[發明專利]一種UHMWPE/氟化石墨/HNBR納米復合材料及其制備方法

在審

• 申請號: 202110460112.5
• 申請日: 2021-04-27
• 公開（公告）號: CN113174095A
• 公開（公告）日: 2021-07-27
• 發明（設計）人: 周廣武;吳克鵬;蒲偉;周青華;譙進生
• 申請（專利權）人: 四川大學
• 主分類號: C08L15/00
• 分類號: C08L15/00;C08L23/06;C08K13/02;C08K3/16
• 代理公司: 成都正華專利代理事務所(普通合伙) 51229
• 代理人: 李蕊

本發明公開了一種UHMWPE/氟化石墨/HNBR納米復合材料及其制備方法，屬于機械工程材料領域，該復合材料包括以下質量份的原料：100份HNBR、0.5～1.2份硬脂酸、1～8份氧化鋅、0.5～4份防老劑、10～60份炭黑、2～10份硫化劑、1～9份硫化促進劑、0.5～5份UHMWPE和0.2～5.5份氟化石墨；本發明采用溶液共混母膠法制備UHMWPE/氟化石墨/HNBR納米復合材料，通過添加UHMWPE、氟化石墨和其他組分的協同作用，可解決現有技術中水潤滑橡膠軸承摩擦系數大、磨損嚴重等問題。

技術領域

本發明涉及機械工程材料領域，具體涉及到一種UHMWPE/氟化石墨/HNBR納米復合材料及其制備方法。

背景技術

船舶尾軸屬于懸伸布置，本身受力不均勻，且啟停以及航行在含砂較多的水域時工作情況異常惡劣，水潤滑軸承通常處于混合潤滑狀態，軸承的偏心往往也會加劇摩擦，惡化潤滑狀態，此外水的粘度低，潤滑膜承載能力弱，很容易產生嚴重的摩擦和黏著磨損，對軸承材料的耐磨性、拉伸強度、承載能力以及水潤滑摩擦系數有較高的要求。

1966年至20世紀70年代初，人們廣泛研究了許多不同合成彈性體化合物軸承材料的摩擦磨損性能。結果表明，丁腈橡膠(NBR)仍然是最佳的軸承彈性體材料，對丁腈橡膠分子鏈上的不飽和雙鍵進行部分加氫生成飽和的碳碳單鍵便是氫化丁腈橡膠(HNBR)。HNBR具有比NBR更優異的力學性能，廣泛應用于汽車、航空航天、空調和油氣開發等行業，但HNBR在水潤滑軸承材料中的應用以及改性研究較少，主要原因在于HNBR的價格比NBR高出很多，短時間內難以大量普及，但隨著國內HNBR產能的不斷提升，對進口HNBR的依賴將逐漸減少，價格也將逐漸下降，HNBR將成為水潤滑橡膠軸承材料的最佳替代者之一。但目前國內外針對HNBR水潤滑軸承納米填料減摩降磨改性研究卻鮮有報道。鑒于此，提供一種UHMWPE/氟化石墨/HNBR納米復合材料及其制備方法也就顯得十分的有意義。

發明內容

針對上述的不足或缺陷，本發明的目的是提供一種UHMWPE/氟化石墨/HNBR納米復合材料及其制備方法，可有效解決現有技術中存在水潤滑橡膠軸承摩擦系數大和磨損嚴重的問題。

為達上述目的，本發明采取如下的技術方案：

本發明提供一種UHMWPE/氟化石墨/HNBR納米復合材料，包括以下質量份的原料：100份HNBR、0.5～1.2份硬脂酸、1～8份氧化鋅、0.5～4份防老劑、10～60份炭黑、2～10份硫化劑、1～9份硫化促進劑、0.5～5份UHMWPE和0.2～5.5份氟化石墨。

進一步地，一種UHMWPE/氟化石墨/HNBR納米復合材料，包括以下質量份的原料：100份HNBR、0.5～1.2份硬脂酸、1～8份氧化鋅、0.5～4份防老劑、10～60份炭黑、2～10份硫化劑、1～9份硫化促進劑、1份UHMWPE和4份氟化石墨。

進一步地，一種UHMWPE/氟化石墨/HNBR納米復合材料，包括以下質量份的原料：100份HNBR、1份硬脂酸、5份氧化鋅、4份防老劑、50份炭黑、7份硫化劑、8份硫化促進劑、1份UHMWPE和4份氟化石墨。

進一步地，防老劑為防老劑445、防老劑ZMTI、防老劑4010和防老劑264中的一種或幾種。

進一步地，硫化劑為無味DCP和硫化劑DTDC中的一種或兩種。

進一步地，硫化促進劑為硫化促進劑GR、硫化促進劑TT、硫化促進劑TMTD和硫化促進劑M中的一種或幾種。

進一步地，UHMWPE(超高分子量聚乙烯)的分子量為350～380萬g/mol。

本發明中HNBR(氫化丁腈橡膠)并無特殊限定，可直接購買或通過如乙烯一丙烯腈共聚法、NBR溶液加氫法和NBR乳液加氫法等常規方法制備；硬脂酸、氧化鋅、炭黑和氟化石墨無特殊限定，可直接購買。