[發明專利]一種低摩擦水潤滑高分子軸承復合材料

在審

• 申請號: 201510888962.X
• 申請日: 2015-12-04
• 公開（公告）號: CN105419049A
• 公開（公告）日: 2016-03-23
• 發明（設計）人: 王才宏;胡宏杰;黃曉黎;陳就;劉忠毅;郇彥;楊小牛
• 申請（專利權）人: 武漢武船機電設備有限責任公司
• 主分類號: C08L23/06
• 分類號: C08L23/06;C08L53/00;C08L29/04;C08K3/04;C08K3/30;B29C69/02;B29L31/04
• 代理公司: 北京華沛德權律師事務所 11302
• 代理人: 房德權

技術領域

本發明涉及復合材料技術領域，特別涉及一種低摩擦水潤滑高分子軸承復合材料。

背景技術

水潤滑軸承采用水作為潤滑劑與傳統的油潤滑軸承相比，具有環境友好、結構簡單、摩擦系數低、安全性能高等優點，被廣泛應用于船舶、艦艇、海洋工程、水泵、水輪機等領域。

水潤滑軸承最早采用鐵梨木，隨著資源枯竭，逐漸出現了橡膠、纖維增強酚醛樹脂、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，保證了其優異的減振性能和對軸不對中的自適應特性，但橡膠材料的干摩擦系數大，自潤滑性能差，一旦發生斷水，特別容易發生軸承燒壞現象。聚四氟乙烯材料具有最底的干摩擦系數，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僅次于聚四氟乙烯，但耐磨性能比聚四氟乙烯高1個數量級，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，限制了其在水潤滑軸承領域的應用。

發明內容

本發明提供一種低摩擦水潤滑高分子軸承復合材料，解決了現有技術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問題；達到了提升潤滑性能，降低干摩擦和水潤滑摩擦系數的技術效果。

為解決上述技術問題，本發明提供了一種低摩擦水潤滑高分子軸承復合材料，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；

其中，按質量比計，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。

進一步地，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4×10⁶～1×10⁷；

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1×10⁵～5×10⁵；

所述聚乙烯醇為粉末物料，粒徑80～150微米，重均分子量為1×10⁵～6×10⁵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。

進一步地，復合材料的加工工藝包括以下步驟：

將上述物料預混均勻，并置于軸承模具中；

在15-30MPa條件下壓制成型，后放于烘箱中進行燒結，燒結溫度180-220℃，燒結時間10-120min，冷卻到室溫進行脫模即得到本發明所述的低摩擦水潤滑高分子軸承復合材料。

本申請實施例中提供的一個或多個技術方案，至少具有如下技術效果或優點：

1、本申請實施例中提供的低摩擦水潤滑高分子軸承復合材料，保持超高分子量聚乙烯材料優異的耐水、耐化學介質性能、低干摩擦系數、尺寸穩定性好等性能特點的同時，通過引入石墨和二硫化鉬進一步降低了材料的干摩擦系數，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。

2、本申請實施例中提供的低摩擦水潤滑高分子軸承復合材料，在每百份超高分子量聚乙烯材料中，添加一定份數的聚苯乙烯-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性能的同時，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，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；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。

具體實施方式

本申請實施例通過提供一種低摩擦水潤滑高分子軸承復合材料，解決了現有技術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問題；達到了提升潤滑性能，降低干摩擦和水潤滑摩擦系數的技術效果。

為解決上述技術問題，本申請實施例提供技術方案的總體思路如下：

一種低摩擦水潤滑高分子軸承復合材料，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；