一種高摩擦系數耐磨復合材料及其制備方法
【技術領域】
[0001] 本發明屬于耐磨材料技術領域，尤其涉及一種橋梁減隔震裝置上使用的高摩擦系 數耐磨復合材料及其制備方法。
【背景技術】
[0002] 隔震，就文字而言，就是隔開地震的影響。其本質及目的就是將結構與可能引起破 壞的地面運動盡可能分離開來。減震，就文字而言，就是降低地震能量。其本質及目的就是 在中震、大震及強震作用下，耗能元件率先進入耗能工作狀態，產生較大的阻尼，大量耗散 輸入結構中地震的能量，迅速衰減結構的動力反應，而主體結構不出現明顯的非彈性變形， 從而確保結構在中震、大震及強震中的安全性和正常使用。
[0003] 目前國內橋梁工程中應用的減隔震支座一般都是通過設置一個滑動層來實現隔 震，但現有滑動層材料在滿足耐磨性的前提下其動摩擦系數一般都小于〇. 008,因此采用這 類材料的減隔震支座摩擦阻尼很小，往往需要設置其它阻尼裝置來增大阻尼及耗能能力， 或增大隔震位移來增大隔震周期降低地震動力反應。其結構尺寸都很大，并且結構復雜成 本高，難以大面積推廣。
【發明內容】
[0004] 本發明要解決的第一個技術問題就是提供一種耐磨性好、動摩擦系數高、具有較 高強度的高摩擦系數耐磨復合材料。
[0005] 為解決上述技術問題，本發明采用的技術方案，原料為： 高密度聚乙烯 10 - 30重量份 超尚分子量聚乙稀 30一50重量份 交聯橡膠粉 10 - 20重量份 抗氧劑1010 0. 1-0. 5重量份 無機粉體 5-20重量份 炭黑 1一5重量份。
[0006] 其附加技術特征為：所述的高密度聚乙烯為管材級； 所述超尚分子量聚乙稀的分子量在600萬以上； 所述超高分子量聚乙烯的分子量為900萬； 所述的交聯橡膠粉為橡膠再生膠粉，粒徑40- 200目； 所述的橡膠再生膠粉為汽車輪胎膠粉，粒徑80目； 所述的無機粉體為碳酸鈣、滑石粉、硅灰石、高嶺土、石墨中的一種或幾種的混合物。
[0007] 本發明要解決的第二個技術問題就是提供一種高摩擦系數耐磨復合材料的制備 方法。
[0008] 為解決上述技術問題，本發明采用的技術方案包括下述步驟： 步驟一 將10 - 30重量份高密度聚乙烯、30- 50重量份超高分子量聚乙烯、10 - 20重量份交 聯橡膠粉、〇. 1-〇. 5重量份抗氧劑1010、5-20重量份無機粉體、1一5重量份炭黑在混合機 中以900-1200轉/分、常溫下攪拌8分鐘，然后加入密煉機中，在175- 195°C下密煉8- 15分鐘得到一種團狀聚合物復合體； 步驟二 將步驟一中得到的團狀聚合物復合體趁熱放入180- 200°C模具中模壓10 - 30分鐘， 然后冷卻定型。
[0009] 本發明提供的高摩擦系數耐磨復合材料，得到的高摩擦系數耐磨滑板不僅耐磨性 好，線磨耗率小于等于20 μ m/km，而且動摩擦系數高，動摩擦系數為0. 03~0. 05,還具有較 高強度，抗拉強度大于等于25Mpa，極限抗壓強度大于等于180MPa。高摩擦系數耐磨復合材 料采用密煉工藝完成，邊角料可回收利用，綠色環保。其中，高密度聚乙烯為管材級，具有耐 侯性好、耐環境應力開裂好等特點，其主要作用提供了好的加工性能。超高分子量聚乙烯分 子量一般在600萬以上，優選的900萬，主要提高材料耐磨性。交聯橡膠粉主要指橡膠再生 膠粉，優選的是汽車輪胎膠粉，粒徑40-200目，優選的80目，其加入主要提高材料摩擦系 數。無機粉體是指碳酸鈣、滑石粉、硅灰石、高嶺土、石墨的一種或幾種的混合物，其作用為 改善耐磨性能，同時降低成本。
【具體實施方式】
[0010] 下面通過具體實施例對本發明高摩擦系數耐磨復合材料及其制備方法作進一步 詳細說明。
[0011] 實施例1 本發明高摩擦系數耐磨復合材料的制備方法包括下述步驟： 步驟一 將10重量份高密度聚乙烯、30重量份超高分子量聚乙烯、10重量份交聯橡膠粉、0. 1重 量份抗氧劑1〇1〇、5重量份無機粉體、1重量份炭黑在混合機中以900轉/分、常溫下攪拌8 分鐘，然后加入密煉機中，在175°C下密煉8分鐘得到一種團狀聚合物復合體； 步驟二 將步驟一中得到的團狀聚合物復合體趁熱放入180°C模具中模壓10分鐘，然后冷卻定 型。
[0012] 實施例2 本發明高摩擦系數耐磨復合材料的制備方法包括下述步驟： 步驟一 將20重量份高密度聚乙烯、40重量份超高分子量聚乙烯、15重量份交聯橡膠粉、0. 3重 量份抗氧劑1010、12. 5重量份無機粉體、3重量份炭黑在混合機中以1050轉/分、常溫下攪 拌8分鐘，然后加入密煉機中，在185°C下密煉11. 5分鐘得到一種團狀聚合物復合體； 步驟二 將步驟一中得到的團狀聚合物復合體趁熱放入190°C模具中模壓20分鐘，然后冷卻定 型。
[0013] 實施例3 本發明高摩擦系數耐磨復合材料的制備方法包括下述步驟： 步驟一 將30重量份高密度聚乙烯、50重量份超高分子量聚乙烯、20重量份交聯橡膠粉、0. 5重 量份抗氧劑1010、20重量份無機粉體、5重量份炭黑在混合機中以1200轉/分、常溫下攪拌 8分鐘，然后加入密煉機中，在195°C下密煉15分鐘得到一種團狀聚合物復合體； 步驟二 將步驟一中得到的團狀聚合物復合體趁熱放入200°C模具中模壓30分鐘，然后冷卻定 型。
[0014] 實施例4 本發明高摩擦系數耐磨復合材料的制備方法包括下述步驟： 步驟一 將30重量份高密度聚乙烯、50重量份超高分子量聚乙烯、20重量份交聯橡膠粉、0. 2重 量份抗氧劑1010、10重量份硅灰石、2. 5重量份炭黑在混合機中以1000轉/分、常溫下攪拌 8分鐘，然后加入密煉機中，在200°C下密煉10分鐘得到一種團狀聚合物復合體； 步驟二 將步驟一中得到的團狀聚合物復合體趁熱放入185°C模具中模壓20分鐘，然后冷卻定 型，即得到動摩擦系數0. 03、線磨耗率10 μ m/km的高摩擦系數耐磨滑板。
[0015] 實施例5 本發明高摩擦系數耐磨復合材料的制備方法包括下述步驟： 步驟一 將10重量份高密度聚乙烯、30重量份超高分子量聚乙烯、20重量份交聯橡膠粉、0. 2重 量份抗氧劑1010、20重量份硅灰石、2. 5重量份炭黑在混合機中以1100轉/分、常溫下攪拌 8分鐘，然后加入密煉機中，在190°C下密煉15分鐘得到一種團狀聚合物復合體； 步驟二 將步驟一中得到的團狀聚合物復合體趁熱放入190°C模具中模壓30分鐘，然后冷卻定 型，即得到動摩擦系數0. 04、線磨耗率15 μ m/km的高摩擦系數耐磨滑板。
[0016] 實施例6 步驟一 將20重量份高密度聚乙烯、30重量份超高分子量聚乙烯、20重量份交聯橡膠粉、0. 2重 量份抗氧劑1010、10重量份硅灰石、2. 5重量份炭黑在混合機中以900轉/分、常溫下攪拌 8分鐘，然后加入密煉機中，在180°C下密煉8分鐘得到一種團狀聚合物復合體； 步驟二 將步驟一中得到的團狀聚合物復合體趁熱放入200°C模具中模壓10分鐘，然后冷卻定 型，即得到動摩擦系數0. 05、線磨耗率20 μ m/km的高摩擦系數耐磨滑板。
[0017] 本發明高摩擦系數耐磨復合材料具體性能指標如表1 : 表1
本發明提供的一種高摩擦系數耐磨復合材料，不僅限于上述實施例，以上所述僅為本 發明的較佳實施例而已，并不用以限制本發明，凡在本發明的精神和原則之類所作的任何 修改、等同替換和改進等，均應包含在本發明的保護范圍之內。
【主權項】
1. 一種高摩擦系數耐磨復合材料，其特征在于，原料為： 高密度聚乙烯 10 - 30重量份 超尚分子量聚乙稀 30一50重量份 交聯橡膠粉 10 - 20重量份 抗氧劑1010 0. 1-0. 5重量份 無機粉體 5-20重量份 炭黑 1一5重量份。2. 根據權利要求1所述的一種高摩擦系數耐磨復合材料，其特征在于：所述的高密度 聚乙烯為管材級。3. 根據權利要求1所述的一種高摩擦系數耐磨復合材料，其特征在于：所述超高分子 量聚乙稀的分子量在600萬以上。4. 根據權利要求3所述的一種高摩擦系數耐磨復合材料，其特征在于：所述超高分子 量聚乙稀的分子量為900萬。5. 根據權利要求1所述的一種高摩擦系數耐磨復合材料，其特征在于：所述的交聯橡 膠粉為橡膠再生膠粉，粒徑40- 200目。6. 根據權利要求5所述的一種高摩擦系數耐磨復合材料，其特征在于：所述的橡膠再 生膠粉為汽車輪胎膠粉，粒徑80目。7. 根據權利要求1所述的一種高摩擦系數耐磨復合材料，其特征在于：所述的無機粉 體為碳酸鈣、滑石粉、硅灰石、高嶺土、石墨中的一種或幾種的混合物。8. 權利要求1至7任一項所述的一種高摩擦系數耐磨復合材料的制備方法，其特征在 于包括下述步驟： 步驟一 將10 - 30重量份高密度聚乙烯、30- 50重量份超高分子量聚乙烯、10 - 20重量份交 聯橡膠粉、〇. 1-〇. 5重量份抗氧劑1010、5-20重量份無機粉體、1一5重量份炭黑在混合機 中以900-1200轉/分、常溫下攪拌8分鐘，然后加入密煉機中，在175- 195°C下密煉8- 15分鐘得到一種團狀聚合物復合體； 步驟二 將步驟一中得到的團狀聚合物復合體趁熱放入180- 200°C模具中模壓10 - 30分鐘， 然后冷卻定型。
【專利摘要】本發明屬于耐磨材料技術領域，公開了一種高摩擦系數耐磨復合材料及其制備方法。其主要技術特征為：原料為10—30重量份高密度聚乙烯、30—50重量份超高分子量聚乙烯、10—20重量份交聯橡膠粉、0.1—0.5重量份抗氧劑1010、5—20重量份無機粉體、1—5重量份炭黑。本發明提供的高摩擦系數耐磨復合材料，各組分經密煉機混煉成團，再經模壓成型，充分利用高密度聚乙烯的可加工性、超高分子量聚乙烯的耐磨性、交聯橡膠粉的高摩擦系數得到具有動摩擦系數高、耐磨性好且具有較高強度的復合材料。高摩擦系數耐磨復合材料采用密煉工藝完成，邊角料可回收利用，綠色環保。
【IPC分類】C08K13/02, C08K3/04, C08L17/00, C08K5/134, C08L23/06
【公開號】CN104945720
【申請號】CN201510440396
【發明人】金家康, 胡圣飛, 郭勇, 王紅續, 王慶培, 季文濤, 陳少靜, 李朋, 李二茂, 劉云婷, 賈雷雷, 張志堅, 謝建平, 趙燕, 鄧淋方
【申請人】衡水中鐵建工程橡膠有限責任公司
【公開日】2015年9月30日
【申請日】2015年7月24日