专利名称：耐热塑料轴承材料及其制备方法
技术领域：
本发明涉及高分子化合物的组合材料，尤其是关于耐热塑料轴承材料及其制备方法。
聚苯硫醚和热致液晶聚合物两者以85-95∶15-5重量份比例组成第一料粒。聚苯硫醚分子量为5000-9000，是从四川大学购得。热致液晶聚合物分子量为12000-26000，是从成都有机硅中心购得。丙烯化芳烷基酚树脂，石墨和二硫化钼是以100∶3-6∶8-18重量份比例组成第二料粒。第一料粒和第二料粒再以20-35∶80-65重量份比例混合，组成本发明耐热塑料轴承材料。
丙烯化芳烷基酚树脂是用丙烯酸对环氧芳烷基酚树脂进行烯基反应改性而制得(制备方法见实施例1)，其结构式如下 n＝4-8 分子量1400-2600环氧芳烷基酚树脂(分子量1200-2300，从西北工业大学购得)，有优良的耐热性，但其韧性不足，酚羟基的极性也太大，不利于摩擦系数的降低。将它改性制备成丙烯化芳烷基酚树脂，酚基上的大取代基有利于韧性的提高，烯键可参与化学反应生成化学交联键，可以达到在增大韧性的条件下并保持耐热性基本上不降低的目的。同时可以使摩擦系数减小。
组成中的热致液晶聚合物与聚苯硫醚构成原位复合材料，在挤出过程中热致液晶聚合物在聚苯硫醚中将原位形成微纤结构，达到增强聚苯硫醚力学性能的目的。同时并能降低聚苯硫醚的熔融粘度，提高工艺性能。聚苯硫醚在受热氧化时可以形成交联键使耐热性提高，加入聚苯硫醚可以提高轴承材料的耐热性耐热氧老化性及抗压强度。二硫化钼，石墨的加入可以提高轴承材料的耐磨耗性能和耐摩擦性能。
本发明耐热塑料轴承材料的制备方法步骤示意图见图1。该方法包括以下步骤(1)将聚苯硫醚与热致液晶聚合物按重量份比例85-95∶15-5进行混合，混匀后置于烘箱中于110-130℃烘干10-15小时，冷到室温后，加至挤出机中进行熔融共混，共混时料筒分四段控温，各段温度分别为250℃、270℃、300℃、320℃进行两次挤出，将挤出物牵引拉细、造粒即为第一料粒备用。
(2)将丙烯化芳烷基酚树脂、石墨、二硫化钼按重量份比为100∶3-6∶8-18进行混合，在辊压机上于80-120℃下辊压混合1.5-3分钟，辊压混合均匀后，再加至挤出机中熔融共混，料筒分三段控温，各段分别为45-55℃，60-80℃，85-120℃并将挤出物牵引拉细、造粒成第二料粒备用。
(3)将第一料粒和第二料粒以重量份比为20-35∶80-65的比例混合组成本发明耐热塑料轴承材料。
本发明的耐热塑料轴承材料可以制备能在250℃下连续使用的塑料轴承，且短期使用温度可达300℃。而我国现今使用的塑料轴承材料只能用于制备能在100℃连续使用的塑料轴承、短期使用温度仅达130℃，本发明大大提高了塑料轴承的使用温度等级。本发明的耐热塑料轴承材料可用常用的模压或注射成型法制得耐热塑料轴承，故该材料具有成型方便的优点。本发明耐热塑料轴承材料的主要性能连续使用温度范围-40℃-+250℃，滑动摩擦系数为0.08-0.2，抗压强度≥100Mpa，此种材料生产的轴承比常用工程塑料轴承具有更广阔的应用领域和更大的应用价值。
本发明优点合理的配方及工艺，在实现了大幅度提高现有塑料轴承材料的耐热性能的情况下，并达到了国外塑料轴承材料的低摩擦系数，高抗压强度等重要性能。采用热致液晶聚合物与聚苯硫醚构成原位复合体系，能在加工过程中形成微纤结构，实现轴承材料非宏观纤维的增强作用，提高了轴承材料的力学性能。芳烷基酚树脂的烯基化改性实现了在保持高的耐热性的情况下，提高其韧性。聚苯硫醚的加入提高了该轴承材料的抗热氧老化性能、耐热性能和抗压强度。且本发明耐热轴承材料可以用常用的模压法或注射法制得耐热塑料轴承，这成型方法显然大大优于同样能连续使用于250℃高温的聚四氟乙烯等的成型工艺。
图1是本发明耐热塑料轴承材料制备方法的步骤示意图。
具体实施例方式
实施例1丙烯化芳烷基酚树脂的制备在装置有搅拌器、回流冷凝器的反应器中加入丁酮-二甲苯混合溶剂100升(丁酮与二甲苯的体积比为30∶70)，环氧芳烷基酚树脂100公斤(分子量2000，从西北工业大学购得)，加热搅拌溶解，升温至90±5℃，徐徐滴入丙烯酸(丙烯酸的用量按与环氧芳烷基酚树脂为等克分子比计算其用量)，维持90±5℃下反应2.5-3小时，反应至检测已有95％以上的环氧基参与反应后即可停止反应。经水洗、分离后盛于搪瓷盘中在真空干燥箱中干燥，真空度为600-650毫米汞柱，干燥至基本恒重后，将制得的丙烯化芳烷基酚树脂(分子量为2400)，贮存备用。
实施例2耐热塑料轴承材料的制备(1)将聚苯硫醚90kg与热致液晶聚合物10kg进行混合，混匀后将混合物料在烘箱中于120℃下烘干12小时，随烘箱冷却到室温后，加至挤出机中进行熔融共混，共混时料筒分四段控温，从加料段至挤出口各段温度分别为250℃，270℃，300℃，320℃，进行两次挤出，将挤出物牵引拉细、造粒为第一料粒，备用。
(2)称取实施例1制得的丙烯化芳烷基酚树脂、石墨和二硫化钼各为100kg、6kg及16kg并混合，在辊压机上于85-90℃下辊压混合2分钟，辊压混合均匀后，再加至挤出机中熔融共混，料筒分三段控温，各段分别为50℃，70℃，90℃，并将挤出物牵引拉细、造粒成第二料粒，备用。
(3)将第一料粒和第二料粒以重量为25kg∶75kg的比例混合，组成本发明耐热塑料轴承材料。测得该材料的滑动摩擦系数为0.1，抗压强度为110Mpa。
权利要求
1.一种耐热塑料轴承材料，其特征在于该材料是由聚苯硫醚，热致液晶聚合物，丙烯化芳烷基酚树脂，石墨及二硫化钼组成聚苯硫醚和热致液晶聚合物以85-95∶15-5重量份比例组成第一料粒，丙烯化芳烷基酚树脂、石墨和二硫化钼以100∶3-6∶8-18重量份比例组成第二料粒，第一料粒和第二料粒再以20-35∶80-65重量份比例混合组成。
2.如权利要求1所述的耐热塑料轴承材料，其特征在于所述丙烯化芳烷基酚树脂的分子量是1400-2600。
3.权利要求1所述的耐热塑料轴承材料的制备方法，其特征在于该制备方法包括以下步骤(1)将聚苯硫醚与热致液晶聚合物按重量份比85-95∶15-5混合，于110-130℃烘干10-15小时，熔融共混，料筒分段控温，温度为250-320℃，挤出，牵引拉细，造粒成第一料粒；(2)将丙烯化芳烷基酚树脂、石墨和二硫化钼按重量份比100∶3-6∶8-18进行辊压混合，挤出，牵引拉细，造粒成第二料粒(3)将第一料粒和第二料粒以重量份为20-35∶80-65比例混合。
全文摘要
一种耐热塑料轴承材料,是由聚苯硫醚,热致液晶聚合物,丙烯化芳烷基酚树脂,石墨及二硫化钼组成。其制造方法是将聚苯硫醚与热致液晶聚合物按重量份比85－95∶15－5混合,烘干,挤出,牵引,造粒成第一料粒;将丙烯化芳烷基酚树脂,石墨和二硫化钼按重量份比100∶3－6∶8－18进行辊压混合,挤出,牵引,造粒成第二料粒;再将第一料粒和第二料粒以重量份20－35∶80－65比例混合即成耐热塑料轴承材料。该材料能在250℃下连续使用,且短期使用温度可达300℃,且可用常用的模压或注射成型法制得耐热塑料轴承。该材料具有低的摩擦系数0.08－2及高的抗压强度≥100Mpa。
文档编号C08L81/02GK1357575SQ0113914
公开日2002年7月10日 申请日期2001年12月20日 优先权日2001年12月20日
发明者吴泽宏, 李郁忠, 张爱波 申请人:吴泽宏