一种高耐热高耐磨聚甲醛轴承润滑材料及其制备方法技术

本发明专利技术提供了一种高耐热高耐磨聚甲醛轴承润滑材料，是以聚甲醛为聚合物基体，以耐热聚合物

【技术实现步骤摘要】
一种高耐热高耐磨聚甲醛轴承润滑材料及其制备方法


[0001]本专利技术涉及一种聚甲醛复合材料，尤其涉及一种高耐热高耐磨的聚甲醛轴承润滑材料及其制备方法，主要用于制造机械装备中的止推垫圈与滑块等部件，属于润滑材料及轴承材料领域
。

技术介绍

[0002]止推垫圈是重要的基础机械部件，用来保护隔绝两种部件之间的直接接触，起到分散应力
、
保护部件不受磨损等作用
。
自润滑聚合物是常用的止推垫圈材料，适用于无法加油或较难加油的应用工况，可以在适用时少保养，甚至无需保养
。
在各类自润滑聚合物中，聚四氟乙烯摩擦系数小
、
适用寿命长，可在
‑
150℃~260℃
较宽的温度范围内长期使用
。
同时，聚四氟乙烯对金属配副面的硬度要求低，未经调质处理的各类金属材料都可以适用，降低了零件的加工难度
。
然而，聚四氟乙烯耐磨性与承载能力不足，存在较高的蠕变特性，导致其在重载场合的应用受到极大限制
。
[0003]近年来，许多工程塑料也被引入止推垫圈领域，用以解决聚四氟乙烯耐磨性与高蠕变的问题
。
例如，
CN115066454A
专利技术了交联脂肪族聚酮模制体，用于制造止推垫圈
、
密封制品等
。CN214465953U
采用外部热浇筑耐磨层的方法提升汽车变速器专用止推垫圈耐磨性不足的问题
。CN111853051A、CN110953246A、CN111350753A
报道了诸多通过结构设计提升止推垫圈耐磨性与承载能力的方法
。
然而，高性能润滑材料仍然是止推垫圈的基础
。
在以各类工程塑料替代聚四氟乙烯以提升耐磨性
、
蠕变性与承载能力的同时，也带来了其它问题，突出体现在：耐热性与聚四氟乙烯差距较大，耐磨性也不理想，难以完全满足止推垫圈安全使用的要求
。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是针对现有聚甲醛轴承润滑材料耐热性与耐磨性不足，难以满足高温场景下止推垫圈应用需求的问题，提供一种高耐热高耐磨聚甲醛轴承润滑材料及其制备方法
。
[0005]一
、
聚甲醛轴承润滑材料的制备本专利技术的高耐热高耐磨聚甲醛轴承润滑材料，是由以下原料和工艺制备而成：原料配比：以重量份计：聚甲醛树脂
50~90
份，耐热聚合物
3~40
份，润滑填料
2~8
份，抗氧化剂
1~3
份；所述聚甲醛树脂熔体流动速率为
2.5~30g/10min(190℃)
，粒料直径为
0.5~2mm。
[0006]所述耐热聚合物为聚四氟乙烯
、
聚全氟乙丙烯
、
聚醚醚酮
、
聚醚酮
、
聚醚醚酮酮中的一种或多种；粒径为
20~80
μ
m
，熔点
340℃~370℃。
[0007]所述润滑填料为氮化铝
、
碳化硅
、
二氧化硅
、
二硫化钼
、
石墨中的一种或多种；且润滑填料的粒径为
0.05~200
μ
m。
[0008]所述抗氧化剂为
2,6
‑
二叔丁基
‑4‑
甲基苯酚
、
四
[
β
‑
(3,5
‑
二叔丁基
‑4－羟基苯基
]季戊四醇酯
、4,4
‑
二
(
α
,
α
‑
二甲基苄基二苯胺
)
苯基
‑
N
′‑
(
对
‑
甲苯磺酰基
)
‑
对苯二胺
、
二硬脂酸硫代二丙酸酯中的一种或多种；且密度为
0.80~1.20g/cm3,
粒径为
0.05~20
μ
m。
[0009]聚甲醛树脂本身具有较高的力学强度与表面硬度，然而有效服役的温度不高，在高温下容易氧化，引起力学强度下降
。
因此，本专利技术在组分设计方面，一方面引入耐热聚合物进行共混改性，利用改性聚合物较高的热稳定性解决复合体系的高温失强问题；另一方面合理选配抗氧化剂，既解决聚甲醛树脂在高温下因氧化导致力学强度下降的问题，又避免高含量抗氧剂对复合体系自身强度与模量的不利影响
。
[0010]制备工艺：将聚甲醛树脂
、
耐热聚合物
、
润滑填料
、
抗氧剂混合后置于挤出机喂料器，在温度为
250~265℃
，螺杆转速为
5~1500rpm
下将物料充分混合后熔融挤出；挤出料经过平行口模牵伸冷却定型，得到高耐热高耐磨聚甲醛轴承润滑材料
。
[0011]制备工艺中，挤出机为单螺杆，长径比为
5~12
，压缩比为
3~10。
挤出机配置有平行口模，口模高度为
2~50mm
，定型长度为
40~200mm
，牵伸比为
2~10。
[0012]在制备工艺方面，本专利技术采用单螺杆进行挤出成型，通过挤出机长径比
、
压缩比的调控提升复合材料综合性能
。
在此基础上，通过口模高度调控成型产品厚度；通过指定成型轴承润滑材料冷却牵伸定型工艺中定型长度与牵伸比范围，提升复合材料制造效率
。
[0013]二
、
聚甲醛轴承润滑材料的性能
1、
拉伸强度测试将挤出料造粒
、
注塑成
80 mm
×
10mm
×
4 mm
的哑铃形后，按照标准
GB/T 1040.2
‑
2006
进行测试，试样标距为
25mm
，拉伸速率为
5mm/min。
实验结果表明，本专利技术提供的改性聚甲醛轴承润滑材料的拉伸强度为
80~120MPa。
[0014]2、
摩擦磨损性能测试摩擦磨损试验按照标准
GB/T 3960
‑
2016《
塑料 滑动摩擦磨损试验方法
》。
采用
M2000
型高速环块试验机评价材料摩擦学性能
。
研制聚合物材料为块试样，尺寸为
30
×7×
6mm
，上下面平行度不小于
0.02mm。
环试样为金属配副，材料为
316...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种高耐热高耐磨聚甲醛轴承润滑材料，是由以下原料和工艺制备而成：原料配比：以重量份计：聚甲醛树脂
50~90
份，耐热聚合物
3~40
份，润滑填料
2~8
份，抗氧化剂
1~3
份；制备工艺：将聚甲醛树脂
、
耐热聚合物
、
润滑填料
、
抗氧剂混合后置于挤出机喂料器，在温度为
250~265℃
，螺杆转速为
5~1500rpm
下将物料充分混合后熔融挤出；挤出料经过平行口模牵伸冷却定型，得到高耐热高耐磨聚甲醛轴承润滑材料
。2.
如权利要求1所述一种高耐热高耐磨聚甲醛轴承润滑材料，其特征在于：所述聚甲醛树脂的熔体流动速率为
2.5~30g/10min(190℃)
，粒料直径为
0.5~2mm。3.
如权利要求1所述一种高耐热高耐磨聚甲醛轴承润滑材料，其特征在于：所述耐热聚合物为聚四氟乙烯
、
聚全氟乙丙烯
、
聚醚醚酮
、
聚醚酮
、
聚醚醚酮酮中的一种或多种；粒径为
20~80
μ
m
，熔点
340℃~370℃。4.
如权利要求1所述一种高耐热高耐磨聚甲醛轴承润滑材料，其特征在于：原料组分中，所述润滑填料为氮化铝
、
碳化硅
、
二硫化钼
、
石墨中的一种...

【专利技术属性】
技术研发人员：王建章，张东跃，刘昊，齐振涛，阎逢元，施正良，
申请(专利权)人：镇江瑞昊工程塑料有限公司，
类型：发明
国别省市：