一种高分子复合材料及其制备方法、应用、制备的套与流程

本发明属于材料技术领域，具体涉及一种高分子复合材料及其制备方法、应用、制备的套。

背景技术：
目前国内铁路HX、SS、DF系列机车使用的牵引装置及套均为钢质材料。由于钢质材料具有的特性以及机车运行环境（高、低温、潮湿、酸碱、风沙等气候环境）的影响，决定了在运行过程中销和套之间存在不同程度的硬磨损，特别是在潮湿、气候环境污染等不利因素的环境下，由于钢质材料耐腐蚀性差，销和套常有锈死现象发生。同时由于销和销套之间润滑效果差（虽然加注有润滑脂，但受高低温、潮湿、腐蚀等环境影响，其润滑效果很快降低）最终导致销和销套磨损程度急剧加大及锈蚀严重、降低销和套的使用寿命，加大了维修成本。同时在机车中修和大修时，磨损严重的销和销套都需要更换。但由于销套之间严重锈死，造成拆卸过程难度和强度增大，需使用专用拆卸工具或使用加热工具、气割等方式才能将其分离，导致破坏了其原有配合精度、加大了检修工人劳动强度、工作效率降低下。鉴于这种情况，市场迫切需求从机车套着手，研制、开发出一种既能满足机车运行需要，同时具有自润滑免注油、易安装、拆卸、减少运用维护成本及检修强度的系列可替代销套产品，从根本上解决钢质材料拐臂销和销套在实际使用过程中存在的弊端，同时，在非高速转动、非高热量产生的环境状态下，还可在多个领域如军事装备、工程机械、车辆、船舶、水利工程、、石油开采设备、升降机械等方面得到广泛的应用。

技术实现要素：
为克服现有技术中存在的不足之处，本发明的目的在于提供一种可以替代钢质材料的高分子复合材料及其制备方法、应用，以及利用其制备的套。为实现上述目的，本发明采取的技术方案如下：一种高分子复合材料的制备方法，取下述质量份数的各原料，混料、挤出造粒即可：聚酰胺树脂70-100份、高强度玻璃纤维5-20份、实心玻璃微珠1-10份、抗氧化剂0-2份、润滑剂0-2份、偶联剂0-2份。具体地，先取聚酰胺树脂、实心玻璃微珠、抗氧化剂、润滑剂、偶联剂，混合均匀，取混合好的物料加入TE-50双螺杆挤出机中，再加入高强度玻璃纤维，出条冷却后，吹干、切粒、筛选、干燥，最后成品包装。进一步地，TE-50双螺杆挤出机的参数设置为：机头温度为235±2℃，1-9区加工温度依次为：170±2℃、220±2℃、230±2℃、235±2℃、235±2℃、235±2℃、230±2℃、230±2℃、235±2℃，主机转速为100-250r/min，主机电流为50-180A。较好地，所述抗氧化剂为抗氧化剂1098或抗氧化剂168。较好地，所述润滑剂为硅酮粉、硬脂酸钙或二硫化钼。较好地，所述偶联剂为KH550。所述制备方法制备的高分子复合材料。本发明可根据不同应用环境，使用不同种类的聚酰胺材料，制备不同性能的复合材料。本发明所述高分子复合材料在制备机车牵引装置、销套、军事装备、工程机械、车辆、船舶、水利工程、石油开采设备或升降机械中的应用。本发明所述高分子复合材料制备的套：所述套为销套，将高分子复合材料依次经烘干、挤出成型、去应力、机加工、检验、清理外观、包装入库而得。具体地，将高分子复合材料烘干后挤出成型时采用SJ-90×30-110单螺杆挤出机，各区加工温度设置为：一区190-200℃、二区210-220℃、三区210-220℃、四区215-230℃、五区220-240℃；所述去应力是指水煮2小时；所述机加工包括粗加工及精加工。本发明的优点：1、本发明制备的高分子复合材料具有如下特点：a、机械强度高，韧性好，有较高的抗拉、抗压强度；b、耐疲劳性能突出；c、软化点高耐热；d、可在-60℃~120℃条件下使用，低温抗冲击性能良好；e、摩擦系数小，自润滑性好，在一个中修期内不需注润滑脂、免维护；f、耐腐蚀能力强，具有耐碱盐、弱酸、各种油脂及芳烃类化合物和一般溶剂，能抵御上述物质的侵蚀具有很好的抗老化能力；j、有自熄性，无毒，无臭，耐候性好，对生物侵蚀呈惰性，有良好的抗菌、抗霉能力；h、易加工成型，可满足大批量生产；i、设计试用寿命3年。2、利用本发明高分子复合材料制备的销套，经机车上实际运用效果验证：具有简单、易安装、效果佳等特点。3、选择挤出工艺作为销套的生产工艺，能够满足成本低、效率高、产品质量稳定的需要。附图说明图1：高分子复合材料的制备工艺流程图。图2：销套的结构示意图。图3：销套的制备工艺流程图。具体实施方式实施例1：高分子复合材料的制备工艺流程如图1所示，具体步骤如下：第一步：混料取尼龙1212树脂75kg、实心玻璃微珠8kg、抗氧化剂10980.8kg；润滑剂硅酮粉1kg；偶联KH5500.6kg；将上述各种物料加入到500L的高混机中，混合3分钟后，放出物料。第二步：挤出造粒取混合好的物料加入TE-50双螺杆挤出机中，再加入15kg高强度玻璃纤维，出条冷却后，吹干机吹干、切粒机切粒、振动筛筛选、干燥，最后成品包装；其中TE-50双螺杆挤出机机头温度为235℃，1-9区加工温度依次为：170℃、220℃、230℃、235℃、235℃、235℃、230℃、230℃、235℃，主机转速为250r/min，主机电流为180A。性能测试取2公斤本实施例制备的高分子复合材料采用LY80-LCD注塑机制成各种标准样条，放置24小时后进行测试。注塑机温度：一区温度185℃、二区温度240℃、三区温度240℃；注塑速度60g/s，注塑时间5s，注塑压力39Mpa，保压压力45MPa，保压时间20s。测试结果如表1，可知本发明制备的高分子复合材料具有如下特点：a、机械强度高，韧性好，有较高的抗拉、抗压强度；b、耐疲劳性能突出；c、可在-60℃~120℃条件下使用，低温抗冲击性能良好；d、摩擦系数小，自润滑性好，在一个中修期内不需注润滑脂、免维护。同时由于本发明的原料采用了尼龙1212，故制备的高分子复合材料还具有以下特点：e、软化点高、耐热；f、耐腐蚀能力强，具有耐碱盐、弱酸、各种油脂及芳烃类化合物和一般溶剂，能抵御上述物质的侵蚀具有很好的抗老化能力；j、有自熄性，无毒，无臭，耐候性好，对生物侵蚀呈惰性，有良好的抗菌、抗霉能力；h、易加工成型，可满足大批量生产；i、设计试用寿命3年。实施例2：高分子复合材料的应用本发明高分子复合材料由于其性能优异，可以用于制备机车牵引装置或套。具体地，以制备销套产品（结构如图2所示）为例，工艺流程图如图3所示：将实施例1制备的高分子复合材料颗粒在90℃下烘干8小时，然后采用SJ-90×30-110单螺杆挤出机（各区加工温度设置为：一区200℃、二区220℃、三区220℃、四区230℃、五区240℃）挤出成型，去应力（水煮2小时）、机加工（粗加工、精加工）、检验、清理外观、包装入库而得。传统钢制销套和实施例2制备的高分子复合材料销套在机车上的实际运用效果对比见表2，可知：本发明高分子复合材料制备的销套产品具有简单、易安装、效果佳等特点，有助于提到机车运用的经济性和安全性，具有较高的推广价值，在军事装备、工程机械、车辆、船舶、水利工程、、石油开采设备、升降机械等领域具有广阔的推广前景。实施例2中仅列举在制备销套中的应用，实际运用范围较广，可根据不同应用环境及技术要求对配方加以调整以应用不同场合。