用于减摩耐磨自润滑材料的改性聚甲醛材料-发明项目申报材料

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1、二、项目简介（项目所属科学技术领域、主要技术发明内容、特点及应用推广情况：(限1200字)项目所属科学技术领域：项目开发的是用于减摩耐磨、自润滑材料的改性聚甲醛材料。主要技术发明内容、特点：聚甲醛（POM）是一种综合性能优异的材料，具有刚性大，无噪音、耐疲劳、耐摩擦、极限PV值高、成型工艺方便和原料价廉易得等优点，在机械、电子电器等领域广泛用于制造各种具有自润滑、减摩耐磨性能的零部件。但是随着机械自动化设备的高性能化，其装置也越来越复杂，只能适用于低速低负荷的普通聚甲醛已难以满足精密机械，电子电器等动力传导零部件高速、高压、高温、轻量化

2、的要求。这是由于纯聚甲醛的摩擦系数偏大，在高速、高负荷条件下作为摩擦件使用时，由于得不到充分的润滑，摩擦热不能及时的导出引起止制品变形，磨损加速等问题，因此有必要进一步改善聚集安全的摩擦磨损性能，开发出摩擦磨损特性好，力学性能优异的聚甲醛自润滑复合材料。本项目创新的提出了以聚四氟乙烯（PTFE）、二硫化钼（MoS2）作为润滑剂，以金属粉（Cu、Zn）、无机纳米材料（纳米氧化铝Al2O3、纳米氧化硅SiO2）、碳纤维作为增强助剂，建立了一个改性聚甲醛复合体系。该体系针对材料不同的应用工况，利用润滑剂、增强助剂和聚甲醛相互之间的协同效应，通

3、过研究最佳的配方体系及生产工艺，制备出适应不同工况的改性聚甲醛系列产品，客户使用效果良好。核心技术已经申请了3项国家发明专利，并已实现才材料的中试生产，投入并建成成套的改性聚甲醛材料生产工艺，建立生产线三条配备综合性能评测实验室一个。应用推广情况：由于改性聚甲醛系列产品优异的综合性能，广泛的应用于三层复合材料，并被业内普遍认同，推动改性聚甲醛产品在滑动轴承行业的销售，嘉善地区几乎集中了全国大部分三层复合制品厂家，产品的市场占有率迅速增加，初步估算占据了60%以上的市场份额，现每年为下游厂家提供产品80吨，已成为部门的重要经济支柱。三、项

4、目详细内容1）主要技术发明内容（采用的技术原理；关键技术发明点；必要的图表数据，（限10页）Ⅰ、采用的技术原理：本发明以共聚聚甲醛作为复合基体材料，利用PTFE、MoS2的突出的自润滑性能和金属粉、无机纳米粒子及碳纤维的良好的增强性能，通过共混技术提高复合材料的各项应用性能，以制备出综合性恩给你优异的改性聚甲醛复合材料。该过程通过改良设计挤出共混工艺，在聚甲醛树脂中添加各种增韧增强添加助剂制的复合产品，采用扫描电子显微镜（SEM）、红外分析（IR）、示差扫描量热（DSC）等表征手段，表征改性聚甲醛的形貌特征、化学结构、结晶性能、热性能等

5、，同时利用拉力试验机、冲击试验机、摩擦磨损试验机等测量手段，测试分析了复合材料的力学性能和摩擦磨损性能。在此理论研究基础上，开发出应用于不同工况的各种配方形式的改性聚甲醛耐磨自润滑产品。Ⅱ、关键技术发明：1.高润滑改性聚甲醛材料为了开发能够在无油润滑条件下使用的改性聚甲醛，改善复合材料的摩擦磨损性能，项目组在研究了聚四氟乙烯改性的聚甲醛产品，因为PTFE与POM的熔融温度相差很大，PTFE和POM熔融共混实质上是PTFE的固体颗粒在POM中分散的过程。所以加入PTFE，共混合金的力学性能都有所的下降，图1是不同PTFE添加量对PTFE/

6、POM复合材料的拉伸强度的影响，由图可见，PTFE加入后，PTFE/POM复合材料的拉伸强度下降，在PTFE/POM共混体系中，当PTFE添加10％时，性能较优。图1不同PTFE添加量对PTFE/POM复合材料的拉伸强度的影响项目开发了8％PTFE添加的PTFE/POM复合材料，其中PTFE分别采用不处理及辐照处理，其力学性能及摩擦磨损性能见表所示。表中数据可见，相对于纯POM，PTFE/POM复合材料的拉伸强度、断裂伸长率、弯曲强度、冲击强度均有所下降，尤其是断裂伸长率与冲击强度。而对比不同的PTFE对POM的影响，经过表面处理的改性

7、聚甲醛性能较优。对于摩擦磨损性能，则添加PTFE后，复合材料的性能优于纯聚甲醛。高润滑聚甲醛主要应用于中低载、边界润滑或缺油的场合，如纺织机械、印刷机械、烟草机械等。其性能见表1。表18％PTFE改性聚甲醛的性能项目测试方法纯聚甲醛PTFE改性聚甲醛密度GB/T10331.411.445拉伸强度GB/T104056.8549断裂伸长率GB/T104032.612.1弯曲强度MPaGB/T104275.767.4冲击强度KJ/m2GB/T1043不断38.3球压痕硬度MPaGB/T3398103.5118摩擦系数（滴油）GB/T39600

8、.0420.031磨痕宽度mm2.242.86摩擦系数（干）0.240.21磨痕宽度（干）mm3.823.542.通用型改性聚甲醛材料传统改性聚甲醛产品主要由聚甲醛、铅粉、润滑剂、颜料等成分组成，铅粉是一种