路； 7、第二缓冲管路；8、缓冲釜；9、混合入料管；10、第一出料管；11、第二出料管；12、运输部 件；13、温度控制仪；14、真空表。
【具体实施方式】
[0047] 以下结合说明书附图和具体优选的实施例对本发明作进一步描述，但并不因此而 限制本发明的保护范围。
[0048] 以下实施例中所采用的材料和仪器均为市售。
[0049] 实施例1 :
[0050] -种本发明的复合摩擦材料的制备方法，工艺流程如图1所示，包括以下步骤：
[0051] (1)将410g己内酰胺单体和8. 2g催化剂氢氧化钠加入第一反应釜1中加热至 130°C，熔融，抽真空（真空度-0.IMPa)，脱水20min，得到第一反应液（己内酰胺阴离子）。
[0052] (2)在第二反应釜2中加入己内酰胺单体400g，在130°C下熔融，真空脱水lOmin， 真空度为-〇.IMPa，将72g聚醚二元醇（已抽真空1小时）和18g二苯甲烷二异氰酸酯MDI 添加到第二反应釜2中，反应0. 5h，最后加入干燥后的表面带有-0H基团的胶体石墨润滑剂 (也可选用表面带有-0H基团的二硫化钼润滑剂、聚四氟乙烯润滑剂）45g，再反应0. 5h，得 到第二反应液。
[0053] (3)将第一反应釜1中的第一反应液和第二反应釜2中的第二反应液迅速混合后， 浇铸到已预热至170°C的模具4中，保温30min后冷却，得到复合摩擦材料，即胶体石墨改性 聚酰胺6/聚氨酯嵌段共聚物的复合摩擦材料。
[0054] 通过上述本实施例的方法制得的复合摩擦材料经扫描电镜观察到，胶体石墨均匀 分散在共聚物的基体中（如图3所示），该复合摩擦材料的性能如下：拉伸强度：65MPa;室 温（25°C)缺口冲击强度：22. 3KJ/m2(纯聚酰胺6的室温缺口冲击强度：7KJ/m2);低温冲 击强度（_50°C) :7. 2KJ/m2(纯聚酰胺6的低温冲击强度：4. 8KJ/m2);邵氏硬度：78 ;摩擦系 数：〇. 08 ;磨损率：7. 8X10 5mm3/Nm(载荷为78. 5N，滑行速度为lOOOrpm)。
[0055] -种上述本实施例的复合摩擦材料的制备方法采用的制备装置，如图2所示，但 本发明的方法并不仅限于使用该制备装置。该复合摩擦材料的制备装置包括第一反应釜1、 第二反应釜2、真空栗3、模具4和加热炉5 ;第一反应釜1通过第一缓冲管路6与真空栗3 连通，第二反应釜2通过第二缓冲管路7与真空栗3连通，第一缓冲管路6、第二缓冲管路7 上均设有缓冲釜8 ;模具4上设有一混合入料管9,第一反应釜1通过第一出料管10与混合 入料管9连通，第二反应釜2通过第二出料管11与混合入料管9连通，模具4通过运输部 件12 (具体为运输车）输送至加热炉5。
[0056] 本实施例中，第一反应釜1、第二反应釜2上均设有温度控制仪13,温度控制仪13 的控温范围为30°C~300°C;第一缓冲管路6、第二缓冲管路7上均设有真空表14 ;第一缓 冲管路6、第二缓冲管路7上的缓冲釜8均设为两个，沿反应釜至真空栗3的方向，第一缓冲 管路6上的缓冲釜为第一缓冲釜和第二缓冲釜，第二缓冲管路7上的缓冲釜为第三缓冲釜 和第四缓冲釜。
[0057] 本实施例中，第一反应釜1与第一缓冲管路6上的缓冲釜8之间（即第一反应釜1 与第一缓冲釜之间）采用不锈钢管，不锈钢管的长度为2m;第二反应釜2与第二缓冲管路7 上的缓冲釜8之间（即第二反应釜2与第三缓冲釜之间）采用不锈钢管，不锈钢管的长度 为2m。
[0058] 本实施例的制备装置的工作原理是：将方法中的步骤（1)在第一反应釜1中进行， 步骤（2)在第二反应釜2中进行，第一缓冲管路6、第二缓冲管路7、缓冲釜8均是用于防止 反应液沸腾冲击堵住真空栗3。待两个反应釜的反应达到合适的程度后，第一反应釜1的第 一反应液通过第一出料管10流进混合入料管9,第二反应釜2的第二反应液通过第二出料 管11流进混合入料管9,两种反应液在混合入料管9中混合后，送至模具4中，再由运输部 件12快速运入加热炉5进行成型，最终得到本发明的复合摩擦材料。
[0059] 采用本实施例的制备装置，制备方法中的步骤（1)和步骤（2)可以在同一时间完 成，然后混合浇铸成型，简化工艺程序。第一反应釜1和第二反应釜2分别与温度控制仪13 连接，温度控制仪13的控制范围为30~300°C。制备装置中的真空栗3采用工业用油真空 栗，作用是使原液在真空状态下，爆沸，混合均匀。加热炉5的温度控制范围为30~300°C。
[0060] 以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施 例。凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应该指出，对于本技术领 域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下的改进和润饰，这些改进和润饰也 应视为本发明的保护范围。
【主权项】
1. 一种复合摩擦材料，其特征在于，所述复合摩擦材料是先利用己内酰胺单体、聚醚 多元醇和异氰酸酯化合物制备酰基己内酰胺封端的聚氨酯预聚物，再将表面带有-0H基团 的固体润滑剂与酰基己内酰胺封端的聚氨酯预聚物反应，最后引发己内酰胺阴离子聚合得 到。2. 根据权利要求1所述的复合摩擦材料，其特征在于，所述复合摩擦材料在载荷为 78. 5N~150N，滑行速度为500rpm~1500rpm的条件下，摩擦系数为0. 08~0. 15,磨损率为 IX10 5mm3/Nm~14. 5X10 5mm3/Nm;所述复合摩擦材料的邵氏硬度为78~85,拉伸强度为 50MPa~68MPa;所述复合摩擦材料与纯聚酰胺6相比，室温冲击强度提高2~6倍，-50°C 时的低温冲击强度提高1~4倍。3. -种复合摩擦材料的制备方法，包括以下步骤： (1) 将己内酰胺单体与催化剂加入第一反应釜中，加热至熔融，真空脱水，得到己内酰 胺阴离子，即第一反应液； (2) 先将己内酰胺单体加入第二反应釜中，加热至熔融后，真空脱水，然后将聚醚多元 醇和异氰酸酯化合物加入第二反应釜中，经第一反应后，再加入表面带有-OH基团的固体 润滑剂进行第二反应，得到第二反应液； (3) 将第一反应液和第二反应液混合，浇铸至模具中，经加热成型后，得到复合摩擦材 料。4. 根据权利要求3所述的复合摩擦材料的制备方法，其特征在于，所述步骤（1)和步骤 (2)中，所述己内酰胺单体的总质量与所述催化剂的质量之比为95~99 : 1~5;所述步 骤（1)中的己内酰胺单体与所述步骤（2)中的己内酰胺单体的质量比为35~60 : 40~ 65〇5. 根据权利要求3所述的复合摩擦材料的制备方法，其特征在于，所述步骤（2)中，所 述异氰酸酯化合物与所述表面带有-OH基团的固体润滑剂的质量比为1~6 : 5~20,所 述聚醚多元醇与所述异氰酸酯化合物的质量比为2~6 : 1~3,所述己内酰胺单体与所述 聚醚多元醇的质量比为70~95 : 5~30。6. 根据权利要求3所述的复合摩擦材料的制备方法，其特征在于，所述步骤（1)中， 所述己内酰胺单体的加热温度为120°C~160°C，所述真空脱水的时间为5min~20min; 所述步骤（2)中，所述己内酰胺单体的加热温度为120°C~160°C，所述真空脱水的时间 为5min~20min，所述第一反应的反应时间为0. 5h~1. 5h，所述第二反应的反应时间为 0. 5h~1. 5h;所述步骤（3)中，所述加热成型的温度为150°C~180°C，所述加热成型的时 间为 30min~60min。7. 根据权利要求3~6中任一项所述的复合摩擦材料的制备方法，其特征在于，所述步 骤（2)中，所述聚醚多元醇包括聚醚二元醇和聚醚三元醇中的一种或两种；所述异氰酸酯 化合物包括己二异氰酸酯、二苯甲烷二异氰酸酯和三苯甲烷三异氰酸酯中的一种或多种； 所述表面带有-OH基团的固体润滑剂包括表面带有-OH基团的胶体石墨、表面带有-OH基 团的二硫化钼和表面带有-OH基团的聚四氟乙烯中的一种或多种；所述步骤（1)中，所述催 化剂包括金属钠、钠的氢化物、醇钠、氢氧化钠、碳酸钠、金属钾、钾的氢化物、氢氧化钾和有 机金属化合物中的一种或多种。8. -种如权利要求1或2所述的复合摩擦材料或者如权利要求3~7中任一项所述 的制备方法制得的复合摩擦材料的制备装置，其特征在于，所述制备装置包括第一反应釜 (1)、第二反应釜（2)、真空栗（3)、模具（4)和加热炉（5);所述第一反应釜（1)通过第一缓 冲管路（6)与所述真空栗（3)连通，所述第二反应釜（2)通过第二缓冲管路（7)与所述真 空栗（3)连通，所述第一缓冲管路(6)、第二缓冲管路（7)上均设有缓冲釜（8);所述模具 (4)上设有一混合入料管（9)，所述第一反应釜（1)通过第一出料管（10)与所述混合入料 管（9)连通，所述第二反应釜（2)通过第二出料管（11)与所述混合入料管（9)连通，所述 模具（4)通过运输部件（12)输送至所述加热炉（5)。9. 根据权利要求8所述的复合摩擦材料的制备装置，其特征在于，所述第一反应 釜（1)、第二反应釜（2)上均设有温度控制仪（13)，所述温度控制仪（13)的控温范围为 30°C~300°C;所述第一缓冲管路（6)、第二缓冲管路（7)上均设有真空表（14);所述第一 缓冲管路(6)、第二缓冲管路（7)上的缓冲釜（8)均设为两个。10. 根据权利要求8所述的复合摩擦材料的制备装置，其特征在于，所述第一反应釜 (1)与所述第一缓冲管路（6)上的缓冲釜（8)之间采用不锈钢管，所述不锈钢管的长度为 2m~4m;所述第二反应釜（2)与所述第二缓冲管路（7)上的缓冲釜（8)之间采用不锈钢 管，所述不锈钢管的长度为2m~4m。
【专利摘要】本发明公开了一种复合摩擦材料及其制备方法和制备装置。制备方法包括(1)将己内酰胺单体与催化剂反应，得第一反应液；(2)将己内酰胺单体、聚醚多元醇、异氰酸酯化合物和表面带有-OH基团的固体润滑剂反应，得第二反应液；(3)将第一、二反应液混合，加热成型，得复合摩擦材料。制备装置包括第一反应釜、第二反应釜、真空泵、模具和加热炉，第一、二反应釜通过第一、二缓冲管路与真空泵连通，第一、二缓冲管路上设有缓冲釜，第一、二反应釜通过第一、二出料管与模具上的混合入料管连通。本发明的方法和装置制得的复合摩擦材料在保证拉伸强度和弯曲强度性能的同时，室温及低温冲击韧性、摩擦磨损性能均得到大幅提高。
【IPC分类】C08G18/48, C08G69/40, C09K3/14, C08G18/66, C08G69/18, C08G18/38, C08G18/12
【公开号】CN105273183
【申请号】CN201510808329
【发明人】邓鑫
【申请人】中南林业科技大学
【公开日】2016年1月27日
【申请日】2015年11月20日