[发明专利]一种用于保护易磨损单元的耐磨聚醚醚酮材料及其应用

说明书

本发明涉及一种用于保护易磨损单元的耐磨聚醚醚酮材料及其应用，该耐磨聚醚醚酮材料以重量份计，包含如下组分：聚醚醚酮树脂55‑75份；鳞片石墨5‑15份；聚四氟乙烯5‑15份；碳纤维5‑15份。本发明提供的耐磨聚醚醚酮材料具有低动摩擦系数和优异的耐磨性，不易被玻纤增强材料磨损、且不易磨损6061铝合金座，该耐磨聚醚醚酮材料同时兼具优异的力学性能；本发明将该聚醚醚酮材料制备成短隔套，将短隔套安装在玻纤增强材料制备的塑料隔套与易磨损的6061铝合金座之间，能够降低6061铝合金座的磨损量，从而使得玻纤增强材料制备的塑料隔套能够应用在摇臂轴上，达到车辆轻量化的目的。

技术领域

本发明涉及高分子材料技术领域，具体而言，涉及一种用于保护易磨损单元的耐磨聚醚醚酮材料及其应用。

背景技术

轻量化是汽车工业发展的主题之一。汽车工业正致力于以高分子材料替代不能回收的热固性塑料和发动机附近的燃油系统、排气系统、冷却系统等金属零部件，以满足轻量化的要求。

商用车柴油发动机进排气整体式摇臂轴上套隔套，隔套与摇臂座形成转动摩擦副，并起到对进排气摇臂的定位、防止轴向窜动的作用。传统发动机摇臂轴隔套采用重量较大的钢制隔套，制约了发动机的轻量化发展。

为实现轻量化的目的，中国专利申请CN110700913A以塑料隔套替代发动机摇臂轴的钢制隔套，并公开了隔套的原材料可采用PA4T、PA9T、PA10T、PPS、PEEK、PI、LCP和PSU进行替换。这些热塑性材料中聚醚醚酮(PEEK)价格高，使得隔套成本提升；尼龙类热塑性材料PA4T、PA9T、PA10T具有价格低、重量小、刚度好的优势，成为塑料隔套的首选材料。然而，摇臂座与尼龙类热塑性材料制造的塑料隔套对磨时总是发生严重磨损的问题。

发明内容

为了解决摇臂座与尼龙类热塑性材料制造的塑料隔套对磨时发生严重磨损的问题，本发明利用聚醚醚酮材料制备成短隔套，将短隔套安装在易磨损的6061铝合金座和玻纤增强材料制备的塑料隔套之间，能够降低对6061铝合金座的磨损量。

现有的聚醚醚酮材料不满足6061铝合金座和玻纤增强材料对磨的场景，本发明开发了一种具有低动摩擦系数和优异耐磨性的聚醚醚酮材料，达到了不易被玻纤增强材料磨损的同时不磨损6061铝合金座的目的，该材料同时兼具优异的力学性能。

为实现上述目的，本发明提供的技术方案具体如下：

第一方面，本发明提供一种用于保护易磨损单元的耐磨聚醚醚酮材料，以重量份计，包含如下组分：聚醚醚酮树脂55-75份；鳞片石墨5-15份；聚四氟乙烯5-15份；碳纤维5-15份。

基于上述技术方案，本发明提供的耐磨聚醚醚酮材料具有低动摩擦系数和优异的耐磨性，不易被玻纤增强尼龙材料磨损、且不易磨损6061铝合金座，该耐磨聚醚醚酮材料同时兼具优异的力学性能。

在本发明提供的一种用于保护易磨损单元的耐磨聚醚醚酮材料的基础上，作为本发明技术方案的优选，所述易磨损单元为6061铝合金材质。

在本发明提供的一种用于保护易磨损单元的耐磨聚醚醚酮材料的基础上，作为本发明技术方案的优选，该耐磨聚醚醚酮材料包含如下组分：聚醚醚酮树脂55份；鳞片石墨15份；聚四氟乙烯15份；碳纤维15份。

在本发明提供的一种用于保护易磨损单元的耐磨聚醚醚酮材料的基础上，作为本发明技术方案的优选，所述的鳞片石墨平均粒径10-200μm，比表面积＞1m²/g；所述聚四氟乙烯的平均粒径为1-20μm，比表面积＞2m²/g；所述碳纤维的平均纤维直径为2～20μm；所述碳纤维的长径比为150～1500。

第二方面，本发明提供一种用于保护易磨损单元的耐磨件的制备方法，包括如下步骤：

提供上述用于保护易磨损单元的耐磨聚醚醚酮材料；