[发明专利]聚酯材料滑动轴承及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及轴承技术领域，尤其涉及一种聚酯材料滑动轴承及其制备方法。

背景技术

滑动轴承是对轴起支承或导向作用的零部件，广泛用于生产和生活的各种机械设备中。滑动轴承根据轴承衬材料可以分为金属轴承、塑料轴承等。塑料轴承具有自润滑性能好、摩擦系数低、成型简单、噪音低、重量轻等优点，在许多场合下已经成功替代金属轴承。但塑料的耐高温和抗压性能有限，在热及载荷作用下容易发生变形和磨损加快。需要通过材料改性及结构优化弥补缺陷，这是现在塑料轴承的研究及开发的重要方向。目前，提高塑料耐高温和抗压能力最简单有效的方法是使用增强纤维与塑料共混进行增强改性，最常用的是玻璃纤维。但使用玻璃纤维增强改性后，材料的摩擦系数和磨损量明显提高，降低塑料轴承的耐磨性能。

热塑性饱和聚酯是一类常用的工程塑料的总称，包括聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)、聚对苯二甲酸丙二醇酯(PTT)和聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)等。热塑性聚酯具有优异的力学性能、耐磨性，吸水率低，尺寸稳定性好，成型性良好，在载荷条件下耐蠕变性能好。现有资料未有报道热塑性饱和聚酯用于滑动轴承领域。

目前，滑动轴承主要的耐磨材料为金属材料(金属材料包括灰铸铁、铜基合金和巴氏合金等)和塑料(塑料为聚四氟乙烯、尼龙等)。但金属滑动轴承不具有自润滑性，使用过程中需要定期润滑，同时具有比重大、容易腐蚀等缺点；聚四氟乙烯塑料的摩擦系数极低、耐腐蚀、耐高低温、静摩擦系数小于动摩擦系数，用于轴承表现为起动阻力小，运转平稳；耐温性优良，摩擦系数稳定，耐腐蚀性介质，聚四氟乙烯几乎能耐所有溶剂；然而纯聚四氟乙烯的耐磨损性能和刚性差，抗蠕变性不好。尼龙具有良好的力学性能，耐磨和自润滑性良好，耐油性佳，耐化学稳定性优良，可耐大部分有机溶剂，抗蠕变性能好，其缺点是易吸水而影响制品的尺寸稳定性，不能满足耐环境应力及高加工精度的要求。

发明内容

本发明要解决的技术问题是克服现有技术中塑料轴套耐高温和抗压性能有限的缺陷，提供一种以聚酯工程塑料为基体材料，通过增强层、耐磨层两层复合产品结构设计和材料配方设计得到的自润型的聚酯材料滑动轴承，具有磨损寿命长、摩擦系数低、尺寸稳定性好、承载能力强、极限PV值高等优势，本发明还提供了前述聚酯材料滑动轴承的制备方法。

为解决上述技术问题，提供了一种聚酯材料滑动轴承，包括作为外层的增强层和作为内层的耐磨层，增强层由50～100质量份的热塑性饱和聚酯、45～65质量份增强纤维、5～15质量份的增韧剂和0～1质量份的成核剂通过挤出、注塑成型制备得到；耐磨层由50～100质量份的热塑性饱和聚酯、0～6质量份的增韧剂、20～30质量份的减磨助剂通过挤出、注塑成型制备得到。

上述的聚酯材料滑动轴承，优选的，热塑性饱和聚酯包括PET、PBT、PTT和PEN的一种或多种组成的高分子合金。进一步优选的，增强层和耐磨层采用同一种热塑性饱和聚酯，效果更佳。

上述的聚酯材料滑动轴承，优选的，增强纤维为玻璃纤维、碳纤维或芳纶纤维。

上述的聚酯材料滑动轴承，优选的，增韧剂为聚烯烃弹性体接枝甲基丙烯酸缩水甘油酯(POE-g-GMA)或聚烯烃弹性体接枝马来酸酐(POE-g-MAH)。进一步优选的，增强层和耐磨层采用同一种增韧剂，效果更佳。

上述的聚酯材料滑动轴承，优选的，成核剂为有机酸盐。本发明优选的有机酸盐为苯甲酸钠和/或硬脂酸钙。

上述的聚酯材料滑动轴承，优选的，减磨助剂为聚四氟乙烯微粉、二硫化钼、石墨、硅酮粉中的一种或多种。

上述的聚酯材料滑动轴承，优选的，增强层与耐磨层之间设有止动结构。

上述的聚酯材料滑动轴承，优选的，止动结构为设置在增强层内表面的卡部，耐磨层外表面设有与卡部配合的卡槽；或所述止动结构为设置在耐磨层外表面的卡部，增强层内表面设有与卡部配合的卡槽。

作为一个总的技术构思，本发明还提供了上述的聚酯材料滑动轴承的制备方法，包括以下步骤：

S1、制备增强层：将所述热塑性饱和聚酯、增韧剂和成核剂混合均匀，然后加入增强纤维，进行挤出、注塑成型步骤，完成所述增强层的制备；

S2、制备耐磨层：将热塑性饱和聚酯、增韧剂、减磨助剂进行挤出步骤得到耐磨层的改性材料，以步骤S1制备得到的增强层为嵌件，在增强层内注入耐磨层的改性材料，以温度为210～270℃、压力为40～70MPa进行注塑成型，使增强层上形成耐磨层，得到轴承胚料；

S3、将所述步骤S2制备得到的轴承胚料加工成轴承。