本发明专利技术公开了一种轴承用高分子复合材料及其制备方法，属于高分子复合材料领域。本发明专利技术克服了现有技术中轴承用高分子复合材料弹性模量低、承载能力差、不易加工的缺点，本发明专利技术制备的轴承用高分子复合材料摩擦系数小、耐磨损性能好，同时具有很好的力学性能和使用寿命。本发明专利技术的材料通过聚合物二元醇与二异氰酸酯制得预聚体，然后在预聚体中加入纳米碳酸钙、纳米二氧化钛、二硫化钼、胶体石墨、碳纤维、聚四氟乙烯粉、纳米氧化锌、超高分子量聚乙烯粉，充分混合后加入扩链剂进行扩链反应，浇注，模压硫化后制得。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及ー种高分子复合材料及其制备方法，更具体地说，本专利技术涉及ー种。
技术介绍
轴承是机器中广泛使用的支承零件，其中应用范围最广的是滑动轴承。滑动轴承包括船用艉轴承、舵轴承、水泵轴承、水轮机轴承等。在实际应用中，对轴承材料的承压、耐磨、抗腐蚀、耐摩擦等性能有严格的要求。目前，国内使用的滑动轴承主要是加拿大的塞龙 轴承,还有ー些以橡胶材料为主的轴承。进ロ的塞龙轴承价格高；而以橡胶材料为主的弹性模量低、承载能力差，为承载轮船艉轴和螺旋桨的重量，只有将轴承长度加大，以减少单位面积承载比压，但轴承长度的増加大大加大了轴承制造技术难度和成本并影响到安装精度以及维护等后续操作。因此急需开发ー种新型低摩擦，长寿命，高比压的轴承材料，以满足用户对轴承的使用安全、简易安装、便于维护的需求。中国专利CN101509519B公开了ー种制作水润滑船用轴承的尼龙聚合件，以己内酰胺为主要成分，同时加入了ニ氧化硅和ニ氧化钛增强了聚合件密度、硬度和耐磨性。但是以己内酰胺为主要成分的轴承材料，其弹性模量低、承载能力差、不易加工、使用寿命不够长等缺点导致其难于替代被广泛使用的塞龙轴承。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种轴承用高分子复合材料，以解决现有技术中存在的上述问题，用本专利技术制备的高分子复合材料大大降低了材料的摩擦系数，提高了材料的耐磨损性能、力学性能和使用寿命，克服了现有技术中轴承用高分子复合材料弹性模量低、承载能力差、不易加工的缺点。本专利技术的另ー个目的是提供ー种上述高分子复合材料的制备方法。本专利技术的轴承用高分子复合材料，包括以下重量份的组成预聚体100份；扩链剂4 41份；ニ硫化钥4 20份；聚四氟こ烯粉O. 2 O. 8份；胶体石墨I 5份； 碳纤维粉O. 2 O. 9份；纳米碳酸钙O. I O. 5份；纳米ニ氧化钛O. 2 O. 6份；纳米氧化锌2 6份；玻璃纤维O. 2 O. 8份；超闻分子量聚こ烯粉5 40份；碳化二亚胺3 15份；碳纳米管0. 5 I. 5份。在上述的轴承用高分子复合材料的组成中，所述的扩链剂优选5. 3 32份。在上述的轴承用高分子复合材料的组成中，所述的二硫化钥粒径为0. 5 2pm，纳米碳酸1丐粒径为40 IOOnm,纳米二氧化钛粒径为50 300nm,玻璃纤维长径比为3 40。在上述的轴承用高分子复合材料的组成中，所述的超高分子量聚乙烯粉的数均分子量为3000000 10000000，粒径为20 200 u m。在上述的轴承用高分子复合材料的组成中，所述的预聚体为二异氰酸酯与聚合物 二元醇反应制得，其中预聚体中包含5 10%的二异氰酸酯(重量百分比)，优选7 8%的二异氰酸酯(重量百分比)。在上述的轴承用高分子复合材料的组成中，所述的二异氰酸酯为脂肪族二异氰酸酯或芳香族二异氰酸酯，如异佛尔酮二异氰酸酯、甲苯二异氰酸酯(TDI)、二苯甲烷-4，4'_二异氰酸酯(MDI)、1，5-萘二异氰酸酯(NDI)、对苯二异氰酸酯(PPDI)、二甲基联苯二异氰酸酯(TODI)或六甲撑二异氰酸酯(HDI)等，优选对苯二异氰酸酯(PPDI)、1，5-萘二异氰酸酯(NDI)。在上述的轴承用高分子复合材料的组成中，所述的扩链剂包括单纯型和交联型，有3，3' -二氯_4，4' -二氨基二苯基甲烷(MOCA)、1，4-丁二醇(BDO)、对苯二酚二羟乙基醚(HQEE)、甘油、三羟甲基丙烷(TMP)、1，3-丁二醇或3，5-二甲硫基甲苯二胺(DMTDA)Jt选 I，4-丁二醇(BDO)。在上述的轴承用高分子复合材料的组成中，所述的聚合物二元醇可以为聚四氢呋喃二醇、聚己内酯二醇、聚乙二醇、聚丙二醇、聚碳酸酯二醇或聚氧化四亚甲基二醇，优选的是聚四氢呋喃二醇，聚四氢呋喃二醇；所述的聚合物二元醇的数均分子量为800 10000，优选分子量为1000 5000。制备本专利技术的轴承用高分子复合材料的方法依次由以下步骤组成(a)在反应器中加入聚合物二元醇，在80 200°C条件下，真空脱水I 8小时；在氮气保护下，将反应体系温度降至80 130°C，加入二异氰酸酯，反应5 240min后即可制得预聚体；(b)预聚体在80 200°C加热搅拌条件下，将纳米碳酸钙、纳米二氧化钛、二硫化钥、胶体石墨、碳纤维、玻璃纤维、聚四氟乙烯粉、纳米氧化锌、超高分子量聚乙烯粉、碳化二亚胺、碳纳米管按比例加入其中，充分混合后加入扩链剂进行扩链反应I 30min，70 170°C模压硫化5 150min，脱模，70 150°C后硫化4 40h后得到产品。有益效果本专利技术克服了现有技术中轴承用高分子复合材料弹性模量低、承载能力差、不易加工的缺点；本专利技术将无机纳米粒子及自润滑组分(二硫化钥、超高分子量聚乙烯粉等)引入到反应体系中，降低了复合材料的摩擦系数，同时提高了复合材料的耐磨损性能，材料的摩擦系数为0. 002 0. 15 ;本专利技术将碳纳米管引入到反应体系中，使制得的材料在高承载能力的同时依然保持了很好的断裂伸长率、拉伸强度等力学性能，材料的拉伸强度为32 36Mpa，断裂伸长率为 350 550% (GB/T 1701-2001)，硬度为 55 75D (GB/T 2411-2008)；本专利技术利用内生热小的1，5-萘ニ异氰酸酯(NDI)、对苯ニ异氰酸酯(Proi)等单体制备聚氨酯弾性体，结合体系中的耐高温填料，大大增加了复合材料的耐热性能，提高了轴承制品的使用寿命，材料的使用寿命大于10年(GB/T 20028-2005)。附图说明图I为实施例I的水润滑轴承摩擦系数-转数关系曲线对比图。具体实施方式 为了更清楚地说明本专利技术，列举如下的实施例，但其对本专利技术的范围无任何限制。实施例I预聚体的合成在反应器中，加入聚四氢呋喃ニ醇(数均分子量2000)2000g，130°C真空脱水2小时后，在氮气存在下，体系降温至80°C，加入对苯ニ异氰酸酯粉末550g，搅拌反应2小时后即得预聚体P，预聚体P中二异氰酸酯的重量百分比为8%。在装有IOOg预聚体P的反应器中，在80°C搅拌条件下分别加入干燥的ニ硫化钥4g，胶体石墨5g,聚四氟こ烯粉O. 2g,碳纤维O. 2g,纳米碳酸I丐O. 5g,纳米氧化锌2g,超高分子量聚こ烯粉6g,碳纳米管O. 5g,纳米ニ氧化钛O. 6g,碳化ニ亚胺5g,短切玻璃纤维O. 2g,充分搅拌50min,抽真空20min后,得混合体系Ql。強力搅拌下，在混合体系Ql中迅速加入扩链剂1，4 丁ニ醇7. Sg, I分钟内注入110°C模具中，110°C，15Mpa压カ下，加压硫化20min，脱模，110°C烘箱后硫化16小时，得到水润滑轴承用复合材料制品。经测试材料的拉伸强度为35Mpa，断裂伸长率为410% (GB/T 1701-2001);硬度为 72D(GB/T 2411-2008)。图I为实施例I的水润滑轴承摩擦系数-转数关系曲线对比图。测试仪器为济南益华摩擦学测试技术有限公司生产的MRH-3型高速环块摩损试验机，加载压カ100N，环块尺寸为12. 3X19X12. 4mm。曲线a，b分别为加拿大塞龙compac样品与本实施例样品在相同条件下测试的转速-摩擦系数曲线。由图可见，由本专利技术所述方法制备的轴承用纳米复合材料的水润滑摩擦系本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种轴承用高分子复合材料，包括以下重量份的组成 预聚体100份； 扩链剂4 41份； 二硫化钥4 20份； 聚四氟乙烯粉0.2 0.8份； 胶体石墨I 5份； 碳纤维0. 2 0. 9份； 纳米碳酸I丐0. I 0. 5份； 纳米二氧化钛0. 2 0. 6份； 纳米氧化锌2 6份； 玻璃纤维0. 2 0. 8份； 超高分子量聚乙烯粉5 40份； 碳化二亚胺3 15份； 碳纳米管0. 5 I. 5份； 所述的预聚体为二异氰酸酯与聚合物二元醇反应制得。2.根据权利要求I所述的一种轴承用高分子复合材料，其特征在于，所述的预聚体中包含重量百分比为5 10%的二异氰酸酯。3.根据权利要求I所述的一种轴承用高分子复合材料，其特征在于，所述的二异氰酸酯为异佛尔酮二异氰酸酯、甲苯二异氰酸酯、二苯甲烷-4，4'_ 二异氰酸酯、1，5_萘二异氰酸酯、对苯二异氰酸酯、二甲基联苯二异氰酸酯或六甲基二异氰酸酯。4.根据权利要求3所述的一种轴承用高分子复合材料，其特征在于，所述的二异氰酸酯为1，5-萘二异氰酸酯、对苯二异氰酸酯。5.根据权利要求I所述的一种轴承用高分子复合材料，其特征在于，所述的聚合物二元醇为聚四氢呋喃二醇、聚己内酯二醇，聚乙二醇、聚丙二醇、聚碳酸酯二醇或聚氧化四亚甲基二醇。6.根据权利...
【专利技术属性】
技术研发人员：王世伟，郇彦，杨小牛，
申请(专利权)人：中国科学院长春应用化学研究所，
类型：发明
国别省市：
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