞，加載速度為l〇mm/min，記錄加 載過(guò)程中的最大荷載，試驗(yàn)結(jié)果如下表1所示。
[0073] 實(shí)施例2
[0074]同實(shí)施例1，不同之處在于所述連續(xù)纖維增強(qiáng)層選用由A公司生產(chǎn)的2400Tex無(wú)堿 玻璃纖維。
[0075] 將所本實(shí)施例制備得到的一種連續(xù)纖維增強(qiáng)的耐磨套進(jìn)行徑向壓潰強(qiáng)度試驗(yàn)，試 驗(yàn)條件同實(shí)施例1，試驗(yàn)結(jié)果如下表1所示。
[0076] 實(shí)施例3
[0077]同實(shí)施例1，不同之處在于所述連續(xù)纖維增強(qiáng)層選用由B公司生產(chǎn)的480Tex的高強(qiáng) 玻璃纖維。
[0078] 將所本實(shí)施例制備得到的一種連續(xù)纖維增強(qiáng)的耐磨套進(jìn)行徑向壓潰強(qiáng)度試驗(yàn)，試 驗(yàn)條件同實(shí)施例1，試驗(yàn)結(jié)果如下表1所示。
[0079] 實(shí)施例4
[0080] 同實(shí)施例1，不同之處在于所述連續(xù)纖維增強(qiáng)層選用由B公司生產(chǎn)的960Tex的高強(qiáng) 玻璃纖維。
[0081] 將所本實(shí)施例制備得到的一種連續(xù)纖維增強(qiáng)的耐磨套進(jìn)行徑向壓潰強(qiáng)度試驗(yàn)，試 驗(yàn)條件同實(shí)施例1，試驗(yàn)結(jié)果如下表1所示。
[0082]表 1
[0084] 從上表1可見，實(shí)施例1~4分別選用了高強(qiáng)玻璃纖維和無(wú)堿玻璃纖維兩種玻璃纖 維的四種型號(hào)。從壓潰強(qiáng)度試驗(yàn)結(jié)果看，高強(qiáng)玻璃纖維的強(qiáng)度高于無(wú)堿玻璃纖維，這是因?yàn)?高強(qiáng)玻纖維的強(qiáng)度更大。但考慮到高強(qiáng)玻纖增強(qiáng)復(fù)合材料的剛度大，在大荷載下更顯脆性， 所以本發(fā)明優(yōu)選無(wú)堿玻璃纖維。1200Tex性能優(yōu)于2400Tex，這是因?yàn)槔w維越粗，產(chǎn)生缺陷的 可能性越大，如浸潤(rùn)不良、纖維絲張力不一致，因此優(yōu)選1200Tex的無(wú)堿玻璃纖維。
[0085] 實(shí)施例5
[0086]同實(shí)施例1，不同之處在于步驟2)中，先將準(zhǔn)備好的一段聚四氟乙烯空心圓管經(jīng)過(guò) 由等摩爾比的鈉和萘溶解在四氫呋喃溶劑中形成的溶液活化處理后，再將其嵌套在纏繞模 具上，使聚四氟乙烯空心圓管與纏繞模具在轉(zhuǎn)動(dòng)情況下無(wú)相對(duì)運(yùn)動(dòng)。
[0087] 將本實(shí)施例制備得到的一種連續(xù)纖維增強(qiáng)的耐磨套進(jìn)行傅里葉紅外光譜分析，其 結(jié)果如圖4所不。
[0088] 將圖3和圖4進(jìn)行對(duì)比可見，在波數(shù)1212CHT1和1150CHT1處，C-F鍵特征峰在實(shí)施例2 中經(jīng)活化后比實(shí)施例1中未經(jīng)活化前的強(qiáng)度變?nèi)?，同時(shí)3446CHT1波數(shù)處-OH基團(tuán)說(shuō)明在活化 過(guò)程中C-F健被打斷，生成-OH，有利于耐磨層與浸漬環(huán)氧樹脂的連續(xù)玻璃纖維的粘接。
[0089] 實(shí)施例6
[0090]將實(shí)施例1中制備得到的耐磨套與扭桿球鉸進(jìn)行裝配，然后對(duì)其進(jìn)行疲勞試驗(yàn)。疲 勞試驗(yàn)的條件如下表2所示：
[0091]表2
[0093]疲勞試驗(yàn)的結(jié)果表明：實(shí)施例1中得到的耐磨套經(jīng)過(guò)200萬(wàn)次疲勞測(cè)試后，耐磨層 與背襯增強(qiáng)層仍粘接完好，剛度變化率小于2%，完全達(dá)到了技術(shù)設(shè)計(jì)的要求。
[0094]應(yīng)當(dāng)注意的是，以上所述的實(shí)施例僅用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的任何 限制。通過(guò)參照典型實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了描述，但應(yīng)當(dāng)理解為其中所用的詞語(yǔ)為描述性 和解釋性詞匯，而不是限定性詞匯?？梢园匆?guī)定在本發(fā)明權(quán)利要求的范圍內(nèi)對(duì)本發(fā)明作出 修改，以及在不背離本發(fā)明的范圍和精神內(nèi)對(duì)本發(fā)明進(jìn)行修訂。盡管其中描述的本發(fā)明涉 及特定的方法、材料和實(shí)施例，但是并不意味著本發(fā)明限于其中公開的特定例，相反，本發(fā) 明可擴(kuò)展至其他所有具有相同功能的方法和應(yīng)用。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種連續(xù)纖維增強(qiáng)的耐磨套，其包括耐磨層和連續(xù)纖維增強(qiáng)層，其中所述耐磨層是 聚四氟乙烯，所述連續(xù)纖維增強(qiáng)層是連續(xù)玻璃纖維，所述連續(xù)纖維增強(qiáng)層纏繞在所述耐磨 層的外表面。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的耐磨套，其特征在于，所述連續(xù)纖維增強(qiáng)層選自高強(qiáng)玻璃纖維 或無(wú)堿玻璃纖維，優(yōu)選240~2400Tex的無(wú)堿玻璃纖維，更優(yōu)選960~1200Tex的無(wú)堿玻璃纖 維。3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的耐磨套，其特征在于，所述耐磨層經(jīng)過(guò)萘-鈉處理液的活化 處理;所述萘-鈉處理溶液是由等摩爾比的鈉和萘溶解在四氫呋喃溶劑中形成的溶液。4. 根據(jù)權(quán)利要求1~3中任意一項(xiàng)所述的耐磨套，其特征在于，所述耐磨層的外表面涂 覆有膠黏劑，所述連續(xù)纖維增強(qiáng)層纏繞在所述膠黏劑上。5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的耐磨套，其特征在于，所述膠黏劑的厚度為0.05~0.5mm，優(yōu)選 0.1~0.4_，更優(yōu)選0.1~0.2_。6. -種制備如權(quán)利要求1~5中任意一項(xiàng)所述連續(xù)纖維增強(qiáng)的耐磨套的方法，其包括如 下步驟： (1) 將添加有耐磨填料的聚四氟乙烯管嵌套在纏繞模具上； (2) 將步驟(1)中已裝配好的纏繞模具安裝在數(shù)控纏繞機(jī)上進(jìn)行干紗模擬； (3) 按照編制好的纏繞程序?qū)⒔n有環(huán)氧樹脂的連續(xù)玻璃纖維纏繞到聚四氟乙烯管的 外表面至所需厚度，然后繼續(xù)旋轉(zhuǎn)聚四氟乙烯管直至環(huán)氧樹脂凝膠； (4) 將已凝膠的產(chǎn)品置于固化爐中進(jìn)行固化，將固化后的產(chǎn)品與纏繞模具進(jìn)行分離。7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，所述纏繞模具的外徑大于所述聚四氟乙烯 管的內(nèi)徑，從而使得聚四氟乙烯管與所述纏繞模具為過(guò)盈配合。8. 根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的方法，其特征在于，所述纏繞程序中的纏繞角設(shè)置為50~ 65度，優(yōu)選55~60度，更優(yōu)選55~56度。9. 根據(jù)權(quán)利要求6~8中任意一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，步驟(4)中，固化溫度為60 ~100度，優(yōu)選70~80度；固化時(shí)間為2~8小時(shí)，優(yōu)選5~7小時(shí)。10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于，步驟(4)中，固化溫度為70度，固化時(shí)間為 6小時(shí)。11. 一種如權(quán)利要求1~5中任意一項(xiàng)所述耐磨套或者如權(quán)利要求6~10中任意一項(xiàng)方 法所制備的耐磨套，其特征在于，所述耐磨套在lOmm/min條件下的徑向壓潰強(qiáng)度為4.0~ 5.01^，優(yōu)選4.4~4.61^。12. -種用于高速列車的扭桿，其通過(guò)如權(quán)利要求1~5中任意一項(xiàng)所述的耐磨套或者 如權(quán)利要求6~11中任意一項(xiàng)方法所制備的耐磨套與球鉸進(jìn)行連接。13. -種高速列車，其包括1~5中任意一項(xiàng)所述的耐磨套或者如權(quán)利要求6~11中任意 一項(xiàng)方法所制備的耐磨套或者如權(quán)利要求12所述的扭桿。
【文檔編號(hào)】B32B27/30GK105881991SQ201610216751
【公開日】2016年8月24日
【申請(qǐng)日】2016年4月8日
【發(fā)明人】黃河, 王虎, 陳彥北, 魏思德, 羅杰
【申請(qǐng)人】株洲時(shí)代新材料科技股份有限公司