[发明专利]一种低摩擦水润滑高分子轴承复合材料

说明书

技术领域

本发明涉及复合材料技术领域，特别涉及一种低摩擦水润滑高分子轴承复合材料。

背景技术

水润滑轴承采用水作为润滑剂与传统的油润滑轴承相比，具有环境友好、结构简单、摩擦系数低、安全性能高等优点，被广泛应用于船舶、舰艇、海洋工程、水泵、水轮机等领域。

水润滑轴承最早采用铁梨木，随着资源枯竭，逐渐出现了橡胶、纤维增强酚醛树脂、尼龙、聚四氟乙烯、超高分子量聚乙烯、聚醚砜、聚醚醚酮、聚酰亚胺等合成高分子替代材料。在所有的高分子材料中，橡胶材料的特殊弹性行为，保证了其优异的减振性能和对轴不对中的自适应特性，但橡胶材料的干摩擦系数大，自润滑性能差，一旦发生断水，特别容易发生轴承烧坏现象。聚四氟乙烯材料具有最底的干摩擦系数，但其耐磨性能较差一般不作为轴承材料使用。超高分子量聚乙烯的干摩擦系数仅次于聚四氟乙烯，但耐磨性能比聚四氟乙烯高1个数量级，但如其他高分子材料一样，超高分子量聚乙烯材料减振性能不如橡胶材料，并且亲水性能差，具有较高的水润滑摩擦系数，限制了其在水润滑轴承领域的应用。

发明内容

本发明提供一种低摩擦水润滑高分子轴承复合材料，解决了现有技术中水润轴承材料耐磨性能较差，减震性能差，亲水性差从而整体润滑性差的技术问题；达到了提升润滑性能，降低干摩擦和水润滑摩擦系数的技术效果。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种低摩擦水润滑高分子轴承复合材料，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、石墨以及二硫化钼；

其中，按质量比计，每100份超高分子量聚乙烯的情况下，聚苯乙烯-乙烯-丁烯三嵌段共聚物为10～40份，聚乙烯醇2～5份，石墨2～10份，二硫化钼1～5份。

进一步地，所述超高分子量聚乙烯为粉末状物料，粒径80～400微米，重均分子量为4×10⁶～1×10⁷；

所述聚苯乙烯-乙烯-丁烯三嵌段共聚物为粉末状物料，粒径100～300微米，重均分子量为1×10⁵～5×10⁵；

所述聚乙烯醇为粉末物料，粒径80～150微米，重均分子量为1×10⁵～6×10⁵之间；

所述石墨颗粒粒径在1～100微米；所述二硫化钼粒径在0.5～30微米。

进一步地，复合材料的加工工艺包括以下步骤：

将上述物料预混均匀，并置于轴承模具中；

在15-30MPa条件下压制成型，后放于烘箱中进行烧结，烧结温度180-220℃，烧结时间10-120min，冷却到室温进行脱模即得到本发明所述的低摩擦水润滑高分子轴承复合材料。

本申请实施例中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：

1、本申请实施例中提供的低摩擦水润滑高分子轴承复合材料，保持超高分子量聚乙烯材料优异的耐水、耐化学介质性能、低干摩擦系数、尺寸稳定性好等性能特点的同时，通过引入石墨和二硫化钼进一步降低了材料的干摩擦系数，提高了材料的耐干摩擦性能；通过引入SEBS降低材料的硬度增加减振性能；通过引入聚乙烯醇，改善材料的亲水性能，降低水润滑摩擦系数。

2、本申请实施例中提供的低摩擦水润滑高分子轴承复合材料，在每百份超高分子量聚乙烯材料中，添加一定份数的聚苯乙烯-乙烯-丁烯三嵌段共聚物、聚乙烯醇、石墨以及二硫化钼，使得在保持超高分子量聚乙烯的低摩擦系数性能的同时，通过聚苯乙烯-乙烯-丁烯三嵌段共聚物提升超高分子量聚乙烯材料的减振性能；通过聚乙烯醇作为亲水介质，提升超高分子量聚乙烯的亲水性，从而大大降低水润摩擦系数；通过石墨和二硫化钼的混合物作为干润滑剂，提升超高分子量聚乙烯的干润滑性；从而整体上降低干摩擦和水润摩擦系数。

具体实施方式

本申请实施例通过提供一种低摩擦水润滑高分子轴承复合材料，解决了现有技术中水润轴承材料耐磨性能较差，减震性能差，亲水性差从而整体润滑性差的技术问题；达到了提升润滑性能，降低干摩擦和水润滑摩擦系数的技术效果。

为解决上述技术问题，本申请实施例提供技术方案的总体思路如下：

一种低摩擦水润滑高分子轴承复合材料，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、石墨以及二硫化钼；