[发明专利]一种高分子自润滑材料及其制备方法与应用

说明书

本发明公开了一种高分子自润滑材料及其制备方法和应用，所述高分子自润滑材料包括如下重量份的各原料组分：聚对苯二甲酸丁二醇酯10‑90份、聚对苯二甲酸乙二醇酯10‑90份、碳纤维5‑30份、耐磨剂3‑20份、增韧剂3‑15份、成核剂1‑5份、抗氧剂0.1‑2.0份、稳定剂0.1‑2.0份。由该高分子自润滑材料制备的平衡轴衬套具有出色的机械强度和耐磨性能、较高的缺口冲击韧性、良好的尺寸稳定性、结构简单、质量轻、免维护以及耐腐蚀等优点。符合目前汽车轻量化、低耗能的要求。

技术领域

本发明主要涉及复合材料及汽车零部件技术领域，具体涉及一种高分子自润滑材料及其制备方法与应用。

背景技术

随着中国社会的发展和进步，人们对汽车特别是载货汽车通过性和舒适性的要求逐步提高。钢板弹簧平衡悬架在满足提高载货汽车运输效率要求的前提下，也可保证汽车行驶的平顺性和操纵稳定性。钢板弹簧平衡悬架因其成本低、结构简单和易于维修保养等优点而被普遍采用。而平衡悬架系统各组成零部件的结构安全性直接影响整车的安全性。

平衡悬架中平衡轴衬套安装在平衡轴座孔中，平衡轴安装在衬套中。平衡轴衬套的作用是缓冲车重对平衡轴的冲击，衰减传递给平衡轴的振动，以提高整车行驶的平顺性。

作为汽车零部件，目前平衡轴衬套大致可以分为两类：一种是金属铜合金衬套结构，此种衬套结构复杂，维修麻烦，需要经常添加润滑油，而且成本较高；一种为橡胶衬套，该种衬套采用内衬管和外管硫化橡胶的形式，在工作过程中，橡胶部分承受了内衬管与橡胶件的扭转变形，影响其使用寿命。

为此，我们有必要开发出一种满足各方面要求并且性能优异的材料来制备平衡轴衬套。

发明内容

本发明要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种高分子自润滑材料及其制备方法与应用，由该高分子自润滑材料制备的平衡轴衬套具有结构简单(见图1)、质量轻、免维护以及耐腐蚀等优点。符合目前汽车轻量化、低耗能的要求。

为解决上述技术问题，本发明提供的技术方案为：

一种高分子自润滑材料，包括如下重量份的各原料组分：聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)10-90份、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)10-90份、碳纤维5-30份、耐磨剂3-20份、增韧剂3-15份、成核剂1-5份、抗氧剂0.1-2.0份、稳定剂0.1-2.0份。

上述的高分子自润滑材料中，优选的，所述的耐磨剂为聚四氟乙烯、二硫化钼中的一种或两种。耐磨剂主要起到减磨降摩的作用。聚四氟乙烯是已知固体材料中摩擦系数最低的材料，利用其摩擦系数低的特性可以作为固体润滑剂制备自润滑材料；二硫化钼具有层状结构，添加到自润滑材料中可以使得转移膜在摩擦过程中很容易在摩擦面间形成，形成的转移膜不但降低了摩擦系数，还使磨耗大为减小。

所述的碳纤维为碳纤粉、短切碳纤维，长碳纤维中的一种。碳纤维主要起到增强的作用，其次还有减磨降摩的作用。碳纤维由于具有石墨微晶的自润滑特性及高的模量，加入到高分子自润滑材料后能使摩擦系数下降，降低材料磨损，而高模量可明显增加材料的机械强度。

上述的高分子自润滑材料中，优选的，所述耐磨剂为聚四氟乙烯与二硫化钼按照1-3∶1的质量比组成的混合物。我们经过实验发现聚四氟乙烯与二硫化钼作为耐磨剂同时使用其耐磨效果更好，具体实验参见实施例部分。

上述的高分子自润滑材料中，优选的，所述聚对苯二甲酸丁二醇酯与聚对苯二甲酸乙二醇酯的质量比为4-6∶6-4。我们经过实验发现，聚对苯二甲酸丁二醇酯与聚对苯二甲酸乙二醇酯的质量比在4-6∶6-4这一范围时，其拉伸强度、抗冲击韧性等性能更优异。

上述的高分子自润滑材料中，优选的，所述的增韧剂为热塑性聚氨酯、三元乙丙橡胶、丁腈橡胶和乙烯-辛烯共聚物中的一种。