一種生態(tài)友好型海生物抑止彈塑合金軸承材料的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種生態(tài)友好型海生物抑止彈塑合金軸承材料。
【背景技術(shù)】
[0002] 船舶和海洋人工設(shè)施上，在水線下部分會(huì)附著海洋污損生物，這些附著的污損生 物會(huì)增加船舶的航行阻力，加速腐蝕海洋上的建筑及設(shè)施。船舶舵承、艉軸承、以及海工裝 備傳動(dòng)及結(jié)構(gòu)耐磨聚合物合金，傳動(dòng)裝置在一定時(shí)期的停止運(yùn)行，海生物如貝類、藻類則會(huì) 瘋狂生長(zhǎng)積聚，一方面?zhèn)鲃?dòng)裝置重新啟動(dòng)時(shí)，海生物形成了引入的磨粒，加劇材料的磨損， 另一方面，海生物也會(huì)腐蝕材料。一些過流部件如槳葉和舵表面存在嚴(yán)重沖刷和氣蝕，可通 過涂覆薄層彈性體材料，起耐磨耐蝕作用，有效保護(hù)，此類彈性體材料亦有抑制海生物的訴 求。
[0003] 以往使用的防污損涂料普遍添加有機(jī)錫等有毒防污劑，毒殺海洋污損生物，有機(jī) 錫防污劑對(duì)海洋生態(tài)產(chǎn)生嚴(yán)重的影響，近年國(guó)際海事組織已明確禁止使用這類涂料。報(bào)道 可參考：海洋生物的有機(jī)錫化合物污染（海洋科學(xué)2006年第30卷第5期）、海洋防污涂料 的研宄進(jìn)展（涂料工業(yè)2007年5月第37卷第5期）、有機(jī)錫的人體暴露分析（環(huán)境與健康 2005年1月第22卷第1期）。
[0004] 因此需要研制一種生態(tài)友好型的海生物抑止材料，用于解決船舶、海工裝備等設(shè) 施的海生物附著、磨損、沖刷、氣蝕、撞擊等問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的目的在于提供一種生態(tài)友好型海生物抑止彈塑合金軸承材料。
[0006] 本發(fā)明所采取的技術(shù)方案是：
[0007] 一種生態(tài)友好型海生物抑止彈塑合金軸承材料，其是以下原料組成：100-120質(zhì) 量份的預(yù)聚體樹脂、20-45質(zhì)量份的交聯(lián)固化劑、1-6質(zhì)量份的抗磨劑、2-17質(zhì)量份的潤(rùn)滑 劑、〇. 1-1質(zhì)量份的消泡劑、〇-〇. 5質(zhì)量份的極壓劑、表面接枝有活性基團(tuán)的海洋生物抑止 劑；所述的海洋生物抑止劑的用量為：以其他原料加和為100質(zhì)量份計(jì)，海洋生物抑止劑的 用量為2-10份。
[0008] 所述的活性基團(tuán)選自羥基、羧基。
[0009] 所述的預(yù)聚體樹脂為聚氨酯預(yù)聚體樹脂。
[0010] 所述的交聯(lián)固化劑為4, 4'-亞甲基雙（3-氯-2, 6-二乙基苯胺）、亞甲基雙鄰氯苯 胺、4, 4' -亞甲基-雙-(2, 6-二乙基苯胺）、1，4-二仲丁氨基苯、4, 4' -二仲丁氨基二苯甲 烷中的至少一種。
[0011] 所述的抗磨劑為表面接枝羥基或羧基的超高分子量聚乙烯。
[0012] 所述的潤(rùn)滑劑為固體潤(rùn)滑劑與液體潤(rùn)滑劑任意比例的混合物。
[0013] 所述的固體潤(rùn)滑劑為合成蠟、石墨、聚四氟乙烯超細(xì)粉中的至少一種。
[0014] 所述的液體潤(rùn)滑劑為全氟聚醚潤(rùn)滑脂、氟素脂、潤(rùn)滑硅脂中的至少一種。
[0015] 所述的消泡劑為有機(jī)硅消泡劑。
[0016] 所述的極壓劑為二硫化鉬、磷酸三甲酚酯、磷酸三苯酯、磷酸三乙酯、偏硼酸鈉、偏 硼酸鉀中的至少一種。
[0017] 本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明的海洋生物抑止劑表面帶有活性基團(tuán)，可以與彈塑 合金軸承材料基體較好的相容，使得抑止劑與基體之間可以產(chǎn)生化學(xué)鍵結(jié)合，均勻均質(zhì)的 分散在基體中，在低速或靜止的水流中能持續(xù)的發(fā)揮較好的海洋生物抑止作用。
[0018] 具體來(lái)說(shuō)：
[0019] ①以彈塑合金作為基體的海生物抑止材料，既能作為水下結(jié)構(gòu)材料和傳動(dòng)材料用 于非金屬滑動(dòng)軸承材料，又能提供比防污涂料更好的機(jī)械性能，如強(qiáng)度、彈性和耐磨性，用 作表面的防腐蝕、防撞擊包覆層，包覆錨鏈和槳葉等部件，抵抗撞擊、氣蝕和沖刷的磨損，以 及砂泥、銹斑和鹽結(jié)晶等顆粒的研磨。該材料能避免海生物的附著，特別是貝類硬物對(duì)設(shè)備 的磨損。
[0020] ②彈塑合金中添加了生態(tài)友好型的海生物抑止劑，而無(wú)需再涂覆防污損涂料，自 身即能抑止海洋生物附著于表面，避免了涂料脫落影響防污效果。這些抑止劑是無(wú)毒或低 毒的，而非一般的有機(jī)錫等有毒防污劑，不會(huì)海生物帶來(lái)?yè)p害，它們能在自然環(huán)境中可以短 時(shí)間降解的，也不會(huì)在海洋生態(tài)系統(tǒng)中積聚。
[0021] ③通過化學(xué)氣相沉積法（CVD)對(duì)抑止劑表面活化改性，使其微粒表面帶有一定數(shù) 量的活性基團(tuán)，能與彈塑合金基體聚合物分子主鏈形成化學(xué)鍵結(jié)合，形成多相相容聚合物 合金，令抑止劑持續(xù)發(fā)揮作用。即使長(zhǎng)時(shí)間浸泡于海水，該彈塑合金仍能在低速或靜止的水 流中，正常發(fā)揮抑止海生物的作用。
【附圖說(shuō)明】
[0022] 圖1為對(duì)比例1的材料上的海生物生長(zhǎng)情況圖；
[0023] 圖2為對(duì)比例2的材料上的海生物生長(zhǎng)情況圖；
[0024] 圖3為對(duì)比例3的材料上的海生物生長(zhǎng)情況圖；
[0025] 圖4為對(duì)比例4的材料上的海生物生長(zhǎng)情況圖；
[0026] 圖5為對(duì)比例5的材料上的海生物生長(zhǎng)情況圖；
[0027] 圖6為對(duì)比例6的材料上的海生物生長(zhǎng)情況圖；
[0028] 圖7為實(shí)施例1的材料上的海生物生長(zhǎng)情況圖；
[0029] 圖8為實(shí)施例2的材料上的海生物生長(zhǎng)情況圖；
[0030] 圖9是CVD法的流程不意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0031] 一種生態(tài)友好型海生物抑止彈塑合金軸承材料，其是以下原料組成：100-120質(zhì) 量份的預(yù)聚體樹脂、20-45質(zhì)量份的交聯(lián)固化劑、1-6質(zhì)量份的抗磨劑、2-17質(zhì)量份的潤(rùn)滑 劑、〇. 1-1質(zhì)量份的消泡劑、〇-〇. 5質(zhì)量份的極壓劑、表面接枝有活性基團(tuán)的海洋生物抑止 劑；所述的海洋生物抑止劑的用量為：以其他原料加和為100質(zhì)量份計(jì)，海洋生物抑止劑的 用量為2-10份。
[0032] 所述的活性基團(tuán)選自羥基、羧基；優(yōu)選的，表面接枝有活性基團(tuán)的海洋生物抑 止劑，其是通過CVD法對(duì)抑止劑【優(yōu)選的，所述的抑止劑選自Sea-Nine 211、MOP-DCI、 Borocide TMP、TF-SPC、N-苯基馬來(lái)酰亞胺、LONZA開發(fā)的Zinc Omadine (含質(zhì)量分?jǐn)?shù)為 97%的疏氧卩比啶硫銅鋅（Zinc pyrithione))和Copper Omadine (含質(zhì)量分?jǐn)?shù)為97%的疏 氧P比啶硫銅銅（Copper pyrithione)中的至少一種】進(jìn)行表面改性得到的，使得抑止劑表面 帶有活性基團(tuán)。能與彈塑合金基體聚合物分子主鏈形成化學(xué)鍵結(jié)合，形成多相相容聚合物 合金，令抑止劑持續(xù)發(fā)揮作用；另外，由于N-苯基馬來(lái)酰亞胺自身帶有-NH，在本發(fā)明的技 術(shù)方案中，也可不必經(jīng)過CVD法處理；
[0033] 即針對(duì)體系中單獨(dú)含有N-苯基馬來(lái)酰亞胺，本發(fā)明的配方組成為：100-120質(zhì)量 份的預(yù)聚體樹脂、20-45質(zhì)量份的交聯(lián)固化劑、1-6質(zhì)量份的抗磨劑、2-17質(zhì)量份的潤(rùn)滑劑、 〇. 1-1質(zhì)量份的消泡劑、〇-〇. 5質(zhì)量份的極壓劑、N-苯基馬來(lái)酰亞胺；所述的N-苯基馬來(lái)酰 亞胺的用量為：以其他原料加和為100質(zhì)量份計(jì)，N-苯基馬來(lái)酰亞胺的用量為2-10份。
[0034] 所述的預(yù)聚體樹脂為聚氨酯預(yù)聚體樹脂。
[0035] 所述的交聯(lián)固化劑為4, 4'-亞甲基雙（3-氯-2, 6-二乙基苯胺）、亞甲基雙鄰氯苯 胺、4, 4' -亞甲基-雙-(2, 6-二乙基苯胺）、1，4-二仲丁氨基苯、4, 4' -二仲丁氨基二苯甲 烷中的至少一種。
[0036] 所述的抗磨劑為表面接枝羥基或羧基的超高分子量聚乙烯。
[0037] 所述的潤(rùn)滑劑為固體潤(rùn)滑劑與液體潤(rùn)滑劑任意比例的混合物。
[0038] 所述的固體潤(rùn)滑劑為合成蠟、石墨、聚四氟乙烯超細(xì)粉中的至少一種。
[0039] 所述的液體潤(rùn)滑劑為全氟聚醚潤(rùn)滑脂、氟素脂、潤(rùn)滑硅脂中的至少一種。
[0040] 所述的消泡劑為有機(jī)硅消泡劑。
[0041] 所述的極壓劑為二硫化鉬、磷酸三甲酚酯、磷酸三苯酯、磷酸三乙酯、偏硼酸鈉、偏 硼酸鉀中的至少一種。
[0042] 本發(fā)明的材料的制備方法為：
[0043] 1)配料、混料；
[0044] 2)原料送入脫泡罐脫泡，70-90 °C下自循環(huán)；
[0045] 3)計(jì)量泵計(jì)量，混合；
[0046] 4)澆注、灌模；
[0047] 5) 110-118°C下熟化 2-20min，脫模；
[0048] 6) 100°C下退火12-16小時(shí)得到軸承材料毛胚；
[0049] 7)機(jī)械加工得成品軸承。
[0050] 即其制備方法類同于專利CN 102153852 A說(shuō)明書【0022】段中的方法。只是原料 多了一個(gè)表面接枝有活性基團(tuán)的海洋生物抑止劑。即制備方法為現(xiàn)有技術(shù)公開過的。
[0051] 下面結(jié)合實(shí)施例、對(duì)比例對(duì)本發(fā)明的配方做進(jìn)一步的說(shuō)明：
[0052] 對(duì)比例1 :
[0053] 一種生態(tài)友好型海生物抑止彈塑合金軸承材料，其配方組成如下表：
[0054] 表1 :生態(tài)友好型海生物抑止彈塑合金軸承材料
[0055]
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種生態(tài)友好型海生物抑止彈塑合金軸承材料，其特征在于：其是以下原料組成： IOO-120質(zhì)量份的預(yù)聚體樹脂、20-45質(zhì)量份的交聯(lián)固化劑、1 -6質(zhì)量份的抗磨劑、2-17質(zhì)量 份的潤(rùn)滑劑、〇. 1-1質(zhì)量份的消泡劑、〇-〇. 5質(zhì)量份的極壓劑、表面接枝有活性基團(tuán)的海洋 生物抑止劑；所述的海洋生物抑止劑的用量為：以其他原料加和為100質(zhì)量份計(jì)，海洋生物 抑止劑的用量為2-10份。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種生態(tài)友好型海生物抑止彈塑合金軸承材料，其特征在 于：所述的活性基團(tuán)選自羥基、羧基。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種生態(tài)友好型海生物抑止彈塑合金軸承材料，其特征在 于：所述的預(yù)聚體樹脂為聚氨酯預(yù)聚體樹脂。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種生態(tài)友好型海生物抑止彈塑合金軸承材料，其特征在 于：所述的交聯(lián)固化劑為4, 4' -亞甲基雙（3-氯-2, 6-二乙基苯胺）、亞甲基雙鄰氯苯胺、 4, 4'-亞甲基-雙-(2, 6-二乙基苯胺）、1，4-二仲丁氨基苯、4, 4' -二仲丁氨基二苯甲烷中 的至少一種。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種生態(tài)友好型海生物抑止彈塑合金軸承材料，其特征在 于：所述的抗磨劑為表面接枝羥基或羧基的超高分子量聚乙烯。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種生態(tài)友好型海生物抑止彈塑合金軸承材料，其特征在 于：所述的潤(rùn)滑劑為固體潤(rùn)滑劑與液體潤(rùn)滑劑任意比例的混合物。
7. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種生態(tài)友好型海生物抑止彈塑合金軸承材料，其特征在 于：所述的固體潤(rùn)滑劑為合成蠟、石墨、聚四氟乙烯超細(xì)粉中的至少一種。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種生態(tài)友好型海生物抑止彈塑合金軸承材料，其特征在 于：所述的液體潤(rùn)滑劑為全氟聚醚潤(rùn)滑脂、氟素脂、潤(rùn)滑硅脂中的至少一種。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種生態(tài)友好型海生物抑止彈塑合金軸承材料，其特征在 于：所述的消泡劑為有機(jī)硅消泡劑。
10. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種生態(tài)友好型海生物抑止彈塑合金軸承材料，其特征在 于：所述的極壓劑為二硫化鉬、磷酸三甲酚酯、磷酸三苯酯、磷酸三乙酯、偏硼酸鈉、偏硼酸 鉀中的至少一種。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種生態(tài)友好型海生物抑止彈塑合金軸承材料，其是以下原料組成：預(yù)聚體樹脂、交聯(lián)固化劑、抗磨劑、潤(rùn)滑劑、消泡劑、極壓劑、表面接枝有活性基團(tuán)的海洋生物抑止劑。本發(fā)明的海洋生物抑止劑表面帶有活性基團(tuán)，可以與彈塑合金軸承材料基體較好的相容，使得抑止劑與基體之間可以產(chǎn)生化學(xué)鍵結(jié)合，均勻均質(zhì)的分散在基體中，在低速或靜止的水流中能持續(xù)的發(fā)揮較好的海洋生物抑止作用。
【IPC分類】C08K3-38, C08L75-04, C08K5-18, C08K3-30, C08K5-521, C08L23-06, C08K5-523
【公開號(hào)】CN104559132
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201410823168
【發(fā)明人】陳江明, 鐘嘉偉, 謝活強(qiáng), 林俊
【申請(qǐng)人】廣州市研理復(fù)合材料科技有限公司
【公開日】2015年4月29日
【申請(qǐng)日】2014年12月22日