一種高摩擦系數(shù)耐磨復(fù)合材料及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于耐磨材料技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種橋梁減隔震裝置上使用的高摩擦系 數(shù)耐磨復(fù)合材料及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 隔震，就文字而言，就是隔開地震的影響。其本質(zhì)及目的就是將結(jié)構(gòu)與可能引起破 壞的地面運(yùn)動(dòng)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(zhì)及目的就是 在中震、大震及強(qiáng)震作用下，耗能元件率先進(jìn)入耗能工作狀態(tài)，產(chǎn)生較大的阻尼，大量耗散 輸入結(jié)構(gòu)中地震的能量，迅速衰減結(jié)構(gòu)的動(dòng)力反應(yīng)，而主體結(jié)構(gòu)不出現(xiàn)明顯的非彈性變形， 從而確保結(jié)構(gòu)在中震、大震及強(qiáng)震中的安全性和正常使用。
[0003] 目前國(guó)內(nèi)橋梁工程中應(yīng)用的減隔震支座一般都是通過設(shè)置一個(gè)滑動(dòng)層來實(shí)現(xiàn)隔 震，但現(xiàn)有滑動(dòng)層材料在滿足耐磨性的前提下其動(dòng)摩擦系數(shù)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(shè)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(dòng)力反應(yīng)。其結(jié)構(gòu)尺寸都很大，并且結(jié)構(gòu)復(fù)雜成 本高，難以大面積推廣。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明要解決的第一個(gè)技術(shù)問題就是提供一種耐磨性好、動(dòng)摩擦系數(shù)高、具有較 高強(qiáng)度的高摩擦系數(shù)耐磨復(fù)合材料。
[0005] 為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)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(lián)橡膠粉 10 - 20重量份 抗氧劑1010 0. 1-0. 5重量份 無機(jī)粉體 5-20重量份 炭黑 1一5重量份。
[0006] 其附加技術(shù)特征為：所述的高密度聚乙烯為管材級(jí)； 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(lián)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(jī)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(fā)明要解決的第二個(gè)技術(shù)問題就是提供一種高摩擦系數(shù)耐磨復(fù)合材料的制備 方法。
[0008] 為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)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(lián)橡膠粉、〇. 1-〇. 5重量份抗氧劑1010、5-20重量份無機(jī)粉體、1一5重量份炭黑在混合機(jī) 中以900-1200轉(zhuǎn)/分、常溫下攪拌8分鐘，然后加入密煉機(jī)中，在175- 195°C下密煉8- 15分鐘得到一種團(tuán)狀聚合物復(fù)合體； 步驟二 將步驟一中得到的團(tuán)狀聚合物復(fù)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(fā)明提供的高摩擦系數(shù)耐磨復(fù)合材料，得到的高摩擦系數(shù)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(dòng)摩擦系數(shù)高，動(dòng)摩擦系數(shù)為0. 03~0. 05,還具有較 高強(qiáng)度，抗拉強(qiáng)度大于等于25Mpa，極限抗壓強(qiáng)度大于等于180MPa。高摩擦系數(shù)耐磨復(fù)合材 料采用密煉工藝完成，邊角料可回收利用，綠色環(huán)保。其中，高密度聚乙烯為管材級(jí)，具有耐 侯性好、耐環(huán)境應(yīng)力開裂好等特點(diǎn)，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(yōu)選的900萬，主要提高材料耐磨性。交聯(lián)橡膠粉主要指橡膠再生 膠粉，優(yōu)選的是汽車輪胎膠粉，粒徑40-200目，優(yōu)選的80目，其加入主要提高材料摩擦系 數(shù)。無機(jī)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(shí)降低成本。
【具體實(shí)施方式】
[0010] 下面通過具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明高摩擦系數(shù)耐磨復(fù)合材料及其制備方法作進(jìn)一步 詳細(xì)說明。
[0011] 實(shí)施例1 本發(fā)明高摩擦系數(shù)耐磨復(fù)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(lián)橡膠粉、0. 1重 量份抗氧劑1〇1〇、5重量份無機(jī)粉體、1重量份炭黑在混合機(jī)中以900轉(zhuǎn)/分、常溫下攪拌8 分鐘，然后加入密煉機(jī)中，在175°C下密煉8分鐘得到一種團(tuán)狀聚合物復(fù)合體； 步驟二 將步驟一中得到的團(tuán)狀聚合物復(fù)合體趁熱放入180°C模具中模壓10分鐘，然后冷卻定 型。
[0012] 實(shí)施例2 本發(fā)明高摩擦系數(shù)耐磨復(fù)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(lián)橡膠粉、0. 3重 量份抗氧劑1010、12. 5重量份無機(jī)粉體、3重量份炭黑在混合機(jī)中以1050轉(zhuǎn)/分、常溫下攪 拌8分鐘，然后加入密煉機(jī)中，在185°C下密煉11. 5分鐘得到一種團(tuán)狀聚合物復(fù)合體； 步驟二 將步驟一中得到的團(tuán)狀聚合物復(fù)合體趁熱放入190°C模具中模壓20分鐘，然后冷卻定 型。
[0013] 實(shí)施例3 本發(fā)明高摩擦系數(shù)耐磨復(fù)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(lián)橡膠粉、0. 5重 量份抗氧劑1010、20重量份無機(jī)粉體、5重量份炭黑在混合機(jī)中以1200轉(zhuǎn)/分、常溫下攪拌 8分鐘，然后加入密煉機(jī)中，在195°C下密煉15分鐘得到一種團(tuán)狀聚合物復(fù)合體； 步驟二 將步驟一中得到的團(tuán)狀聚合物復(fù)合體趁熱放入200°C模具中模壓30分鐘，然后冷卻定 型。
[0014] 實(shí)施例4 本發(fā)明高摩擦系數(shù)耐磨復(fù)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(lián)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(jī)中以1000轉(zhuǎn)/分、常溫下攪拌 8分鐘，然后加入密煉機(jī)中，在200°C下密煉10分鐘得到一種團(tuán)狀聚合物復(fù)合體； 步驟二 將步驟一中得到的團(tuán)狀聚合物復(fù)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(dòng)摩擦系數(shù)0. 03、線磨耗率10 μ m/km的高摩擦系數(shù)耐磨滑板。
[0015] 實(shí)施例5 本發(fā)明高摩擦系數(shù)耐磨復(fù)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(lián)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(jī)中以1100轉(zhuǎn)/分、常溫下攪拌 8分鐘，然后加入密煉機(jī)中，在190°C下密煉15分鐘得到一種團(tuán)狀聚合物復(fù)合體； 步驟二 將步驟一中得到的團(tuán)狀聚合物復(fù)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(dòng)摩擦系數(shù)0. 04、線磨耗率15 μ m/km的高摩擦系數(shù)耐磨滑板。
[0016] 實(shí)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(lián)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(jī)中以900轉(zhuǎn)/分、常溫下攪拌 8分鐘，然后加入密煉機(jī)中，在180°C下密煉8分鐘得到一種團(tuán)狀聚合物復(fù)合體； 步驟二 將步驟一中得到的團(tuán)狀聚合物復(fù)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(dòng)摩擦系數(shù)0. 05、線磨耗率20 μ m/km的高摩擦系數(shù)耐磨滑板。
[0017] 本發(fā)明高摩擦系數(shù)耐磨復(fù)合材料具體性能指標(biāo)如表1 : 表1
本發(fā)明提供的一種高摩擦系數(shù)耐磨復(fù)合材料，不僅限于上述實(shí)施例，以上所述僅為本 發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之類所作的任何 修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種高摩擦系數(shù)耐磨復(fù)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(lián)橡膠粉 10 - 20重量份 抗氧劑1010 0. 1-0. 5重量份 無機(jī)粉體 5-20重量份 炭黑 1一5重量份。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高摩擦系數(shù)耐磨復(fù)合材料，其特征在于：所述的高密度 聚乙烯為管材級(jí)。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高摩擦系數(shù)耐磨復(fù)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(jù)權(quán)利要求3所述的一種高摩擦系數(shù)耐磨復(fù)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(jù)權(quán)利要求1所述的一種高摩擦系數(shù)耐磨復(fù)合材料，其特征在于：所述的交聯(lián)橡 膠粉為橡膠再生膠粉，粒徑40- 200目。6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種高摩擦系數(shù)耐磨復(fù)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(jù)權(quán)利要求1所述的一種高摩擦系數(shù)耐磨復(fù)合材料，其特征在于：所述的無機(jī)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(quán)利要求1至7任一項(xiàng)所述的一種高摩擦系數(shù)耐磨復(fù)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(lián)橡膠粉、〇. 1-〇. 5重量份抗氧劑1010、5-20重量份無機(jī)粉體、1一5重量份炭黑在混合機(jī) 中以900-1200轉(zhuǎn)/分、常溫下攪拌8分鐘，然后加入密煉機(jī)中，在175- 195°C下密煉8- 15分鐘得到一種團(tuán)狀聚合物復(fù)合體； 步驟二 將步驟一中得到的團(tuán)狀聚合物復(fù)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(fā)明屬于耐磨材料技術(shù)領(lǐng)域，公開了一種高摩擦系數(shù)耐磨復(fù)合材料及其制備方法。其主要技術(shù)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(lián)橡膠粉、0.1—0.5重量份抗氧劑1010、5—20重量份無機(jī)粉體、1—5重量份炭黑。本發(fā)明提供的高摩擦系數(shù)耐磨復(fù)合材料，各組分經(jīng)密煉機(jī)混煉成團(tuán)，再經(jīng)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(lián)橡膠粉的高摩擦系數(shù)得到具有動(dòng)摩擦系數(shù)高、耐磨性好且具有較高強(qiáng)度的復(fù)合材料。高摩擦系數(shù)耐磨復(fù)合材料采用密煉工藝完成，邊角料可回收利用，綠色環(huán)保。
【IPC分類】C08K13/02, C08K3/04, C08L17/00, C08K5/134, C08L23/06
【公開號(hào)】CN104945720
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510440396
【發(fā)明人】金家康, 胡圣飛, 郭勇, 王紅續(xù), 王慶培, 季文濤, 陳少靜, 李朋, 李二茂, 劉云婷, 賈雷雷, 張志堅(jiān), 謝建平, 趙燕, 鄧淋方
【申請(qǐng)人】衡水中鐵建工程橡膠有限責(zé)任公司
【公開日】2015年9月30日
【申請(qǐng)日】2015年7月24日