專利名稱：水潤滑軸承用超高分子量聚乙烯復(fù)合材料的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬 于高分子復(fù)合材料領(lǐng)域，具體涉及ー種水潤滑軸承用超高分子量聚こ烯復(fù)合材料。
背景技術(shù)：
艦船螺旋槳軸承主要有水潤滑和油潤滑兩種方式，其中水潤滑軸承與油潤滑軸承相比具有無污染、耗能小、摩擦系數(shù)低、價格低廉等優(yōu)勢，因此在艦船上得到了廣泛地應(yīng)用。水潤滑軸承由軸承外套和軸承面層組成，軸承外套多采用耐腐蝕的黃銅制備，軸承面層多采用高分子材料制備。其中橡膠和聚氨酯由于性能優(yōu)異應(yīng)用較為廣泛，然而在實際使用過程發(fā)現(xiàn)，在缺水等干摩擦エ況下，材料摩擦性能極具惡化，極易出現(xiàn)抱軸和軸承燒焦現(xiàn)象。因此，應(yīng)用軸承的材料需要具有自潤滑性能，以適應(yīng)干摩擦エ況。聚四氟こ烯和超高分子量聚こ烯是已知的自潤滑性能最好的高分子材料，聚四氟こ烯在干摩擦エ況下耐磨性能較差，因此不適合作為軸承材料使用。超高分子量聚こ烯具有較好的耐磨性能，但在水潤滑エ況下，難以形成完全水潤滑，水潤滑摩擦系數(shù)較大。專利CN103217公開了ー種摩擦材料的超高分子量聚こ烯復(fù)合材料，由超高分子量聚こ烯、丁苯橡膠、炭黑以及各種配合劑組成，該材料以提高材料的摩擦系數(shù)為目的，主要用于摩擦盤增速輪。專利CN101480856A公開了ー種超高分子量聚こ烯和橡膠梯度復(fù)合材料及其制備方法，該專利通過多層梯度復(fù)合消除了材料相間界面，從而提高材料的摩擦系數(shù)，可以作為增摩材料使用。其技術(shù)路線和發(fā)明目的與本發(fā)明完全不同。有鑒于此，本發(fā)明將公開ー種適合于水潤滑軸承使用的超高分子量聚こ烯復(fù)合材料。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明為了解決現(xiàn)有技術(shù)中以超高分子量聚こ烯作為軸承材料，在水潤滑エ況下難以形成完全水潤滑，水潤滑摩擦系數(shù)較大的問題，而提供了一種水潤滑軸承用超高分子量聚こ烯復(fù)合材料。本發(fā)明目的在于提供一種水潤滑軸承用超高分子量聚こ烯復(fù)合材料，所述超高分子量聚こ烯復(fù)合材料以重量份計的組成為100份超高分子量聚こ烯，10 50份丁腈橡膠，10 40份自潤滑剤，O. 5 5份氧化鋅，O. I I份硬脂酸，O. I 3份交聯(lián)劑，O. 2 3份抗氧劑。所述的丁腈橡膠優(yōu)選為30 50份；所述的超聞分子量聚こ烯的重均分子量為300萬 800萬,優(yōu)選超聞分子量聚こ烯的重均分子量為800萬；所述的丁腈橡膠為普通丁腈橡膠、氫化丁腈橡膠或羧基丁腈橡膠，優(yōu)選為羧基丁腈橡膠；所述的自潤滑劑為石墨、ニ硫化鑰中的ー種或兩種；
所述的交聯(lián)劑為1，4-雙-(2-叔丁基過氧化異丙基)苯或過氧化ニ異丙苯；所述的抗氧劑為β_ (3，5-ニ叔丁基-4-羥基苯基)丙酸十八碳醇酷、1，1，3-三(2-甲基-4-羥基-5-叔丁苯基)丁烷、三(2，4- ニ叔丁基苯基)亞磷酸酷、2-巰基苯并咪唑或2，2，4-三甲基-1，2- ニ氫喹啉聚合物中的兩種或兩種以上。本發(fā)明ー種水潤滑軸承用超高分子量聚こ烯復(fù)合材料的制備方法，將上述組分在密煉機中于120°C 140°C，密煉混合均勻后，于170 190°C，模壓成型即可得到超高分子量聚こ烯復(fù)合材料。本發(fā)明的有益效果是本發(fā)明的超高分子量聚こ烯復(fù)合材料在保持超高分子量聚こ烯自潤滑性、耐磨性能的優(yōu)點的同時，通過引入自潤滑劑進ー步提高其耐磨性能；通過引入橡膠組分，在改善其水潤滑摩擦性能的同時還提高了材料的柔韌性，抗沖擊性，減振性；并且由摩擦系數(shù)測試實 驗結(jié)果可知，本發(fā)明的超高分子量聚こ烯復(fù)合材料的水潤滑摩擦系數(shù)與超高分子量聚こ烯相比要小很多，適合作為水潤滑軸承材料使用。
具體實施例方式為了更好的理解本發(fā)明，下面結(jié)合實施例進ー步闡明本發(fā)明的內(nèi)容，但本發(fā)明的內(nèi)容不僅僅局限于下面的實施例。實施例I分別取分子量是300萬的超高分子量聚こ烯100份，普通丁腈橡膠30份，石墨10份，ニ硫化鑰10份，氧化鋅I. 5份，硬脂酸O. 3份，過氧化ニ異丙苯I份，β - (3，5- ニ叔丁基-4-羥基苯基)丙酸十八碳醇酯O. I份，2，2，4-三甲基-1，2-ニ氫喹啉聚合物O. I份，將上述組分在密煉機中于120°C混合均勻，然后將混合物置于模具中，于170°C模壓成型，SP得到本發(fā)明所述超高分子量聚こ烯復(fù)合材料。實施例2分別取分子量是500萬的超高分子量聚こ烯100份，氫化丁腈橡膠10份，石墨40份，氧化鋅I. O份，硬脂酸O. 3份，1，4-雙-(2-叔丁基過氧化異丙基)苯O. I份，β-(3, 5-ニ叔丁基-4-羥基苯基)丙酸十八碳醇酯O. 2份，I, I, 3-三(2-甲基-4-羥基-5-叔丁苯基)丁烷O. 3份，2，2，4-三甲基-1，2- ニ氫喹啉聚合物O. 2份，將上述組分在密煉機中于140°C混合均勻，然后將混合物置于模具中，于190°C模壓成型，即得到本發(fā)明所述超高分子量聚こ烯復(fù)合材料。實施例3分別取分子量是800萬的超高分子量聚こ烯100份，羧基丁腈橡膠50份，ニ硫化鑰10份，氧化鋅5份，硬脂酸I份，1，4-雙-(2-叔丁基過氧化異丙基)苯3份，三(2，4-ニ叔丁基苯基)亞磷酸酯I份，I, I, 3-三(2-甲基-4-羥基-5-叔丁苯基)丁烷I份，2，2，4-三甲基-1，2- ニ氫喹啉聚合物I份，將上述組分在密煉機中于130°C混合均勻，然后將混合物置于模具中，于180°C模壓成型，即得到本發(fā)明所述超高分子量聚こ烯復(fù)合材料。實施例4分別取分子量是800萬的超高分子量聚こ烯100份，氫化丁腈橡膠30份，ニ硫化鑰10份，石墨20份，氧化鋅3份，硬脂酸O. 5份，過氧化ニ異丙苯2份，2-巰基苯并咪唑O. 2份，1，1,3-三(2-甲基-4-羥基-5-叔丁苯基)丁烷O. 2份，2，2，4-三甲基-1,2-ニ氫喹啉聚合物O. 5份，將上述組分在密煉機中于140°C混合均勻，然后將混合物置于模具中，于190°C模壓成型，即得到本發(fā)明所述超高分子量聚こ烯復(fù)合材料。實施例5分別取分子量是500萬的超高分子量聚こ烯100份，普通丁腈橡膠40份，ニ硫化鑰15份，石墨15份，氧化鋅2份，硬脂酸O. 5份，過氧化ニ異丙苯2份，2-巰基苯并咪唑O. 2份，1，1,3-三(2-甲基-4-羥基-5-叔丁苯基)丁烷，O. 2份，2，2，4-三甲基-1,2-ニ氫喹啉聚合物O. 5份，將上述組分在密煉機中于120°C混合均勻，然后將混合物置于模具中，于170°C模壓成型，即得到本發(fā)明所述超高分子量聚こ烯復(fù)合材料。實施例6
摩擦系數(shù)測試實驗在MRH-3A型高速環(huán)塊摩擦試驗機上對本發(fā)明實施例1_6制備的超高分子量聚こ烯復(fù)合材料摩擦系數(shù)進行測試，同時與純的超高分子量聚こ烯和丁腈橡膠進行對比。測試條件是載荷66N，轉(zhuǎn)速210rpm，溫度23±2°C，結(jié)果如表I所示。表I摩擦系數(shù)測試結(jié)果
—樣品__干摩擦系數(shù)__水潤滑摩擦系數(shù)_
—實施例 I__0.28__0.05 _
實施例20.220.05
實施例30.520.03
_ 實施例 4__0.30__0.04_
實施例50.370.04
超高分了量
0.140.1
聚乙烯
丁腈橡膠 1_1.1I0.02_由表I可以看出本發(fā)明得到的超高分子量聚こ烯復(fù)合材料的水潤滑摩擦系數(shù)與超高分子量聚こ烯相比小的多，具有良好水潤滑性能，并且具有良好的干摩擦性能。
權(quán)利要求
1.水潤滑軸承用超高分子量聚乙烯復(fù)合材料，其特征在于，所述復(fù)合材料以重量份計的組成為100份超高分子量聚乙烯，10 50份丁腈橡膠，10 40份自潤滑劑，O. 5 5份氧化鋅，O. I I份硬脂酸，O. I 3份交聯(lián)劑，O. 2 3份抗氧劑。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的水潤滑軸承用超高分子量聚乙烯復(fù)合材料，其特征在于，所述的丁腈橡膠為30 50份。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的水潤滑軸承用超高分子量聚乙烯復(fù)合材料，其特征在于，所述的超聞分子量聚乙烯的重均分子量為300萬 800萬。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的水潤滑軸承用超高分子量聚乙烯復(fù)合材料，其特征在于，所述的超高分子量聚乙烯的重均分子量為800萬。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的水潤滑軸承用超高分子量聚乙烯復(fù)合材料，其特征在于，所述的丁腈橡膠為普通丁腈橡膠、氫化丁腈橡膠或羧基丁腈橡膠。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的水潤滑軸承用超高分子量聚乙烯復(fù)合材料，其特征在于，所述的丁腈橡膠為羧基丁腈橡膠。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的水潤滑軸承用超高分子量聚乙烯復(fù)合材料，其特征在于，所述的自潤滑劑為石墨、二硫化鑰中的一種或兩種。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的水潤滑軸承用超高分子量聚乙烯復(fù)合材料，其特征在于，所述的交聯(lián)劑為1，4-雙-(2-叔丁基過氧化異丙基)苯或過氧化二異丙苯。
9.根據(jù)權(quán)利要求I所述的水潤滑軸承用超高分子量聚乙烯復(fù)合材料，其特征在于，所述的抗氧劑為β _(3，5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸十八碳醇酯、1，1，3-三(2-甲基-4-羥基-5-叔丁苯基)丁烷、三(2，4- 二叔丁基苯基)亞磷酸酯、2-巰基苯并咪唑或.2，2，4-三甲基-1，2- 二氫喹啉聚合物中的兩種或兩種以上。
全文摘要
本發(fā)明提供一種水潤滑軸承用超高分子量聚乙烯復(fù)合材料，屬于高分子復(fù)合材料領(lǐng)域。解決現(xiàn)有技術(shù)中以超高分子量聚乙烯作為軸承材料，在水潤滑工況下難以形成完全水潤滑，水潤滑摩擦系數(shù)較大的問題。該復(fù)合材料以重量份計是由100份超高分子量聚乙烯，10～50份丁腈橡膠，10～40份自潤滑劑，0.5～5份氧化鋅，0.1～1份硬脂酸，0.1～3份交聯(lián)劑，0.2～3份抗氧劑共混交聯(lián)制得。此種復(fù)合材料具有良好的干摩擦和水潤滑性能，適合作為艦船用水潤滑軸承材料使用。
文檔編號C08K5/14GK102660066SQ201210140470
公開日2012年9月12日 申請日期2012年5月8日 優(yōu)先權(quán)日2012年5月8日
發(fā)明者劉佳, 楊小牛, 郇彥 申請人:中國科學(xué)院長春應(yīng)用化學(xué)研究所