一种自润滑织物及其生产方法和用途技术

本发明专利技术公开一种自润滑织物及其生产方法和用途，形成该织物的经纱或纬纱为由氟素树脂纱线与其他纱线形成的复合纱，该织物的一面中其他纱线的表面积占复合纱总体表面积的比例为0～30%。本发明专利技术的自润滑织物具有摩擦系数低、耐磨损性能优异、贴合强度高的特点，而且还具有生产工艺简单、成本低、对环境无污染的特点。该低摩擦系数织物应用于机械运动部件，特别是应用于低速度、高载荷以及高温或者低温的环境下。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种自润滑织物及其生产方法和用途。
技术介绍
目前，传统的使用润滑油或润滑脂实现运转的轴承在某些特定使用场合具有较大的局限性，比如水下作业的轴承，在加油保养、维护等方面非常困难。另外，将传统的润滑油或润滑脂用于生产食品、医药等的设备中，就会对产品极易造成污染，从而导致产品不合格。此外，在高粉尘浓度环境下使用的机械设备，如工矿企业的某些设备需要在极为恶劣的工况下运行，采用传统的润滑方式对机械设备的正常使用带来很多问题，导致运动部件发生严重的摩擦磨损，甚至引起部件损坏、失效。因此，很有必要开发出一种取代传统润滑油、润滑脂的自润滑织物，应用于机械运动部件。随着科学技术的飞速发展，人们相继开发出了一种采用纯聚四氟乙烯树脂作为压制面，应用于无油润滑轴承中。然而，在实际使用过程中，由于聚四氟乙烯具有非常低的表面能，与金属底层材料的结合力较差，使用时聚四氟乙烯层容易发生剥落，并且由于聚四氟乙烯树脂具有冷流的缺点，在外力作用下，会发生不可逆的形变，从而导致采用聚四氟乙烯树脂作为自润滑材质的轴承在使用时，聚四氟乙烯树脂层很容易被磨穿。特别是在载荷较高的工况下，更易导致轴承出现破裂的现象，甚至会威胁到作业人员的生命安全。如中国公开专利CN102535167A中公开了一种轴承用自润滑复合材料衬垫及其制备方法，该自润滑复合材料衬垫是由一种PTFE纤维和至少一种其他纤维编织而成的纤维交织物，在纤维交织物的表面包覆有浸渍材料。虽然浸渍材料可以起到降低摩擦和磨损的作用，但是在整个纤维交织物上涂敷浸渍材料，并采用涂敷-辊轧的加工方法，导致PTFE纤维表面浸渍了树脂，这样不仅影响其自润滑性能，而且该浸渍材料中含有的二硫化钼、纳米氧化铝、氟素树脂超细粉成分难以均匀分布在纤维交织物中，导致该自润滑复合材料衬垫的耐磨耗性不稳定，从而影响轴承的长期稳定使用。又如中国公开专利CN102597073A中公开了一种滑动面材料及具有该滑动面材料的多层滑动部件，该滑动面材料是由酚醛树脂浸渗到编织织物形成的加强基底中形成，且该编织织物是由含氟树脂纤维的单捻纱与聚酯纤维的单捻纱并列、加捻得到的合股纱作为经纱和纬纱而形成。该专利技术虽然实现了在水中等湿润环境下的低溶胀性和相同条件下的摩擦磨损特性，但该滑动面材料的加强基底采用的纱线为直径相当的含氟树脂纤维的单捻纱与聚酯纤维的单捻纱并列、加捻制成的，导致在材料的一个面上含氟树脂纤维与聚酯纤维几乎以均等的面积比例露出。那么由于滑动面中含氟树脂纤维的比例较低，直接影响了该滑动面材料的自润滑性能，导致摩擦时局部升温过快，加速滑动部件的磨损。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种摩擦系数低、耐磨损性能优异、贴合强度高的自润滑织物。本专利技术的另一目的在于提供一种生产工艺简单、成本低、对环境无污染的自润滑织物的生产方法。本专利技术的技术解决方案如下：形成本专利技术自润滑织物的经纱或纬纱为由氟素树脂纱线与其他纱线形成的复合纱，该织物的一面中其他纱线的表面积占复合纱总体表面积的比例为0～30%。本专利技术的自润滑织物中优选氟素树脂纱线为聚四氟乙烯（PTFE）、可溶性聚四氟乙烯（PFA）、聚偏氟乙烯（PVDF）、聚全氟乙丙烯（FEP）、乙烯-四氟乙烯共聚物（ETFE）、聚三氟氯乙烯（PCTFE）树脂中的任意一种形成的纱线。本专利技术的自润滑织物中优选复合纱中其他纱线的其他纱线的总纤度为5～300dtex。本专利技术的自润滑织物中优选复合纱中其他纱线与氟素树脂纱线的断面直径比例为0.12～0.80。构成本专利技术的自润滑织物的复合纱的捻度优选为150～300T/m。本专利技术的自润滑织物，优选压缩弹性率在85%以上。本专利技术的自润滑织物，优选剪切刚度在5gf/cm・deg以上。本专利技术的自润滑织物，优选经向动摩擦系数与纬向动摩擦系数的绝对差值为0～0.05。本专利技术的自润滑织物，优选连续磨耗时间在100小时以上。本专利技术的有益效果是：本专利技术的自润滑织物具有摩擦系数低、耐磨损性能优异、贴合强度高的特点，而且还具有生产工艺简单、成本低、对环境无污染的特点。该低摩擦系数织物应用于机械运动部件，特别是应用于低速度、高载荷以及高温或者低温的环境下。具体实施方式形成本专利技术自润滑织物的经纱或纬纱为由氟素树脂纱线与其他纱线形成的复合纱，该织物的一面中其他纱线的表面积占复合纱总体表面积的比例为0～30%。如果该自润滑织物的经、纬纱均采用氟素树脂纱线，那么所形成的自润滑织物两面均呈现由氟素树脂纱线组成的织物层。由于自润滑织物在使用过程中，需要将自润滑织物与机械运动部件进行粘贴加工，而氟素树脂纱线由于表面能低，与粘结剂的贴合强度差，尤其在受外力摩擦时，容易发生从机械部件的贴合处发生自润滑织物的剥离、脱落，从而导致自润滑织物失效。如果该自润滑织物的经、纬纱均采用氟素树脂以外的其他纱线，例如经、纬纱均采用聚苯硫醚纱线或棉纱等其他纱线，所形成的自润滑织物两面均呈现由氟素树脂以外的纱线所组成的织物层。由于自润滑织物在使用过程中，需要与对偶面进行摩擦作用，而氟素树脂以外的纱线由于摩擦系数较高，且不能在摩擦对偶面表层形成可以起到减磨作用的自润滑层，导致自润滑织物与对偶面的摩擦系数变大，摩擦部分急剧升温，加速该织物的磨损，直至自润滑织物失效。上述织物的一面为自润滑织物作业时，作为摩擦面，如果该织物的一面（摩擦面）中其他纱线的表面积占复合纱总体表面积的比例高于30%的话，即作为摩擦面的氟素树脂纱线的比例降低，在应用于轴承时，由于受外力作用产生摩擦磨耗时，织物的自润滑性能变差，摩擦系数升高，导致自润滑织物磨损加剧，甚至轴承出现损坏。其他纱线的表面积占复合纱总体表面积的比例的计算公式如下：S=S2/（S1+S2）×100%，其中S1为氟素树脂纱线的表面积，S2为其他纱线的表面积。考虑到复合纱在织造过程中存在退捻等可能性，其他纱线的表面积占复合纱总体表面积的比例优选为2～30%，更优选5～30%。本专利技术的氟素树脂纱线是通过将氟素树脂颗粒分散在纤维素溶液中，将所得混合液体通过湿法纺丝，并经过烧结、拉伸，最终得到氟素树脂纱线。与采用膜裂法得到的断面为不均一多边形的氟素树脂纱线相比，通过湿法纺丝所得的氟素树脂纱线具有均一的圆形断面，纤度偏差小，力学性能更均匀，并且耐久性好，伸度较高，非常适合用于织造自润滑织物。而通过膜裂法得到的氟素树脂纱线，其断面为不规则的多边形，纤度均匀性极差，伸度过低，特别是织造高密度纺织品时，疵点多，织造困难。如果将膜裂法得到的氟素树脂纱线作为自润滑织物使用的话，由于表面能过低，通过粘结剂与金属等部件的粘贴牢度极差，受外力后极易剥落，导致无法正常使用。而本专利技术采用湿法纺丝得到的氟素树脂纱线用于自润滑织物中，当氟素树脂纱线受外力摩擦后，摩擦面氟素树脂纱线发生原纤化，因外力摩擦产生的氟素纤维碎屑能够形成均匀致密的氟素薄膜，并通过受力挤压，可以向摩擦对偶面形成均匀的氟素转移膜，实现自润滑织物与摩擦对偶面在低摩擦系数下的相对运动，从而达到无油自润滑的效果。本专利技术的自润滑织物中氟素树脂纱线为聚四氟乙烯（PTFE）、可溶性聚四氟乙烯（PFA）、聚偏氟乙烯（PVDF）、聚全氟乙丙烯（FEP）、乙烯-四氟乙烯共聚物（ETFE）、聚三氟氯乙烯（PCTFE）树脂中的任意一种形成的纱线。上本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种自润滑织物，其特征在于：形成该织物的经纱或纬纱为由氟素树脂纱线与其他纱线形成的复合纱，该织物的一面中其他纱线的表面积占复合纱总体表面积的比例为0～30%。

【技术特征摘要】
1.一种自润滑织物，其特征在于：形成该织物的经纱或纬纱为由氟素树脂纱线与其他纱线形成的复合纱，该织物的一面中其他纱线的表面积占复合纱总体表面积的比例为0～30%。2.根据权利要求1所述的自润滑织物，其特征在于：所述氟素树脂纱线为聚四氟乙烯、可溶性聚四氟乙烯、聚偏氟乙烯、聚全氟乙丙烯、乙烯-四氟乙烯共聚物、聚三氟氯乙烯树脂中的任意一种形成的纱线。3.根据权利要求1所述的自润滑织物，其特征在于：所述复合纱中其他纱线的总纤度为5～300dtex。4.根据权利要求1所述的自润滑织物，其特征在于：所述复合纱中其他纱线与氟素树脂纱线的断面直径比例为0.12～0.80。5.根据权利要求1所述的自润滑织物，其特征在于：所述复合纱的捻度为150～300T/m。6.根据权利要求1所述的自润滑织物，其特征在于：该自润滑织物的压缩弹性率在85%以上。7.根据权利要求1所述的自润滑织物，其特征在于：该自润...

【专利技术属性】
技术研发人员：张尤娟，纪舜卿，贺俊淇，
申请(专利权)人：东丽纤维研究所中国有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32