一种高摩擦系数耐磨复合材料及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于耐磨材料技术领域，尤其涉及一种桥梁减隔震装置上使用的高摩擦系 数耐磨复合材料及其制备方法。
【背景技术】
[0002] 隔震，就文字而言，就是隔开地震的影响。其本质及目的就是将结构与可能引起破 坏的地面运动尽可能分离开来。减震，就文字而言，就是降低地震能量。其本质及目的就是 在中震、大震及强震作用下，耗能元件率先进入耗能工作状态，产生较大的阻尼，大量耗散 输入结构中地震的能量，迅速衰减结构的动力反应，而主体结构不出现明显的非弹性变形， 从而确保结构在中震、大震及强震中的安全性和正常使用。
[0003] 目前国内桥梁工程中应用的减隔震支座一般都是通过设置一个滑动层来实现隔 震，但现有滑动层材料在满足耐磨性的前提下其动摩擦系数一般都小于〇. 008,因此采用这 类材料的减隔震支座摩擦阻尼很小，往往需要设置其它阻尼装置来增大阻尼及耗能能力， 或增大隔震位移来增大隔震周期降低地震动力反应。其结构尺寸都很大，并且结构复杂成 本高，难以大面积推广。
【发明内容】
[0004] 本发明要解决的第一个技术问题就是提供一种耐磨性好、动摩擦系数高、具有较 高强度的高摩擦系数耐磨复合材料。
[0005] 为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案，原料为： 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 交联橡胶粉 10 - 20重量份 抗氧剂1010 0. 1-0. 5重量份 无机粉体 5-20重量份 炭黑 1一5重量份。
[0006] 其附加技术特征为：所述的高密度聚乙烯为管材级； 所述超尚分子量聚乙稀的分子量在600万以上； 所述超高分子量聚乙烯的分子量为900万； 所述的交联橡胶粉为橡胶再生胶粉，粒径40- 200目； 所述的橡胶再生胶粉为汽车轮胎胶粉，粒径80目； 所述的无机粉体为碳酸钙、滑石粉、硅灰石、高岭土、石墨中的一种或几种的混合物。
[0007] 本发明要解决的第二个技术问题就是提供一种高摩擦系数耐磨复合材料的制备 方法。
[0008] 为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案包括下述步骤： 步骤一 将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 联橡胶粉、〇. 1-〇. 5重量份抗氧剂1010、5-20重量份无机粉体、1一5重量份炭黑在混合机 中以900-1200转/分、常温下搅拌8分钟，然后加入密炼机中，在175- 195°C下密炼8- 15分钟得到一种团状聚合物复合体； 步骤二 将步骤一中得到的团状聚合物复合体趁热放入180- 200°C模具中模压10 - 30分钟， 然后冷却定型。
[0009] 本发明提供的高摩擦系数耐磨复合材料，得到的高摩擦系数耐磨滑板不仅耐磨性 好，线磨耗率小于等于20 μ m/km，而且动摩擦系数高，动摩擦系数为0. 03~0. 05,还具有较 高强度，抗拉强度大于等于25Mpa，极限抗压强度大于等于180MPa。高摩擦系数耐磨复合材 料采用密炼工艺完成，边角料可回收利用，绿色环保。其中，高密度聚乙烯为管材级，具有耐 侯性好、耐环境应力开裂好等特点，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600万以上，优选的900万，主要提高材料耐磨性。交联橡胶粉主要指橡胶再生 胶粉，优选的是汽车轮胎胶粉，粒径40-200目，优选的80目，其加入主要提高材料摩擦系 数。无机粉体是指碳酸钙、滑石粉、硅灰石、高岭土、石墨的一种或几种的混合物，其作用为 改善耐磨性能，同时降低成本。
【具体实施方式】
[0010] 下面通过具体实施例对本发明高摩擦系数耐磨复合材料及其制备方法作进一步 详细说明。
[0011] 实施例1 本发明高摩擦系数耐磨复合材料的制备方法包括下述步骤： 步骤一 将10重量份高密度聚乙烯、30重量份超高分子量聚乙烯、10重量份交联橡胶粉、0. 1重 量份抗氧剂1〇1〇、5重量份无机粉体、1重量份炭黑在混合机中以900转/分、常温下搅拌8 分钟，然后加入密炼机中，在175°C下密炼8分钟得到一种团状聚合物复合体； 步骤二 将步骤一中得到的团状聚合物复合体趁热放入180°C模具中模压10分钟，然后冷却定 型。
[0012] 实施例2 本发明高摩擦系数耐磨复合材料的制备方法包括下述步骤： 步骤一 将20重量份高密度聚乙烯、40重量份超高分子量聚乙烯、15重量份交联橡胶粉、0. 3重 量份抗氧剂1010、12. 5重量份无机粉体、3重量份炭黑在混合机中以1050转/分、常温下搅 拌8分钟，然后加入密炼机中，在185°C下密炼11. 5分钟得到一种团状聚合物复合体； 步骤二 将步骤一中得到的团状聚合物复合体趁热放入190°C模具中模压20分钟，然后冷却定 型。
[0013] 实施例3 本发明高摩擦系数耐磨复合材料的制备方法包括下述步骤： 步骤一 将30重量份高密度聚乙烯、50重量份超高分子量聚乙烯、20重量份交联橡胶粉、0. 5重 量份抗氧剂1010、20重量份无机粉体、5重量份炭黑在混合机中以1200转/分、常温下搅拌 8分钟，然后加入密炼机中，在195°C下密炼15分钟得到一种团状聚合物复合体； 步骤二 将步骤一中得到的团状聚合物复合体趁热放入200°C模具中模压30分钟，然后冷却定 型。
[0014] 实施例4 本发明高摩擦系数耐磨复合材料的制备方法包括下述步骤： 步骤一 将30重量份高密度聚乙烯、50重量份超高分子量聚乙烯、20重量份交联橡胶粉、0. 2重 量份抗氧剂1010、10重量份硅灰石、2. 5重量份炭黑在混合机中以1000转/分、常温下搅拌 8分钟，然后加入密炼机中，在200°C下密炼10分钟得到一种团状聚合物复合体； 步骤二 将步骤一中得到的团状聚合物复合体趁热放入185°C模具中模压20分钟，然后冷却定 型，即得到动摩擦系数0. 03、线磨耗率10 μ m/km的高摩擦系数耐磨滑板。
[0015] 实施例5 本发明高摩擦系数耐磨复合材料的制备方法包括下述步骤： 步骤一 将10重量份高密度聚乙烯、30重量份超高分子量聚乙烯、20重量份交联橡胶粉、0. 2重 量份抗氧剂1010、20重量份硅灰石、2. 5重量份炭黑在混合机中以1100转/分、常温下搅拌 8分钟，然后加入密炼机中，在190°C下密炼15分钟得到一种团状聚合物复合体； 步骤二 将步骤一中得到的团状聚合物复合体趁热放入190°C模具中模压30分钟，然后冷却定 型，即得到动摩擦系数0. 04、线磨耗率15 μ m/km的高摩擦系数耐磨滑板。
[0016] 实施例6 步骤一 将20重量份高密度聚乙烯、30重量份超高分子量聚乙烯、20重量份交联橡胶粉、0. 2重 量份抗氧剂1010、10重量份硅灰石、2. 5重量份炭黑在混合机中以900转/分、常温下搅拌 8分钟，然后加入密炼机中，在180°C下密炼8分钟得到一种团状聚合物复合体； 步骤二 将步骤一中得到的团状聚合物复合体趁热放入200°C模具中模压10分钟，然后冷却定 型，即得到动摩擦系数0. 05、线磨耗率20 μ m/km的高摩擦系数耐磨滑板。
[0017] 本发明高摩擦系数耐磨复合材料具体性能指标如表1 : 表1
本发明提供的一种高摩擦系数耐磨复合材料，不仅限于上述实施例，以上所述仅为本 发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之类所作的任何 修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1. 一种高摩擦系数耐磨复合材料，其特征在于，原料为： 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 交联橡胶粉 10 - 20重量份 抗氧剂1010 0. 1-0. 5重量份 无机粉体 5-20重量份 炭黑 1一5重量份。2. 根据权利要求1所述的一种高摩擦系数耐磨复合材料，其特征在于：所述的高密度 聚乙烯为管材级。3. 根据权利要求1所述的一种高摩擦系数耐磨复合材料，其特征在于：所述超高分子 量聚乙稀的分子量在600万以上。4. 根据权利要求3所述的一种高摩擦系数耐磨复合材料，其特征在于：所述超高分子 量聚乙稀的分子量为900万。5. 根据权利要求1所述的一种高摩擦系数耐磨复合材料，其特征在于：所述的交联橡 胶粉为橡胶再生胶粉，粒径40- 200目。6. 根据权利要求5所述的一种高摩擦系数耐磨复合材料，其特征在于：所述的橡胶再 生胶粉为汽车轮胎胶粉，粒径80目。7. 根据权利要求1所述的一种高摩擦系数耐磨复合材料，其特征在于：所述的无机粉 体为碳酸钙、滑石粉、硅灰石、高岭土、石墨中的一种或几种的混合物。8. 权利要求1至7任一项所述的一种高摩擦系数耐磨复合材料的制备方法，其特征在 于包括下述步骤： 步骤一 将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 联橡胶粉、〇. 1-〇. 5重量份抗氧剂1010、5-20重量份无机粉体、1一5重量份炭黑在混合机 中以900-1200转/分、常温下搅拌8分钟，然后加入密炼机中，在175- 195°C下密炼8- 15分钟得到一种团状聚合物复合体； 步骤二 将步骤一中得到的团状聚合物复合体趁热放入180- 200°C模具中模压10 - 30分钟， 然后冷却定型。
【专利摘要】本发明属于耐磨材料技术领域，公开了一种高摩擦系数耐磨复合材料及其制备方法。其主要技术特征为：原料为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重量份交联橡胶粉、0.1—0.5重量份抗氧剂1010、5—20重量份无机粉体、1—5重量份炭黑。本发明提供的高摩擦系数耐磨复合材料，各组分经密炼机混炼成团，再经模压成型，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、交联橡胶粉的高摩擦系数得到具有动摩擦系数高、耐磨性好且具有较高强度的复合材料。高摩擦系数耐磨复合材料采用密炼工艺完成，边角料可回收利用，绿色环保。
【IPC分类】C08K13/02, C08K3/04, C08L17/00, C08K5/134, C08L23/06
【公开号】CN104945720
【申请号】CN201510440396
【发明人】金家康, 胡圣飞, 郭勇, 王红续, 王庆培, 季文涛, 陈少静, 李朋, 李二茂, 刘云婷, 贾雷雷, 张志坚, 谢建平, 赵燕, 邓淋方
【申请人】衡水中铁建工程橡胶有限责任公司
【公开日】2015年9月30日
【申请日】2015年7月24日