一種低摩擦水潤滑高分子軸承復(fù)合材料的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及復(fù)合材料技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種低摩擦水潤滑高分子軸承復(fù)合材 料。
【背景技術(shù)】
[0002] 水潤滑軸承采用水作為潤滑劑與傳統(tǒng)的油潤滑軸承相比，具有環(huán)境友好、結(jié)構(gòu)簡 單、摩擦系數(shù)低、安全性能高等優(yōu)點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于船舶、艦艇、海洋工程、水栗、水輪機(jī)等領(lǐng) 域。
[0003] 水潤滑軸承最早采用鐵梨木，隨著資源枯竭，逐漸出現(xiàn)了橡膠、纖維增強(qiáng)酚醛樹 月旨、尼龍、聚四氟乙烯、超高分子量聚乙烯、聚醚砜、聚醚醚酮、聚酰亞胺等合成高分子替代 材料。在所有的高分子材料中，橡膠材料的特殊彈性行為，保證了其優(yōu)異的減振性能和對(duì)軸 不對(duì)中的自適應(yīng)特性，但橡膠材料的干摩擦系數(shù)大，自潤滑性能差，一旦發(fā)生斷水，特別容 易發(fā)生軸承燒壞現(xiàn)象。聚四氟乙烯材料具有最底的干摩擦系數(shù)，但其耐磨性能較差一般不 作為軸承材料使用。超高分子量聚乙烯的干摩擦系數(shù)僅次于聚四氟乙烯，但耐磨性能比聚 四氟乙烯高1個(gè)數(shù)量級(jí)，但如其他高分子材料一樣，超高分子量聚乙烯材料減振性能不如 橡膠材料，并且親水性能差，具有較高的水潤滑摩擦系數(shù)，限制了其在水潤滑軸承領(lǐng)域的應(yīng) 用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明提供一種低摩擦水潤滑高分子軸承復(fù)合材料，解決了現(xiàn)有技術(shù)中水潤軸承 材料耐磨性能較差，減震性能差，親水性差從而整體潤滑性差的技術(shù)問題；達(dá)到了提升潤滑 性能，降低干摩擦和水潤滑摩擦系數(shù)的技術(shù)效果。
[0005] 為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種低摩擦水潤滑高分子軸承復(fù)合材料，其 特征在于，包括：超高分子量聚乙烯、聚苯乙烯-乙烯-丁烯三嵌段共聚物、聚乙烯醇、石墨 以及二硫化鉬；
[0006] 其中，按質(zhì)量比計(jì)，每100份超高分子量聚乙烯的情況下，聚苯乙烯-乙烯-丁烯 三嵌段共聚物為10~40份，聚乙烯醇2~5份，石墨2~10份，二硫化鉬1~5份。
[0007] 進(jìn)一步地，所述超高分子量聚乙烯為粉末狀物料，粒徑80~400微米，重均分子量 為 4X106~1X107;
[0008] 所述聚苯乙烯-乙烯-丁烯三嵌段共聚物為粉末狀物料，粒徑100~300微米，重 均分子量為1X1〇5~5X10 5;
[0009] 所述聚乙烯醇為粉末物料，粒徑80~150微米，重均分子量為IX105~6X10 5之 間；
[0010] 所述石墨顆粒粒徑在1~100微米；所述二硫化鉬粒徑在0. 5~30微米。
[0011] 進(jìn)一步地，復(fù)合材料的加工工藝包括以下步驟：
[0012] 將上述物料預(yù)混均勻，并置于軸承模具中；
[0013] 在15_30MPa條件下壓制成型，后放于烘箱中進(jìn)行燒結(jié)，燒結(jié)溫度180_220°C，燒結(jié) 時(shí)間10-120min，冷卻到室溫進(jìn)行脫模即得到本發(fā)明所述的低摩擦水潤滑高分子軸承復(fù)合 材料。
[0014] 本申請(qǐng)實(shí)施例中提供的一個(gè)或多個(gè)技術(shù)方案，至少具有如下技術(shù)效果或優(yōu)點(diǎn)：
[0015] 1、本申請(qǐng)實(shí)施例中提供的低摩擦水潤滑高分子軸承復(fù)合材料，保持超高分子量聚 乙烯材料優(yōu)異的耐水、耐化學(xué)介質(zhì)性能、低干摩擦系數(shù)、尺寸穩(wěn)定性好等性能特點(diǎn)的同時(shí)， 通過引入石墨和二硫化鉬進(jìn)一步降低了材料的干摩擦系數(shù)，提高了材料的耐干摩擦性能； 通過引入SEBS降低材料的硬度增加減振性能；通過引入聚乙烯醇，改善材料的親水性能， 降低水潤滑摩擦系數(shù)。
[0016] 2、本申請(qǐng)實(shí)施例中提供的低摩擦水潤滑高分子軸承復(fù)合材料，在每百份超高分子 量聚乙烯材料中，添加一定份數(shù)的聚苯乙烯-乙烯-丁烯三嵌段共聚物、聚乙烯醇、石墨以 及二硫化鉬，使得在保持超高分子量聚乙烯的低摩擦系數(shù)性能的同時(shí)，通過聚苯乙烯-乙 烯-丁烯三嵌段共聚物提升超高分子量聚乙烯材料的減振性能；通過聚乙烯醇作為親水介 質(zhì)，提升超高分子量聚乙烯的親水性，從而大大降低水潤摩擦系數(shù)；通過石墨和二硫化鉬的 混合物作為干潤滑劑，提升超高分子量聚乙烯的干潤滑性；從而整體上降低干摩擦和水潤 摩擦系數(shù)。
【具體實(shí)施方式】
[0017] 本申請(qǐng)實(shí)施例通過提供一種低摩擦水潤滑高分子軸承復(fù)合材料，解決了現(xiàn)有技術(shù) 中水潤軸承材料耐磨性能較差，減震性能差，親水性差從而整體潤滑性差的技術(shù)問題；達(dá)到 了提升潤滑性能，降低干摩擦和水潤滑摩擦系數(shù)的技術(shù)效果。
[0018] 為解決上述技術(shù)問題，本申請(qǐng)實(shí)施例提供技術(shù)方案的總體思路如下：
[0019] -種低摩擦水潤滑高分子軸承復(fù)合材料，其特征在于，包括：超高分子量聚乙烯、 聚苯乙烯-乙烯-丁烯三嵌段共聚物、聚乙烯醇、石墨以及二硫化鉬；
[0020] 其中，按質(zhì)量比計(jì)，每100份超高分子量聚乙烯的情況下，聚苯乙烯-乙烯-丁烯 三嵌段共聚物為10~40份，聚乙烯醇2~5份，石墨2~10份，二硫化鉬1~5份。
[0021] 通過上述內(nèi)容可以看出，保持超高分子量聚乙烯材料優(yōu)異的耐水、耐化學(xué)介質(zhì)性 能、低干摩擦系數(shù)、尺寸穩(wěn)定性好等性能特點(diǎn)的同時(shí)，通過引入石墨二硫化鉬進(jìn)一步降低了 材料的干摩擦系數(shù)，提高了材料的耐干摩擦性能；通過引入SEBS降低材料的硬度增加減振 性能；通過引入聚乙烯醇，改善材料的親水性能，降低水潤滑摩擦系數(shù)。
[0022] 為了更好的理解上述技術(shù)方案，下面將結(jié)合具體的實(shí)施方式對(duì)上述技術(shù)方案進(jìn)行 詳細(xì)說明，應(yīng)當(dāng)理解本發(fā)明實(shí)施例以及實(shí)施例中的具體特征是對(duì)本申請(qǐng)技術(shù)方案的詳細(xì)的 說明，而不是對(duì)本申請(qǐng)技術(shù)方案的限定，在不沖突的情況下，本申請(qǐng)實(shí)施例以及實(shí)施例中的 技術(shù)特征可以相互組合。
[0023] 本發(fā)明實(shí)施例提供的一種低摩擦水潤滑高分子軸承復(fù)合材料，其特征在于，包括： 超高分子量聚乙烯、聚苯乙烯-乙烯-丁烯三嵌段共聚物、聚乙烯醇、石墨以及二硫化鉬；
[0024] 其中，按質(zhì)量比計(jì)，每100份超高分子量聚乙烯的情況下，聚苯乙烯-乙烯-丁烯 三嵌段共聚物為10~40份，聚乙烯醇2~5份，石墨2~10份，二硫化鉬1~5份。
[0025] 所述超高分子量聚乙烯為粉末狀物料，粒徑80~400微米，重均分子量為 4X106~IX107;所述聚苯乙烯-乙烯-丁烯三嵌段共聚物為粉末狀物料，粒徑100~300 微米，重均分子量為IX1〇5~5X10 5;所述聚乙烯醇為粉末物料，粒徑80~150微米，重均 分子量為1X1〇5~6X10 5之間；所述石墨顆粒粒徑在1~100微米；所述二硫化鉬粒徑在 0. 5~30微米。通過顆粒結(jié)構(gòu)的預(yù)混合使得各物料間均勻接觸，充分提升超高分子量聚乙 烯的潤滑性能。
[0026] 通過材料的預(yù)混合，配以復(fù)合材料的加工工藝實(shí)現(xiàn)材料間的有機(jī)整合，從而實(shí)現(xiàn) 潤滑性能的提升；包括以下步驟：
[0027] 將上述物料預(yù)混均勻，并置于軸承模具中；
[0028] 在15_30MPa條件下壓制成型，后放于烘箱中進(jìn)行燒結(jié)，燒結(jié)溫度180_220°C，燒結(jié) 時(shí)間10-120min，冷卻到室溫進(jìn)行脫模即得到本發(fā)明所述的低摩擦水潤滑高分子軸承復(fù)合 材料。
[0029] 下面將通過分別介紹物料的實(shí)際組成方案說明本發(fā)明。
[0030]實(shí)例1
[0031] 按重量稱取分子量為400萬，粒徑為120微米的超尚分子量聚乙稀粉末100份、 分子量為10萬，粒徑為100微米聚苯乙烯-乙烯-丁烯三嵌段共聚物10份、分子量為15 萬，粒徑為80微米的聚乙稀醇2