以uhmwpe作为基体的多孔含油润滑材料的制备方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及润滑材料技术领域，具体的说是一种以热塑性UHMWPE作为基体的多孔含油润滑材料的制备方法和用途。
【背景技术】
[0002]随着社会的不断发展，人们对社会产品质量的要求也越来越高，这也对工业以及生活用品生产提出了更高的标准，由此，掀起了工业革命，工业革命也带动了设备的技术升级。生产设备的磨损问题也随之而来，润滑的效果决定了设备的使用寿命。
[0003]摩擦副在机械设备中有广泛的应用，摩擦副的润滑效果是设备使用寿命的重要影响因素。纺织机械、机器人、航天航空、印刷设备等对环境要求较苛刻，同时实现摩擦副的长寿命至关重要。
[0004]机械设备中摩擦副的润滑效果直接影响设备的使用寿命和产品质量。纺织设备、印刷设备等体积较大，内部构造复杂且可用空间较小，尤其对内部有杆连接的摩擦部件实现其良好润滑是困扰各大厂家的一道难题。目前，常用的润滑解决方案有:定期对机械设备进行人工润滑油脂的加注或设计供油系统。以上两种润滑方式使用比较普遍，但也存在很大的问题:第一，定期地加注润滑油脂比较繁琐，而且会增大设备的维护成本;第二，对于一些特殊的部位难以直接加注润滑油脂;第三，油量过多时，易吸附灰尘，或者出现滴漏现象，影响设备使用寿命，污染在制产品；第四，在机械设备工作中，温度升高会使润滑油脂粘度降低，致使润滑油脂出现滴漏现象，造成设备环境以及在制品的污染;第五，设计供油系统会很大程度增加设计难度及生产成本;第六，机械设备对环境要求较高等苛刻条件下，由于润滑油脂加注量较少，便很难实现长寿命的要求;第七，对于对使用环境要求较高的精密设备，常用的润滑油脂在使用过程中造成的滴漏，会使设备精度降低。
[0005]在上述情况下，多孔含油自润滑材料的出现解决了一部分上述问题，但是，现有的多孔含油自润滑材料由于自身性能的限制，其内部微孔量和微孔的均匀度都不能实现均一保证，自润滑材料本身强度较低以及与基体的结合力较差，会降低材料的强度、韧性和耐磨性。同时，多孔含油自润滑材料对于摩擦部件需要大量润滑油进行持续润滑的问题依旧不能解决。
[0006]同时，目前国内某些专利涉及到一种热塑性聚酰亚胺多孔材料的制备方法，由于市面上聚酰亚胺的价格昂贵达到1500元/Kg左右，是超高分子量聚乙烯基材的50倍左右，因此聚酰亚胺多孔材料在民用市场很难得到推广及应用。
【发明内容】
[0007]本发明的目的为:通过简单的制备工艺制备一种内部具有丰富的多孔结构，能够在工作状态下连续稳定地提供润滑油，并兼具耐磨损、抗冲击、耐化学腐蚀、耐低温等优异性能的多孔含油润滑材料，并用该材料对摩擦副进行持续供油。
[0008]为实现上述技术目的，本发明所采用的技术方案为:以UHMWPE作为基体的多孔含油润滑材料的制备方法，包括以下步骤:
步骤一、按重量份数，依次取UHMWPE70-90份、聚四氟乙烯1-20份和固体润滑剂1-1 O份，充分搅拌后，得到复合粉料；
步骤二、将步骤一制得的复合粉料装入模具中，并将模具置于2Mpa压力下预压制，保压Imin后卸压，再于l-15Mpa压力下进行压制成型，然后，将成型物(含模具)放入烧结炉内，控制烧结炉内温度以5?15 °C /mi η的升温速率升温至110?140 °C，之后，再以I?1 °C /min的升温速率升温至230~300°C，保温100-150min，之后，取出、自然冷却至室温、并进行脱模，得到多孔材料；
步骤三、将步骤二制得的多孔材料置于真空度为0.05-0.1Mpa的真空干燥箱内盛有润滑油的容器中，控制真空干燥箱内温度升高至50-100°C进行真空浸渍润滑油8-24h，取出即得以UHMffPE作为基体的多孔含油润滑材料。
[0009]在步骤一中，所述的固体润滑剂为二硫化钼或石墨中的至少一种。
[0010]所述步骤三中，真空浸油处理的温度为80°C。
[0011]利用以UHMWPE作为基体的多孔含油润滑材料进行摩擦副润滑的方法，包括将多孔含油润滑材料裁切成润滑型材的步骤和将润滑型材通过固定辅件设置为与待润滑的摩擦副呈部分接触结构的步骤;通过润滑型材和摩擦副之间的摩擦接触为摩擦副进行持续供油。
[0012]对以UHMWPE作为基体的多孔含油润滑材料进行再充油的方法，包括将多孔含油润滑材料通过供油介质与补给油池连接的步骤，该步骤中，补给油池通过供油介质将其内存储的润滑油补给给多孔含油润滑材料。
[0013]所述的供油介质为由阀门控制的管道、海绵体或由多孔含油材料制成的供油通道中的任意一种。
[0014]有益效果:
1、本发明制备的多孔含油润滑材料，由于其内部丰富的多孔结构，能够吸附并储存润滑油，在工作状态时能够在温度和压力的作用下连续稳定地提供润滑油，从而可以保证设备长时间不更换润滑油，也依然具有优异的润滑性能。同时，也不会出现油量过多吸附灰尘或者滴油等现象。在一定程度上，延长了设备的使用寿命，避免了设备及在制产品的污染。
[0015]2、本发明的制备工艺操作简单，成本低廉，实用性强。使用基料先混合并压制成型，再烧结的方式，使成品内部具有更大的比表面积，能够在后续的浸油过程中通过自身内部微孔储存更多的润滑油。其采用的主基料热塑性超高分子量聚乙烯的价格仅为热塑性聚酰亚胺的1/50左右，能够更好的满足民用市场需求，可广泛适用于精密设备部件润滑、齿轮润滑、链条润滑等对环境和寿命要求苛刻的领域。
[0016]3、本发明在基材中加入了适量的二硫化钼和石墨作为固体润滑剂，固体润滑剂自身具有的较低的摩擦系数，可使多孔含油润滑材料具有一定的抗磨耐压能力。其次，由于二硫化钼本身具有自润滑性能，其粒子分散在两种材料的基体中可以充当刚硬支撑点的作用，在材料与对偶面的摩擦过程中可以阻止硬质粒子的嵌入和磨削，从而提高了材料的耐磨性能。另外其还具有一定的导热性能，可以避免多孔含油润滑材料在使用过程中的局部温度升高，有利于材料内部储存的润滑油的均匀扩散，延长使用寿命。同时，由于固体润滑剂的熔点与超高分子量聚乙烯黏流温度相差较大，在其作为助剂参与多孔含油润滑材料的基体材料混合成型过程中，当温度升高一定温度后，固体润滑剂能够在材料内部形成不同的形态，影响聚乙烯分子链之间作用力，打扰了聚乙烯分子链正常的相互缠结，改变材料内部原来分子链的排列与堆砌结构。使多孔含油材料的聚集态结构发生变化，呈均匀排布，促使分子链间产生较大空隙，在没有较大外界作用力情况下，材料内部分子链结构非原态排列，形成了较多的孔结构。
[0017]4、本发明的制备工艺在压制过程中先对其进行小压力压制，卸压后，再次加压。可使模具中的材料上下端受压均匀，以保证材料内部密度相同，解决材料因密度不一致而影响材料的耐冲击、耐压性、抗冻性、保温性、自润滑性、抗结垢性、耐应力开裂性等性能问题。同时材料内部均一的密度也可以促使内部孔经均匀，分布更加规律，提高材料的储油锁油能力。<