本發(fā)明屬于潤(rùn)滑材料，具體涉及一種模塑型自潤(rùn)滑關(guān)節(jié)軸承用自潤(rùn)滑復(fù)合材料及其制備方法。

背景技術(shù)：

1、自潤(rùn)滑關(guān)節(jié)軸承具有耐磨損、抗沖擊、潤(rùn)滑好等優(yōu)點(diǎn)，在重工機(jī)械、航空航天、軍用裝備等領(lǐng)域都有所應(yīng)用。而在自潤(rùn)滑關(guān)節(jié)軸承的研究中，對(duì)自潤(rùn)滑材料的研究占據(jù)十分重要的地位，因?yàn)槠湫阅苤苯記Q定了軸承的性能與壽命。根據(jù)潤(rùn)滑材料的不同，目前市面上有鑲嵌型、織物型、模塑型三種類型的自潤(rùn)滑關(guān)節(jié)軸承。而模塑型自潤(rùn)滑關(guān)節(jié)軸承是當(dāng)今高端軸承領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)，因?yàn)槠湔w無接縫、可加工任意厚度的特點(diǎn)，使其性能更加穩(wěn)定、摩擦連續(xù)、對(duì)環(huán)境適應(yīng)性更好。但目前高端模塑型自潤(rùn)滑軸承依賴進(jìn)口，國(guó)內(nèi)對(duì)于這方面的相關(guān)研究還尚處于起步階段，這類軸承的自潤(rùn)滑材料是由固體潤(rùn)滑劑粉末通過樹脂、瀝青等粘結(jié)劑混合固化而成，兼具填料和粘結(jié)劑材料的優(yōu)點(diǎn)。環(huán)氧樹脂因其具有較低的成型收縮率、良好的工藝性和優(yōu)異的粘附性、力學(xué)性能以及合適的成本等優(yōu)點(diǎn)，成為自潤(rùn)滑復(fù)合材料研究的重點(diǎn)，眾多研究人員對(duì)環(huán)氧樹脂基復(fù)合材料做了大量研究，但是由于環(huán)氧樹脂基體交聯(lián)密度大、固化體系脆性大、韌性差、耐沖擊性差以及粘度過高在常溫環(huán)境下不易操作等缺點(diǎn)，限制了其在自潤(rùn)滑關(guān)節(jié)軸承行業(yè)的發(fā)展。因此，尋求一種具有高承載性能，又有優(yōu)秀摩擦學(xué)性能的模塑型自潤(rùn)滑關(guān)節(jié)軸承自潤(rùn)滑復(fù)合材料是極其重要的。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、針對(duì)上述問題，本發(fā)明的第一目的是提供一種自潤(rùn)滑關(guān)節(jié)軸承用自潤(rùn)滑復(fù)合材料，本發(fā)明的第二目的是提供所述自潤(rùn)滑復(fù)合材料的制備方法與應(yīng)用。

2、本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的，一種模塑型自潤(rùn)滑關(guān)節(jié)軸承用自潤(rùn)滑復(fù)合材料，由復(fù)合填料、苯乙烯、環(huán)烷酸鈷、乙烯基樹脂及過氧化甲乙酮組成；

3、所述復(fù)合填料由質(zhì)量比為1:0.5-1:0.02-0.1的聚四氟乙烯包覆二硼化鈦填料、硫酸鋇粉末與氣相二氧化硅粉末組成；

4、乙烯基樹脂、苯乙烯、環(huán)烷酸鈷和復(fù)合填料的質(zhì)量比為1:0.3-0.5:0.002-0.004:0.2-0.4；

5、過氧化甲乙酮與乙烯基樹脂的質(zhì)量比為1:50。

6、本發(fā)明的有益效果為：本發(fā)明首先通過將二硼化鈦與聚四氟乙烯經(jīng)過聚多巴胺連接復(fù)合成“軟性潤(rùn)滑劑包覆硬質(zhì)增強(qiáng)劑”的核殼結(jié)構(gòu)，相比于傳統(tǒng)的軟性聚四氟乙烯填料，硬質(zhì)二硼化鈦的存在起到了支撐骨架的作用，有利于應(yīng)力的吸收分散，增強(qiáng)了本發(fā)明自潤(rùn)滑復(fù)合材料的壓縮性能、硬度與耐磨性。通過將硫酸鋇、氣相二氧化硅、聚四氟乙烯包覆二硼化鈦填料經(jīng)過球磨形成復(fù)合填料，其中氣相二氧化硅表面活性基團(tuán)的存在，使得各種填料之間充分復(fù)合連接，提高了填料在聚合物復(fù)合材料中的分散性和結(jié)合性，以及自潤(rùn)滑復(fù)合材料的交聯(lián)度；硫酸鋇的存在提高了自潤(rùn)滑復(fù)合材料的比重。環(huán)氧樹脂作為自潤(rùn)滑復(fù)合材料研究的重點(diǎn)，但其具有較差的抗疲勞特性、抗裂性以及難以操作性，所以限制了其在自潤(rùn)滑軸承領(lǐng)域的發(fā)展，而乙烯基樹脂兼具環(huán)氧樹脂和聚酯樹脂的優(yōu)點(diǎn)，可作為熱固性樹脂的主要發(fā)展對(duì)象。因此本發(fā)明提供的自潤(rùn)滑復(fù)合材料兼具乙烯基樹脂的耐腐蝕性和高強(qiáng)度、聚四氟乙烯的潤(rùn)滑性、二硼化鈦的耐磨性、硫酸鋇的高比重、以及氣相二氧化硅加強(qiáng)下的結(jié)構(gòu)均勻性。在多組元填料協(xié)同作用下，有效提高了自潤(rùn)滑復(fù)合涂層的硬度、壓縮強(qiáng)度和摩擦學(xué)性能，提高其在自潤(rùn)滑關(guān)節(jié)軸承中的性能穩(wěn)定性，對(duì)于航空、航天等領(lǐng)域的發(fā)展具有重要意義。

技術(shù)特征：

1.一種模塑型自潤(rùn)滑關(guān)節(jié)軸承用自潤(rùn)滑復(fù)合材料，其特征在于，由復(fù)合填料、苯乙烯、環(huán)烷酸鈷、乙烯基樹脂及過氧化甲乙酮組成；

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述模塑型自潤(rùn)滑關(guān)節(jié)軸承用自潤(rùn)滑復(fù)合材料，其特征在于，所述聚四氟乙烯包覆二硼化鈦填料的制備方法如下：

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述模塑型自潤(rùn)滑關(guān)節(jié)軸承用自潤(rùn)滑復(fù)合材料，其特征在于，步驟1）中，所述二硼化鈦粉末的粒徑為4-8μm。

4.根據(jù)權(quán)利要求2所述模塑型自潤(rùn)滑關(guān)節(jié)軸承用自潤(rùn)滑復(fù)合材料，其特征在于，步驟1）中，聚多巴胺溶液中多巴胺濃度為0.4g/l，由三羥甲基氨基甲烷鹽酸鹽調(diào)節(jié)ph為8.5左右。

5.權(quán)利要求1所述模塑型自潤(rùn)滑關(guān)節(jié)軸承用自潤(rùn)滑復(fù)合材料的制備方法，其特征在于，按以下步驟實(shí)現(xiàn)：

6.一種基于權(quán)利要求1所述模塑型自潤(rùn)滑關(guān)節(jié)軸承用自潤(rùn)滑復(fù)合材料的自潤(rùn)滑復(fù)合涂層，其特征在于，所述自潤(rùn)滑復(fù)合涂層的制備方法是將所述自潤(rùn)滑復(fù)合材料倒入硅膠模具，置于反應(yīng)釜中，在100-120℃下高溫高壓反應(yīng)1-4h，隨后放入真空干燥箱50-90℃下干燥1-4h，最后后常溫放置12-24h脫模得到目標(biāo)自潤(rùn)滑復(fù)合涂層。

7.權(quán)利要求1所述模塑型自潤(rùn)滑關(guān)節(jié)軸承用自潤(rùn)滑復(fù)合材料在制備自潤(rùn)滑關(guān)節(jié)軸承中的應(yīng)用，其特征在于，所述自潤(rùn)滑關(guān)節(jié)軸承的制備方法是將所述自潤(rùn)滑復(fù)合材料通過注塑模具注塑于自潤(rùn)滑關(guān)節(jié)軸承內(nèi)，將自潤(rùn)滑關(guān)節(jié)軸承放入特制的反應(yīng)釜中，外圈固定，內(nèi)圈持續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)的情況下，在100-120℃下高溫高壓反應(yīng)1-4h，隨后放入真空干燥箱50-90℃下干燥1-4h，隨后常溫放置12-24h得到自潤(rùn)滑關(guān)節(jié)軸承。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種模塑型自潤(rùn)滑關(guān)節(jié)軸承用自潤(rùn)滑復(fù)合材料及其制備方法。所述自潤(rùn)滑復(fù)合材料由復(fù)合填料、苯乙烯、環(huán)烷酸鈷、乙烯基樹脂及過氧化甲乙酮組成；所述復(fù)合填料由質(zhì)量比為1:0.5?1:0.02?0.1的聚四氟乙烯包覆二硼化鈦填料、硫酸鋇粉末與氣相二氧化硅粉末組成；乙烯基樹脂、苯乙烯、環(huán)烷酸鈷和復(fù)合填料的質(zhì)量比為1:0.3?0.5:0.002?0.004:0.2?0.4。本發(fā)明提供的自潤(rùn)滑復(fù)合材料兼具乙烯基樹脂的耐腐蝕性和高強(qiáng)度、聚四氟乙烯的潤(rùn)滑性、二硼化鈦的耐磨性、硫酸鋇的高比重、以及氣相二氧化硅加強(qiáng)下的結(jié)構(gòu)均勻性。在多組元填料協(xié)同作用下，有效提高了自潤(rùn)滑復(fù)合涂層的硬度、壓縮強(qiáng)度和摩擦學(xué)性能，提高其在自潤(rùn)滑關(guān)節(jié)軸承中的性能穩(wěn)定性，對(duì)于航空、航天等領(lǐng)域的發(fā)展具有重要意義。

技術(shù)研發(fā)人員：王偉,楊昊天,丁士杰,龐少雄,蘇晚馳,王快社
受保護(hù)的技術(shù)使用者：西安建筑科技大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/5/29