专利名称：水润滑轴承用超高分子量聚乙烯复合材料的制作方法
技术领域：
本发明属 于高分子复合材料领域，具体涉及ー种水润滑轴承用超高分子量聚こ烯复合材料。
背景技术：
舰船螺旋桨轴承主要有水润滑和油润滑两种方式，其中水润滑轴承与油润滑轴承相比具有无污染、耗能小、摩擦系数低、价格低廉等优势，因此在舰船上得到了广泛地应用。水润滑轴承由轴承外套和轴承面层组成，轴承外套多采用耐腐蚀的黄铜制备，轴承面层多采用高分子材料制备。其中橡胶和聚氨酯由于性能优异应用较为广泛，然而在实际使用过程发现，在缺水等干摩擦エ况下，材料摩擦性能极具恶化，极易出现抱轴和轴承烧焦现象。因此，应用轴承的材料需要具有自润滑性能，以适应干摩擦エ况。聚四氟こ烯和超高分子量聚こ烯是已知的自润滑性能最好的高分子材料，聚四氟こ烯在干摩擦エ况下耐磨性能较差，因此不适合作为轴承材料使用。超高分子量聚こ烯具有较好的耐磨性能，但在水润滑エ况下，难以形成完全水润滑，水润滑摩擦系数较大。专利CN103217公开了ー种摩擦材料的超高分子量聚こ烯复合材料，由超高分子量聚こ烯、丁苯橡胶、炭黑以及各种配合剂组成，该材料以提高材料的摩擦系数为目的，主要用于摩擦盘增速轮。专利CN101480856A公开了ー种超高分子量聚こ烯和橡胶梯度复合材料及其制备方法，该专利通过多层梯度复合消除了材料相间界面，从而提高材料的摩擦系数，可以作为增摩材料使用。其技术路线和发明目的与本发明完全不同。有鉴于此，本发明将公开ー种适合于水润滑轴承使用的超高分子量聚こ烯复合材料。
发明内容
本发明为了解决现有技术中以超高分子量聚こ烯作为轴承材料，在水润滑エ况下难以形成完全水润滑，水润滑摩擦系数较大的问题，而提供了一种水润滑轴承用超高分子量聚こ烯复合材料。本发明目的在于提供一种水润滑轴承用超高分子量聚こ烯复合材料，所述超高分子量聚こ烯复合材料以重量份计的组成为100份超高分子量聚こ烯，10 50份丁腈橡胶，10 40份自润滑剤，O. 5 5份氧化锌，O. I I份硬脂酸，O. I 3份交联剂，O. 2 3份抗氧剂。所述的丁腈橡胶优选为30 50份；所述的超闻分子量聚こ烯的重均分子量为300万 800万,优选超闻分子量聚こ烯的重均分子量为800万；所述的丁腈橡胶为普通丁腈橡胶、氢化丁腈橡胶或羧基丁腈橡胶，优选为羧基丁腈橡胶；所述的自润滑剂为石墨、ニ硫化钥中的ー种或两种；
所述的交联剂为1，4-双-(2-叔丁基过氧化异丙基)苯或过氧化ニ异丙苯；所述的抗氧剂为β_ (3，5-ニ叔丁基-4-羟基苯基)丙酸十八碳醇酷、1，1，3-三(2-甲基-4-羟基-5-叔丁苯基)丁烷、三(2，4- ニ叔丁基苯基)亚磷酸酷、2-巯基苯并咪唑或2，2，4-三甲基-1，2- ニ氢喹啉聚合物中的两种或两种以上。本发明ー种水润滑轴承用超高分子量聚こ烯复合材料的制备方法，将上述组分在密炼机中于120°C 140°C，密炼混合均匀后，于170 190°C，模压成型即可得到超高分子量聚こ烯复合材料。本发明的有益效果是本发明的超高分子量聚こ烯复合材料在保持超高分子量聚こ烯自润滑性、耐磨性能的优点的同时，通过引入自润滑剂进ー步提高其耐磨性能；通过引入橡胶组分，在改善其水润滑摩擦性能的同时还提高了材料的柔韧性，抗冲击性，减振性；并且由摩擦系数测试实 验结果可知，本发明的超高分子量聚こ烯复合材料的水润滑摩擦系数与超高分子量聚こ烯相比要小很多，适合作为水润滑轴承材料使用。
具体实施例方式为了更好的理解本发明，下面结合实施例进ー步阐明本发明的内容，但本发明的内容不仅仅局限于下面的实施例。实施例I分别取分子量是300万的超高分子量聚こ烯100份，普通丁腈橡胶30份，石墨10份，ニ硫化钥10份，氧化锌I. 5份，硬脂酸O. 3份，过氧化ニ异丙苯I份，β - (3，5- ニ叔丁基-4-羟基苯基)丙酸十八碳醇酯O. I份，2，2，4-三甲基-1，2-ニ氢喹啉聚合物O. I份，将上述组分在密炼机中于120°C混合均匀，然后将混合物置于模具中，于170°C模压成型，SP得到本发明所述超高分子量聚こ烯复合材料。实施例2分别取分子量是500万的超高分子量聚こ烯100份，氢化丁腈橡胶10份，石墨40份，氧化锌I. O份，硬脂酸O. 3份，1，4-双-(2-叔丁基过氧化异丙基)苯O. I份，β-(3, 5-ニ叔丁基-4-羟基苯基)丙酸十八碳醇酯O. 2份，I, I, 3-三(2-甲基-4-羟基-5-叔丁苯基)丁烷O. 3份，2，2，4-三甲基-1，2- ニ氢喹啉聚合物O. 2份，将上述组分在密炼机中于140°C混合均匀，然后将混合物置于模具中，于190°C模压成型，即得到本发明所述超高分子量聚こ烯复合材料。实施例3分别取分子量是800万的超高分子量聚こ烯100份，羧基丁腈橡胶50份，ニ硫化钥10份，氧化锌5份，硬脂酸I份，1，4-双-(2-叔丁基过氧化异丙基)苯3份，三(2，4-ニ叔丁基苯基)亚磷酸酯I份，I, I, 3-三(2-甲基-4-羟基-5-叔丁苯基)丁烷I份，2，2，4-三甲基-1，2- ニ氢喹啉聚合物I份，将上述组分在密炼机中于130°C混合均匀，然后将混合物置于模具中，于180°C模压成型，即得到本发明所述超高分子量聚こ烯复合材料。实施例4分别取分子量是800万的超高分子量聚こ烯100份，氢化丁腈橡胶30份，ニ硫化钥10份，石墨20份，氧化锌3份，硬脂酸O. 5份，过氧化ニ异丙苯2份，2-巯基苯并咪唑O. 2份，1，1,3-三(2-甲基-4-羟基-5-叔丁苯基)丁烷O. 2份，2，2，4-三甲基-1,2-ニ氢喹啉聚合物O. 5份，将上述组分在密炼机中于140°C混合均匀，然后将混合物置于模具中，于190°C模压成型，即得到本发明所述超高分子量聚こ烯复合材料。实施例5分别取分子量是500万的超高分子量聚こ烯100份，普通丁腈橡胶40份，ニ硫化钥15份，石墨15份，氧化锌2份，硬脂酸O. 5份，过氧化ニ异丙苯2份，2-巯基苯并咪唑O. 2份，1，1,3-三(2-甲基-4-羟基-5-叔丁苯基)丁烷，O. 2份，2，2，4-三甲基-1,2-ニ氢喹啉聚合物O. 5份，将上述组分在密炼机中于120°C混合均匀，然后将混合物置于模具中，于170°C模压成型，即得到本发明所述超高分子量聚こ烯复合材料。实施例6
摩擦系数测试实验在MRH-3A型高速环块摩擦试验机上对本发明实施例1_6制备的超高分子量聚こ烯复合材料摩擦系数进行测试，同时与纯的超高分子量聚こ烯和丁腈橡胶进行对比。测试条件是载荷66N，转速210rpm，温度23±2°C，结果如表I所示。表I摩擦系数测试结果
—样品__干摩擦系数__水润滑摩擦系数_
—实施例 I__0.28__0.05 _
实施例20.220.05
实施例30.520.03
_ 实施例 4__0.30__0.04_
实施例50.370.04
超高分了量
0.140.1
聚乙烯
丁腈橡胶 1_1.1I0.02_由表I可以看出本发明得到的超高分子量聚こ烯复合材料的水润滑摩擦系数与超高分子量聚こ烯相比小的多，具有良好水润滑性能，并且具有良好的干摩擦性能。
权利要求
1.水润滑轴承用超高分子量聚乙烯复合材料，其特征在于，所述复合材料以重量份计的组成为100份超高分子量聚乙烯，10 50份丁腈橡胶，10 40份自润滑剂，O. 5 5份氧化锌，O. I I份硬脂酸，O. I 3份交联剂，O. 2 3份抗氧剂。
2.根据权利要求I所述的水润滑轴承用超高分子量聚乙烯复合材料，其特征在于，所述的丁腈橡胶为30 50份。
3.根据权利要求I所述的水润滑轴承用超高分子量聚乙烯复合材料，其特征在于，所述的超闻分子量聚乙烯的重均分子量为300万 800万。
4.根据权利要求3所述的水润滑轴承用超高分子量聚乙烯复合材料，其特征在于，所述的超高分子量聚乙烯的重均分子量为800万。
5.根据权利要求I所述的水润滑轴承用超高分子量聚乙烯复合材料，其特征在于，所述的丁腈橡胶为普通丁腈橡胶、氢化丁腈橡胶或羧基丁腈橡胶。
6.根据权利要求5所述的水润滑轴承用超高分子量聚乙烯复合材料，其特征在于，所述的丁腈橡胶为羧基丁腈橡胶。
7.根据权利要求I所述的水润滑轴承用超高分子量聚乙烯复合材料，其特征在于，所述的自润滑剂为石墨、二硫化钥中的一种或两种。
8.根据权利要求I所述的水润滑轴承用超高分子量聚乙烯复合材料，其特征在于，所述的交联剂为1，4-双-(2-叔丁基过氧化异丙基)苯或过氧化二异丙苯。
9.根据权利要求I所述的水润滑轴承用超高分子量聚乙烯复合材料，其特征在于，所述的抗氧剂为β _(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸十八碳醇酯、1，1，3-三(2-甲基-4-羟基-5-叔丁苯基)丁烷、三(2，4- 二叔丁基苯基)亚磷酸酯、2-巯基苯并咪唑或.2，2，4-三甲基-1，2- 二氢喹啉聚合物中的两种或两种以上。
全文摘要
本发明提供一种水润滑轴承用超高分子量聚乙烯复合材料，属于高分子复合材料领域。解决现有技术中以超高分子量聚乙烯作为轴承材料，在水润滑工况下难以形成完全水润滑，水润滑摩擦系数较大的问题。该复合材料以重量份计是由100份超高分子量聚乙烯，10～50份丁腈橡胶，10～40份自润滑剂，0.5～5份氧化锌，0.1～1份硬脂酸，0.1～3份交联剂，0.2～3份抗氧剂共混交联制得。此种复合材料具有良好的干摩擦和水润滑性能，适合作为舰船用水润滑轴承材料使用。
文档编号C08K5/14GK102660066SQ201210140470
公开日2012年9月12日 申请日期2012年5月8日 优先权日2012年5月8日
发明者刘佳, 杨小牛, 郇彦 申请人:中国科学院长春应用化学研究所