[发明专利]船舶艉轴承用低噪声纳米/高分子复合材料及其制备方法

权利要求书

1.船舶艉轴承用低噪声纳米/高分子复合材料，其特征在于由基体和自润滑组分均匀混合的复合料经复合硫化剂硫化模压而成，自润滑组分/基体的重量比为5～15％；

所述基体为重量百分比为80～90％丁腈橡胶、5～10％超高分子量聚乙烯和5～10％聚四氟乙烯的混合物；

所述自润滑组分为重量百分比为35～45％纳米石墨、35～40％纳米二硫化钼、5～10％短切聚四氟乙烯纤维、5～10％碳纤维及4～10％碳纳米管的混合物；

所述复合硫化剂是过氧化二异丙苯和异丁烯酸甲酯，复合硫化剂与基体的重量比为3.5～8％，过氧化二异丙苯与异丁烯酸甲酯的重量比为1/1。

2.根据权利要求1所述的船舶艉轴承用低噪声纳米/高分子复合材料，其特征在于所述超高分子量聚乙烯的分子量为800～900万。

3.根据权利要求1所述的船舶艉轴承用低噪声纳米/高分子复合材料，其特征在于所述丁腈橡胶中丙烯腈含量为42％，聚四氟乙烯分子量为600～650万。

4.根据权利要求1所述的船舶艉轴承用低噪声纳米/高分子复合材料，其特征在于所述纳米石墨粒径为10-15nm，所述纳米二硫化钼粒径为10-15nm，所述短切聚四氟乙烯纤维长度为20-30nm，所述碳纤维长度为20-30nm，所述碳纳米管直径20-40nm。

5.权利要求1所述的船舶艉轴承用低噪声纳米/高分子复合材料的制备方法，其特征在于具体步骤如下：

(1)将自润滑组分进行表面改性处理，

纳米石墨、纳米二硫化钼表面改性处理：将自润滑组分重量比为35～45％的纳米石墨、35～40％纳米二硫化钼置于密封的干粉搅拌器中，以100rpm的转速进行高速搅拌，高速搅拌过程中喷洒浓度为10％的锆铝酸盐与钛酸酯复配溶液，锆铝酸盐与钛酸酯重量比为1/1，待混合30分钟后，取出，在烘箱中100℃下烘2小时后备用；

聚四氟乙烯纤维表面改性处理：将自润滑组分重量百分比为5～10％聚四氟乙烯纤维束通过机械牵引，依次过浓硫酸、蒸馏水、丙酮溶液彻底清洗表面油酯，然后将清洗好的纤维束在短切机上短切为20-30纳米的聚四氟乙烯纤维，再置于γ放射源下辐照处理30分钟，使表面产生羟基等活性基团，接着在干粉混合器中向短切纤维表面喷洒浓度为25％的马来酸酐溶液，对其表面进行接枝反应2小时，接枝完毕后烘干备用；

纳米碳纤维和碳纳米管表面改性处理：将自润滑组分重量百分比为5～10％的纳米碳纤维、4-10％的碳纳米管置于密封的干粉搅拌器中，以100rpm的转速进行高速搅拌，并在高速搅拌过程中喷洒浓度为3％的硅烷偶联剂KH-570溶液，待混合30分钟后，取出，在烘箱中100℃下烘2小时后备用：

(2)在密炼机中加入基体重量百分比为80～90％、5～10％和5～10％的丁腈橡胶、超高分子量聚乙烯和聚四氟乙烯，步骤(1)所备用的改性纳米石墨、纳米二硫化钼、短切聚四氟乙烯纤维、纳米碳纤维和碳纳米管在温度110℃、辊距3～4mm下混炼15分钟，

(3)在开炼机上加入过氧化二异丙苯和异丁烯酸甲酯复合硫化剂，混合10分钟后，按照要求出4mm厚的胶片，

(4)将胶片放入模具中，在160±5℃，压力12±1MPa下硫化成型25分钟即可制得船舶艉轴承用低噪声纳米/高分子复合材料。