一種耐磨自潤滑襯墊的制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種耐磨自潤滑襯墊的制備方法，更確切地說涉及由酚醛樹脂醇溶性尼龍樹脂和特種纖維混紡布熱壓成型制備襯墊的方法。
技術(shù)背景
[0002]本發(fā)明的襯墊可供自潤滑關(guān)節(jié)軸承用，而自潤滑關(guān)節(jié)軸承是一種球面滑動軸承，它結(jié)構(gòu)簡單、體積小、承受載荷大等特點，可廣泛使用于航空航天、機械、化工。紡織、冶金、機車、汽車、船舶和水利工程等領(lǐng)域。本發(fā)明的自潤滑耐磨襯墊可延長關(guān)節(jié)軸承的壽命。
[0003]酚醛樹脂和尼龍樹脂都是具有耐磨的自潤滑性的樹脂，它們結(jié)合制備的襯墊具有摩擦系數(shù)低、磨耗率低、承載能力強和耐久耐用的特點。近年來引起了人們極大的關(guān)注。
[0004]現(xiàn)有技術(shù)US Pat.20140169713(Α1)-2014-06-19披露了具有自潤滑襯墊的滑動軸承，其自潤滑襯墊的組成為:60?80重量％聚醚酮基樹脂、10?30重量％聚四氟乙烯、5?15重量％碳纖維和15重量％芳酰胺纖維。自潤滑襯墊用注射成形制備，襯墊厚度為0.5mm?；瑒虞S承的外環(huán)和自潤滑襯墊使之成為整體，該軸承可在-45?+163°C使用。該技術(shù)沒有指明這一滑動軸承就是關(guān)節(jié)軸承，從組成上看它用了聚醚酮基樹脂和碳纖維，成本較高。
[0005]不同的軸承和不同的用途，其襯墊所使用的化學組成也不同。本發(fā)明所使用的醇溶性聚酰胺國內(nèi)就有好幾家生產(chǎn)廠家。例如:上海賽璐璐廠就有PA NS-210、PA NS-310。上海臻威復(fù)合材料有限公司有PA ES-11透明醇溶性液尼龍，PA ES-4醇溶性尼龍和上海新浩化工有限公司的醇溶性尼龍PAL等等。國外，SMK-馬來西亞聚酰胺606公司有PS-2聚酰胺樹脂(醇溶性)。
[0006]至于酚醛樹脂那是一個老品種，國內(nèi)杭州樹脂廠、無錫光明化工有限公司、蘇州宇益化工有限公司都有2127酚醛樹脂睽異生產(chǎn)，從上面看來，關(guān)節(jié)軸承用襯墊所需的原材料可以立足國內(nèi)。擺在面前的課題是篩選配方制備適合于關(guān)節(jié)軸承用的襯墊，就成為了本發(fā)明者們的任務(wù)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明者們?yōu)橹苽潢P(guān)節(jié)軸承用自潤滑襯墊即制備摩擦系數(shù)小、磨損率低、承載能力強的耐磨自潤滑襯墊做了大量的工作，進行了潛心研究完成了本發(fā)明的目的任務(wù)。
[0008]本發(fā)明的完整的技術(shù)方案是:
[0009]—種耐磨自潤滑襯墊的制備方法，耐磨自潤滑襯墊的原料組成中包括:以酚醛樹脂和醇溶性聚酰胺樹脂重量之和為100重量％計，70?95重量％的酚醛樹脂、30?5重量％醇溶性聚酰胺樹脂、15?30重量％混紡纖維布；在醇溶性聚酰胺樹脂溶液中，醇溶性聚酰胺樹脂含量為5?40重量所述的混紡纖維布為聚四氟乙烯纖維和聚間苯二甲酰間苯二胺纖維按同等重量比例混紡的混紡布；該襯墊制備過程包括:在50-60°C，按配比，將外觀呈白色，熔點145。。，粘度120mPa.s/25°C，密度1.08Kg/m3，純度彡99.99%的30?5重量％醇溶性聚酰胺樹脂溶解于醇溶劑中，待溶解后，加入70?95重量％酚醛樹脂，攪拌均勻互溶成溶液，將經(jīng)過等離子體預(yù)處理過的混紡纖維布浸漬入上述溶液中，浸漬5?lOmin后，移至70-80°C鼓風烘箱中干燥l_2h，然后，用平板熟化機熱壓成型所需的耐磨自潤滑襯墊。
[0010]本發(fā)明中所述的醇溶劑是從乙醇、2-丙醇、特丁醇中任選一種或幾種。
[0011]本發(fā)明中所述的酚醛樹脂是苯酚和甲醛聚合而成的樹脂，它的特定指標為:游離酚彡 2%，粘度 120 ?180(s/25°C )。
[0012]本發(fā)明中所述的等離子體預(yù)處理混紡纖維布，處理條件為在氧氣、氦氣氛圍下，真空度〈15?80Pa，處理時間3?5min，混紡纖維布厚度為0.4mm。
[0013]本發(fā)明中所述的醇溶性聚酰胺樹脂和酚醛樹脂混合溶液浸漬的混紡纖維布的熱壓成型條件為:半固化成型條件:溫度70-80°C，壓力lOMPa，時間7_12min ;耐磨自潤滑襯墊的固化成型條件為:130°C /2h, 180°C /2h0
[0014]按照本發(fā)明對醇溶性聚酰胺樹脂性能的要求，可選用上海賽璐璐廠生產(chǎn)的PANS-210或上海臻威復(fù)合材料有限公司生產(chǎn)的PA ES-4牌號樹脂。
[0015]同樣，按本發(fā)明對酚醛樹脂性能的要求，可選用無錫光明化工有限公司或蘇州宇益化工有限公司生產(chǎn)的PF-2127酚醛樹脂，對酚醛樹脂的性能要求是游離酚< 2%、粘度120-180s/25°C。
[0016]等離子體預(yù)處理混紡纖維布，混紡纖維布組成為50重量％聚四氟乙烯纖維、50重量％聚間苯二甲酰間苯二胺纖維，這里的兩種纖維總和為100重量％?；旒徖w維布厚度0.4mm。等離子體預(yù)處理條件為:在氧氣、氦氣氛圍下，真空度< 15?80Pa，處理時間3?5min。混紡布也可用聚四氟乙烯和聚砜酰胺纖維混紡的布。
[0017]醇溶性聚酰胺樹脂和酚醛樹脂混合溶液浸漬的混紡纖維布的熱壓條件為:耐磨自潤滑襯墊的半固化成型條件為溫度70-80°C，壓力lOMPa，時間7_12min ;耐磨自潤滑襯墊的固化成型條件為130°C /2h，180°C /2h0
[0018]按照本發(fā)明制備的耐磨自潤滑襯墊，其性能指標為:承載能力強、儲能模量為900MPa、內(nèi)耗系數(shù)tan δ為0.065、可在往復(fù)作用下使用、線膨脹系數(shù)在_40°C?+150°C為30X 10 6m/K ;載荷量為125MPa ;高速(60次/分)下其摩擦系數(shù)為0.042 ;磨損量為182 μπι。在500± lOMPa靜載荷下，總變形量為0.06?0.08mm ;永久壓縮變形為0.04?0.05mm。本發(fā)明的耐磨自潤滑襯墊不僅適用于關(guān)節(jié)軸承的滑動軸承，還適用于球面滑動軸承和套筒式滑動軸承等。
【具體實施方式】
[0019]為了更好地實施本發(fā)明，有必要把耐磨自潤滑襯墊的主要性能指標測試方法作簡要介紹:
[0020]1.采用栓-盤式高溫摩擦磨損試驗機測試耐磨自潤滑襯墊的摩擦系數(shù)和磨耗量。測試條件為:室溫、125MPa、60次/min。
[0021]2.采用動態(tài)熱力學分析儀器(DMA)測試耐磨自潤滑襯墊的剪切損耗角δ (即tan5)和儲能模量。樣條尺寸為80mm X 10mm X 2mm。