CN108342052A - 一种废白土/二硫化钼/abs塑料高耐磨自润滑复合材料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
一种废白土/二硫化钼/ABS塑料高耐磨自润滑复合材料及其制备方法，涉及自润滑复合材料的制备技术领域。复合材料由丙烯腈‑丁二烯‑苯乙烯共聚物与废白土和/或纳米二硫化钼通过共混制备而成。将废白土首先经过煅烧、研磨处理待用；将丙烯腈‑丁二烯‑苯乙烯共聚物分别与废白土、纳米二硫化钼、废白土与纳米二硫化钼的复合物通过热共混及压片方式制备得到一系列具有较好的摩擦学性能自润滑复合材料。拓宽了ABS在工业领域的应用，同时为固体废弃物的资源化利用提供一种新的解决途径。将废白土与二硫化钼混合，并将其应用在高耐磨自润滑复合材料的制备中，得到的复合材料的润滑性能明显优于其中任意单一一种原料制备的自润滑复合材料。
Description
技术领域
本发明涉及自润滑复合材料的制备技术领域，具体涉及一种废白土/二硫化钼/ABS塑料高耐磨自润滑复合材料及其制备方法。
背景技术
丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS)是由丙烯腈、丁二烯和苯乙烯三种单体共聚而成的聚合物，目前常用于家用电器外壳、钟表与中等载荷和转速下的轴承材料，是一种优良的且用途极广的热塑性工程塑料。但是ABS本身耐磨性不高，在干摩擦下磨损率较大，限制了其在工业发展中的应用。
废白土是活性白土应用在油脂脱色之后产生的一种固体废弃物。目前对于废白土的处理，80％以上通过焚烧或者填埋处理的方式进行，不仅浪费资源、而且污染土壤和地下水。随着国内外对润滑油的需求量不断增长，润滑油白土补充精制过程中产生的废白土也随之增加，因此对于废白土的研究利用，显得尤为重要。
二硫化钼凭借其优良的摩擦学性能、催化性能而在众多润滑材料占有比较重要的位置，由于其本身的结构以及功能特征，常应用于油品添加剂或者其他润滑材料合成的原料。通过将其与ABS结合，从而克服ABS干磨过程下磨损率较大这一问题。
发明内容
本发明针对现有技术中所存在的不足之处，提供一种工艺简单、成本低廉适合连续规模化生产的一种废白土/二硫化钼/ABS塑料高耐磨自润滑复合材料及其制备方法。
为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案为：一种废白土/二硫化钼/ABS塑料高耐磨自润滑复合材料，由丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS)与废白土和/或纳米二硫化钼通过共混制备而成。
作为本发明的废白土/二硫化钼/ABS塑料高耐磨自润滑复合材料的优选技术方案，制备原料由丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS)与废白土或纳米二硫化钼组成，废白土或纳米二硫化钼与丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS)的质量比为1：5～300。
作为本发明的废白土/二硫化钼/ABS塑料高耐磨自润滑复合材料的另一种优选技术方案，制备原料由丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS)与废白土-纳米二硫化钼复合物组成，废白土-纳米二硫化钼复合物与丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS)的质量比为1：5～300，复合物中废白土与纳米二硫化钼的质量比为0.5～5：0.5～2。
优选地，所述纳米二硫化钼为球形二硫化钼纳米微粒，尺寸为50～200nm。
一种废白土/二硫化钼/ABS塑料高耐磨自润滑复合材料的制备方法，步骤如下：
①、混合物料
将丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS)与纳米二硫化钼混合；
或者，首先将废白土经过煅烧、研磨处理，然后将丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS)与废白土混合；
或者，首先将废白土经过煅烧、研磨处理，然后将废白土和纳米二硫化钼混合得到复合物，最后将丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS)与废白土-纳米二硫化钼复合物混合；
②、共混、压制
将混合物料置于滚筒压片机中进行共混，然后置于钢背铜基复合板上保温，最后将其置于模具中，在压片机上压制成型，制备得到废白土/二硫化钼/ABS塑料高耐磨自润滑复合材料。
作为本发明的优选技术方案，制备方法中，废白土煅烧温度为500～800℃、煅烧时间为30～50min，研磨时间为30～60min。滚筒压片机中共混温度为165～180℃，转速为40～60rpm。钢背铜基复合板温度为180～200℃，置于钢背铜基复合板上保温5～10min。
本发明将废白土首先经过煅烧、研磨处理待用；将丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS)分别与废白土、纳米二硫化钼、废白土与纳米二硫化钼的复合物通过热共混及压片方式制备得到一系列具有较好的摩擦学性能自润滑复合材料。拓宽了ABS在工业领域的应用，同时为固体废弃物的资源化利用提供一种新的解决途径。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
①、纯ABS的摩擦系数平均值为0.20～0.28，磨损面积为1.6×105～1.8×105μm2。相对于纯ABS而言，各种自润滑复合材料性能参数变化为：纯废白土与ABS共混得到的自润滑复合材料，其摩擦系数平均值降低了15～22％，磨损面积降低约30～35％；纯纳米球形二硫化钼与ABS共混得到的自润滑复合材料，其摩擦系数平均值降低约20～22％，磨损率降低约40～45％；废白土与纳米二硫化钼的复合物和ABS共混得到的自润滑复合材料，其摩擦系数平均值降低约24～33％，磨损率降低70～75％。由此可知，本发明通过将废白土与二硫化钼作为废白土/二硫化钼/ABS塑料高耐磨自润滑复合材料制备的原料，一方面提供了一种废白土的解决方案；另外一方面，将废白土与二硫化钼混合，并将其应用在废白土/二硫化钼/ABS塑料高耐磨自润滑复合材料的制备中，得到的复合材料的润滑性能明显优于其中任意单一一种原料制备的自润滑复合材料。
②、本发明所采用的废白土/二硫化钼/ABS塑料高耐磨自润滑复合材料的制备方法较为简单，工艺参数易于控制且适用于批量生产；且原材料成本低、来源广泛，所需设备成本较低，节能环保。
附图说明
图1为纯的ABS与实施例1～3制备的自润滑复合材料的摩擦系数曲线图。
图2为纯的ABS与实施例1～3制备的自润滑复合材料的磨损面积曲线图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。
实施例1
首先将废白土经过500℃煅烧50min，研磨处理60min；然后按照废白土与丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS)的质量比为1：5将两者混合；将混合物料置于滚筒压片机中进行共混，共混温度为165℃，转速为60rpm。然后置于180℃的钢背铜基复合板上保温10min，最后将其置于模具中，在压片机上压制成型，制备得到ABS+废白土自润滑复合材料。
实施例2
按照纳米二硫化钼与丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS)的质量比为1：300将两者混合，将混合物料置于滚筒压片机中进行共混，共混温度为180℃，转速为40rpm。然后置于200℃的钢背铜基复合板上保温5min，最后将其置于模具中，在压片机上压制成型，制备得到ABS+纳米二硫化钼自润滑复合材料。
实施例3
将废白土经过800℃煅烧30min，研磨处理30min，按照废白土与纳米二硫化钼的质量比为1：1.5将两者混合得到复合物，按照废白土-纳米二硫化钼复合物与丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS)的质量比为1：100将丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS)与废白土-纳米二硫化钼复合物混合。
将混合物料置于滚筒压片机中进行共混，共混温度为175℃，转速为50rpm。然后置于190℃的钢背铜基复合板上保温7min，最后将其置于模具中，在压片机上压制成型，制备得到ABS+废白土+纳米二硫化钼自润滑复合材料。
图1为纯的ABS与实施例1～3制备的自润滑复合材料的摩擦系数曲线图，其中测试条件为：载荷30N，往复时间30min、上试样为GGr15的直径6mm钢球，往复速度25mm/s。图2为纯的ABS与实施例1～3制备的自润滑复合材料的磨损面积曲线图，其中测试条件为：载荷30N，往复时间30min、上试样为GGr15的直径6mm钢球，往复速度25mm/s。
通过图1和2可以看出，废白土、纳米二硫化钼、废白土-纳米球形二硫化钼复合物和丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS)共混之后，其摩擦学性能均得到明显改善，且添加废白土-纳米球形二硫化钼复合物相对其他单一组分而言，明显性能最佳。
以上内容仅仅是对本发明的构思所作的举例和说明，所属本技术领域的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离发明的构思或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。
Claims (8)
1.一种废白土/二硫化钼/ABS塑料高耐磨自润滑复合材料，其特征在于，由丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS)与废白土和/或纳米二硫化钼通过共混制备而成。
2.如权利要求1所述的废白土/二硫化钼/ABS塑料高耐磨自润滑复合材料，其特征在于，制备原料由丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS)与废白土或纳米二硫化钼组成，废白土或纳米二硫化钼与丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS)的质量比为1：5～300。
3.如权利要求1所述的废白土/二硫化钼/ABS塑料高耐磨自润滑复合材料，其特征在于，制备原料由丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS)与废白土-纳米二硫化钼复合物组成，废白土-纳米二硫化钼复合物与丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS)的质量比为1：5～300，复合物中废白土与纳米二硫化钼的质量比为0.5～5：0.5～2。
4.如权利要求1或2或3所述的废白土/二硫化钼/ABS塑料高耐磨自润滑复合材料，其特征在于，所述纳米二硫化钼为球形二硫化钼纳米微粒，尺寸为50～200nm。
5.一种制备如权利要求1所述废白土/二硫化钼/ABS塑料高耐磨自润滑复合材料的方法，其特征在于，步骤如下：
①、混合物料
将丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS)与纳米二硫化钼混合；
或者，首先将废白土经过煅烧、研磨处理，然后将丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS)与废白土混合；
或者，首先将废白土经过煅烧、研磨处理，然后将废白土和纳米二硫化钼混合得到复合物，最后将丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS)与废白土-纳米二硫化钼复合物混合；
②、共混、压制
将混合物料置于滚筒压片机中进行共混，然后置于钢背铜基复合板上保温，最后将其置于模具中，在压片机上压制成型，制备得到废白土/二硫化钼/ABS塑料高耐磨自润滑复合材料。
6.如权利要求5所述的制备方法，其特征在于，废白土煅烧温度为500～800℃、煅烧时间为30～50min，研磨时间为30～60min。
7.如权利要求5所述的制备方法，其特征在于，滚筒压片机中共混温度为165～180℃，转速为40～60rpm。
8.如权利要求5所述的制备方法，其特征在于，钢背铜基复合板温度为180～200℃，置于钢背铜基复合板上保温5～10min。
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