CN102535167A - 一种轴承用自润滑复合材料衬垫及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种轴承用自润滑复合材料衬垫及其制备方法，由一种PTFE纤维和至少一种其他纤维编织而成的纤维交织物，在纤维交织物的表面包覆有浸渍材料；纤维交织物的厚度在0.30~0.55mm，最终得到的轴承用自润滑复合材料衬垫的厚度为0.35~0.60mm；重量比PTFE纤维/（PTFE纤维+其他纤维）=0.3~0.7，所述的其他纤维选用芳纶纤维、碳纤维、高强聚酯纤维、棉纤维中的任意一种或几种。具有强度高，摩擦系数小的特点。适用于-50~180℃温度范围，重载场合下使用的自润滑轴承用衬垫。

Description

一种轴承用自润滑复合材料衬垫及其制备方法

技术领域

   本发明涉及一种自润滑衬垫材料，特别涉及一种轴承用的自润滑复合材料衬垫，属于轴承材料技术领域。

背景技术

    聚四氟乙烯（PTFE）有很低的摩擦系数、良好的润滑性。因此，作为润滑材料受到人们广泛关注。它呈层状结构，其同一层的结合力较强，但层间结合力却很弱，及易相对滑动，强度低、易磨损。为了改进这一缺点，有添加多种成份改善其耐磨性；也有在低碳钢表面烧结一层球状多孔铜粉层，再辊压一层PTFE或含有PTFE混合的减摩材料，而制成三层自润滑复合材料。

发明内容

    本发明的目的在于提供一种轴承用自润滑复合材料衬垫及其制备方法，制备的衬垫更方便粘贴在特殊形状的轴承滚道表面。该衬垫能提供较小的摩擦系数，且磨损量小。

本发明的技术方案为：一种轴承用自润滑复合材料衬垫，由一种PTFE纤维和至少一种其他纤维编织而成的纤维交织物，在纤维交织物的表面包覆有浸渍材料；纤维交织物的厚度在0.30~0.55mm，最终得到的轴承用自润滑复合材料衬垫的厚度为0.35~0.60mm；

重量比PTFE纤维/（PTFE纤维+其他纤维）=0.3~0.7，所述的其他纤维选用芳纶纤维、碳纤维、高强聚酯纤维、棉纤维中的任意一种或几种;

 所述的浸渍材料，原料以质量百分比计为： 60%~70%的改性酚醛树脂胶，3%~8%的二硫化钼， 5%~12%纳米氧化铝，10%~25%聚四氟乙烯超细粉。       

所述的聚酯纤维断裂强度大于7.8g/D, 断裂伸长率小于17%。

制备所述的轴承用自润滑复合材料衬垫的方法，包含以下步骤：

A， 纤维交织物的编织；

B， 配浸渍液：按照浸渍材料的原料配方将所有原料混合搅拌均匀，加入稀释剂调整至固体含量为20%~35%wt得到浸渍液；

C， 浸渍：采用涂覆、辊扎的方法，将浸渍液均匀涂覆在纤维交织物上，在80~100℃下烘烤20分钟后，在辊扎机上用0~150Mpa压力条件下进行辊扎成型得到轴承用自润滑衬垫复合材料，确保浸渍材料含量为纤维交织物重量的5~25%，包装、冷藏，在制成的复合材料表面覆盖一层光滑塑料膜，卷装后放置冷藏柜中备用。

 

有益效果：

制备的衬垫更方便粘贴在特殊形状的轴承滚道表面。在重载条件下，该衬垫能提供较小的摩擦系数（0.08~0.12）；且磨损量小。

具有强度高，摩擦系数小的特点。适用于-50~180℃温度范围，重载场合下使用的自润滑轴承用衬垫。

本发明中所述的改性酚醛树脂胶用来增强浸渍材料的粘结强度；改善浸渍材料的固化条件；提高浸渍材料的分解温度，保证织物在温度范围内正常工作。

本发明中所述的纳米氧化铝可以最大限度提高二硫化钼的分散性同时增强织物的抗磨性。

本发明的上述织物可以通过调整PTFE纤维和其他纤维的重量比，用来控制织物工作表面的摩擦系数和耐磨性。

 

具体实施方式

 一种新型的轴承用自润滑复合材料衬垫，由一种PTFE纤维和至少一种其他纤维材料，纺织而成的纤维交织物，在纤维交织物的表面包覆有浸渍材料，浸渍材料具有低摩擦系数、耐磨性好的优点；纤维交织物的厚度在0.30~0.55mm，最终得到的轴承用自润滑复合材料衬垫的厚度为0.35~0.60mm；

    所述PTFE纤维/（PTFE纤维+其他纤维）=0.3~0.7（重量比）组成，所述的其他纤维选用芳纶纤维、碳纤维、高强聚酯纤维中的任意一种或几种。所述的浸渍材料的原料以质量百分比计为：60%~70%的改性酚醛树脂胶，3%~8%的二硫化钼， 5%~12%纳米氧化铝，10%~25%聚四氟乙烯超细粉。所述聚四氟乙烯不含全氟辛酸铵(PFOA)

    本发明的材料制备方法：

A, 纤维交织物的编织；

B, 配浸渍液，按照质量百分比为60%~70%的改性酚醛树脂胶，3%~8%的二硫化钼， 5%~12%纳米氧化铝，10%~25%聚四氟乙烯超细粉，将上述所有材料混合搅拌三次，搅拌机转述300~500r/min, 每次5~10分钟，使其成为均匀的混合物；用稀释剂调节至固体含量为20%~35%得到浸渍液；

C, 涂覆、辊扎，将浸渍液均匀涂覆在纤维编织物上，用加热到80~100℃的烘箱进行烘烤20分钟后，在辊扎机上用0~150Mpa的压力条件下进行辊扎成型，确保浸渍材料含量为纤维交织物重量的5~25%

D, 包装、冷藏，在制成的复合材料表面覆盖一层光滑塑料膜，卷装后放置冷藏柜中。

 

例1：将PTFE纤维和芳纶纤维采用斜纹方式织布，纤维比例为PTFE纤维/(PTFE纤维+芳纶纤维)=0.4，织物厚度0.40mm。定名为CD01

将60%改性酚醛树脂胶，5%二硫化钼，10%纳米氧化铝，15%聚四氟乙烯粉末。用无水乙醇调成固体含量为20%的浸渍液，将织物重量的20%浸渍液均匀涂覆在纤维编织物上，然后在80℃烘箱中烘烤20分钟后，在辊轧机上用100Mpa的条件下辊扎成型。

将上述材料用酚醛粘结剂，将上述自润滑材料粘贴在45钢表面，施加0.2MPa压力在200℃进行固化2小时。

例2：将PTFE纤维和高强聚酯纤维采用缎纹方式织布，纤维比例为PTFE纤维/(PTFE纤维+高强聚酯纤维)=0.65，织物厚度0.51mm。定名位CD02

将65%改性酚醛树脂胶，3%二硫化钼，12%纳米氧化铝，20%聚四氟乙烯粉末。用无水乙醇调成固体含量为25%的浸渍液，将织物重量的25%浸渍液均匀涂覆在纤维编织物上，然后在80℃烘箱中烘烤20分钟后，在辊轧机上用100Mpa的条件下辊扎成型。

将上述材料用酚醛粘结剂，将上述自润滑材料粘贴在45钢表面，施加0.2MPa压力在200℃进行固化2小时。

例2：将PTFE纤维和Nomex纤维采用缎纹方式织布，纤维比例为PTFE纤维/(PTFE纤维+Nomex纤维)=0.40，织物厚度0.45mm。定名位CD03

将70%改性酚醛树脂胶，5%二硫化钼，10%纳米氧化铝，15%聚四氟乙烯粉末。用无水乙醇调成固体含量为20%的浸渍液，将织物重量的15%浸渍液均匀涂覆在纤维编织物上，然后在80℃烘箱中烘烤30分钟后，在辊轧机上用100Mpa的条件下辊扎成型。

将上述材料用酚醛粘结剂，将上述自润滑材料粘贴在45钢表面，施加0.2MPa压力在180℃进行固化2小时。

润滑方式为干摩擦，摩擦磨损试验仪器为：MSU-2端面摩擦磨损试验机，试验载荷245Mpa，速度0.2m/s，试验结果如下：

型号	试验时间（min）	平均摩擦系数	平均磨损量（mm）
				CD01	180	0.07	0.11
CD02	180	0.09	0.14
				CD03	180	0.10	0.12

Claims (3)

1.一种轴承用自润滑复合材料衬垫，其特征在于，由一种PTFE纤维和至少一种其他纤维编织而成的纤维交织物，在纤维交织物的表面包覆有浸渍材料；纤维交织物的厚度在0.30~0.55mm，最终得到的轴承用自润滑复合材料衬垫的厚度为0.35~0.60mm；

重量比PTFE纤维/（PTFE纤维+其他纤维）=0.3~0.7，所述的其他纤维选用芳纶纤维、碳纤维、高强聚酯纤维、棉纤维中的任意一种或几种;

 所述的浸渍材料，原料以质量百分比计为： 60%~70%的改性酚醛树脂胶，3%~8%的二硫化钼， 5%~12%纳米氧化铝，10%~25%聚四氟乙烯超细粉。

2. 如权利要求1轴承用自润滑复合材料衬垫，其特征在于，所述的聚酯纤维断裂强度大于7.8g/D, 断裂伸长率小于17%。

3. 制备权利要求1所述的轴承用自润滑复合材料衬垫的方法，其特征在于，包含以下步骤：

A， 纤维交织物的编织；

B， 配浸渍液：按照浸渍材料的原料配方将所有原料混合搅拌均匀，加入稀释剂调整至固体含量为20%~35%wt得到浸渍液；

浸渍：采用涂覆、辊扎的方法，将浸渍液均匀涂覆在纤维交织物上，在80~100℃下烘烤20分钟后，在辊扎机上用0~150Mpa压力条件下进行辊扎成型得到轴承用自润滑衬垫复合材料，确保浸渍材料含量为纤维交织物重量的5~25%，包装、冷藏，在制成的复合材料表面覆盖一层光滑塑料膜，卷装后放置冷藏柜中备用。