一种耐磨耐高温高分子复合材料旁承磨耗板及其生产方法技术

本发明专利技术涉及一种耐磨耐高温高分子复合材料旁承磨耗板及其生产方法，其包括增强层和耐磨层，其增强层采用以下原料制成：共聚改性树脂和无碱玻璃布；耐磨层采用以下重量份原料制成：海泡石纤维、重晶石、焦炭、铜纤维、芳纶纤维、陶瓷纤维、玻璃纤维、铬铁矿粉、高岭土、钛白粉和共聚改性树脂；共聚改性树脂采用以下重量份原料制成：二苯甲烷双马来酰亚胺（BMI）1.5~3.5份，二氨基二苯甲烷（DDM）0.8~1.5份、纳米Si3N4和适量扩链剂，纳米Si3N4的加入量为共聚改性树脂原料总重量的0.5~2.0%，本发明专利技术对多种原料进行复配，得到的高分子复合材料旁承磨耗板具备耐高温、耐磨性优越的特点。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种耐磨耐高温高分子复合材料旁承磨耗板及其生产方法，属于铁路车辆设备

技术介绍
旁承磨耗板增加转向架与车体之间的回转阻力矩，提高转向架高速运行稳定性。现有的旁承磨耗板使用纯二苯甲烷双马来酰亚胺（BMI），纯二苯甲烷双马来酰亚胺（BMI）缺点是性较脆，断裂韧性差，摩擦系数不稳定，与对偶材料发生较严重的黏着磨损问题，旁承磨耗板与对偶摩擦产生很高的温度，旁承磨耗板因受热挤压强度变弱，磨损增大，造成衰退并与旁承体凸脐成间隙配合，造成松动。有鉴于此，需要专利技术一种耐磨耐高温高分子复合材料旁承磨耗板。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术的缺陷，提供一种耐磨耐高温高分子复合材料旁承磨耗板，并同时提供其生产方法。为了实现上述目的，本专利技术采取的技术方案如下：一种耐磨耐高温高分子复合材料旁承磨耗板，其包括增强层和耐磨层，其关键技术点在于，所述增强层采用以下重量份原料制成：共聚改性树脂35~45份和无碱玻璃布55~65份；所述耐磨层采用以下重量份原料制成：海泡石纤维15~22、重晶石7~16份、焦炭10~15份、铜纤维2~5份、芳纶纤维2~5份、陶瓷纤维8~15份、玻璃纤维3~6份、铬铁矿粉5~10份、高岭土8~15份、钛白粉2~5份和共聚改性树脂16~23份；所述共聚改性树脂采用以下重量份原料制成：二苯甲烷双马来酰亚胺（BMI）1.5~3.5份，二氨基二苯甲烷（DDM）0.8~1.5份、纳米Si3N4和适量扩链剂，所述纳米Si3N4的加入量为共聚改性树脂原料总重量的0.5~2.0%。作为本专利技术进一步的改进，所述耐磨耐高温高分子复合材料旁承磨耗板，其包括增强层和耐磨层，其关键技术点在于，所述增强层采用以下重量份原料制成：共聚改性树脂40份和无碱玻璃布60份；所述耐磨层采用以下重量份原料制成：海泡石纤维14、重晶石10份、焦炭10份、铜纤维2份、芳纶纤维2份、陶瓷纤维13份、玻璃纤维5份、铬铁矿粉9份、高岭土12份、钛白粉3份、共聚改性树脂20份。所述共聚改性树脂按以下重量份组分：二苯甲烷双马来酰亚胺2.0，二氨基二苯甲烷1.0、纳米Si3N4和适量扩链剂，所述纳米Si3N4的加入量为共聚改性树脂原料总重量的1.5%。作为本专利技术进一步的改进，所述扩链剂为乙二胺。作为本专利技术进一步的改进，所述共聚改性树脂通过以下方法制备：a．按照所述重量份称取二苯甲烷双马来酰亚胺、二氨基二苯甲烷、纳米Si3N4和扩链剂；b．将步骤a的物料在反应容器中加热到熔融状态，预聚，预聚时间3.0~3.5小时，得到混合料；c．将步骤b得到的混合料冷却后，得固体状共聚改性树脂，将其粉碎，过筛，即得共聚改性树脂粉。作为本专利技术进一步的改进，所述耐磨耐高温高分子复合材料旁承磨耗板系通过以下步骤制备而得：(1)增强层毛坯的制备按所述重量份称取共聚改性树脂，加入到丙酮中溶解，浸渍玻璃纤维布，制成增强层毛坯；(2)耐磨层原材料的制备按所述重量份称取各原料，经搅拌混合形成耐磨层原材料；(3)将步骤(1)所得的增强层毛坯和步骤(2)得到的耐磨层原材料，加入预热到210℃的模具中，加压20~25Mpa，保压保温1h出模；(4)出模后进行热处理，降至室温既得。本专利技术另一方面提供一种上述耐磨耐高温高分子复合材料旁承磨耗板的生产方法，其具体包括如下步骤：(1)树脂反应a．按照所述重量份称取二苯甲烷双马来酰亚胺、二氨基二苯甲烷、纳米Si3N4和扩链剂；b．将步骤a的物料在反应容器中加热到熔融，预聚，预聚时间3.0~3.5小时，得到混合料；c．将步骤b得到的混合料冷却后，得固体状共聚改性树脂，将其粉碎，过筛，即得共聚改性树脂粉；(2)增强层毛坯的制备按所述重量份称取共聚改性树脂，加入到丙酮中溶解，浸渍玻璃纤维布，制成增强层毛坯；(3)耐磨层原材料的制备按所述重量份称取各原料，经搅拌混合形成耐磨层原材料；(4)将步骤(1)所得的增强层毛坯和步骤(2)得到的耐磨层原材料，加入预热到210℃的模具中，加压20~25Mpa，保压保温1h出模；(5)出模后进行热处理，降至室温既得。作为本专利技术进一步的改进，所述步骤b的预聚温度为125℃。作为本专利技术进一步的改进，所述步骤(2)中共聚改性树脂和丙酮的质量比为1:0.9-1.2。作为本专利技术进一步的改进，所述步骤(3)的具体操作是加入海泡石纤维、芳纶纤维、陶瓷纤维和玻璃纤维，开松搅拌3分钟，再加入重晶石、焦炭、铜纤维、铬铁矿粉、高岭土、钛白粉和共聚改性树脂，然后高速开松搅拌3分钟形成耐磨层原材料。与现有技术相比，本专利技术所取得的有益效果如下：本专利技术所提供耐磨耐高温高分子复合材料旁承磨耗板，采用二苯甲烷双马来酰亚胺（BMI）、二氨基二苯甲烷（DDM）和纳米Si3N4粒子共聚改性，改变了纯二苯甲烷双马来酰亚胺树脂综合力学性能差、熔点高、无黏性、难溶于一般溶剂、等缺陷，以求得韧性、耐热性于工艺性的平衡。纳米Si3N4粒子对改善二苯甲烷双马来酰亚胺（BMI）树脂的摩擦、磨损性能比石墨更加显著，虽然两者的变化趋势基本相同，但是纳米Si3N4粒子具有添加量少、效果明显的特点，特别是在到达较好的摩擦、磨损性能条件下，纳米Si3N4粒子对材料的力学性能影响不大。共聚物初始分解温度在389.299℃（见图3），大部分在400℃以上，本专利技术对多种原料进行复配，得到的高分子复合材料旁承磨耗板具备耐高温、耐磨性优越的特点，依据TB/T2813﹣2015进行物理机械性能检测，各项指标都超越TB/T2813﹣2015之规定。附图说明为了更清楚地说明本专利技术具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。图1为纳米Si3N4粒子添加量对制成的复合材料旁承磨耗板摩擦系数和比磨损率的影响；图2为石墨添加量对制成的复合材料旁承磨耗板摩擦系数和比磨损率的影响；图3为实施例1中得到的共聚改性树脂TG图。具体实施方式为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图和具体实施例对专利技术进行清楚、完整的描述。实施例1一种耐磨耐高温高分子复合材料旁承磨耗板，其包括增强层和耐磨层，具体生产方法如下：(1)共聚改性树脂的制备：称取如下原料：二苯甲烷双马来酰亚胺（BMI）200Kg，二氨基二苯甲烷（DDM）100Kg，纳米Si3N4粒子4.5Kg和二乙胺1.5Kg。在配有搅拌器、温度计和回流冷凝的三口瓶中按配比加入二苯甲烷双马来酰亚胺（BMI）,二氨基二苯甲烷（DDM），纳米Si3N4粒子和二乙胺，控制反应温度温度在125℃，预聚时间3.5小时，即可得固体状共聚改性（BMI）树脂。将其粉碎100目过筛，即得所需要共聚改性（BMI）树脂粉。(2)增强层毛坯的制备按重量配比将共聚改性树脂粉40Kg与丙酮1:1混合溶解，浸渍玻璃纤维布60Kg，制成所需的增强层毛坯。(3)耐磨层材料的准备称取如下原料：海泡石纤维14Kg、重晶石10Kg、焦炭10Kg、铜纤维2Kg、芳纶纤维2Kg、陶瓷纤维13Kg、玻璃纤维5Kg、铬铁矿粉9Kg、高岭土12Kg、钛白粉3Kg和共聚改性树脂20Kg。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种耐磨耐高温高分子复合材料旁承磨耗板，其包括增强层和耐磨层，其特征在于，所述增强层采用以下重量份原料制成：共聚改性树脂35~45份和无碱玻璃布55~65份；所述耐磨层采用以下重量份原料制成：海泡石纤维15~22、重晶石7~16份、焦炭10~15份、铜纤维2~5份、芳纶纤维2~5份、陶瓷纤维8~15份、玻璃纤维3~6份、铬铁矿粉5~10份、高岭土8~15份、钛白粉2~5份和共聚改性树脂16~23份；所述共聚改性树脂采用以下重量份原料制成：二苯甲烷双马来酰亚胺（BMI）1.5 ~3.5份，二氨基二苯甲烷（DDM）0.8~1.5份、纳米Si3N4和适量扩链剂，所述纳米Si3N4的加入量为共聚改性树脂原料总重量的0.5~2.0%。

【技术特征摘要】
1.一种耐磨耐高温高分子复合材料旁承磨耗板，其包括增强层和耐磨层，其特征在于，所述增强层采用以下重量份原料制成：共聚改性树脂35~45份和无碱玻璃布55~65份；所述耐磨层采用以下重量份原料制成：海泡石纤维15~22、重晶石7~16份、焦炭10~15份、铜纤维2~5份、芳纶纤维2~5份、陶瓷纤维8~15份、玻璃纤维3~6份、铬铁矿粉5~10份、高岭土8~15份、钛白粉2~5份和共聚改性树脂16~23份；所述共聚改性树脂采用以下重量份原料制成：二苯甲烷双马来酰亚胺（BMI）1.5~3.5份，二氨基二苯甲烷（DDM）0.8~1.5份、纳米Si3N4和适量扩链剂，所述纳米Si3N4的加入量为共聚改性树脂原料总重量的0.5~2.0%。2.根据权利要求1所述的一种耐磨耐高温高分子复合材料旁承磨耗板，其特征在于，所述增强层采用以下重量份原料制成：共聚改性树脂40份和无碱玻璃布60份；所述耐磨层采用以下重量份原料制成：海泡石纤维14、重晶石10份、焦炭10份、铜纤维2份、芳纶纤维2份、陶瓷纤维13份、玻璃纤维5份、铬铁矿粉9份、高岭土12份、钛白粉3份、共聚改性树脂20份；所述共聚改性树脂按以下重量份组分：二苯甲烷双马来酰亚胺2.0，二氨基二苯甲烷1.0、纳米Si3N4和适量扩链剂，所述纳米Si3N4的加入量为共聚改性树脂原料总重量的1.5%。3.根据权利要求2所述的一种耐磨耐高温高分子复合材料旁承磨耗板，其特征在于，所述扩链剂为乙二胺。4.根据权利要求1所述的一种耐磨耐高温高分子复合材料旁承磨耗板，其特征在于，所述共聚改性树脂通过以下方法制备：a．按照所述重量份称取二苯甲烷双马来酰亚胺、二氨基二苯甲烷、纳米Si3N4和扩链剂；b．将步骤a的物料在反应容器中加热到熔融状态，预聚，预聚时间3.0~3.5小时，得到混合料；c．将步骤b得到的混合料冷却后，得固体状共聚改性树脂，将其粉碎，过筛，即得共聚改性树脂粉。5.根据权利要求4所述的一种耐磨耐高温高分子复合材料旁承磨耗板，其特征在于，所...

【专利技术属性】
技术研发人员：许全起，方永智，满伟，
申请(专利权)人：河北辛集腾跃实业有限公司，
类型：发明
国别省市：河北;13