專(zhuān)利名稱(chēng)：低噪音合成樹(shù)脂組合物和制備它的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及合成樹(shù)脂組合物。更具體地說(shuō)，本發(fā)明涉及一種合成樹(shù)脂組合物，其能模塑制成在使用中幾乎不產(chǎn)生噪音的制品。
2.現(xiàn)有技術(shù)在辦公自動(dòng)化(“OA”)設(shè)備、汽車(chē)零件和機(jī)械領(lǐng)域，在通過(guò)使用工程塑料如聚縮醛等等，將樹(shù)脂用于零件如車(chē)輪、凸輪和軸承方面已經(jīng)取得進(jìn)步。這些樹(shù)脂的應(yīng)用對(duì)減少由它們制得的制品的生產(chǎn)成本起了很大的作用。
可惜地是，在很多情況下，特別是在使用過(guò)程中模塑零件需要在其它零件上滑動(dòng)的情況下，噪音產(chǎn)生了。已經(jīng)做了各種嘗試，通過(guò)降低樹(shù)脂本身的彈性模量來(lái)減少高噪音，例如通過(guò)向樹(shù)脂中添加潤(rùn)滑脂。然而，該解決方法并不令人滿意。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)添加的潤(rùn)滑脂在使用中能濺到周?chē)臋C(jī)械裝置中，相反地影響了模制零件的物理性能。而且，可能會(huì)產(chǎn)生其它問(wèn)題，如扭矩增加、強(qiáng)度減少和總體上效率的降低。
在工程塑料方面噪音的另一個(gè)原因是“粘滑現(xiàn)象”。當(dāng)用法向力，n，將一個(gè)表面壓在另一個(gè)表面上時(shí)，施加使一個(gè)表面從另外一個(gè)表面滑過(guò)的另外一個(gè)力，能測(cè)出平行于該表面和同施加的力反方向的曳力。該動(dòng)曳力，fk，稱(chēng)作動(dòng)力學(xué)摩擦力或動(dòng)摩擦力，它和法向力的大小通過(guò)動(dòng)摩擦系數(shù)μD(VS)而關(guān)聯(lián)起來(lái)。動(dòng)摩擦系數(shù)μD(VS)，取決于滑動(dòng)速度VS和彼此相接觸的每種材料的表面特性。如果μD對(duì)于特定的VS是已知的，那么動(dòng)力學(xué)摩擦系數(shù)通過(guò)下式測(cè)定fk＝μD·n，其中fk是動(dòng)力學(xué)摩擦力，n是壓在表面上的法向力。于是，可以通過(guò)測(cè)量比率fk/n來(lái)測(cè)得μD。
通常，當(dāng)滑動(dòng)速度VS接近高速度例如大于1米/秒(m/s)時(shí)，動(dòng)摩擦力和動(dòng)摩擦系數(shù)接近一個(gè)常數(shù)。于是，在高速度下，動(dòng)摩擦系數(shù)不依賴(lài)于滑動(dòng)速度VS。然而，在滑動(dòng)速度VS下，動(dòng)摩擦系數(shù)μD是依賴(lài)于速度的。典型的是，當(dāng)滑動(dòng)速度VS接近0時(shí)，動(dòng)摩擦力fk接近最大。當(dāng)滑動(dòng)速度VS為0時(shí)，兩個(gè)表面相對(duì)靜止，并且該所測(cè)的摩擦力被定義為靜摩擦力。最大靜摩擦力fmax，在滑動(dòng)開(kāi)始前瞬時(shí)產(chǎn)生。在VS＝0時(shí)最大靜摩擦力fmax和在高滑動(dòng)速度時(shí)的動(dòng)態(tài)靜力fk(VS＝4)間大的差別，導(dǎo)致了粘滑行為。fmax和fk(VS＝4)之間大的差別導(dǎo)致的粘滑行為引起了在使用該材料的機(jī)械設(shè)備中的過(guò)量的噪音。于是，需要幾乎沒(méi)有或沒(méi)有粘滑行為的材料。
從圖1和2可以理解粘滑現(xiàn)象，上述圖1和2顯示了一種用于在桿2的端點(diǎn)2’上施加一定的負(fù)荷的設(shè)備。桿2以自由旋轉(zhuǎn)方式通過(guò)支撐4固定在用測(cè)試材料制成的盤(pán)1上。彈簧3安裝在桿2的中間部分上。盤(pán)1在驅(qū)動(dòng)裝置5的驅(qū)動(dòng)下，按照箭頭所示方向旋轉(zhuǎn)。
當(dāng)驅(qū)動(dòng)裝置5驅(qū)動(dòng)盤(pán)1旋轉(zhuǎn)時(shí)，桿2從其靜止點(diǎn)A0移動(dòng)到A1，A1是由彈簧3確定的平衡點(diǎn)，因而達(dá)到了穩(wěn)定狀態(tài)，這是因?yàn)樵诒P(pán)1和桿2的端點(diǎn)2’之間的接觸表面的靜摩擦系數(shù)S和動(dòng)摩擦系數(shù)D的不同。在靜摩擦系數(shù)s和動(dòng)摩擦系數(shù)D之間相差很大的地方，施加在彈簧3上的應(yīng)力比通常值要大，因而桿超過(guò)了A1，到達(dá)了A2。然后桿移動(dòng)到A-1位置，并且被彈簧的恢復(fù)力帶回到A0位置。
如果在這種情況下，使盤(pán)1繼續(xù)旋轉(zhuǎn)，桿2將在A-1、A0和A1間重復(fù)同樣的行為。結(jié)果是，桿將開(kāi)始震動(dòng)，因而產(chǎn)生了噪音。
于是，由靜摩擦系數(shù)S和動(dòng)摩擦系數(shù)D的不同產(chǎn)生了粘滑現(xiàn)象。當(dāng)靜摩擦系數(shù)S和動(dòng)摩擦系數(shù)D間相差很大的樹(shù)脂組合物被模制成機(jī)器元件時(shí)，在使用該機(jī)器元件的機(jī)器設(shè)備中粘滑現(xiàn)象表現(xiàn)為噪音。
于是，需要能模制成本身不產(chǎn)生噪音或幾乎不產(chǎn)生噪音的有用零件。
發(fā)明概述本發(fā)明涉及一種合成樹(shù)脂組合物，其用于防止在該組合物模制得的最終零件上的噪音。該材料在它們的靜摩擦系數(shù)S和動(dòng)摩擦系數(shù)D之間有很小的差別。這基本上減少了“粘滑現(xiàn)象”，“粘滑現(xiàn)象”是工程塑料如聚縮醛等等中噪音的根源。
更具體地說(shuō)，本發(fā)明涉及低噪音組合物，其包括均勻分散在合成樹(shù)脂中的RBC或CRBC的細(xì)顆粒。
在等同的實(shí)施方案中，本發(fā)明涉及一種生產(chǎn)的制品，其中包括模塑的、含均勻分散在合成樹(shù)脂中的RBC或CRBC的細(xì)顆粒的低噪音合成樹(shù)脂組合物。
從下面的優(yōu)選實(shí)施方案的描述中，本發(fā)明的其它特征和優(yōu)勢(shì)表現(xiàn)得非常明顯。


圖1是測(cè)量粘滑現(xiàn)象的裝置的斜視圖。
圖2是測(cè)量粘滑現(xiàn)象的裝置的剖面圖。
圖3是描述聚縮醛模制品(“RBC/POM”)的摩擦系數(shù)的圖。
圖4是描述聚酰胺(尼龍66)模制品(“RBC/PA66”)的摩擦系數(shù)的圖。
圖5是描述含有玻璃纖維的聚酰胺(尼龍66)模制品(“RBC/GF23PA66”)的摩擦系數(shù)的圖。
圖6是描述聚酰胺(尼龍11)模制品(“CRBC/PA11”)的摩擦系數(shù)的圖。
圖7是描述聚對(duì)苯二甲酸丁二醇酯模制品(“CRBC/PBT”)的摩擦系數(shù)的圖。
圖8是描述聚丙烯模制品(“CRBC/PP”)的摩擦系數(shù)的圖。
優(yōu)選實(shí)施方案的描述根據(jù)本發(fā)明，米糠陶瓷(“RBC”)和碳化米糠陶瓷(“CRBC”)的細(xì)顆粒均勻分散在合成樹(shù)脂中，以提供低噪音組合物。RBC和CRBC是有優(yōu)勢(shì)的，因?yàn)樗鼈兙哂邢旅娴奶匦?.它們非常硬；2.當(dāng)它們被制成細(xì)粒，它們的形狀是不規(guī)則的；3.它們的膨脹系數(shù)特別小；4.它們是導(dǎo)電的；5.它們的比重低且它們是輕質(zhì)和多孔的；6.它們的摩擦系數(shù)特別小；和7.它們的耐摩擦性?xún)?yōu)良。
而且，因?yàn)椴牧鲜敲卓?，不?huì)對(duì)地球環(huán)境有不利影響，它們用于保護(hù)自然資源。
因?yàn)槊卓返牡统杀?，?yōu)選米糠用作生產(chǎn)RBC或CRBC的起始材料。大量的米糠作為其它方法的副產(chǎn)品制得，例如每年僅僅在日本就有約900000噸，全世界每年有33000000噸。
RBC是碳化材料，例如，通過(guò)混合并捏合脫脂米糠(從大米上獲得的脫脂糠)和熱硬化或熱固性樹(shù)脂，由該混合物模塑制得制品，干燥制品，然后在惰性氣體環(huán)境下焙燒干燥過(guò)的模制品，例如，燒結(jié)。參見(jiàn)Kazuo Hokkirigawa，KinoZairyo“Functional Matrerials”，Vol.17，No.5，pp.24-28(May 1997)。
優(yōu)選同脫脂米糠混合的熱固性樹(shù)脂應(yīng)當(dāng)是熱硬化或熱固化的任何一種樹(shù)脂。優(yōu)選的樹(shù)脂包括但不限于酚醛樹(shù)脂、鄰苯二甲酸二芳酯樹(shù)脂、不飽和聚酯樹(shù)脂、環(huán)氧樹(shù)脂、聚酰亞胺、三嗪樹(shù)脂等等。特別優(yōu)選酚醛樹(shù)脂，例如甲階酚醛樹(shù)脂。
脫脂米糠比熱固性樹(shù)脂的混合重量比率應(yīng)當(dāng)為約50～90∶50～10(約50∶50～約90∶10)。特別優(yōu)選約75∶25的比率。
CRBC是碳化材料，也是由米糠和熱固性樹(shù)脂獲得的，但是它是在RBC上的改進(jìn)。例如，脫脂米糠和熱固性樹(shù)脂被混合，捏合，然后在惰性氣體環(huán)境下在約700℃～1000℃下第一次被焙燒例如燒結(jié)，以制備CRBC。通常，混合物在旋轉(zhuǎn)式的燒窯中焙燒約40～約120分鐘。所得的混合物然后被粉碎(碾碎)成小于約100目，以形成碳化的粉末。
碳化的粉末然后同熱固性樹(shù)脂混合并捏合，樹(shù)脂可以與但不必須與脫脂米糠一起使用的樹(shù)脂相同。然后該產(chǎn)品在約20～30Mpa的壓力下模塑。該模制品在惰性氣體環(huán)境下在約100℃～1100℃下進(jìn)行再一次的熱處理例如燒結(jié)，因而獲得黑色樹(shù)脂或多孔的CRBC陶瓷。
根據(jù)本發(fā)明，RBC或CRBC的細(xì)顆粒與合成樹(shù)脂混合，以形成具有獨(dú)特和有用的摩擦特性的合成樹(shù)脂組合物。RBC或CRBC優(yōu)選構(gòu)成全部合成樹(shù)脂組合物的約30～70重量％。RBC或CRBC顆粒比合成樹(shù)脂的重量比優(yōu)選為約30～90∶70～10(約30∶70～約90∶10)。
在優(yōu)選的實(shí)施方案中，RBC或CRBC顆粒均勻分散在合成樹(shù)脂中。在樹(shù)脂的熔點(diǎn)或接近熔點(diǎn)下，通過(guò)混合細(xì)顆粒和合成樹(shù)脂，然后捏合，細(xì)顆粒均勻分散。作為均勻分散的結(jié)果，特別是當(dāng)顆粒比合成樹(shù)脂的重量比為約30～90∶70～10(約30∶70～約90∶10)時(shí)，在由組合物模塑制成的制品表面的靜摩擦系數(shù)S和動(dòng)摩擦系數(shù)D之間的差減少。
在優(yōu)選實(shí)施方案中，RBC或CRBC應(yīng)當(dāng)具有約300m或更小的平均粒子尺寸，優(yōu)選約20～150m的平均粒子尺寸。發(fā)現(xiàn)本發(fā)明的合成樹(shù)脂組合物包括RBC或CRBC細(xì)顆粒，生成具有表面特性的組合物，該表面特性使得該組合物特別適合用在低噪音應(yīng)用中。
優(yōu)選地，與RBC或CRBC混合的合成樹(shù)脂是熱塑性樹(shù)脂。這些熱塑性樹(shù)脂的實(shí)例包括但不限于聚縮醛樹(shù)脂、聚酰胺、聚酯、聚烯烴等等。優(yōu)選POM(聚縮醛，例如聚甲醛)、尼龍66(聚己二酰己二胺)、尼龍6(聚己內(nèi)酰胺)、尼龍11(聚十一酰胺)、尼龍12、聚對(duì)苯二甲酸丁二醇酯、聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯、聚丙稀、聚乙烯和其它熱塑性樹(shù)脂。在它們中，更優(yōu)選POM、尼龍66、尼龍11、聚對(duì)苯二甲酸丁二醇酯、聚丙稀等等。這些熱塑性樹(shù)脂能單獨(dú)使用或混合使用。
熱塑性樹(shù)脂或樹(shù)脂能和一種或多種熱固性樹(shù)脂混合使用。如上所述，在本發(fā)明中能使用的熱固性樹(shù)脂包括但不限于酚醛樹(shù)脂、鄰苯二甲酸二芳酯樹(shù)脂、不飽和聚酯樹(shù)脂、環(huán)氧樹(shù)脂、聚酰亞胺、三嗪樹(shù)脂體系等等。
在優(yōu)選的實(shí)施方案中，RBC或CRBC應(yīng)構(gòu)成合成樹(shù)脂組合物的約30～70重量％。例如，RBC或CRBC顆粒比合成樹(shù)脂的重量比應(yīng)為約30～90∶70～10。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)如果合成樹(shù)脂超過(guò)70重量％，靜摩擦系數(shù)S和動(dòng)摩擦系數(shù)D之間的差值變得太大。另一方面，如果合成樹(shù)脂小于約10重量％，模塑變得困難。
本發(fā)明的低噪音合成樹(shù)脂組合物能通過(guò)任何已知的方法模塑制成任何給定形狀。優(yōu)選地該模塑組合物被用在機(jī)器元件的制造中，例如，螺絲釘、軸承、軸向繼電器、凸輪機(jī)構(gòu)、圓筒體和活塞，輪子、帶和滑輪、鏈和鏈輪、閥門(mén)和管子等等。
優(yōu)選地，通過(guò)擠塑、注塑或通過(guò)任何一種已知的方法來(lái)進(jìn)行模塑。模塑的溫度優(yōu)選應(yīng)相對(duì)低，優(yōu)選在合成樹(shù)脂的玻璃轉(zhuǎn)化溫度和它的熔點(diǎn)之間。還優(yōu)選該模制品逐步冷卻，而不是突然冷卻，這通常得到具有優(yōu)良表面條件的模制品。
在優(yōu)選的實(shí)施方案中，能通過(guò)添加無(wú)機(jī)填料、合成纖維或天然漿狀纖維來(lái)增加模制品的強(qiáng)度，無(wú)機(jī)填料如玻璃纖維、石棉、碳纖維等等；合成纖維如聚酯、人造絲、聚乙烯醇、聚酰胺、聚烯烴、丙烯酸等等；天然漿狀纖維(naturalpulp fibers)如木漿、馬尼拉麻(Manila hemp)等等。
本發(fā)明的優(yōu)勢(shì)和重要特性從下面所說(shuō)明的實(shí)施例1～9和圖3～8中將變得更明顯。
實(shí)施例實(shí)施例1～9包括用或不用RBC或CRBC作為添加劑而制成的材料。然后測(cè)量每一個(gè)實(shí)施例的摩擦特性，沒(méi)有添加劑RBC或CRBC的實(shí)施例同有添加劑RBC或CRBC的實(shí)施例相比較。
圖3～8各自表示實(shí)施例1～9中(有或沒(méi)有添加劑RBC或CRBC的材料)動(dòng)摩擦系數(shù)μD比滑動(dòng)速度VS?；瑒?dòng)速度VS在0.001m/s～1.0m/s的范圍里，測(cè)量各種材料的動(dòng)摩擦系數(shù)μD，例如，在0.001～0.1m/s和0.1m/s～1.0m/s的范圍里。使用0.49牛頓的法向力n，壓直徑為2毫米(mm)的SSUJ球，使其接觸到試樣表面。
往復(fù)式摩擦測(cè)試設(shè)備用于測(cè)量滑動(dòng)速度VS為0.001m/s～0.01m/s的動(dòng)摩擦力，旋轉(zhuǎn)式摩擦測(cè)試設(shè)備用于測(cè)量在0.1m/s～1.0m/s的高速度下的動(dòng)摩擦力fk。在往復(fù)式摩擦測(cè)試的情況下，往復(fù)臂重復(fù)1000沖程，沖程距離為5mm，該距離是足夠完成動(dòng)摩擦力fk穩(wěn)定測(cè)試的距離，動(dòng)摩擦力用于計(jì)算μD。
如下所示，試樣是這樣制備的，通過(guò)注射加熱后的材料到金屬模具中以制得直徑為50mm、厚為3mm的圓形試樣。注射溫度隨在每個(gè)實(shí)施例中所用的材料的組成的不同而變化，如下所示。在每次測(cè)試前將潤(rùn)滑油脂涂布到材料的表面上。
圖3～8表示沒(méi)有RBC或CRBC微粒添加劑的材料顯示出粘滑行為，有RBC或CRBC微粒添加劑的材料幾乎沒(méi)有顯示出或沒(méi)有顯示出粘滑行為。換句話說(shuō)，有RBC或CRBC微粒添加劑的材料在所測(cè)試的滑動(dòng)速度的全部范圍里，甚至在滑動(dòng)速度低為0.001m/s時(shí)，顯示出接近常數(shù)的動(dòng)摩擦系數(shù)D。于是，下述的特定實(shí)施例說(shuō)明有RBC或CRBC微粒添加劑的材料減少了粘滑行為，防止噪音的產(chǎn)生。
實(shí)施例1制備RBC細(xì)顆粒75千克脫脂米糠和25千克酚醛樹(shù)脂(甲階酚醛樹(shù)脂)在50～60℃溫度下被加熱的同時(shí)，進(jìn)行混合和捏合。獲得均質(zhì)的塑料混合物，即均勻的混合物。
混合物在氮?dú)猸h(huán)境900℃下，在旋轉(zhuǎn)式的燒窯中焙燒120分鐘。用170目的篩子篩所得的碳化產(chǎn)物。得到平均粒子尺寸為145～155m的細(xì)RBC顆粒。
制備RBC細(xì)顆粒和合成樹(shù)脂的混合物500gRBC細(xì)顆粒(平均顆粒尺寸為150m)和500g聚縮醛樹(shù)脂(POM)粒料在180～230℃溫度下被加熱的同時(shí)，進(jìn)行混合和捏合。獲得均質(zhì)的塑料混合物。
試樣的模塑在190℃溫度下加熱的上述樹(shù)脂組合物，被注射到金屬模具中(在115～135℃間)，制得3毫米厚和50毫米直徑的測(cè)試樣條。
摩擦特性的測(cè)量結(jié)果見(jiàn)圖3。
實(shí)施例2制備細(xì)RBC顆粒75千克脫脂米糠和25千克液體酚醛樹(shù)脂(甲階酚醛樹(shù)脂)在50～60℃下被加熱的同時(shí)，進(jìn)行混合和捏合。獲得均質(zhì)的塑料混合物。
混合物在氮?dú)猸h(huán)境1000℃下，在旋轉(zhuǎn)式的燒窯中焙燒120分鐘。用170目的篩子篩所得的碳化產(chǎn)物，得到平均粒子尺寸為145～155m的RBC顆粒。
制備RBC細(xì)顆粒和合成樹(shù)脂的混合物200gRBC顆粒(平均顆粒尺寸為150m)和800g聚縮醛樹(shù)脂(POM)粒料在180～200℃下被加熱的同時(shí)，進(jìn)行混合和捏合。獲得均質(zhì)的塑料混合物。
試樣的制備在190℃下加熱的上述樹(shù)脂組合物，被注射到金屬模具中(115～135℃)，制得3毫米厚和50毫米直徑的測(cè)試樣條。
摩擦特性的測(cè)量結(jié)果見(jiàn)圖3。
實(shí)施例3制備細(xì)RBC顆粒75千克脫脂米糠和25千克液體酚醛樹(shù)脂(甲階酚醛樹(shù)脂)在50～60℃下被加熱的同時(shí)，進(jìn)行混合和捏合。獲得均質(zhì)的塑料混合物。
混合物在氮?dú)猸h(huán)境900℃下，在旋轉(zhuǎn)式的燒窯中焙燒120分鐘。用800目的篩子篩所得的碳化產(chǎn)物，得到平均粒子尺寸為30m的RBC顆粒。
制備RBC細(xì)顆粒和合成樹(shù)脂的混合物500g上述RBC顆粒和500g聚酰胺(尼龍66)粒料在260～280℃下被加熱的同時(shí)，進(jìn)行混合和捏合。獲得均質(zhì)的塑料混合物。
試樣的模塑在270℃溫度下加熱的上述樹(shù)脂組合物，被注射到金屬模具中(130～150℃)，制得3毫米厚和50毫米直徑的測(cè)試樣條。
摩擦特性的測(cè)量結(jié)果見(jiàn)圖4。
實(shí)施例4制備細(xì)RBC顆粒和合成樹(shù)脂的混合物300g在實(shí)施例3中獲得的、平均粒子尺寸為約150m的RBC顆粒和700g聚酰胺(尼龍66)粒料在260～280℃下被加熱的同時(shí)，進(jìn)行混合和捏合。
試樣的模塑在270℃下加熱的上述樹(shù)脂組合物，被注射到金屬模具中(110～130℃)，制得3毫米厚和50毫米直徑的測(cè)試樣條。
摩擦特性的測(cè)量結(jié)果見(jiàn)圖4。
實(shí)施例5制備RBC細(xì)顆粒和合成樹(shù)脂的混合物300g實(shí)施例1中獲得的、平均粒子尺寸為約150m的RBC顆粒和700g聚酰胺(尼龍66)粒料在260～280℃下被加熱的同時(shí)，進(jìn)行混合和捏合。
試樣的模塑在270℃溫度下加熱的上述樹(shù)脂組合物，被注射到金屬模具中(130～140℃)，制得3毫米厚和50毫米直徑的測(cè)試樣條。
摩擦特性的測(cè)量結(jié)果見(jiàn)圖4。
實(shí)施例6制備細(xì)RBC顆粒和合成樹(shù)脂的混合物300g實(shí)施例2中獲得的、平均粒子尺寸為約150m的RBC顆粒和700g聚酰胺(尼龍66)粒料在260～280℃下被加熱的同時(shí)，進(jìn)行混合和捏合。結(jié)果是，獲得均質(zhì)的塑料混合物。
下一步，混合100g的玻璃纖維?；旌铣掷m(xù)足夠的時(shí)間，直到獲得均勻性。
試樣的模塑在270℃溫度下被加熱的上述樹(shù)脂組合物，被注射到金屬模具中(130～140℃)，制得3毫米厚和50毫米直徑的測(cè)試樣條。
摩擦特性的測(cè)量結(jié)果見(jiàn)圖5。
實(shí)施例7制備細(xì)CRBC顆粒75千克脫脂米糠和25千克液體酚醛樹(shù)脂(甲階酚醛樹(shù)脂)在50～60℃下進(jìn)行混合和捏合。獲得均質(zhì)的塑料混合物。
混合物在氮?dú)猸h(huán)境900℃下，在旋轉(zhuǎn)式的燒窯中焙燒100分鐘。所得的碳化產(chǎn)物用粉碎機(jī)粉碎，并用100目的篩子篩，得到平均粒子尺寸為240～260m的RBC顆粒。
75千克RBC顆粒和50千克固體酚醛樹(shù)脂(甲階酚醛樹(shù)脂)在50～60℃下被加熱的同時(shí)，進(jìn)行混合和捏合。獲得均質(zhì)的塑料混合物。
下一步，在22Mpa的壓力下塑料混合物被模塑制成直徑約為1cm的球形。金屬模具的溫度為150℃。
從金屬模具中取出模制品，并且以2℃/min的速率升溫，直到達(dá)到500℃。在500℃處保溫60分鐘，然后在900℃下進(jìn)行焙燒約120分鐘。
下一步，以2～3℃/min的冷卻速率降溫，直到達(dá)到500℃。500℃下，靜置模制品以自然冷卻。
所得的CRBC產(chǎn)品用粉碎機(jī)粉碎，并用170目的篩子篩，獲得平均粒子尺寸為145～155m的CRBC顆粒。
制備細(xì)CRBC顆粒和合成樹(shù)脂的混合物600gCRBC顆粒和400g聚酰胺(尼龍11)粒料在190～200℃下被加熱的同時(shí)，進(jìn)行混合和捏合。獲得均質(zhì)的塑料混合物。
試樣的模塑在200℃溫度下加熱的上述樹(shù)脂組合物，被注射到金屬模具中(90～110℃)，制得3毫米厚和50毫米直徑的測(cè)試樣條。
摩擦特性的測(cè)量結(jié)果見(jiàn)圖6。
實(shí)施例8制備細(xì)CRBC顆粒75千克脫脂米糠和25千克液體酚醛樹(shù)脂(甲階酚醛樹(shù)脂)在被加熱到50～60℃的同時(shí)，進(jìn)行混合和捏合。獲得均質(zhì)的塑料混合物。
混合物在氮?dú)猸h(huán)境950℃下，在旋轉(zhuǎn)式的燒窯中焙燒120分鐘。所得的碳化產(chǎn)物用粉碎機(jī)粉碎，然后用100目的篩子篩，得到平均粒子尺寸為240～260m的RBC顆粒。
75千克RBC顆粒和35千克固體酚醛樹(shù)脂(甲階酚醛樹(shù)脂)在50～60℃下被加熱的同時(shí)，進(jìn)行混合和捏合。獲得均質(zhì)的塑料混合物。
下一步，在22Mpa的壓力下塑料產(chǎn)物被模塑制成直徑約為1cm的球形。金屬模具的溫度為150℃。
從金屬模具中取出模制品。然后在氮?dú)猸h(huán)境下以3℃/min的速率升溫，直到達(dá)到500℃。在500℃處保持30分鐘；然后在1000℃下進(jìn)行焙燒約120分鐘。
下一步，以2～3℃/min的冷卻速率降溫，直到達(dá)到500℃，然后靜置自然冷卻。
所得的CRBC產(chǎn)品用粉碎機(jī)粉碎，并用170目的篩子篩，得到平均粒子尺寸為145～155m的CRBC顆粒。
制備細(xì)CRBC顆粒和合成樹(shù)脂的混合物600g平均粒子尺寸為150m的CRBC顆粒和400g聚對(duì)苯二甲酸丁二醇酯粉末在240～260℃下被加熱的同時(shí)，進(jìn)行混合和捏合。獲得均質(zhì)的塑料混合物。
試樣的模塑在260℃溫度下加熱的上述樹(shù)脂組合物，被注射到金屬模具中(80～100℃)，制得3毫米厚和50毫米直徑的測(cè)試樣條。
摩擦特性的測(cè)量結(jié)果見(jiàn)圖7。
實(shí)施例9制備細(xì)CRBC顆粒和合成樹(shù)脂的混合物700g實(shí)施例8的CRBC顆粒(平均粒子尺寸為150m)和300g聚丙稀顆粒在190～210℃下被加熱的同時(shí)，進(jìn)行混合和捏合。獲得均質(zhì)的塑料混合物。
試樣的模塑在220℃溫度下加熱的上述樹(shù)脂組合物，被注射到金屬模具中(80～90℃)，制得5毫米厚和50毫米直徑的測(cè)試樣條。
摩擦特性的測(cè)量結(jié)果見(jiàn)圖8。
圖3～8的結(jié)果清楚的顯示了含有本發(fā)明的RBC或CRBC細(xì)顆粒的合成樹(shù)脂組合物是靜摩擦系數(shù)S和動(dòng)摩擦系數(shù)D之間的差別很小的材料。結(jié)果是，明顯減少了粘滑現(xiàn)象，因而使本發(fā)明的組合物具有用于各種機(jī)器元件的廣泛用途。
雖然已經(jīng)相對(duì)于本發(fā)明的實(shí)施方式描述了本發(fā)明，但許多其它變化、改進(jìn)和其它用途對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員來(lái)說(shuō)是顯而易見(jiàn)的。因此，本發(fā)明并不限于此處具體公開(kāi)的內(nèi)容。
權(quán)利要求
1.一種生產(chǎn)制品，包括模塑后的低噪音樹(shù)脂組合物，其中包括RBC和CRBC中的至少一種顆粒分散在樹(shù)脂中。
2.權(quán)利要求1的生產(chǎn)制品，其中顆粒均勻分散在樹(shù)脂中。
3.權(quán)利要求1的生產(chǎn)制品，其中組合物包括約30～70重量％的RBC和CRBC中的至少一種。
4.權(quán)利要求1的生產(chǎn)制品，其中RBC和CRBC中的至少一種細(xì)顆粒與樹(shù)脂的重量比為約30～90∶70～10。
5.權(quán)利要求1的生產(chǎn)制品，其中顆粒包括粉末。
6.權(quán)利要求1的生產(chǎn)制品，其中樹(shù)脂是熱塑性樹(shù)脂，選自聚縮醛、聚酰胺、聚酯和聚烯烴中的至少一種。
7.權(quán)利要求6的生產(chǎn)制品，其中熱塑性樹(shù)脂選自聚縮醛、尼龍66、尼龍6、尼龍11、尼龍12、聚對(duì)苯二甲酸丁二醇酯、聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯、聚丙烯和聚乙烯中的至少一種。
8.權(quán)利要求1的生產(chǎn)制品，其中RBC和CRBC中的至少一種顆粒的平均粒子尺寸為約300μm或更小。
9.權(quán)利要求7的生產(chǎn)制品，其中RBC和CRBC中的至少一種顆粒的平均粒子尺寸為約20～150μm。
10.權(quán)利要求1的生產(chǎn)制品，進(jìn)一步包括纖維，選自無(wú)機(jī)纖維、合成纖維和天然漿狀纖維中的至少一種。
11.權(quán)利要求1的生產(chǎn)制品，其中該制品被模塑制成下列至少一種形式螺絲釘、軸向繼電器、凸輪機(jī)構(gòu)、圓筒體、活塞、輪子、摩擦輪、帶、滑輪、鏈、鏈輪、閥門(mén)和管子。
12.一種生產(chǎn)制品，包括有低摩擦接觸面的主體，該主體的至少一部分由包括下列物質(zhì)的復(fù)合材料形成，RBC和CRBC中的至少一種細(xì)顆粒；和樹(shù)脂材料，其中細(xì)顆粒分散在樹(shù)脂材料中。
13.權(quán)利要求12的生產(chǎn)制品，其中細(xì)顆粒均勻分散在樹(shù)脂中。
14.權(quán)利要求12的生產(chǎn)制品，其中主體包括下列中的至少一種螺絲釘、軸向繼電器、凸輪機(jī)構(gòu)、圓筒體、活塞、輪子、摩擦輪、帶、滑輪、鏈、鏈輪、閥門(mén)和管子。
15.權(quán)利要求12的生產(chǎn)制品，其中復(fù)合材料包括約30～70重量％的RBC和CRBC中的至少一種。
16.權(quán)利要求12的生產(chǎn)制品，其中細(xì)顆粒和樹(shù)脂的重量比為約30～90∶70～10。
17.權(quán)利要求12的生產(chǎn)制品，其中樹(shù)脂材料是熱塑性樹(shù)脂。
18.權(quán)利要求17的生產(chǎn)制品，其中熱塑性樹(shù)脂選自聚縮醛、聚酰胺、聚酯和聚烯烴中的至少一種。
19.權(quán)利要求18的生產(chǎn)制品，其中樹(shù)脂選自聚縮醛、尼龍66、尼龍6、尼龍11、尼龍12、聚對(duì)苯二甲酸丁二醇酯、聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯、聚丙烯和聚乙烯中的至少一種。
20.權(quán)利要求12的生產(chǎn)制品，其中細(xì)顆粒平均粒子尺寸為約300μm或更小。
21.權(quán)利要求20的生產(chǎn)制品，其中細(xì)顆粒平均粒子尺寸為約20～150μm。
22.權(quán)利要求12的生產(chǎn)制品，進(jìn)一步包括纖維，選自無(wú)機(jī)纖維、合成纖維和天然漿狀纖維中的至少一種。
23.權(quán)利要求22的生產(chǎn)制品，其中合成纖維選自聚酯、人造絲、聚乙烯醇、聚酰胺、聚烯烴和丙烯酸中的至少一種。
24.權(quán)利要求22的生產(chǎn)制品，其中天然漿狀纖維選自木漿和馬尼拉麻。
25.權(quán)利要求17的生產(chǎn)制品，其中樹(shù)脂材料包括熱固性樹(shù)脂。
26.權(quán)利要求25的生產(chǎn)制品，其中熱固性樹(shù)脂選自酚醛樹(shù)脂、鄰苯二甲酸二芳酯樹(shù)脂、不飽和聚酯樹(shù)脂、環(huán)氧樹(shù)脂、聚酰亞胺和三嗪樹(shù)脂體系的至少一種。
27.一種設(shè)備，包括一種元件，其中該元件有低噪音接觸表面，和至少該元件的部分由包括樹(shù)脂和約30～70重量％的RBC和CRBC中的至少一種的復(fù)合材料制得，其中RBC和CRBC中的至少一種均勻分散在樹(shù)脂中。
28.權(quán)利要求27的設(shè)備，其中RBC和CRBC中的至少一種的平均粒子尺寸為約300μm或更小。
29.權(quán)利要求28的設(shè)備，其中平均粒子尺寸為約20～150μm。
30.權(quán)利要求27的設(shè)備，其中元件是螺絲釘、軸向繼電器、凸輪機(jī)構(gòu)、圓筒體、活塞、輪子、摩擦輪、帶、滑輪、鏈、鏈輪、閥門(mén)和管子中的至少一種。
31.一種制備低噪音機(jī)器部件的方法，包括下列步驟a)提供RBC和CRBC中的至少一種細(xì)顆粒；和b)提供至少一種樹(shù)脂材料；c)混合該細(xì)顆粒和至少一種樹(shù)脂材料，獲得混合物；和d)由該混合物形成制品的至少一部分，其中該制品的至少一部分包括含有細(xì)顆粒分散在樹(shù)脂材料中的復(fù)合材料。
32.權(quán)利要求31的方法，其中混合物在形成制品前被加熱。
33.權(quán)利要求31的方法，其中制品通過(guò)模塑制得。
34.權(quán)利要求31的方法，其中制品通過(guò)擠塑和注塑的一種形成。
35.權(quán)利要求31的方法，其中模塑在玻璃化轉(zhuǎn)變溫度和至少一種樹(shù)脂材料的熔融溫度之間的溫度里發(fā)生。
36.權(quán)利要求31的方法，進(jìn)一步包括逐步冷卻制品的步驟。
37.權(quán)利要求31的方法，其中細(xì)顆粒均勻分散在至少一種樹(shù)脂中。
38.權(quán)利要求31的方法，其中制品是下列中的一種螺絲釘、軸向繼電器、凸輪機(jī)構(gòu)、圓筒體、活塞、輪子、摩擦輪、帶、滑輪、鏈、鏈輪、閥門(mén)和管子。
39.權(quán)利要求31的方法，其中細(xì)顆粒和樹(shù)脂材料的重量比為約30～90∶70～10。
40.權(quán)利要求31的方法，其中樹(shù)脂材料是熱塑性樹(shù)脂。
41.權(quán)利要求40的方法，其中樹(shù)脂選自聚縮醛、尼龍66、尼龍6、尼龍11、尼龍12、聚對(duì)苯二甲酸丁二醇酯、聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯、聚丙烯和聚乙烯中的至少一種。
42.權(quán)利要求31的方法，其中細(xì)顆粒平均粒子尺寸為約300μm或更小。
43.權(quán)利要求42的方法，其中細(xì)顆粒平均粒子尺寸為約20～150μm。
44.權(quán)利要求31的方法，進(jìn)一步包括下面的步驟添加纖維到細(xì)顆粒和樹(shù)脂材料的混合物中，纖維選自無(wú)機(jī)纖維、合成纖維和天然漿狀纖維中的至少一種。
全文摘要
一種低噪音組合物，包括分散在合成樹(shù)脂中的RBC或CRBC的細(xì)顆粒。該組合物能形成生產(chǎn)制品，該生產(chǎn)制品通過(guò)模塑該組合物制得。
文檔編號(hào)F16C33/04GK1451690SQ03120680
公開(kāi)日2003年10月29日 申請(qǐng)日期2003年3月3日 優(yōu)先權(quán)日2002年3月1日
發(fā)明者掘切川一男, 秋山元治, 河村名展 申請(qǐng)人:美蓓亞株式會(huì)社