[发明专利]一种用于齿轮的复合机械材料及制备方法

说明书

本发明属于复合机械材料技术领域，具体公开了一种用于齿轮的复合机械材料，由以下重量份数的组分制成：聚酰胺基体40‑60份、增强剂20‑30份、聚氨酯2‑5份、固化剂5‑8份；所述聚酰胺基体由以下重量份数的组分制成：聚酰胺树脂14份、改性环氧树脂1份、介孔二氧化硅0.5份；所述增强剂由以下重量份数的组分制成：石墨粉30份、玻璃纤维5‑8份、二硫化钼2份、醋酸镧1份、硝酸铕1份。本发明还公开了上述材料的制备方法，复合机械材料耐高温性能提高了16.5％以上，耐酸碱性能、拉伸强度、冲击强度和抗静电性也有不同程度的提高。

技术领域

本发明属于复合机械材料技术领域，具体涉及一种用于齿轮的复合机械材料及制备方法。

背景技术

复合机械材料是指两种或两种以上不同材料，用适当的方法复合成的新材料，其性能比单一材料优越，复合材料最大的特点是性能的可设计性。由于影响复合材料性能的因素很多，主要取决于基体材料和增强材料的性能、含量及分布情况，以及基体材料和增强材料之间的界面结合情况。根据实际需求，增强材料通常分为耐高温材料、耐磨型材料、耐腐蚀型材料或者耐自然老化型材料等。

齿轮是各类机械中的中药传动零件，运转时齿面承受接触应力和摩擦力，齿根承受弯曲应力，所以现有大多数齿轮采用的是综合力学性能较好的锻钢毛坯，圆钢毛坯、铸钢毛坯或者墨刚毛坯。然而随着塑料工业的发展，廉价的原料来源等优点，使塑料齿轮已经在多种场合取代了金属齿轮，并逐渐扩大应用范围。中国专利《一种齿轮的制造方法》，授权公告号CN103665851B，述及了一种塑料齿轮的制备方法，其是以聚酰胺为基体组分，添加了纤维增强组分、润滑剂、弹性体、抗氧化剂等组分，提高了复合材料的强度和硬度，改善了齿轮的抗冲击性能和耐磨性能。但是与传统的金属复合材料制作的齿轮相比，塑料齿轮的耐热性能仍较差，有待进一步改进。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供的一种用于齿轮的复合机械材料及制备方法，解决了现有塑料齿轮耐热性能仍较差的问题。

本发明的第一个目的是提供一种用于齿轮的复合机械材料，由以下重量份数的组分制成：

优选的，上述用于齿轮的复合机械材料，由以下重量份数的组分制成：聚酰胺基体40-60份、增强剂20-30份、聚氨酯2-5份、固化剂5-8份；

所述聚酰胺基体由以下重量份数的组分制成：聚酰胺树脂14份、改性环氧树脂1份、介孔二氧化硅0.5份；

所述增强剂由以下重量份数的组分制成：石墨粉30份、玻璃纤维5-8份、二硫化钼2份、醋酸镧1份、硝酸铕1份。

优选的，上述用于齿轮的复合机械材料中，所述介孔二氧化硅的孔径为30-40nm。

优选的，上述用于齿轮的复合机械材料中，所述聚氨酯为聚氨酯弹性体。

优选的，上述用于齿轮的复合机械材料中，所述固化剂为200低分子聚酰胺或者三甲基六亚甲基二胺。

本发明的第二个目的是提供一种用于齿轮的复合机械材料的制备方法，包括以下步骤：

步骤1，按以下重量份数称取各组分：聚酰胺树脂14份、改性环氧树脂1份、介孔二氧化硅0.5份；将称取的各组分混合后得到聚酰胺基体；

步骤2，按以下重量份数称取各组分：石墨粉30份、玻璃纤维5-8份、二硫化钼2份、醋酸镧1份、硝酸铕1份；将称取的石墨粉、二硫化钼、醋酸镧、硝酸铕混合均匀后置于高温炉中煅烧，600℃煅烧1h，然后加入称取的玻璃纤维，混匀，再800℃煅烧1.5h，自然冷却至室温，用球磨机研磨，得到增强剂；

步骤3，按以下重量份数称取各组分：聚酰胺基体40-60份、增强剂20-30份、聚氨酯2-5份、固化剂5-8份；