專利名稱：一種橋梁支撐滑動元件用熱塑性聚酯組合物以及一種滑動元件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及聚合物材料領(lǐng)域，具體涉及一種滑動元件用熱塑性聚酯組合物以及一種滑動元件。
背景技術(shù)：
在建筑、機械、汽車領(lǐng)域的結(jié)構(gòu)工程應(yīng)用中，存在使用的耐磨滑動元件結(jié)構(gòu)，其需要承受相當(dāng)?shù)呢撦d或能適于各級地震，并在結(jié)構(gòu)的不同部件之間允許相對運動，包括相對滑動、旋轉(zhuǎn)或轉(zhuǎn)動。在結(jié)構(gòu)中設(shè)置滑動塊或鉸鏈連接以滿足上述運動。上述滑動塊或鉸鏈連接通常包括一對適于相對滑動、旋轉(zhuǎn)和/或轉(zhuǎn)動的平或曲表面以允許相對運動和/或旋轉(zhuǎn)。為了盡量減少各部分中靜態(tài)和動態(tài)摩擦，上述一對表面的第一表面由金屬例如奧氏體不銹鋼或鋁合金或鍍硬鉻鐵素體鋼制成，而另一表面方便地由·擦。自從上世紀(jì)六十年代聚四氟乙烯(PTFE)被廣泛用作低摩擦材料，其具有良好的抗壓強度、化學(xué)惰性、耐候性和低摩擦系數(shù)，很適合耐磨滑動元件結(jié)構(gòu)。然而，PTFE的已知缺點使其在滑動元件的應(yīng)用上存在一定的局限性。PTFE存在“冷流”的蠕變現(xiàn)象，在高溫時該現(xiàn)象更加明顯。同時，在溫度高于30°C時，PTFE的硬度變小。因此在較高及高溫條件下，PTFE滑動元件結(jié)構(gòu)在壓縮負載方面受到限制。歐洲標(biāo)準(zhǔn)EN 1337規(guī)定PTFE滑動元件結(jié)構(gòu)極限使用溫度為48°C，以30°C作為臨界點，溫度在30°C以上，每增加1°C，PTFE滑動元件結(jié)構(gòu)的抗壓強度設(shè)計就要減少2%以降低PTFE的變形。從安全和經(jīng)濟的角度看，抗壓強度的減少給其帶來局限性。而玻璃纖維和碳纖維填充PTFE可以克服高溫下材料變軟的問題，但這些復(fù)合材料的摩擦系數(shù)比純PTFE高，加速了與金屬的磨損。其次，PTFE在低溫下摩擦系數(shù)增大。在_35°C時，其與不銹鋼的靜摩擦系數(shù)上升至O. 035。為說明這種影響，歐洲標(biāo)準(zhǔn)EN 1337-2規(guī)定最低使用溫度為_35°C，排除在溫度很低的北歐國家的使用。另外，PTFE的耐磨性相對較差。在極有利的條件下，用高性能的油脂潤滑拋光的金屬表面，PTFE的最大滑動距離達到10km，歐洲標(biāo)準(zhǔn)EN 1337以此作為PTFE的使用壽命。然而在苛刻的環(huán)境條件下，比如說滑動表面和潤滑油的污染、金屬表面變得更粗糙以及高溫的使用環(huán)境都將加大PTFE的磨損。超高分子量聚乙烯(UHMWPE)被稱為令人神奇的塑料，通過改性后具有良好的機械強度、較高的耐磨性、低摩擦系數(shù)的特點，較多應(yīng)用于耐磨滑動元件結(jié)構(gòu)。但是，上述材料在高載荷時形變較大，在高溫度下其機械強度會迅速衰減，其工作溫度不能用于高于48°C的條件，而且尺寸收縮率較大，諸多問題限制了其使用范圍。另外，其成型加工方式局限為模壓，成型效率較低。聚酰胺(PA)具有良好的綜合性能，包括力學(xué)性能、耐熱性、耐磨損性、耐化學(xué)藥品性和自潤滑性，且摩擦系數(shù)低，在制造耐磨滑動元件上有一定應(yīng)用。但其吸水性大，尺寸穩(wěn)定性差使其應(yīng)用范圍變窄。聚甲醛(POM)為高度結(jié)晶的樹脂，在熱塑性樹脂中是最堅韌的，具有很低的摩擦系數(shù)、耐高溫和很好的幾何穩(wěn)定性的特性，較適合于制作耐磨滑動元件。但其不耐強酸強堿、耐侯差的缺點，使其不能用于特殊環(huán)境的應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題在于提供一種尺寸穩(wěn)定性好，耐候性好，在高載荷下形變較小的耐磨滑動元件用熱塑性聚酯組合物以及一種耐磨滑動元件。為了解決以上技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種用于滑動元件的熱塑性聚酯組合物，按重量分數(shù)計包括 熱塑性聚酯10(Γ200份；潤滑劑I 10份； 其中所述熱塑性聚酯為聚對苯二甲酸乙二醇酯及其衍生物、聚對苯二甲酸丁二醇酯及其衍生物中的一種或多種。優(yōu)選的，所述潤滑劑選自聚四氟乙烯、超高分子量聚乙烯、硅酮粉或硅酮母粒、二硫化鑰、石墨、碳黑、碳化硅和氮化硅中的一種或多種。優(yōu)選的，按重量分數(shù)計還包括增強耐壓填料f 10份。優(yōu)選的，所述增強耐壓填料選自玻璃纖維、玻璃微珠、陶瓷微珠、硫酸鋇和滑石粉中的一種或多種。本發(fā)明還提供了一種滑動元件，包括支撐部和/或滑動部；所述滑動部和/或支撐部滑動連接，且所述支撐部和滑動部由權(quán)利要求I所述的組合物形成；所述滑動元件為結(jié)構(gòu)工程滑動元件；所述橋梁支撐滑動元件的承載壓為50MPa以上，滑動路程80km以上或滑動速度40mm/s 以上。優(yōu)選的，所述滑動元件通過以下方法制備將所述組合物按照重量份數(shù)配比熔融混煉、擠出造粒，得到混合母料；將所述混合母料模壓、擠出或注射成型得到滑動元件。優(yōu)選的，所述滑動元件為板、環(huán)和/或套。優(yōu)選的，所述板、環(huán)和/或套的表面包括至少一個凹槽。優(yōu)選的，所述凹糟中設(shè)置有潤滑材料。優(yōu)選的，所述結(jié)構(gòu)工程滑動元件為橋梁滑動支承中的耐磨滑動元件。本發(fā)明提供的滑動元件用熱塑性聚酯組合物，使用熱塑性聚酯和潤滑劑組合，其中所述熱塑性聚酯組合物包括聚對苯二甲酸乙二醇酯及其衍生物和聚對苯二甲酸丁二醇酯及其衍生物中的一種或多種。相比較現(xiàn)有技術(shù)中提供的結(jié)構(gòu)工程用滑動元件材料，本發(fā)明提供的現(xiàn)有的結(jié)構(gòu)工程用滑動元件原料使用熱塑性聚酯組合物，熱塑性聚酯具有良好的耐磨耐壓性能，強度高，韌性好，高載荷下形變較小。另外熱塑性聚酯具有良好的耐候性，在不添加防老劑、抗氧化劑等助劑的情況下依然具有較長的使用壽命，在較高或較低溫度下，都具有良好的性能。本發(fā)明還提供了一種滑動元件，包括支撐部和/或滑動部；所述滑動部和/或支撐部滑動連接，且所述支撐部和/或滑動部由權(quán)利要求I所述的組合物形成；所述滑動元件為結(jié)構(gòu)工程滑動元件。由于使用了熱塑性聚酯作為滑動元件的原料，使所述滑動元件具有良好的耐磨性能，尺寸穩(wěn)定性好，耐候性好，在高載荷下形變較小。
具體實施例方式為了進一步了解本發(fā)明，下面結(jié)合實施例對本發(fā)明的優(yōu)選實施方案進行描述，但是應(yīng)當(dāng)理解，這些描述只是為進一步說明本發(fā)明的特征和優(yōu)點而不是對本發(fā)明專利要求的限制。本發(fā)明提供了一種用于滑動元件的熱塑性聚酯組合物，按重量分數(shù)計包括
熱塑性聚酯；潤滑劑；其中所述熱塑性聚酯為聚對苯二甲酸乙二醇酯及其衍生物、聚對苯二甲酸丁二醇酯及其衍生物中的一種或多種。為了解決現(xiàn)有技術(shù)中幾種不同聚合物制備的滑動元件的缺點，本發(fā)明提供了一種滑動元件用熱塑性聚酯組合物，使用熱塑性聚酯和潤滑劑混合。其中所述熱塑性聚酯為聚對苯二甲酸乙二醇酯及其衍生物、聚對苯二甲酸丁二醇酯及其衍生物中的一種或幾種。優(yōu)
選為聚對苯二甲酸乙二醇酯、聚對苯二甲酸丁二醇酯。為了增加所述熱塑性聚酯的潤滑耐磨性能，在所述組合物中包括潤滑劑。按照本發(fā)明，所述潤滑劑優(yōu)選聚四氟乙烯、超高分子量聚乙烯、硅酮粉或硅酮母粒、二硫化鑰、石墨、碳黑、碳化硅和氮化硅中的一種或多種。按照本發(fā)明，為了進一步增加滑動元件的強度和滑動性能，優(yōu)選在所述組合物中添加按重量分數(shù)計f 10份的增強耐壓填料。所述增強耐壓填料優(yōu)選選自玻璃纖維、玻璃微珠、陶瓷微珠、硫酸鋇和滑石粉中的一種或多種。按照本發(fā)明，所述組合物按重量份數(shù)計包括熱塑性聚酯10(Γ200份，優(yōu)選為120^180份，更優(yōu)選為15(Γ160份；潤滑劑f 10份；優(yōu)選為2 8份，更優(yōu)選為4飛份。還提供了一種滑動元件，包括支撐部和/或滑動部；所述滑動部和/或支撐部滑動連接，且所述支撐部和滑動部由權(quán)利要求I所述的組合物形成；所述滑動元件為結(jié)構(gòu)工程滑動元件。所述橋梁支撐結(jié)構(gòu)工程耐磨滑動材料對于承載壓、滑動路程、滑動速度和耐高溫溫度至少具有一個值，優(yōu)選的所述橋梁支撐滑動元件滿足如下條件承載壓為50MPa以上，滑動路程80km以上或滑動速度40mm/s以上。更優(yōu)選的，所述承載壓為60MPa以上，滑動路程IOOkm以上，滑動速度45mm/s以上。所述承載壓、滑動距離和滑動速度通過國家鐵道部頒發(fā)的《客運專線橋梁盆式橡膠支座暫行技術(shù)條件補充規(guī)定》中的方法進行檢測。按照本發(fā)明所述滑動元件優(yōu)選為能夠相互滑動的板、環(huán)和/或套，所述板、環(huán)和/或套表面包括至少一個凹槽，所述凹槽可以用于填充液體潤滑材料。按照本發(fā)明，所述潤滑材料優(yōu)選為硅油類潤滑脂或其他類型的合成油潤潤滑脂。按照本發(fā)明所述工程滑動元件優(yōu)選為橋梁滑動支撐中的耐磨滑動元件。按照本發(fā)明所述工程滑動元件優(yōu)選為軌道車輛抗側(cè)滾扭桿裝置用摩擦套。按照本發(fā)明，所述滑動元件通過以下方法制備將所述組合物按照重量份數(shù)配比熔融混煉、擠出造粒，得到混合母料；將所述混合母料模壓、擠出或注射成型得到滑動元件。在熔融混煉之前還包括將所述組合物按配比烘干，所述干燥溫度為11(T120°C。擠出溫度有選為20(T260°C，母料成型為滑動元件的溫度有選為20(T260°C。本發(fā)明提供的滑動元件還優(yōu)選應(yīng)用于高速鐵路或軌道交通中的橋梁支撐，包括支撐部和/或滑動部；所述滑動部和/或支撐部滑動連接，且所述支撐部和/或滑動部由權(quán)利要求I所述的組合物形成；所述滑動元件為結(jié)構(gòu)工程滑動元件。由于使用了熱塑性聚酯作為滑動元件的原料，使所述滑動元件具有良好的耐磨性能，尺寸穩(wěn)定性好，耐候性好，在高載荷下形變較小。以下為本發(fā)明具體實施例，詳細闡述本發(fā)明技術(shù)方案。其中，本發(fā)明實施例使用的主要原料來源為臺灣長春PBT 1100、中石化儀征PBT L2100G、上海遠紡PET CB608S。 實施例I本實施例制備的滑動元件為熱塑性聚酯板在建筑工程用作橋梁滑動支承中的耐磨滑動元件材料。此滑動元件材料選用聚對苯二甲酸乙二醇酯100份和聚對苯二甲酸丁二醇酯100份作為基體材料，添加10份的聚四氟乙烯、10份玻璃纖維，混合均勻后進行熔融、擠出、造粒制成耐磨聚合物材料，再將此粒料于110°C條件下烘干。最后將粒料加入注塑機料筒之內(nèi)，料筒溫度為250°C，經(jīng)加熱、熔融、塑化之后，注塑成型制成熱塑性聚酯耐磨滑動元件材料。實施例2本實施例制備的滑動元件為熱塑性聚酯板在建筑工程用作橋梁滑動支承中的耐磨滑動元件材料。此滑動元件材料選用聚對苯二甲酸乙二醇酯100份作為基體材料，添加3份聚四氟乙烯、2份二硫化鑰、3份滑石粉及I份玻璃纖維，混合均勻后進行熔融、擠出、造粒制成耐磨聚合物材料，再將此粒料于120°C條件下烘干。最后將粒料加入注塑機料筒之內(nèi)，料筒溫度為230°C左右，經(jīng)加熱、熔融、塑化之后，注塑成型制成熱塑性聚酯耐磨滑動元件材料。實施例3本實施例制備的滑動元件為熱塑性聚酯板在建筑工程用作橋梁滑動支承中的耐磨滑動元件材料。此滑動元件材料選用聚對苯二甲酸丁二醇酯100份和聚對苯二甲酸乙二醇酯40份作為基體材料，添加5份聚四氟乙烯、2份二硫化鑰、2份滑石粉及5份玻璃纖維，混合均勻后進行熔融、擠出、造粒制成耐磨聚合物材料，再將此粒料于120°C條件下烘干。最后將粒料加入模壓模具之內(nèi)，并將模具置于液壓機壓板中，施加一定的壓力，加熱至250左右并恒溫一段時間使之充分塑化，再經(jīng)加壓冷卻之后，模壓成型制成熱塑性聚酯耐磨滑動元件材料。實施例4本實施例制備的滑動元件為熱塑性聚酯板在建筑工程用作橋梁滑動支承中的耐磨滑動元件材料。此滑動元件材料選用聚對苯二甲酸丁二醇酯100份作為基體材料，添加3份聚四氟乙烯、2份二硫化鑰、3份滑石粉及I份玻璃微珠，混合均勻后進行熔融、擠出、造粒制成耐磨聚合物材料，再將此粒料于120°C條件下烘干。最后將粒料加入注塑機料筒之內(nèi)，料筒溫度為230°C左右，經(jīng)加熱、熔融、塑化之后，注塑成型制成熱塑性聚酯耐磨滑動元件材料。
通過TB/T 2331的方法檢測本發(fā)明的提供的耐磨滑動元件材料具有較低的摩擦系數(shù)和極好的承載性能。在60MPa壓力及無潤滑的條件下與不銹鋼對磨，其靜摩擦系數(shù)為O. 02 O. 04 ;在90MPa壓力下豎向載荷2小時，其豎向壓縮形變量僅為O. 2%。實施例5本實施例制備的滑動元件為熱塑性聚酯板軌道車輛抗側(cè)滾扭桿裝置用摩擦套。此滑動元件材料選用聚對苯二甲酸乙二醇酯100份和聚對苯二甲酸丁二醇酯30份作為基體材料，添加8份的聚四氟乙烯、4份二硫化鑰和20份滑石粉，混合均勻后進行熔融、擠出、造粒制成耐磨聚合物材料，再將此粒料于110°C條件下烘干。最后將粒料加入注塑機料筒之內(nèi)，料筒溫度為230°C，經(jīng)加熱、熔融、塑化之后，注塑成型制成熱塑性聚酯耐磨滑動元件材料。

比較例I將實施例f 5提供的滑動元件與聚四氟乙烯和超高分子量聚乙烯制備的高速鐵路橋梁支撐滑動元件，通過國家鐵道部頒發(fā)的《客運專線橋梁盆式橡膠支座暫行技術(shù)條件補充規(guī)定》中的方法進行檢測。結(jié)果如表I所示表I實施例I飛與比較例提供的滑動元件的性能
權(quán)利要求
1.一種橋梁支撐滑動元件用熱塑性聚酯組合物，其特征在于，按重量分數(shù)計包括 熱塑性聚酯10(Γ200份； 潤滑劑Γ10份； 其中所述熱塑性聚酯為聚對苯二甲酸乙二醇酯及其衍生物、聚對苯二甲酸丁二醇酯及其衍生物中的一種或多種。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的熱塑性聚酯組合物，其特征在于，所述潤滑劑選自聚四氟乙烯、超高分子量聚乙烯、硅酮粉或硅酮母粒、二硫化鑰、石墨、碳黑、碳化硅和氮化硅中的一種或多種。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的熱塑性聚酯組合物，其特征在于，按重量分數(shù)計還包括增強耐壓填料f 10份。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的熱塑性聚酯組合物，其特征在于，所述增強耐壓填料選自玻璃纖維、玻璃微珠、陶瓷微珠、硫酸鋇和滑石粉中的一種或多種。
5.一種滑動元件，其特征在于，包括支撐部和/或滑動部；所述滑動部和/或支撐部滑動連接，且所述支撐部和滑動部由權(quán)利要求I所述的組合物形成；所述滑動元件為橋梁支撐滑動元件； 所述橋梁支撐滑動元件的承載壓為50MPa以上，滑動路程80km以上或滑動速度40mm/s以上。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的滑動元件，其特征在于，所述滑動元件通過以下方法制備 將所述組合物按照重量份數(shù)配比熔融混煉、擠出造粒，得到混合母料； 將所述混合母料模壓、擠出或注射成型得到滑動元件。
7.根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的滑動元件，其特征在于，所述滑動元件為板、環(huán)和/或套。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的滑動元件，其特征在于，所述板、環(huán)和/或套的表面包括至少一個凹槽。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的滑動元件，其特征在于，所述凹糟中設(shè)置有潤滑材料。
10.根據(jù)權(quán)利要求5所述的滑動元件，其特征在于，所述結(jié)構(gòu)工程滑動元件為橋梁滑動支承中的耐磨滑動元件。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種用于滑動元件的熱塑性聚酯組合物，按重量分數(shù)計包括熱塑性聚酯100~200份；潤滑劑1~10份；其中所述熱塑性聚酯為聚對苯二甲酸乙二醇酯及其衍生物、聚對苯二甲酸丁二醇酯及其衍生物中的一種或多種。還包括了一種由本發(fā)明提供的組合物制備的滑動元件，所述滑動元件尺寸穩(wěn)定性好，耐候性好，在高載荷下形變較小。
文檔編號E01D19/04GK102875983SQ201210410128
公開日2013年1月16日 申請日期2012年10月24日 優(yōu)先權(quán)日2012年10月24日
發(fā)明者黃安民, 伍海斌, 朱志勇, 鄭興銘 申請人:株洲時代新材料科技股份有限公司