CN102677452A - 自润滑关节轴承芳纶/ptfe衬垫的改性处理方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种自润滑关节轴承芳纶/PTFE衬垫的改性处理方法，包括步骤如下：1)将衬垫在丙酮溶液中浸泡10～14小时，取出在60～80℃条件下烘干10～20分钟；2)将丙酮处理后的衬垫在稀土改性溶液中浸泡2～3小时，取出在80～120℃条件下烘干20～30分钟。本发明的处理方法，直接以已经成型的芳纶/PTFE衬垫为处理对象，采用丙酮清洗再采用稀土改性溶液浸泡改性，不仅提高了芳纶/PTFE衬垫摩擦学性能，还大大提高了衬垫的粘结强度；而且本发明所采用的稀土改性溶剂以去离子水为溶剂，其组分也得到了简化，整个处理方法简单易行、成本低，对环境无污染。
Description
技术领域
本发明涉及一种自润滑关节轴承纤维编织衬垫的改性液，同时涉及一种采用该改性液对自润滑关节轴承纤维编织衬垫的改性处理方法。
背景技术
目前普遍采用的自润滑关节轴承衬垫为纤维编织布。有人提出了一种采用芳纶/PTFE复合材料的衬垫，但是这种材料其表面具有化学惰性、不易粘接且含有较多杂质、油污，在与关节轴承外圈内表面粘接时，并没有对纤维编织衬垫进行任何处理与清洗，所以关节轴承在应用的过程中，往往由于粘接不牢或摩擦磨损性能不好而导致整台设备的失效；而自润滑关节轴承在航空航天、铁路机车等尖端科技领域应用日益广泛，上述缺陷严重影响了自润滑关节轴承的发展与应用。因此，有必要开发一种对纤维编织衬垫表面改性与清洗杂质、油污的处理方法。
中国专利申请号：03141665.9公开了一种稀土改性芳纶纤维/聚四氟乙烯(PTFE)复合材料的方法，在制备芳纶纤维/聚四氟乙烯复合材料之前，对芳纶纤维采用稀土改性溶剂进行改性处理，然后与聚四氟乙烯共混制成复合材料，能够大大提高复合材料的耐磨性能，解决芳纶纤维/聚四氟乙烯复合材料摩擦性能不足的缺点，但是在自润滑关节轴承技术领域中，通过上述方法制得的芳纶纤维/聚四氟乙烯复合材料在作为轴承衬垫时，依然会存在衬垫与轴承外圈内表面粘结不牢靠的问题，从而严重限制了芳纶纤维/聚四氟乙烯复合材料在自润滑关节轴承中的应用。
发明内容
本发明的目的是提供一种自润滑关节轴承芳纶/PTFE衬垫的改性处理方法，提高衬垫与轴承外圈内表面的粘结性能以及其摩擦学性能。
为了实现以上目的，本发明所采用的技术方案是：一种自润滑关节轴承芳纶/PTFE衬垫的改性处理方法，包括步骤如下：
1)将衬垫在丙酮溶液中浸泡10～14小时，取出在60～80℃条件下烘干10～20分钟；
2)将丙酮处理后的衬垫在稀土改性溶液中浸泡2～3小时，取出在80～120℃条件下烘干20～30分钟，所述稀土改性溶液是由以下重量百分比的组分组成：氯化镧或/和氯化铈0.1-2％，氯化铵0.01-2％，硝酸0.02-0.2％，尿素0.01-2％，余量为去离子水。
所述稀土改性溶液是由以下重量百分比的组分组成：氯化镧或/和氯化铈0.5-1％，氯化铵0.2-0.25％，硝酸0.07-0.2％，尿素0.1-0.18％，余量为去离子水。
本发明的自润滑关节轴承芳纶/PTFE衬垫的改性处理方法，直接以已经成型的芳纶/PTFE衬垫为处理对象，首先采用丙酮清洗再采用稀土改性溶液浸泡改性，不仅提高了芳纶/PTFE衬垫摩擦学性能，还大大提高了衬垫的粘结强度；而且本发明所采用的稀土改性溶剂以去离子水为溶剂，其组分也得到了简化，整个处理方法简单易行、成本低，对环境无污染。
具体实施方式
以下结合具体实施例对本发明的自润滑关节轴承芳纶/PTFE衬垫的改性处理方法作详细的介绍，但这并不限定本发明的技术方案。
实施例1
本实施例所用的关节轴承衬垫为芳纶/PTFE编织衬垫，所采用的稀土改性溶液是由以下重量百分比的组分组成：氯化镧0.5％，去离子水99％，氯化铵0.2％，硝酸0.2％，尿素0.1％。具体的对关节轴承衬垫的处理方法如下：
1)在室温下将芳纶/PTFE编织衬垫浸入到丙酮溶液中浸泡12h，取出后在80℃烘箱中烘干15min；
2)把经丙酮处理后的关节轴承纤维衬垫浸入改性剂中，浸泡3h，过滤后在120℃烘箱中烘干20min。
将采用本实施例方法处理后的关节轴承衬垫，粘在关节轴承外圈的内表面，进行如下测定：
粘结强度测定：按照标准SAE-AS81820测得其剥离强度为1.305N/mm；作为对照例，采用相同的粘结剂和粘结方法，采用本实施例未处理的芳纶/PTFE编织衬垫粘结在关节轴承外圈内表面，并按照相同的标准测得其玻璃强度为0.74N/mm。
摩擦性能测定：利用摩擦磨损试验机，参照SAE-AS81820标准，在接触压力52MPa，摆动频率2Hz条件下对该改性后的关节轴承进行摩擦磨损性能测试，测的其摩擦系数为0.0345，磨损量为9.5微米。作为对照例，采用本实施例未处理的芳纶/PTFE编织衬垫，在相同条件下测定其摩擦系数为0.0441，磨损量为12微米。
实施例2
本实施例所用的关节轴承衬垫为芳纶/PTFE编织衬垫，所采用的稀土改性溶液是由以下重量百分比的组分组成：氯化镧1％，去离子水98.5％，氯化铵0.25％，硝酸0.07％，尿素0.18％。具体的对关节轴承衬垫的处理方法如下：
1)在室温下将芳纶/PTFE编织衬垫进入到丙酮溶液中浸泡10h，取出后在60℃烘箱中烘干20min；
2)把经丙酮处理后的关节轴承纤维衬垫浸入改性剂中，浸泡2h，过滤后在100℃烘箱中烘干30min。
将采用本实施例方法处理后的关节轴承衬垫，粘在关节轴承外圈的内表面，进行如下测定：
粘结强度测定：按照标准SAE-AS81820测得其剥离强度为1.52N/mm。对照例同实施例1。
摩擦性能测定：利用摩擦磨损试验机，参照SAE-AS81820标准，在接触压力52MPa，摆动频率2Hz条件下对该改性后的关节轴承进行摩擦磨损性能测试，测的其摩擦系数为0.0308，磨损量为9微米。对照例同实施例1。
实施例3
本实施例所用的关节轴承衬垫为芳纶/PTFE编织衬垫，所采用的稀土改性溶液是由以下重量百分比的组分组成：氯化铈0.1％，去离子水97.79％，氯化铵2％，硝酸0.1％，尿素0.01％。具体的对关节轴承衬垫的处理方法如下：
1)在室温下将芳纶/PTFE编织衬垫进入到丙酮溶液中浸泡14h，取出后在70℃烘箱中烘干10min；
2)把经丙酮处理后的关节轴承纤维衬垫浸入改性剂中，浸泡2.5h，过滤后在80℃烘箱中烘干25min。
将采用本实施例方法处理后的关节轴承衬垫，粘在关节轴承外圈的内表面，进行如下测定：
粘结强度测定：按照标准SAE-AS81820测得其剥离强度为1.356N/mm。对照例同实施例1。
摩擦性能测定：利用摩擦磨损试验机，参照SAE-AS81820标准，在接触压力52MPa，摆动频率2Hz条件下对该改性后的关节轴承进行摩擦磨损性能测试，测的其摩擦系数为0.0316，磨损量为8.5微米。对照例同实施例1。
实施例4
本实施例所用的关节轴承衬垫为芳纶/PTFE编织衬垫，所采用的稀土改性溶液是由以下重量百分比的组分组成：氯化铈2％，去离子水95.97％，氯化铵0.01％，硝酸0.02％，尿素2％。具体的对关节轴承衬垫的处理方法如下：
1)在室温下将芳纶/PTFE编织衬垫进入到丙酮溶液中浸泡14h，取出后在70℃烘箱中烘干10min；
2)把经丙酮处理后的关节轴承纤维衬垫浸入改性剂中，浸泡2.5h，过滤后在80℃烘箱中烘干25min。
将采用本实施例方法处理后的关节轴承衬垫，粘在关节轴承外圈的内表面，进行如下测定：
粘结强度测定：按照标准SAE-AS81820测得其剥离强度为1.438N/mm。对照例同实施例1。
摩擦性能测定：利用摩擦磨损试验机，参照SAE-AS81820标准，在接触压力52MPa，摆动频率2Hz条件下对该改性后的关节轴承进行摩擦磨损性能测试，测的其摩擦系数为0.0328，磨损量为10微米。对照例同实施例1。
Claims (2)
1.一种自润滑关节轴承芳纶/PTFE衬垫的改性处理方法，其特征在于：包括步骤如下：
1)将衬垫在丙酮溶液中浸泡10～14小时，取出在60～80℃条件下烘干10～20分钟；
2)将丙酮处理后的衬垫在稀土改性溶液中浸泡2～3小时，取出在80～120℃条件下烘干20～30分钟，所述稀土改性溶液是由以下重量百分比的组分组成：氯化镧或/和氯化铈0.1-2％，氯化铵0.01-2％，硝酸0.02-0.2％，尿素0.01-2％，余量为去离子水。
2.根据权利要求1所述的自润滑关节轴承芳纶/PTFE衬垫的改性处理方法，其特征在于：所述稀土改性溶液是由以下重量百分比的组分组成：氯化镧或/和氯化铈0.5-1％，氯化铵0.2-0.25％，硝酸0.07-0.2％，尿素0.1-0.18％，余量为去离子水。
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