专利名称：：增强自润滑铸型尼龙的制作方法
技术领域：
：本发明涉及一种铸型尼龙(MC尼龙)，特别是一种采用离心浇铸玻璃纤维增强自润滑的铸型尼龙。目前，使用MC尼龙基自润滑材料制做开炼机辊筒轴承，具备自润滑性能和优良的耐磨和减摩性能，可在低于70℃的低、中、高负荷设备上作为减摩耐磨材料扩大使用。(见“MC尼龙基自润滑开炼机辊筒轴承的试用”载于《橡胶工业》1983年第4期)。但这种MC尼龙基自润滑轴承材料的抗冲强度和抗压强度偏低，耐热性能和尺寸稳定性仍有待进一步提高。本发明的目的就在于提供一种克服MC尼龙基自润滑轴承材料的上述缺陷，具有良好的综合机械物理性能，采用离心浇铸方法，玻璃纤维增强自润滑的铸型尼龙。这种铸型尼龙具有自润滑性，而且抗压强度和抗冲强度、耐热性能以及尺寸稳定性均显著提高;从而扩大了作为耐磨减摩零件的应用范围。本发明是以己内酰胺为基本原料，添加玻璃纤维粉和固体润滑剂，采用离心浇铸的方法使混合料在碱性条件下聚合成型的。玻璃纤维粉规格粒度为200微米左右，无碱无蜡的，经5～25%浓度有机硅烷处理剂处理并干燥，固体润滑材料是二硫化钼、石墨和氮化硼，这些材料最好为试剂级的，也可以用铅粉作为固体润滑剂;另外，还可添加适量的防老化材料。本发明材料组成配比是可以调节的，最佳配比是(重量份)己内酰胺100;玻璃纤维粉2-8;二硫化钼2-3;石墨0.5-0.8;氮化硼0.3-0.5;另外，还可以添加适量的稳定剂(防老化材料)本发明的工艺过程如下将经过计量的己内酰胺单体投入反应釜中加热熔融，待温度达到90-100℃时，开启反应釜与真空泵连接的伐门进行抽气减压除水，一般经过15-20分钟，釜内温度为130-140℃，真空度为750毫米汞柱左右，溶液处于沸腾状态。这时停止抽气，打开反应釜孔盖，使釜内恢复常压，加入催化剂氢氧化钠，催化剂加入量为投入的己内酰胺量的千分之三。然后将孔盖盖好，继续抽气减压除水，这时熔液一直处于沸腾状态，并呈现大气泡，除水时间需15-20分钟，釜内料温为140-146℃，真空度为750毫米汞柱左右。除水完毕后，将固体润滑剂和经有硅烷处理剂处理并干燥的玻璃纤维粉以及适量的稳定剂加入反应釜内，使其与釜内生成的钠代己内酰胺共混，并再按上述方法进行抽气减压除水20分钟，釜内温度达150℃左右，真空度为750毫米汞柱，釜内呈现大气泡后保持15分钟左右。然后打开反应釜孔盖，在常压下立即加入助催化剂甲苯二异氰酸酯，加入量为投入的己内酰胺量的千分之三，迅速搅匀后立即浇注到予先加热至165-175℃的模具中进行离心浇铸，约30-40分钟可完全聚合成型。这时对浇铸室内停止加热，待温度降至100℃以下时取出制品。为了消除制品的内应力，需再在140℃机械油内进行热处理。本发明工艺过程的关键(即主要特征)是对增强玻璃纤维粉的予处理以及添加的方法，在添加前，合乎规格的玻璃纤维粉需经5-25%浓度的有机硅烷处理剂处理，处理时间一般为20-60分钟，然后经干燥后使用;玻璃纤维粉添加于釜内，应注意添加后应再继续抽气减压除水。本发明的优点就在于通过玻璃纤维粉的增强作用，材料的抗压强度和抗冲强度以及尺寸稳定性均显著提高，导热性能、耐磨性能也进一步提高。加入玻璃纤维增强的自润滑铸型尼龙其轴向和径向收缩率分别由MC尼龙基自润滑轴承材料的7.2%和4%下降到4.7和2.2%。磨损率经测试，由MC尼龙基自润滑轴承材料测试寿命为铸造青铜的50-100倍，提高到玻璃纤维增强自润滑铸型尼龙测试寿命为铸造青铜的200-400倍，其使用寿命明显提高。本发明可用于工作温度低于100℃工况下低速、中速轻重载荷的无油润滑另件材料，如果在有油润滑条件下工作，其机械效率和应用范围将可得到进一步提高和扩大。通过组分配比的调节，本发明材料除作为轴承外，还可用于制作大型齿轮，减速器的蜗轮、轴套、托辊和托轮等零件。实例离心浇铸玻璃纤维增强自润滑铸型尼龙(一)配比(见表1)表1离心浇铸玻璃纤维增强自润滑铸型尼龙配比</tables>(二)控制条件1.有机硅烷处理剂(kH550)处理玻璃纤维时间20-60分钟2.己内酰胺熔融加热温度90-100℃3.三次减压除水(1)除水时间15-20分钟;温度130-140℃;真空度750毫米汞柱。(2)除水时间15-20分钟;温度140-146℃;真空度750毫米汞柱。(3)除水时间20分钟;温度150℃左右;真空度750毫米汞柱;保持时间15分钟。4.模具予热温度165-175℃5.聚合成型时间30-40分钟6.催化剂及助催化剂加量(1)固体氢氧化钠(催化剂)投入己内酰胺量的千分之三;(2)甲苯二异氰酸酯(助催化剂)投入己内酰胺量的千分之三。(三)综合机械物理性能(见表2)表2综合机械物理性能表〔注〕摩擦系数测试条件MC尼龙基自润滑轴承材料，负荷16公斤力/厘米2·2小时涂油;增强自润滑铸型尼龙，负荷50公斤力/厘米2·2小时，干摩擦。权利要求1.一种以已内酰胺为基本原料，添加固体润滑剂，采用离心浇注方法制得的自润滑铸型尼龙，其特征在于所述的自润滑铸型尼龙中还添加了作为增强材料的玻璃纤维粉。2.根据权利要求1所述的自润滑铸型尼龙，其特征在于添加的固体润滑剂是二硫化钼、石墨和氮化硼;3.根据权利要求1或2所述的自润滑铸型尼龙，其特征在于所述的自润滑铸型尼龙中，添加了防老化材料，例如稳定剂高耐磨炭黑;4.根据权利要求1或2或3所述的自润滑铸型尼龙，其特征在于其组分配比(重量份)是可以调节的，最佳配比(重量份)是己内酰胺100，玻璃纤维2～8，二硫化钼2～3，石墨0.5～0.8氮化硼0.3～0.5;5.根据权利要求1或3或4所述的自润滑铸型尼龙，其特征在于玻璃纤维粉经有机硅烷处理剂处理，处理时间20～60分钟;6.根据权利要求1或3或4或5所述的自润滑铸型尼龙，其特征在于玻璃纤维粉添加于釜内后，应继续抽气减压除水;7.根据权利要求1或3或4或5或6所述的自润滑铸型尼龙，其特征在于其还可用于制作大型齿轮、减速器的蜗轮、轴套、托辊和托轮等零件。全文摘要本发明提供了一种增强自润滑铸型尼龙及其制作工艺。通过玻璃纤维的增强作用，该材料不仅具有自润滑性而且其抗压强度、抗冲强度、耐热、耐磨减摩性能以及尺寸稳定性比MC尼龙基自润滑轴承材料均显著提高，从而扩大了作为耐磨减摩零件的应用范围。本发明材料可用于工作温度低于100℃工况下低速、中速轻重载荷的无油润滑零件材料，如果在有油润滑条件下工作，其机械效率和应用范围将得到进一步提高和扩大。文档编号C08J5/16GK1032345SQ87105909公开日1989年4月12日申请日期1987年9月29日优先权日1987年9月29日发明者华洪良申请人:华洪良