一種自潤滑關節軸承織物襯墊塗層材料及其製備方法
2023-10-27 12:33:07
專利名稱：一種自潤滑關節軸承織物襯墊塗層材料及其製備方法
技術領域：
本發明屬於塗層技術領域，涉及一種自潤滑關節軸承織物襯墊塗層材料及其製備方法，尤其是一種含POSS及聚四氟乙烯粉的自潤滑塗層及其製備方法。
背景技術：
關節軸承又稱球面滑動軸承，主要由一個帶外球面的內圈和一個帶內球面的外圈組成。根據其工作時是否需要補充潤滑劑，關節軸承可分為非自潤滑關節軸承和自潤滑關節軸承。近年來，自潤滑關節軸承在高端軸承領域佔據越來越重要的位置，掀起了一股研究熱潮，其中最具代表性的是織物襯墊自潤滑關節軸。織物襯墊自潤滑關節軸承是指內、外圈間含有織物襯墊形式自潤滑材料的關節軸承，具有結構簡單緊湊，易於裝拆，承載能力高，壽命長，轉動靈活，免維護等特點，因此在航空、航天、電力、交通、生物醫藥和紡織等裝備中獲得了愈來愈廣泛的應用，成為這些裝備中不可或缺的關鍵零部件。織物襯墊自潤滑關節軸承的主要失效形式是磨損，磨損使內、外圈間隙過大，襯墊失去正常潤滑能力，嚴重時會造成相關機構咬合卡死。在諸如飛機起落架系統等場合，這種失效常導致災難性後果。因此織物襯墊表面往往需要塗覆一些塗層，塗層能夠有效固定織物、防止走位，而且具有自潤滑性質的塗層還能進一步降低摩擦係數。目前用於自潤滑關節軸承的織物主要是聚四氟乙烯。研究發現，約10nm、優選最多3nm的最大空間尺度的化合物具有特別好的潤滑性質。多面體齊聚倍半娃氧燒(Polyhedral Oligomeric Silsesquioxane,簡稱P0SS)是一類籠狀結構的有機/無機雜化分子，其尺寸為f3nm，具有超疏水性、大位阻效應及納米尺度。通常含POSS的複合材料能具有較好的熱性能和機械性能等。在自潤滑塗層領域，劉秀波等(固體自潤滑複合材料、固體自潤滑塗層的製備方法，中國專利，公開號CN102363853A)以鎳鉻合金、碳化鉻、二硫化鎢、氟化鈣等為原料，採用雷射熔覆的方法在基體材料上形成固體自潤滑塗層。這種方法工藝較為複雜，且塗層厚度的均勻性不好控制。郭強等(環氧樹脂固體潤滑塗層材料及其製備方法，中國專利，公開號CN101717604A)公開了一種含表面修飾氧化石墨的環氧樹脂固體潤滑塗層及其製備方法，克服了石墨固體潤滑劑在樹脂溶液中分散性差的問題，但是材料的外觀受到了一定的影響，應用受到一定的限制。弗雷克曼等(自潤滑塗層及製造自潤滑塗層的方法，中國專利，公開號CN102471917A)報導了一種金屬層構築的塗層，其中嵌入了能夠通過磨損釋放的潤滑劑，這種塗層的潤滑效果持續長久，但是製備工藝十分複雜，而且無法用於織物、聚合物樹脂等材料的塗覆。目前，用於織物襯墊關節軸承的含POSS組分的自潤滑塗層尚未見報導。本發明提供了一種工藝簡單的製備自潤滑塗層的方法，將該塗層塗覆在聚四氟乙烯織物的表面，利用環氧樹脂優異的粘接性能不僅能夠很好固定纖維、防止走位、提高力學性能；而且通過添加與織物成分相同的納米級聚四氟乙烯粉，解決了環氧樹脂摩擦係數大的缺點；此外，尺寸為f3nm的POSS不僅有效降低了塗層的摩擦係數，還大大提高了其減摩耐磨性能。
發明內容
本發明目的在於提供一種自潤滑關節軸承織物襯墊塗層材料及其製備方法。所述塗層材料的組成包括環氧樹脂6(Γ80份、P0SS0.Γ5份、聚四氟乙烯粉5 25份、稀釋劑15 35份、矽烷偶聯劑0.5飛份、固化劑1(Γ25份、表面活性劑0.Γ 份。所述環氧樹脂商品環氧樹脂，即分子中含有兩個或多個環氧基團的化合物，如縮水甘油醚，縮水甘油胺，縮水甘油酯等；其中縮水甘油醚有雙酚A型、雙酚F型、及雙酚S型等；縮水甘油胺有苯胺縮水甘油胺、二氨基二苯甲烷四縮水甘油胺等；縮水甘油酯有二縮水甘油對(鄰)苯二甲酸酯等。所述POSS結構如下:
權利要求
1.一種自潤滑關節軸承織物襯墊塗層材料，其特徵在於其包括環氧樹脂6(Γ80份(重量份，下同)、POSS0.Γ5份、聚四氟乙烯粉5 25份、稀釋劑15 35份、矽烷偶聯劑0.5飛份、固化劑1(Γ25份、表面活性劑0.Γ1份。
2.根據權利要求1所述的一種自潤滑關節軸承織物襯墊塗層材料，其特徵在於所述環氧樹脂商品環氧樹脂，即分子中含有兩個或多個環氧基團的化合物。
3.根據權利要求1所述的一種自潤滑關節軸承織物襯墊塗層材料，其特徵在於所述POSS結構如下:
4.根據權利要求1所述的一種自潤滑關節軸承織物襯墊塗層材料，其特徵在於所述聚四氟乙烯粉由輻照法製備，粒徑為20(T600nm。
5.根據權利要求1所述的一種自潤滑關節軸承織物襯墊塗層材料，其特徵在於所述稀釋劑為二縮水甘油醚、多縮水甘油醚、環氧丙烷丁基醚、環氧丙烷苯基醚、二環氧丙烷乙基醚、三環氧丙烷丙基醚或丙酮的一種或數種。
6.根據權利要求1所述的一種自潤滑關節軸承織物襯墊塗層材料，其特徵在於所述矽烷偶聯劑採用通式為Y(CH2)nSiX3的矽烷偶聯劑，其中，η=(Γ3 ;Χ為氯基、甲氧基、乙氧基、甲氧基乙氧基、乙醯氧基，Y為氨基或環氧基。
7.根據權利要求1所述的一種自潤滑關節軸承織物襯墊塗層材料，其特徵在於所述固化劑為與環氧樹脂配合使用的胺類或酸酐類化合物。
8.根據權利要求1所述的一種自潤滑關節軸承織物襯墊塗層材料，其特徵在於所述表面活性劑為十二烷基硫酸鈉、十二烷基苯磺酸鈉、聚乙烯醇或阿拉伯膠。
9.如權利要求1所述的一種自潤滑關節軸承織物襯墊塗層材料的製造方法，其特徵在於根據塗層配方組成，首先將表面活性劑、聚四氟乙烯粉、矽烷偶聯劑、P0SS、固化劑依次溶於稀釋劑中，攪拌0.5^1h得到均勻乳液；其次，超聲振蕩下往乳液中分批逐量加入環氧樹月旨，攪拌I 2h至均勻； 使用時，將織物用同種稀釋劑清洗乾淨後刷塗本發明所製備的塗層材料，4(T60°C下用鼓風烘箱烘I 2h，然後施加0.2 0.3Mpa的壓力並升溫至15(Tl70°C保溫2 3h固化。
全文摘要
一種自潤滑關節軸承織物襯墊塗層材料及其製備方法，涉及一種自潤滑塗層材料及其製備方法。塗層組成包括環氧樹脂60~80份、POSS0.1~5份、聚四氟乙烯粉5~25份、稀釋劑15~35份、矽烷偶聯劑0.5~5份、固化劑10~25份、表面活性劑0.1~1份。本發明提供了一種綠色環保的自潤滑耐磨型襯墊塗層材料的製備方法和途徑，配方選擇與織物本體材料相同的納米級聚四氟乙烯粉作為填料，不僅大大降低了摩擦係數，還改善了產品的外觀；利用POSS的納米尺度、高表面能、剛性及籠狀結構的類「滾珠」效應有效提高了塗層的減摩耐磨及自潤滑性能。
文檔編號D06M101/22GK103174022SQ20131004506
公開日2013年6月26日 申請日期2013年2月1日 優先權日2013年2月1日
發明者戴李宗, 陳凌南, 曾凡沛, 曾碧榕, 何兩加, 羅偉昂, 王兆昌, 許一婷, 何國輝, 劉新瑜, 何凱斌 申請人:廈門大學, 福建龍溪軸承(集團)股份有限公司