水润滑式轴承材料制造技术

本发明专利技术的目的在于提供在水润滑式轴承中具有优异的耐磨耗性以及滑动特性的轴承材料。本发明专利技术的水润滑式轴承材料包含12重量％～25重量％的四氟乙烯‑全氟烷基乙烯基醚共聚树脂(PFA树脂)、18重量％～33重量％的碳纤维，并且剩余部分含有聚四氟乙烯(PTFE)树脂和/或改性PTFE树脂。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】水润滑式轴承材料
本专利技术涉及滑动轴承材料，特别涉及船舶用船尾管中的水润滑式轴承材料，具体涉及由在包含PTFE或改性PTFE树脂和PFA树脂的树脂原料中配合碳纤维而得到的树脂组合物构成的水润滑式轴承材料。
技术介绍
滑动轴承根据其润滑方式大致可划分为无润滑方式、固体润滑方式、以及流体润滑方式，流体润滑方式可进一步划分为水(海水或淡水)润滑式轴承和油润滑式轴承。在油润滑式轴承的情况下，利用配合有摩擦调整剂、粘度调整剂等的润滑油而在轴承的滑动面形成稳定的油膜，从而在某种程度上防止摩擦、磨耗、卡咬。另外，在水润滑式轴承的情况下，由于作为润滑剂而发挥作用的水的运动粘度远低于润滑油，因而滑动面与配对件直接接触从而容易发生激烈的磨耗、卡咬。因此，人们要求水润滑式轴承材料具有更优异的耐磨耗性等滑动特性。出于这样的原由，以往油润滑式轴承占据主流，但近年来，为了防止因润滑油从轴承流出而引起的河川、海洋的环境污染，想要采用水润滑式轴承这样的需求在不断增高。例如，将油润滑式轴承用作河川中的水力发电用的水车等水车的轴承时，因其润滑油流出而引起的河川污染逐渐成为问题，另外，将油润滑式轴承用作支撑船舶船尾管内的螺旋桨轴或多轴船中的船尾管轴的船尾管轴承时，因其润滑油的流出而导致的海洋污染逐渐成为问题。作为为了在这样的水润滑式轴承中的滑动面中使用而开发的耐水性、自润滑性优异且耐磨耗性也优异的树脂材料，除了可列举添加有聚乙烯蜡的聚氨酯树脂材料(专利文献1)、聚醚醚酮树脂等热塑性树脂材料(专利文献2)，含碳纤维的聚苯硫醚(PPS)树脂材料(专利文献3～6)之外，还可列举腈系橡胶、超高分子聚乙烯(PE)、交联PE、聚丙烯(PP)等树脂材料(专利文献7)。另一方面，由于聚四氟乙烯(PTFE)树脂的自润滑性、耐热性、耐腐蚀性高并且加工特性也优异，因而通过含有碳纤维(CF)而提高了耐磨耗性的含CF的PTFE树脂被用作各种轴承材料。但是，PTFE树脂材料与上述的各树脂材料相比较而言耐磨耗性低，即使在含有CF作为填充剂的情况下，作为严酷的水润滑式轴承用树脂材料而言也不充分。还报告有使用了含CF的PTFE树脂的实施方式(专利文献8)，但这是在作为配对件的固定构件滑动面由氮化钛(TiN)膜形成的特殊条件下的应用。另外，报告有使用如下的树脂组合物作为无循环方式的多层系轴承材料中在不锈钢表面上形成的多孔质青铜粉末层用含浸被覆组合物的方案，所述树脂组合物通过在以PTFE为主要成分的树脂材料中配合碳纤维(CF)以及硫化钼、平均粒径1～50μm的粒状无机填充剂、或莫氏硬度4以下的晶须(whisker)而得到(专利文献9～11)。然而，关于该树脂组合物，不仅必需配合硫化钼等的粒状矿物等固体润滑剂，而且其是被用作多层系轴承的多孔质青铜粉末层的含浸用树脂组合物，没有设想由树脂组合物单独形成轴承滑动面。基于以上情况，人们要求提供一种在制成滑动轴承材料、特别是制成船尾管轴承材料等水润滑式轴承材料的情况下，能够充分防止自身磨耗并具有优异滑动特性的含CF的PTFE树脂组合物。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开2013-7006号公报专利文献2：日本特开2001-124070号公报专利文献3：日本特开2010-7805号公报专利文献4：日本特开2009-257590号公报专利文献5：日本特开2008-202649号公报专利文献6：日本特开2007-247478专利文献7：日本特开平5-131570号公报专利文献8：日本特开平10-184692号公报专利文献9：日本特开2010-159808号公报专利文献10：日本特开2002-327750号公报专利文献11：日本特开2000-55054号公报
技术实现思路
专利技术想要解决的课题本专利技术为了应对这样的问题而完成，其目的在于提供水润滑式轴承材料，特别是还可以用作水润滑用船尾管轴承材料的水润滑式轴承材料，其具有优异的耐磨耗性等滑动特性并由PTFE树脂组合物形成。用于解决问题的方案本专利技术的水润滑式轴承材料，是由含有聚四氟乙烯(PTFE)树脂或改性PTFE树脂、碳纤维(CF)、以及四氟乙烯-全氟烷基乙烯基醚共聚树脂(PFA)的树脂组合物构成的轴承材料，其特征在于，较大量地配合PFA以及碳纤维(CF)；通过较大量地配合PFA以及碳纤维(CF)，从而无需配合无机填充剂、硫化钼等固体润滑剂，即可获得充分的耐磨耗性。即，本专利技术涉及一种水润滑式轴承材料，其含有13重量％～30重量％的PFA树脂、18重量％～35重量％的碳纤维，并且剩余部分含有聚四氟乙烯(PTFE)树脂和/或改性PTFE树脂。更详细地，本专利技术包含以下的实施方式。[1]一种水润滑式轴承材料，其含有12重量％～25重量％的四氟乙烯-全氟烷基乙烯基醚共聚树脂(PFA树脂)、18重量％～33重量％的碳纤维，并且剩余部分含有聚四氟乙烯(PTFE)树脂和/或改性PTFE树脂。[2]根据前述[1]所述的水润滑式轴承材料，其中，碳纤维为沥青系的碳纤维。[3]根据前述[1]或[2]所述的水润滑式轴承材料，其中，碳纤维是弯曲、扭曲状碳纤维。[4]根据前述[3]所述的水润滑式轴承材料，其中，弯曲、扭曲状碳纤维的曲率半径为50～1500μm的范围。[5]根据前述[1]至[4]中任一项所述的水润滑式轴承材料，其中，碳纤维的长度为70～200μm。[6]根据前述[1]至[5]所述的水润滑式轴承材料，其应用于船舶用水循环式密封系统用轴承。[7]根据前述[1]至[6]所述的水润滑式轴承材料，其中，改性PTFE为选自由氟烷基三氟乙烯、乙烯以及丙烯组成的组中的不饱和化合物与四氟乙烯的共聚物。[8]根据前述[1]至[7]中任一项所述的水润滑式轴承材料，其中，PFA为依照ASTMD3307的熔体流动速率值(MFR)小于15g/10min的PFA。[9]根据前述[1]至[8]中任一项所述的水润滑式轴承材料，其设置于金属构件的内侧。专利技术的效果关于本专利技术的水润滑式轴承材料，通过将13重量％～30重量％的PFA树脂以及18重量％～35重量％的碳纤维共混于PTFE或者改性PTFE树脂中，从而具有优异耐磨耗性、低配对件攻击性，并且具有滑动发热量也低这样的优异滑动特性。另外，关于本专利技术的水润滑式轴承材料，通过较大量地含有PFA以及碳纤维，从而即使不含硫化钼、无机填充剂等固体润滑剂，也具有优异耐磨耗性以及优异滑动特性，能够以简便的组成而用作优异的轴承材料。进一步，本专利技术的水润滑式轴承材料，除了耐磨耗性以外，耐水性也优异，特别适合作为水润滑式轴承的轴承材料。而且，可用作船舶用清水润滑密封系统用轴承材料。附图说明图1是表示与填料比率对应的比磨耗量(DRY)的测定结果的图。图2是表示与树脂原料中的配合比率对应的比磨耗量(DRY)的测定结果的图。图3是表示与树脂原料中的配合比率对应的配对件攻击性的测定结果的图。图4是表示根据所配合的碳纤维形状而不同的滑动发热的测定结果的图。具体实施方式作为本专利技术的PTFE树脂，可使用由-(CF2-CF2)n-表示的一般的PTFE树脂(熔点327℃)。本专利技术中，作为改性PTFE树脂，可使用如下的PTFE的共聚物，即，利用2重量％以下的可共聚的单体，例如全氟烷基醚基、氟烷基或其他的具有氟烷基的侧链基，进行改本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种水润滑式轴承材料，其含有12重量％～25重量％的四氟乙烯‑全氟烷基乙烯基醚共聚树脂即PFA树脂、18重量％～33重量％的碳纤维，并且剩余部分含有聚四氟乙烯即PTFE树脂和/或改性PTFE树脂。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.01.17 JP 2015-0073051.一种水润滑式轴承材料，其含有12重量％～25重量％的四氟乙烯-全氟烷基乙烯基醚共聚树脂即PFA树脂、18重量％～33重量％的碳纤维，并且剩余部分含有聚四氟乙烯即PTFE树脂和/或改性PTFE树脂。2.根据权利要求1所述的水润滑式轴承材料，其中，碳纤维为沥青系的碳纤维。3.根据权利要求1或2所述的水润滑式轴承材料，其中，碳纤维为弯曲、扭曲状碳纤维。4.根据权利要求3所述的水润滑式轴承材料，其中，弯曲、扭曲状碳纤维的曲率半径为50～1500μm的范围。5...

【专利技术属性】
技术研发人员：松本敬宣，
申请(专利权)人：伊格尔工业股份有限公司，
类型：发明
国别省市：日本,JP