环氧树脂粘合剂的制备及其在摩擦配副成型工艺中的应用，环氧树脂粘合剂由重量比为2：5的白炭黑胶囊粉和胶体混合物制备而成，胶体混合物由重量比为3：2.25：0.24：0.24：10的聚氨酯预聚物、活性稀释剂、光引发剂、固化剂和环氧丙烯酸单酯组成；在摩擦配副成型工艺中，将钢丝绳通过粘合剂粘贴在钢环上，在衬垫与摩擦钢环的磨损实验中，白炭黑胶囊粉可大量吸收材料摩擦过程中产生的摩擦热，环氧丙烯酸单酯引入双键，双键可通过光、热引发，形成大分子交联网络或较高相对分子质量长链线性化合物，提高粘结性能，将本发明专利技术制成的摩擦配副应用于磨损试验机中，减小了试验与实际工况条件的差距，使实验结果更能适应实际工况。
【技术实现步骤摘要】
环氧树脂粘合剂的制备及其在摩擦配副成型工艺中的应用
本专利技术涉及摩擦材料用粘合剂，具体的说是一种环氧树脂粘合剂的制备及其在摩擦配副成型工艺中的应用。
技术介绍
树脂基摩擦材料主要由树脂基体、纤维增强材料、摩擦性能调节剂及填料四大类组元混合后经热压而成。树脂基体是摩擦材料中的一个重要组元，它的性能直接影响摩擦材料的热衰退性能、恢复性能、摩擦性能和机械性能。随着各种车辆和机械使用状况条件的提高，对摩擦材料的热性能和制动力矩的稳定性要求不断提高，从而对树脂基体提出了新的要求。因此树脂必须有合适的模量，以保证在摩擦时有较大的接触面积，从而使摩擦副对偶在工作时稳定而不易产生振动；树脂必须有一定的耐热性以保证次摩擦层有足够的强度；树脂分解后的残留物必须有一定的摩擦性能，以保证稳定的摩擦系数等。随着矿井生产规模的大型化发展，摩擦提升机越来越广泛应用于提升系统，钢丝绳和衬垫是摩擦提升机中关系矿井生产安全的重要部件。而现有摩擦试验技术，通常只能在普通配副下进行摩擦系数和磨损的测定，与材料实际工况所要求的摩擦磨损性能差别比较大，特别是在涉及钢丝绳的摩擦学行为方面几乎无实质性用途，难以满足工矿设备提升运输、起重设备等实验条件的需要。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种针对提升机等工况设备，能够满足摩擦性能的摩擦钢环与衬垫结合的摩擦配副系统，具体的说是一种环氧树脂粘合剂的制备及其在摩擦配副成型工艺中的应用，用以满足工矿设备提升运输、起重设备等实验条件的需要。本专利技术为实现上述目的所采用的技术方案为：环氧树脂粘合剂的制备，包括以下步骤：步骤一、按照1：2的摩尔比，取环氧树脂和对羟基苯甲醚置于烧瓶中油浴加热至90℃，依次滴加丙烯酸和对二甲基苄胺制得混合溶液，继续升温至110℃，取0.3~0.5g混合溶液作为试样，并用浓度为0.1mol/L的氢氧化钾乙醇标准溶液滴定试样的酸值，当其酸值＜3mgKOH/g时，停止加热，制得环氧丙烯酸单酯，备用；步骤二、按照3：2.25：0.24：0.24：10的重量比，称取聚氨酯预聚物、活性稀释剂、光引发剂、固化剂和步骤二制得的环氧丙烯酸单酯进行混合，制得胶体混合物，备用：步骤三、按照1：3：3的重量比，称取微胶囊粉、白炭黑和无水乙醇，混合后在40~50KHz的频率下超声分散20~25min，然后在真空度为0.098MPa的真空条件下进行抽滤，当不再有乙醇液滴滴落时停止抽滤，取出滤出物，置于烘箱中，依次进行30℃×6h的烘干和50℃×20min的预热，取出预热后的物料并将其置于压力机中在2MPa压力下预压5min，然后再在5MPa、145~155℃条件下热压28~30min，自然冷却至室温后，制得白炭黑胶囊粉，备用；步骤四、按照2：5的重量比，称取步骤三制得的白炭黑胶囊粉和步骤二制得的胶体混合物，在磁力搅拌器中搅拌20~30min，制得环氧树脂粘合剂。如上所述的环氧树脂粘合剂在摩擦配副成型工艺中的应用，包括以下步骤：步骤一、取钢环，在其外周面开设环形凹槽，并采用粒度为600目的砂纸将环形凹槽的槽底打磨至其表面粗糙度达到0.45，然后将钢环浸泡于无水乙醇中，并置于超声波清洗机中超声清洗5min，然后晾干，备用；步骤二、取制得的环氧树脂粘合剂，将其涂抹在环形凹槽的槽底，另取钢丝绳在环形凹槽的槽底缠绕一圈，并将钢环进行紫外光照2~3min，然后，将其置于烘箱中进行固化，固化完成后，取出并将其表面杂物清理干净，即制得摩擦钢环；其中，烘箱的固化压力为0.2MPa，固化温度为：120℃×1h+150℃×1h+170℃×2h；其中，在环形凹槽的槽体边缘上设有两个通孔，钢丝绳的两端分别穿过所述的两个通孔，并固定在槽体边缘上。步骤三、取固定套筒和转动套筒，二者上下分置且中轴线互相平行设置，将步骤二制得的摩擦钢环套设在转动套筒上，将衬垫固定在圆环夹具的外周面上，并将圆环夹具套设在固定套筒上，使衬垫与摩擦钢环上的钢丝绳相接触，制得摩擦配副。本专利技术中，环氧树脂是多羟基化合物，可直接参与合成反应引入分子链中，并引入支化点形成部分网状结构。通过白炭黑胶囊粉对环氧树脂进行改性，使粘合剂不仅具有优良的柔曲性、冲击强度、剥离强度和耐低温性能，还具有优良的粘结性能和耐化学品性。本专利技术中，白炭黑胶囊粉粒子具有应力集中的平衡效应，能够吸收磨损实验过程中的冲击能力，使粘合剂的收缩变形量减小；白炭黑胶囊粉的高流动性和小尺寸效应，使材料表面更加致密细洁，摩擦系数变小，加之纳米颗粒的高强度，使材料的耐磨性大大增强。白炭黑胶囊粉粒子以两种方式与环氧树脂分子链相作用：1、以范德华力形式出现的物理吸附，直接吸附在环氧树脂分子链上；2、环氧树脂分子和白炭黑的表面活性点、表面官能团的化学吸附。能够使树脂基体中的裂纹扩展受阻和钝化，避免发展为破坏性开裂。有益效果：（1）、本专利技术的树脂粘合剂体系中，添加的光引发剂和固化剂，使树脂体系具有光固化性和热固化性，在摩擦配副成型工艺中，采用光照的方法可以使粘合剂预先凝胶化，避免热固化时的初期减粘；而且，环氧丙烯酸单酯引入双键，双键可通过光、热引发，进一步形成大分子交联网络或较高相对分子质量长链线性化合物，并与聚氨酯预聚物形成互穿网络结构，利用强迫互穿结构的协同作用提高粘结性能。（2）、微胶囊化使得白炭黑微粒相互隔离，促进其在树脂中的分散，增加其与树脂的相互作用。摩擦配副成型工艺中，将钢丝绳通过粘合剂粘贴在钢环上，在衬垫与摩擦钢环的磨损实验中，白炭黑胶囊粉可大量吸收材料摩擦过程中产生的摩擦热，起到延缓材料温度上升的作用。而且，在磨损实验过程中，部分微胶囊的破裂会释放出白炭黑微粒填充于摩擦界面处，起到减小摩擦系数的作用。（3）、将本专利技术制成的摩擦配副应用于磨损试验机中，相比传统的摩擦试验，更接近真实工况的环境，减小了试验与实际工况条件的差距，使实验结果更能适应实际工况，这无疑大大降低了试验难度和试验成本，提高了工作效率。附图说明图1为摩擦配副的示意图；图2为摩擦钢环的示意图。附图标记：1、固定套筒，2、转动套筒，3、钢环，4、衬垫，5、环形凹槽，6、钢丝绳，7、通孔，8、圆环夹具。具体实施方式下面结合具体实施例对本专利技术作进一步说明，以使本领域的技术人员可以更好的理解本专利技术并能予以实施，但所举实施例不作为对本专利技术的限定。实施例1环氧树脂粘合剂的制备方法，包括以下步骤：步骤一、按照1：2的摩尔比，取环氧树脂和对羟基苯甲醚置于烧瓶中油浴加热至90℃，依次滴加丙烯酸和对二甲基苄胺制得混合溶液，继续升温至110℃，取0.3g混合溶液作为试样，并用浓度为0.1mol/L的氢氧化钾乙醇标准溶液滴定试样的酸值，当其酸值＜3mgKOH/g时，停止加热，制得环氧丙烯酸单酯，备用；步骤二、按照3：2.25：0.24：0.24：10的重量比，称取聚氨酯预聚物、活性稀释剂、光引发剂、固化剂和步骤二制得的环氧丙烯酸单酯进行混合，制得胶体混合物，备用：步骤三、按照1：3：3的重量比，称取微胶囊粉、白炭黑和无水乙醇，混合后在45KHz的频率下超声分散20min，然后在真空度为0.098MPa的真空条件下进行抽滤，当不再有乙醇液滴滴落时停止抽滤，取出滤出物，置于烘箱中，依次进行30℃×6h的烘干和50℃×20min的预热，取出预热后的物料并将其置于本文档来自技高网...
【技术保护点】
环氧树脂粘合剂的制备，其特征在于，包括以下步骤：步骤一、按照1：2的摩尔比，取环氧树脂和对羟基苯甲醚置于烧瓶中油浴加热至90℃，依次滴加丙烯酸和对二甲基苄胺制得混合溶液，继续升温至110℃，取0.3~0.5g混合溶液作为试样，并用浓度为0.1mol/L的氢氧化钾乙醇标准溶液滴定试样的酸值，当其酸值＜3mgKOH/g时，停止加热，制得环氧丙烯酸单酯，备用；步骤二、按照3：2.25：0.24：0.24：10的重量比，称取聚氨酯预聚物、活性稀释剂、光引发剂、固化剂和步骤二制得的环氧丙烯酸单酯进行混合，制得胶体混合物，备用：步骤三、按照1：3：3的重量比，称取微胶囊粉、白炭黑和无水乙醇，混合后在40~50KHz的频率下超声分散20~25min，然后在真空度为0.098MPa的真空条件下进行抽滤，当不再有乙醇液滴滴落时停止抽滤，取出滤出物，置于烘箱中，依次进行30℃×6h的烘干和50℃×20min的预热，取出预热后的物料并将其置于压力机中在2MPa压力下预压5min，然后再在5MPa、145~155℃条件下热压28~30min，自然冷却至室温后，制得白炭黑胶囊粉，备用；步骤四、按照2：5的重量比，称取步骤三制得的白炭黑胶囊粉和步骤二制得的胶体混合物，在磁力搅拌器中搅拌20~30min，制得环氧树脂粘合剂。...
【技术特征摘要】
1.环氧树脂粘合剂的制备，其特征在于，包括以下步骤：步骤一、按照1：2的摩尔比，取环氧树脂和对羟基苯甲醚置于烧瓶中油浴加热至90℃，依次滴加丙烯酸和对二甲基苄胺制得混合溶液，继续升温至110℃，取0.3~0.5g混合溶液作为试样，并用浓度为0.1mol/L的氢氧化钾乙醇标准溶液滴定试样的酸值，当其酸值＜3mgKOH/g时，停止加热，制得环氧丙烯酸单酯，备用；步骤二、按照3：2.25：0.24：0.24：10的重量比，称取聚氨酯预聚物、活性稀释剂、光引发剂、固化剂和步骤二制得的环氧丙烯酸单酯进行混合，制得胶体混合物，备用：步骤三、按照1：3：3的重量比，称取微胶囊粉、白炭黑和无水乙醇，混合后在40~50KHz的频率下超声分散20~25min，然后在真空度为0.098MPa的真空条件下进行抽滤，当不再有乙醇液滴滴落时停止抽滤，取出滤出物，置于烘箱中，依次进行30℃×6h的烘干和50℃×20min的预热，取出预热后的物料并将其置于压力机中在2MPa压力下预压5min，然后再在5MPa、145~155℃条件下热压28~30min，自然冷却至室温后，制得白炭黑胶囊粉，备用；步骤四、按照2：5的重量比，称取步骤三制得的白炭黑胶囊粉和步骤二制得的胶体混合物，在磁力搅拌器中搅拌20~30min，制得环氧树脂粘合剂...
【专利技术属性】
技术研发人员：潘炳力，魏风军，刘永辉，卢斌伟，黄如青，李宁博，周文鹏，
申请(专利权)人：河南科技大学，
类型：发明
国别省市：河南;41
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