[发明专利]一种双层复合型聚合物基耐磨轴承及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于轴承制备技术领域，特别涉及一种双层复合型聚合物基耐磨轴承及其制备方法。

背景技术

船舶、泵、水电、风电和波力发电等行业中的很多设备都含有滑动轴承零件，目前这些轴承零件多采用金属质材料制造。在实际应用中，人们逐步发现金属质轴承存在质量重、振动强、噪音大、磨损大、腐蚀严重、寿命短、成本高等问题。因为聚合物材料质量轻、耐腐蚀，聚合物轴承开始被初步应用到这些领域，主要材质包括尼龙、橡胶、聚甲醛、聚四氟乙烯、聚醚醚酮和聚氨酯。然而，单一材质的聚合物轴承也存在一定的缺陷。比如，尼龙吸水后体积膨胀、尺寸稳定性差，橡胶容易引起噪音、与轴金属摩擦系数相对较高，聚甲醛质硬、振动大，软质的聚氨酯成型尺寸精度低等。为此，相关的行业开始探索以聚合物基复合材料制造轴承，如发明专利201110060543.9公开了一种弹塑性聚合物合金滑动轴承材料，具有耐磨、抗冲击、高极限PV值等特点，适合做水润滑或自润滑非金属轴承材料；然而，使用该材料很难一次成型高尺寸精度的轴承，需配合后续的机械加工才能使轴承满足安装要求。

发明内容

本发明的首要目的在于克服现有技术的缺点与不足，提供一种双层复合型聚合物基耐磨轴承的制备方法。

本发明的再一目的在于提供由上述制备方法得到的双层复合型聚合物基耐磨轴承。

本发明的目的通过下述技术方案实现：一种双层复合型聚合物基耐磨轴承的制备方法，包括如下步骤：

（1）轴承内层料的制备：将甲苯二异氰酸酯加到氮气保护的聚己二酸乙二醇酯中，甲苯二异氰酸酯与聚己二酸乙二醇酯的质量比为40～65：35～60，于70～80℃反应2～3小时，得到聚氨酯的预聚物；将聚氨酯的预聚物、芳纶纤维、鳞片状导热石墨粉、丁二醇、二月桂酸二丁基锡、甲基丙烯酸甲酯、苯乙烯、过氧化二苯甲酰和二甲基苯胺按质量比50～55：5～10：15～20：2：2：10：10：2混合均匀，密封条件下于25℃反应24小时后于100℃固化6小时，减压保持固化4小时，得到轴承内层料聚氨酯-聚甲基丙烯酸甲酯-聚苯乙烯互穿网络合金导热耐磨材料；

（2）轴承外层料的制备：将共聚聚丙烯、马来酸酐接枝聚丙烯、马来酸酐接枝乙烯-辛烯共聚物、短切导热碳纤维、鳞片状导热石墨粉和纳米导热碳粉按质量比54～59：8：8：10～15：10～15：5混合均匀，于160～220℃熔融挤出、切粒，得到轴承外层料聚丙烯基高刚导热复合材料；

（3）共挤成型：将步骤（1）的轴承内层料和步骤（2）的轴承外层料按质量比分别于160～220℃共挤成型、再经机械切割，得到以聚氨酯-聚甲基丙烯酸甲酯-聚苯乙烯互穿网络合金导热耐磨材料为内层、聚丙烯基高刚导热复合材料为外层的双层复合型聚合物基耐磨轴承；

步骤（1）中：

所述的芳纶纤维和鳞片状导热石墨粉优选采用等离子表面处理仪进行辐照活化预处理；

所述的鳞片状导热石墨粉优选采用丙酮分散硅烷偶联剂干处理1～2小时；

步骤（2）中：

所述的短切导热碳纤维和纳米导热碳粉优选采用丙酮分散硅烷偶联剂干处理1～2小时；

所述的鳞片状导热石墨粉优选采用丙酮分散硅烷偶联剂干处理1～2小时；

所述的熔融挤出、切粒优选在双螺杆挤出机中进行；

步骤（3）中：

所述的共挤成型优选在双层塑料管材挤出成型机组中进行；

所述的内层的厚度为8～10mm，优选为8mm；

所述的外层的厚度为2～4mm，优选为2mm；

所述的双层复合型聚合物基耐磨轴承的内径优选为40mm或45mm；

一种双层复合型聚合物基耐磨轴承，由上述制备方法得到；