[发明专利]一种超高分子量聚乙烯低阻耐磨支座摩擦副材料及制备

说明书

技术领域

本发明属于高分子材料技术领域，特别涉及到一种超高分子量聚乙烯低阻耐磨支座摩擦副材料及制备。

背景技术

支座摩擦副材料是支座实现滑移功能的重要部件。我国《GB 20688.4-2007橡胶支座第4部分：普通橡胶支座》、《GB/T 17955-2000球型支座技术条件》、《JT/T 391-1999公路桥梁盆式橡胶支座》、《TB/T 2331-2004》等规定用于支座的摩擦副材料为聚四氟乙烯或填充聚四氟乙烯，而支座生产企业目前多采用纯聚四氟乙烯板作为摩擦副材料。其不足之处在于，纯聚四氟乙烯的承压强度较低，耐磨损性能较差。

发明内容

为解决上述问题，本发明提出了一种超高分子量聚乙烯低阻耐磨支座摩擦副材料及制备，超高分子量聚乙烯(UHMWPE)具有很低的摩擦系数，自润滑性优异，其耐磨性居塑料之冠，但超高分子量聚乙烯表面硬度低、机械强度低、耐高温性能差，需要通过填充或交联的方法来对其进行改性，以获得低阻耐磨支座摩擦副材料，满足使用要求。

为实现上述发明目的，本发明采用如下技术方案：

所述的超高分子量聚乙烯低阻耐磨支座摩擦副材料，其按重量百分比组成如下：

超高分子量聚乙烯40％～97.8％，经偶联剂处理的无机增强填料1％～30％，经偶联剂处理的润滑填料1％～15％，抗氧剂0.1％～2％，光屏蔽剂0.1％～5％。

所述的超高分子量聚乙烯低阻耐磨支座摩擦副材料，其偶联剂为硅烷类偶联剂，包含KH-550或KH-560的任一种。

所述的超高分子量聚乙烯低阻耐磨支座摩擦副材料，其无机增强材料可以是目数≥800目的超细玻璃微珠、纳米Al₂O₃、纳米SiO₂中的任一种或一种以上的混合物。

所述的超高分子量聚乙烯低阻耐磨支座摩擦副材料，其润滑填料可以是石墨、二硫化钼、聚四氟乙烯中的任一种或一种以上的混合物。

所述的超高分子量聚乙烯低阻耐磨支座摩擦副材料，其抗氧剂可以是1010、1076。

所述的超高分子量聚乙烯低阻耐磨支座摩擦副材料，其光屏蔽剂是炭黑。

所述的超高分子量聚乙烯低阻耐磨支座摩擦副材料制备，经过填料预处理→混料→模压成型三个步骤，各步骤分述如下：

i、填料预处理

将无机增强填料、润滑填料分别用偶联剂进行预处理，预处理方式采用边搅拌填料边均匀喷洒经稀释的偶联剂，稀释的偶联剂用量为填料重量的0.5％～2％，搅拌均匀后将填料烘干待用；

ii、混料

取40％～97.8％的超高分子量聚乙烯、1％～30％的经偶联剂处理的无机增强填料、1％～15％的经偶联剂处理的润滑填料、0.1％～2％的抗氧剂、0.1％～5％的光屏蔽剂分别称量，放入高速混合机内进行高速混合，搅拌均匀为混合物；

iii、模压成型

将混合物装入模具中加热至170～230℃，在压力15～30MPa下成型，经保温保压30～100分钟，然后在保压状态下冷却至60℃以下时取出。

所述的超高分子量聚乙烯低阻耐磨支座摩擦副材料制备，其稀释的偶联剂的稀释剂是乙醇。

由于采用如上所述的技术方案，本发明具有如下优越性：

1、本发明的低阻耐磨支座摩擦副材料承压强度、耐磨损性均优于纯聚四氟乙烯，同时具有摩擦系数低、蠕变小等特点。

2、各种填料预先经过偶联剂处理，提高了其与超高分子量聚乙烯基体的相容性，进一步提高了材料本身的耐磨性能。

具体实施方式

实施例1

用乙醇稀释KH-550至浓度为10％，取出0.5％的经稀释的KH-550对15％的1250目超细玻璃微珠、10％的MoS₂填料作预处理，采用边搅拌填料边均匀喷洒的方式，搅拌均匀后将填料烘干待用。

取71％的超高分子量聚乙烯、1％的1010抗氧剂、3％的炭黑光屏蔽剂分别称量与上述填料放入高速混合机内进行高速混合，搅拌均匀为混合物。

将混合物装入模具中加热至190℃，在压力20MPa下成型，经保温保压70分钟，然后在保压状态下冷却至60℃以下时取出即制成超高分子量聚乙烯低阻耐磨支座摩擦副材料。

实施例2

用乙醇稀释KH-560至浓度为20％，取出0.5％的经稀释的KH-560对5％的石墨、10％的SiO₂填料作预处理，采用边搅拌填料边均匀喷洒的方式，搅拌均匀后将填料烘干待用。