[发明专利]船舶艉轴承用固-液协同润滑降噪高分子复合材料

说明书

本发明公开了一种船舶艉轴承用降噪高分子复合材料，解决了现有轴承用降噪高分子复合材料在启动和停车时有异常摩擦噪音。技术方案为先将全氟醚橡胶、四氟乙烯‑全氟烷氧基乙烯基醚共聚物、纳米氟化石墨烯、纳米聚四氟乙烯在密炼机中进行共混，在开炼机中混炼出胶片；将聚偏氟乙烯、可溶性聚四氟乙烯、硅油和桐油经静电纺丝方法加工成纤维膜；最后将胶片和纤维膜交错叠放，在开炼机上进行多次层压得到复合胶片；最后放入模具中硫化成型，得到润滑降噪高分子复合材料。本发明材料用于船舶艉轴承，可消除异常摩擦振动和噪声，尤其是在启动和停车在内的任何转速下无异常摩擦噪声、适应船舶使用要求的低噪声、低摩擦系数、低磨损、长寿命。

技术领域

本发明涉及船舶制造领域，具体的说是一种船舶艉轴承用固-液协同润滑降噪高分子复合材料。

背景技术

船舶艉轴承的润滑主要采用水润滑，而水润滑艉轴承的关键技术是轴承材料的选取。水润滑轴承常采用的材料有：各种金属合金、陶瓷、工程塑料以及橡胶，其中金属合金及陶瓷因不符合减振降噪要求而使其应用受到限制。很多工程塑料都具有较好的自润滑性能，如聚四氟乙烯(PTFE)、超高分子量聚乙烯(UHMWPE)、聚酰亚胺(PI)，但其减振降噪性能还不够理想,单独使用不能满足低噪声的要求。橡胶具有优异的减振降噪性能，常被作为水润滑轴承使用，在完全水润滑条件下，其具有极低的摩擦系数，无异常摩擦噪声，然而在干摩擦或边界水润滑时(这种状态在低速航行工况时经常出现)，其摩擦系数及磨耗量均快速增大，当在此工作状态持续时间较长时，往往会因摩擦生热而引起烧焦现象，导致材料被破坏，从而使船舶艉部出现异常噪声问题和降低船舶轴系安全性。专利CN201110271115.0公开了一种船舶艉轴承用低噪声纳米/高分子复合材料，由基体和自润滑组分经混合压片、硫化而成。基体为丁腈橡胶、超高分子量聚乙烯和聚四氟乙烯混合物；自润滑组分为纳米石墨、纳米二硫化钼、短切聚四氟乙烯纤维、碳纤维及碳纳米管的混合物；自润滑组分/基体的重量比为5～15％。制备方法是将自润滑组分进行表面改性处理，加入到基体混合物中进行预混，预混后再加入过氧化二异丙苯和异丁烯酸甲酯复合硫化剂进行混合，混合均匀后出片模压硫化成型。采用上述方法制备的纳米/高分子复合材料是一种低噪声、低摩擦系数、低磨损、长寿命的船舶艉轴承用纳米/高分子复合材料，可有效降低船舶艉部噪声，提高轴系安全性。该技术填补了船舶轴承降噪材料领域的空白，但申请人发现，使用该高分子材料的船舶艉轴承虽然在运行时有明显的降噪效果，但在启动、停车过程中却常常产生异常摩擦噪声，分析原因可能是因为在启动、停车过程中，润滑水膜难易建立，使轴和轴承界面直接接触，从而导致轴承异常磨损和异常摩擦噪声。该技术问题难以通过局部结构改进来解决，仍存在进一步设计材料配方的迫切需求。

发明内容

本发明的目的是为了解决上述技术问题，提供一种固-液协同润滑降噪高分子复合材料，采用该材料制造的船舶艉轴承在任何转速下，包括启动和停车在内的任何转速下无异常摩擦噪声、适应船舶使用要求的无摩擦噪声、低摩擦系数、低磨损、长寿命的船舶艉轴承用降噪高分子复合材料。

本发明的方法为：

一)将全氟醚橡胶40-60重量份、四氟乙烯-全氟烷氧基乙烯基醚共聚物40-60重量份、纳米氟化石墨烯10-20重量份、纳米聚四氟乙烯10-20重量份在密炼机中进行共混，然后在开炼机中混炼出胶片；

二)将聚偏氟乙烯5-16重量份、可溶性聚四氟乙烯5-18重量份、硅油1-10重量份和桐油1-10重量份经静电纺丝方法加工成纤维膜；

三)将步骤一)得到的胶片和步骤二)得到的纤维膜交错叠放，在开炼机上进行多次层压得到复合胶片；

四)将复合胶片放入模具中硫化成型，得到润滑降噪高分子复合材料。