[發明專利]船舶艉軸承用固-液協同潤滑降噪高分子復合材料

有效

• 申請號: 202210704438.2
• 申請日: 2022-06-21
• 公開（公告）號: CN115366508B
• 公開（公告）日: 2023-06-02
• 發明（設計）人: 楊雪;何琳;帥長庚
• 申請（專利權）人: 中國人民解放軍海軍工程大學
• 主分類號: B32B27/28
• 分類號: B32B27/28;B32B27/08;B32B27/02;B32B27/32;B32B27/30;C08L29/10;C08L27/18;C08K9/00;C08K3/04;C08J5/18
• 代理公司: 武漢開元知識產權代理有限公司 42104
• 代理人: 涂潔

本發明公開了一種船舶艉軸承用降噪高分子復合材料，解決了現有軸承用降噪高分子復合材料在啟動和停車時有異常摩擦噪音。技術方案為先將全氟醚橡膠、四氟乙烯?全氟烷氧基乙烯基醚共聚物、納米氟化石墨烯、納米聚四氟乙烯在密煉機中進行共混，在開煉機中混煉出膠片；將聚偏氟乙烯、可溶性聚四氟乙烯、硅油和桐油經靜電紡絲方法加工成纖維膜；最后將膠片和纖維膜交錯疊放，在開煉機上進行多次層壓得到復合膠片；最后放入模具中硫化成型，得到潤滑降噪高分子復合材料。本發明材料用于船舶艉軸承，可消除異常摩擦振動和噪聲，尤其是在啟動和停車在內的任何轉速下無異常摩擦噪聲、適應船舶使用要求的低噪聲、低摩擦系數、低磨損、長壽命。

技術領域

本發明涉及船舶制造領域，具體的說是一種船舶艉軸承用固-液協同潤滑降噪高分子復合材料。

背景技術

船舶艉軸承的潤滑主要采用水潤滑，而水潤滑艉軸承的關鍵技術是軸承材料的選取。水潤滑軸承常采用的材料有：各種金屬合金、陶瓷、工程塑料以及橡膠，其中金屬合金及陶瓷因不符合減振降噪要求而使其應用受到限制。很多工程塑料都具有較好的自潤滑性能，如聚四氟乙烯(PTFE)、超高分子量聚乙烯(UHMWPE)、聚酰亞胺(PI)，但其減振降噪性能還不夠理想,單獨使用不能滿足低噪聲的要求。橡膠具有優異的減振降噪性能，常被作為水潤滑軸承使用，在完全水潤滑條件下，其具有極低的摩擦系數，無異常摩擦噪聲，然而在干摩擦或邊界水潤滑時(這種狀態在低速航行工況時經常出現)，其摩擦系數及磨耗量均快速增大，當在此工作狀態持續時間較長時，往往會因摩擦生熱而引起燒焦現象，導致材料被破壞，從而使船舶艉部出現異常噪聲問題和降低船舶軸系安全性。專利CN201110271115.0公開了一種船舶艉軸承用低噪聲納米/高分子復合材料，由基體和自潤滑組分經混合壓片、硫化而成。基體為丁腈橡膠、超高分子量聚乙烯和聚四氟乙烯混合物；自潤滑組分為納米石墨、納米二硫化鉬、短切聚四氟乙烯纖維、碳纖維及碳納米管的混合物；自潤滑組分/基體的重量比為5～15％。制備方法是將自潤滑組分進行表面改性處理，加入到基體混合物中進行預混，預混后再加入過氧化二異丙苯和異丁烯酸甲酯復合硫化劑進行混合，混合均勻后出片模壓硫化成型。采用上述方法制備的納米/高分子復合材料是一種低噪聲、低摩擦系數、低磨損、長壽命的船舶艉軸承用納米/高分子復合材料，可有效降低船舶艉部噪聲，提高軸系安全性。該技術填補了船舶軸承降噪材料領域的空白，但申請人發現，使用該高分子材料的船舶艉軸承雖然在運行時有明顯的降噪效果，但在啟動、停車過程中卻常常產生異常摩擦噪聲，分析原因可能是因為在啟動、停車過程中，潤滑水膜難易建立，使軸和軸承界面直接接觸，從而導致軸承異常磨損和異常摩擦噪聲。該技術問題難以通過局部結構改進來解決，仍存在進一步設計材料配方的迫切需求。

發明內容

本發明的目的是為了解決上述技術問題，提供一種固-液協同潤滑降噪高分子復合材料，采用該材料制造的船舶艉軸承在任何轉速下，包括啟動和停車在內的任何轉速下無異常摩擦噪聲、適應船舶使用要求的無摩擦噪聲、低摩擦系數、低磨損、長壽命的船舶艉軸承用降噪高分子復合材料。

本發明的方法為：

一)將全氟醚橡膠40-60重量份、四氟乙烯-全氟烷氧基乙烯基醚共聚物40-60重量份、納米氟化石墨烯10-20重量份、納米聚四氟乙烯10-20重量份在密煉機中進行共混，然后在開煉機中混煉出膠片；

二)將聚偏氟乙烯5-16重量份、可溶性聚四氟乙烯5-18重量份、硅油1-10重量份和桐油1-10重量份經靜電紡絲方法加工成纖維膜；

三)將步驟一)得到的膠片和步驟二)得到的纖維膜交錯疊放，在開煉機上進行多次層壓得到復合膠片；

四)將復合膠片放入模具中硫化成型，得到潤滑降噪高分子復合材料。