[发明专利]一种桥梁支座滑移耐磨板专用材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种高分子材料及其制备方式，尤其是指一种以超高聚乙烯为主体的桥梁支座滑移耐磨板材料及其制备方法。主要专用于作为桥梁结构支座耐磨材料。

背景技术

近年来，我国铁路轨道交通高速公路速度突飞猛进，各种桥梁不断涌现，有力促进桥梁工业的发展。在桥梁工业中普遍应用的桥梁支座分为两类：一类是盆式橡胶支座；另一类是球型支座。在橡胶支座结构设计中利用钢材承载板解决桥梁的传递，利用耐磨性优良的润滑材料做减震运动部件。

作为耐磨减震运动部件材料，国内大部分桥梁支座生产企业采用纯聚四氟乙烯(PTFE)板。由于PTFE在长期负荷作用下，其蠕变性较大，而产生明显的变形。也有用PTFE加石墨或二硫化铜固体润滑剂、玻璃纤维复合材料，做减震运动部件。这种复合材料在耐蠕变方面有一定的改进，但其耐磨性未得到有效改进。

近来也有采用超高分子聚乙烯为基材的桥梁支座，但其效果都不是很理想，主要在自润性、耐磨性、耐蠕变、耐老化等方面有所不足，因此需要进一步对此加以研究。

发明内容

本发明主要针对现有盆式橡胶桥梁支座的不足，提出一种自润性、耐磨性、耐蠕变、耐老化更为优异的桥梁支座滑移耐磨板专用材料及其制备方法。

本发明以超高分子聚乙烯为基材，采用有机高分子，耐磨材料与无机固体润滑剂复合体系作为润滑耐磨组份；采用无机填充料为增强组分，并辅以抗紫外光作抗老化剂、吸收剂。通过混炼热熔融成型方法制成桥梁支座滑移耐磨板专用材料。所述桥梁支座滑移耐磨板专用材料的组成及配比如下(按重量份计)：

超高分子聚乙烯：100份；

固体复合润滑剂：1-20份；

填充增强材料：  1-15份；

抗紫外光吸收剂：0.1-1.0份；

本发明所述的超高分子量聚乙烯之分子量为300-900之间。

本发明所述的固体复合润滑剂为聚硅酮与聚四氟乙烯或二硫化钼的二元复合体系，或三元复合体系。这种有机高分子润滑材料与无机润滑材料复合体系，与超高分子聚乙烯有很好的相容性。经混炼能均匀分散于基料中，能够提供超高分子聚乙烯优异的耐磨性和很低的磨耗特性。

本发明所述的填充增强材料为云母、针状二氧化硅或玻璃片，可以单独使用，也可以混合使用。该类无机填充增强材料，由于其具有层状、针状或片状结构。具有一定的增强作用，能赋予超高分子量聚乙烯更高的弯曲强度与模量，提高其耐蠕变性能，减少材料的承载变形。还能保持板材表面平整与光滑性。

本发明的超高分子聚乙烯桥梁支座滑移耐磨板材料的制备工艺，包括模压成型与共混挤出一模压成型两种制备方法。

1.模压成型法。

模压成型包括以下步骤：

(1)将超高分子聚乙烯、填充增强材料、固体润滑剂按一定比例在高速搅拌器中充分混合。

(2)将混合好的混合物定量装入模具内，进行加热熔融，模压成型，整个过程分为预压、加热、保温保压、保压冷却四个阶段，模具冷却至80℃时可出模。其工艺如下：

①预压

预压压力：5-10Mpa；

预压时间：5-15分钟；

②加热

加热熔融时间：  10-40分钟；

模具温度：      230-260℃；

③保温保压时间：20-30分钟；

④保压压力：    5-10Mpa；

⑤冷却保压

冷却时间：40-60分钟；

保压压力：8-12Mpa；

2.共混挤出-模压成型法：

挤出成型法包括如下步骤：

①预混即将超高分子聚乙烯，固体润滑剂、无机填充增强材料按比例加入高速搅拌器搅拌。

②共混挤出，将混合物加入双螺杆挤出机进行熔融共混挤出造粒，共混挤出工艺：

挤出温度：    240-280℃

挤出螺杆转速：320rpm

③模压成型其工艺同方法1

两种方法均能制造出低磨耗、高强度的耐磨板。本发明的耐磨超高分子聚乙烯复合材料的性能如表-1所示

表-1超高分子聚乙烯耐磨复合材料性能。

表-1说明本发明由于无机增强材料的应用，其复合材料的力学性能和承载性能明显优于其他专利水平。

具体实施方式

下面将结合实施例对本发明作进一步的描述。

实施例一至十二的组成和配方如表2所示。