CN111484691A - 一种芳纶纤维布增强聚四氟乙烯轴承保持架材料及其制备方法 - Google Patents

一种芳纶纤维布增强聚四氟乙烯轴承保持架材料及其制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN111484691A
CN111484691A CN202010116313.9A CN202010116313A CN111484691A CN 111484691 A CN111484691 A CN 111484691A CN 202010116313 A CN202010116313 A CN 202010116313A CN 111484691 A CN111484691 A CN 111484691A
Authority
CN
China
Prior art keywords
polytetrafluoroethylene
aramid fiber
tetrafluoroethylene copolymer
vinyl ether
cloth
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN202010116313.9A
Other languages
English (en)
Other versions
CN111484691B (zh
Inventor
王超
王廷梅
王齐华
陈守兵
谢海
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Lanzhou Institute of Chemical Physics LICP of CAS
Original Assignee
Lanzhou Institute of Chemical Physics LICP of CAS
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Lanzhou Institute of Chemical Physics LICP of CAS filed Critical Lanzhou Institute of Chemical Physics LICP of CAS
Priority to CN202010116313.9A priority Critical patent/CN111484691B/zh
Publication of CN111484691A publication Critical patent/CN111484691A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN111484691B publication Critical patent/CN111484691B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08LCOMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L27/00Compositions of homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by a halogen; Compositions of derivatives of such polymers
    • C08L27/02Compositions of homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by a halogen; Compositions of derivatives of such polymers not modified by chemical after-treatment
    • C08L27/12Compositions of homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by a halogen; Compositions of derivatives of such polymers not modified by chemical after-treatment containing fluorine atoms
    • C08L27/18Homopolymers or copolymers or tetrafluoroethene
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08LCOMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L2205/00Polymer mixtures characterised by other features
    • C08L2205/03Polymer mixtures characterised by other features containing three or more polymers in a blend
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08LCOMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L2205/00Polymer mixtures characterised by other features
    • C08L2205/14Polymer mixtures characterised by other features containing polymeric additives characterised by shape
    • C08L2205/16Fibres; Fibrils

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Reinforced Plastic Materials (AREA)
  • Laminated Bodies (AREA)

Abstract

本发明涉及轴承自润滑保持架材料技术领域,尤其涉及一种芳纶纤维布增强聚四氟乙烯轴承保持架材料及其制备方法。本发明提供的制备方法制备得到的芳纶纤维布增强聚四氟乙烯轴承保持架材料由芳纶纤维‑聚四氟乙烯预浸布卷制而成,各层间同心度好,层间无分层、错位等缺陷,具有高强度、高韧性、低摩擦、耐磨损等优点,在低温或超低温环境下具有优异的自润滑特性,可满足低温或超低温高速轴承的长寿命润滑要求。

Description

一种芳纶纤维布增强聚四氟乙烯轴承保持架材料及其制备 方法
技术领域
本发明涉及轴承自润滑保持架材料技术领域,尤其涉及一种芳纶纤维布增强聚四氟乙烯轴承保持架材料及其制备方法。
背景技术
低于-60℃的低温或超低温高速轴承,由于温度限制而无法采用油润滑和脂润滑,常采用固体润滑形式,即通过聚四氟乙烯轴承保持架与滚动体摩擦产生的磨损物在球和滚道上形成坚固的、可适应多次启动与长时运转的固体转移膜,实现轴承的长效润滑。
目前,主要有两种聚四氟乙烯轴承保持架,一种是颗粒或纤维共混改性聚四氟乙烯复合材料保持架。专利号为ZL201610676809.5、ZL201010615339.4和ZL201510466829.5的专利均公开了此类轴承保持架的制备技术。虽然该保持架材料具有优异的自润滑转移特性,但其抗拉强度低(低于30MPa),无法用于DN值大于170万的低温高速轴承中,其主要失效形式为保持架强度不足导致的断裂。另外一种是连续纤维增强聚四氟乙烯复合材料保持架,同颗粒或纤维共混改性聚四氟乙烯复合材料相比,织物结构作为一个连续的整体分布在复合材料中,有着更高的有序性和紧密性,可赋予织物复合材料更高的承载能力和结构稳定性。
专利号为ZL200710193133.5的专利公开了一种利用玻璃布增强聚四氟乙烯复合保持架材料的制备方法,通过该方法制备的保持架材料,抗拉强度可达120MPa。然而,玻璃纤维布增强聚四氟乙烯复合保持架仍无法满足DN值大于150万的轴承工况需求。这一方面是由于玻璃纤维的刚性较高,在高转速下,保持架露出的纤维头极易划伤轴承滚道,破坏自润滑转移膜而导致轴承润滑失效。另一方面是由于该方法提供的制备工艺是将缠绕后的玻璃布层压聚四氟乙烯管状坯料装入模具,加压固定后在保证体积不变的情况下烧结而成。由于烧结成型过程中,聚四氟乙烯与玻璃纤维布之间的接合力弱、热膨胀系数差异大等问题,使得层与层之间同心度发生改变、层间分层开裂等问题,从而导致材料力学强度下降明显,产品批次稳定性和可靠性大大降低。
发明内容
本发明的目的在于提供一种芳纶纤维布增强聚四氟乙烯轴承保持架材料及其制备方法,本发明提供的制备方法制备得到的芳纶纤维布增强聚四氟乙烯轴承保持架材料由芳纶纤维/聚四氟乙烯预浸布层层卷制而成,各层间同心度好,层间无分层、错位等缺陷,具有高强度、高韧性、低摩擦、耐磨损等优点,在低温或超低温环境下具有优异的自润滑特性,可满足低温或超低温高速轴承的长寿命润滑要求。
为了实现上述发明目的,本发明提供以下技术方案:
本发明提供了一种芳纶纤维布增强聚四氟乙烯轴承保持架材料的制备方法,包括以下步骤:
提供全氟丙基乙烯醚-四氟乙烯共聚物改性聚四氟乙烯分散液;
将芳纶纤维布浸渍于所述全氟丙基乙烯醚-四氟乙烯共聚物改性聚四氟乙烯分散液中,得到芳纶纤维-聚四氟乙烯预浸布;
将所述芳纶纤维-聚四氟乙烯预浸布进行卷制,得到芳纶纤维-聚四氟乙烯层压管;
在真空条件下,将所述芳纶纤维-聚四氟乙烯层压管进行热等静压烧结,得到芳纶纤维布增强聚四氟乙烯轴承保持架材料。
优选地,所述全氟丙基乙烯醚-四氟乙烯共聚物改性聚四氟乙烯分散液的固含量为50wt%~60wt%。
优选地,所述所述全氟丙基乙烯醚-四氟乙烯共聚物改性聚四氟乙烯分散液的制备方法包括以下步骤:
将全氟丙基乙烯醚-四氟乙烯共聚物乳液和聚四氟乙烯乳液混合,得到所述全氟丙基乙烯醚-四氟乙烯共聚物改性聚四氟乙烯分散液;
所述全氟丙基乙烯醚-四氟乙烯共聚物乳液中的全氟丙基乙烯醚-四氟乙烯共聚物和所述聚四氟乙烯乳液中的聚四氟乙烯的质量比为(5~20):(80~95)。
优选地,所述聚四氟乙烯的粒径为0.1~0.25μm,所述全氟丙基乙烯醚-四氟乙烯共聚物的粒径为0.1~0.25μm。
优选地,所述芳纶纤维布为芳纶纤维平纹布;
所述芳纶纤维平纹布中的芳纶纤维的纤维细度为200D,经向或纬向的密度独立地为5~15根/cm。
优选地,所述浸渍在浸胶机上进行;
所述浸胶机的刮胶辊间隙为0.15~0.35mm;所述浸渍的速度为1~1.5m/min。
优选地,所述卷制的条件为:热辊温度为100~150℃,热卷压力为200~300N,热卷速度为0.5~1.0m。
优选地,所述热等静压烧结的过程为:在2~10MPa条件下,升温至320~340℃,保温45~60分钟;继续升温至360~380℃,保温60~120分钟;降温至100~150℃后;压力降至常压,温度降至室温。
本发明还提供了上述技术方案所述的制备方法制备得到的芳纶纤维布增强聚四氟乙烯轴承保持架材料,包括芳纶纤维布、聚四氟乙烯树脂和全氟丙基乙烯醚-四氟乙烯共聚物。
本发明提供了一种芳纶纤维布增强聚四氟乙烯轴承保持架材料的制备方法,包括以下步骤:提供全氟丙基乙烯醚-四氟乙烯共聚物(PFA)改性聚四氟乙烯(PTFE)分散液;将芳纶纤维布浸渍于所述全氟丙基乙烯醚-四氟乙烯共聚物改性聚四氟乙烯分散液中,得到芳纶纤维-聚四氟乙烯预浸布;将所述芳纶纤维-聚四氟乙烯预浸布进行卷制,得到芳纶纤维-聚四氟乙烯层压管;在真空条件下,将所述芳纶纤维-聚四氟乙烯层压管进行热等静压烧结,得到芳纶纤维布增强聚四氟乙烯轴承保持架材料。本发明提供的制备方法具有以下有益效果:1)本发明选用芳纶纤维布作为增强体,充分利用了芳纶纤维的高强度和高韧性,使保持架材料具有极高的抗拉强度和抗冲击和承载能力,可满足轴承保持架在超高速、重载工况下的高强高韧要求;2)由于芳纶纤维为有机纤维,其与聚四氟乙烯界面兼容性好,且具有低摩擦、耐磨损、硬度低于玻璃纤维的优势,不会破坏轴承运转过程中形成的自润滑转移膜,能显著提高轴承运转的稳定性、精度、可靠性和寿命;3)本发明利用PFA对PTFE乳液进行改性,可显著提高PTFE基体与芳纶纤维布之间的界面接合力,有效避免了芳纶纤维布与PTFE之间的界面分层问题;4)本发明通过热等静压烧结对所述芳纶纤维-聚四氟乙烯层压管进行热压烧结成型,在完成聚四氟乙烯材料烧结熟化的同时,使层压管各个方向均匀受压,一方面避免了层压管因受热膨胀导致的表面凹凸不平、层间分层和断裂问题;另一方面可在烧结过程中进一步增强聚四氟乙烯树脂对芳纶纤维布的浸透性,提高芳纶纤维布与聚四氟乙烯基体之间的界面结合强度。根据实施例的记载,利用本发明所述的制备方法制备得到的芳纶纤维布增强聚四氟乙烯轴承保持架材料的抗拉强度≥200MPa,冲击强度≥45kJ/m2,邵氏硬度≥70D,常温下的摩擦系数≤0.12,磨损率≤5×10-5mm3/(N·m),在-150℃下的摩擦系数≤0.05,磨损率≤7.5×10-6mm3/(N·m)。
具体实施方式
本发明提供了一种芳纶纤维布增强聚四氟乙烯轴承保持架材料的制备方法,包括以下步骤:
提供全氟丙基乙烯醚-四氟乙烯共聚物改性聚四氟乙烯分散液;
将芳纶纤维布浸渍于所述全氟丙基乙烯醚-四氟乙烯共聚物改性聚四氟乙烯分散液中,得到芳纶纤维-聚四氟乙烯预浸布;
将所述芳纶纤维-聚四氟乙烯预浸布进行卷制,得到芳纶纤维-聚四氟乙烯层压管;
在真空条件下,将所述芳纶纤维-聚四氟乙烯层压管进行热等静压烧结,得到芳纶纤维布增强聚四氟乙烯轴承保持架材料。
在本发明中,若无特殊说明,所有原料组分均为本领域技术人员熟知的市售产品。
本发明提供全氟丙基乙烯醚-四氟乙烯共聚物改性聚四氟乙烯分散液。在本发明中,所述全氟丙基乙烯醚-四氟乙烯共聚物改性聚四氟乙烯分散液的制备方法优选包括以下步骤:将全氟丙基乙烯醚-四氟乙烯共聚物乳液和聚四氟乙烯乳液混合,得到所述全氟丙基乙烯醚-四氟乙烯共聚物改性聚四氟乙烯分散液。本发明对所述混合没有任何特殊的限定,采用本领域技术人员熟知的过程并能够保证混合均匀即可。在本发明中,所述全氟丙基乙烯醚-四氟乙烯共聚物乳液中的全氟丙基乙烯醚-四氟乙烯共聚物和所述聚四氟乙烯乳液中的聚四氟乙烯的质量比优选为(5~20):(80~95),更优选为(10~15):(85~90),所述聚四氟乙烯的粒径优选为0.1~0.25μm,所述全氟丙基乙烯醚-四氟乙烯共聚物的粒径优选为0.1~0.25μm。在本发明中,所述全氟丙基乙烯醚-四氟乙烯共聚物改性聚四氟乙烯分散液的固含量优选为50wt%~60wt%,更优选为52wt%~58wt%,最优选为54wt%~56wt%。
本发明将芳纶纤维布浸渍于所述全氟丙基乙烯醚-四氟乙烯共聚物改性聚四氟乙烯分散液中,得到芳纶纤维-聚四氟乙烯预浸布;进行所述浸渍前,本发明优选对所述芳纶纤维布进行预处理;所述预处理优选包括清洗和干燥;所述清洗优选为采用丙酮进行清洗;本发明对所述干燥没有任何特殊的限定,采用本领域技术人员熟知的过程进行即可。在本发明中,所述芳纶纤维布优选为芳纶纤维平纹布;所述芳纶纤维平纹布中的芳纶纤维的纤维细度优选为200D,经向或纬向的密度独立地优选为5~15根/cm,更优选为8~12根/cm。
在本发明中,所述浸渍优选在浸胶机上进行;所述浸胶机的刮胶辊间隙优选为0.15~0.35mm,更优选为0.2~0.3mm,最优选为0.24~0.26mm;所述浸渍的速度优选为1~1.5m/min,更优选为1.2~1.3m/min。在本发明中,所述浸渍过程还优选包括烘干的过程,所述烘干的温度优选为250~300℃,更优选为260~280℃;在本发明中,所述烘干的主要目的是去除水分和表面活性剂等。
得到芳纶纤维-聚四氟乙烯预浸布后,本发明将所述芳纶纤维-聚四氟乙烯预浸布进行卷制,得到芳纶纤维-聚四氟乙烯层压管;在本发明中,所述卷制优选在缠绕机上进行,所述卷制的条件为:热辊温度优选为100~150℃,更优选为110~140℃,最优选为120~130℃;热卷压力优选为200~300N,更优选为220~280N,最优选为240~260N;所述热卷速度优选为0.5~1.0m/min,更优选为0.6~0.8m/min。
得到芳纶纤维-聚四氟乙烯层压管后,本发明在真空条件下,将所述芳纶纤维-聚四氟乙烯层压管进行热等静压烧结,得到芳纶纤维布增强聚四氟乙烯轴承保持架材料。在本发明中,进行所述热等静压烧结前,优选将所述芳纶纤维-聚四氟乙烯层压管置于铝制包套中,抽真空至10-3Pa,将抽气口焊死后,置于热等静压机中。
在本发明中,所述热等静压烧结的过程优选为:在2~10MPa条件下,升温至320~340℃,保温45~60分钟;继续升温至360~380℃,保温60~120分钟;降温至100~150℃后;压力降至常压,温度降至室温,更优选为:在4~8MPa条件下,升温至325~335℃,保温50~55分钟;继续升温至365~370℃,保温80~100分钟;降温至110~140℃后;压力降至常压,温度降至室温。在本发明中,所述升温的升温速率优选为5~10℃/min,更优选为6~8℃/min;所述降温的降温速率优选为5~10℃/min,更优选为6~8℃/min。
本发明还提供了上述技术方案所述的制备方法制备得到的芳纶纤维布增强聚四氟乙烯轴承保持架材料,包括芳纶纤维布、聚四氟乙烯树脂和全氟丙基乙烯醚-四氟乙烯共聚物。在本发明中,所述芳纶纤维布在所述芳纶纤维布增强聚四氟乙烯轴承保持架材料中的质量百分数优选为30~60%,更优选为35~55%,最优选为40~50%;所述聚四氟乙烯树脂在所述芳纶纤维布增强聚四氟乙烯轴承保持架材料中的质量百分数优选为20~70%,更优选为30~60%,最优选为40~50%;所述全氟丙基乙烯醚-四氟乙烯共聚物在所述芳纶纤维布增强聚四氟乙烯轴承保持架材料中的质量百分数优选为2~15%,更优选为4~12%,最优选为6~8%。
下面结合实施例对本发明提供的芳纶纤维布增强聚四氟乙烯轴承保持架材料及其制备方法进行详细的说明,但是不能把它们理解为对本发明保护范围的限定。
实施例1
提供PFA改性聚四氟乙烯分散液:
将PFA乳液与PTFE乳液混合均匀,得到PFA改性聚四氟乙烯分散液(固含量为60wt%,聚四氟乙烯与PFA的质量比为8:2;聚四氟乙烯的平均粒径为0.25μm,PFA的平均粒径为0.25μm);
将芳纶纤维平纹布(芳纶纤维的细度为200D,径向、纬向密度为9根/cm)采用丙酮进行清洗后干燥,得到预处理后的芳纶纤维平纹布;
将所述预处理后的芳纶纤维平纹布在浸胶机上浸渍PFA改性聚四氟乙烯分散液(刮胶辊间隙为0.25mm,烘干温度为280℃,浸渍速度为1m/min),得到芳纶纤维-聚四氟乙烯预浸布;
将所述芳纶纤维-聚四氟乙烯预浸布在缠绕机上进行卷制(热辊温度为120℃,热卷压力为200N,热卷速度为0.5m/min),得到芳纶纤维-聚四氟乙烯层压管;
将所述芳纶纤维-聚四氟乙烯层压管放入铝制包套中,抽真空至10-3Pa,将抽气口焊死,然后放入热等静压机中进行烧结(在2MPa条件下,以5℃/min的升温速率升温至330℃,保温45分钟;以5℃/min的升温速率继续升温至370℃,保温120分钟;降温至100℃后;压力降至常压,温度降至室温),去除包套,得到芳纶纤维布增强聚四氟乙烯轴承保持架材料。
实施例2
提供PFA改性聚四氟乙烯分散液:
将PFA乳液与PTFE乳液混合均匀,得到PFA改性聚四氟乙烯分散液(固含量为60wt%,聚四氟乙烯与PFA的质量比为9.5:0.5;聚四氟乙烯的平均粒径为0.25μm,PFA的平均粒径为0.25μm);
将芳纶纤维平纹布(芳纶纤维的细度为200D,径向、纬向密度为9根/cm)采用丙酮进行清洗后干燥,得到预处理后的芳纶纤维平纹布;
将所述预处理后的芳纶纤维平纹布在浸胶机上浸渍PFA改性聚四氟乙烯分散液(刮胶辊间隙为0.25mm,烘干温度为280℃,浸渍速度为1m/min),得到芳纶纤维-聚四氟乙烯预浸布;
将所述芳纶纤维-聚四氟乙烯预浸布在缠绕机上进行卷制(热辊温度为120℃,热卷压力为200N,热卷速度为0.5m/min),得到芳纶纤维-聚四氟乙烯层压管;
将所述芳纶纤维-聚四氟乙烯层压管放入铝制包套中,抽真空至10-3Pa,将抽气口焊死,然后放入热等静压机中进行烧结(在2MPa条件下,以5℃/min的升温速率升温至330℃,保温45分钟;以5℃/min的升温速率继续升温至370℃,保温120分钟;降温至100℃后;压力降至常压,温度降至室温),去除包套,得到芳纶纤维布增强聚四氟乙烯轴承保持架材料。
实施例3
提供PFA改性聚四氟乙烯分散液:
将PFA乳液与PTFE乳液混合均匀,得到PFA改性聚四氟乙烯分散液(固含量为55wt%,聚四氟乙烯与PFA的质量比为8.5:1.5;聚四氟乙烯的平均粒径为0.25μm,PFA的平均粒径为0.25μm);
将芳纶纤维平纹布(芳纶纤维的细度为200D,径向、纬向密度为9根/cm)采用丙酮进行清洗后干燥,得到预处理后的芳纶纤维平纹布;
将所述预处理后的芳纶纤维平纹布在浸胶机上浸渍PFA改性聚四氟乙烯分散液(刮胶辊间隙为0.2mm,烘干温度为280℃,浸渍速度为1m/min),得到芳纶纤维-聚四氟乙烯预浸布;
将所述芳纶纤维-聚四氟乙烯预浸布在缠绕机上进行卷制(热辊温度为120℃,热卷压力为250N,热卷速度为0.5m/min),得到芳纶纤维-聚四氟乙烯层压管;
将所述芳纶纤维-聚四氟乙烯层压管放入铝制包套中,抽真空至10-3Pa,将抽气口焊死,然后放入热等静压机中进行烧结(在5MPa条件下,以5℃/min的升温速率升温至330℃,保温45分钟;以5℃/min的升温速率继续升温至370℃,保温120分钟;降温至100℃后;压力降至常压,温度降至室温),去除包套,得到芳纶纤维布增强聚四氟乙烯轴承保持架材料。
实施例4
提供PFA改性聚四氟乙烯分散液:
将PFA乳液与PTFE乳液混合均匀,得到PFA改性聚四氟乙烯分散液(固含量为55wt%,聚四氟乙烯与PFA的质量比为8.5:1.5;聚四氟乙烯的平均粒径为0.25μm,PFA的平均粒径为0.25μm);
将芳纶纤维平纹布(芳纶纤维的细度为200D,径向、纬向密度为9根/cm)采用丙酮进行清洗后干燥,得到预处理后的芳纶纤维平纹布;
将所述预处理后的芳纶纤维平纹布在浸胶机上浸渍PFA改性聚四氟乙烯分散液(刮胶辊间隙为0.15mm,烘干温度为280℃,浸渍速度为1.5m/min),得到芳纶纤维-聚四氟乙烯预浸布;
将所述芳纶纤维-聚四氟乙烯预浸布在缠绕机上进行卷制(热辊温度为120℃,热卷压力为300N,热卷速度为0.5m/min),得到芳纶纤维-聚四氟乙烯层压管;
将所述芳纶纤维-聚四氟乙烯层压管放入铝制包套中,抽真空至10-3Pa,将抽气口焊死,然后放入热等静压机中进行烧结(在5MPa条件下,以5℃/min的升温速率升温至330℃,保温45分钟;以5℃/min的升温速率继续升温至370℃,保温120分钟;降温至100℃后;压力降至常压,温度降至室温),去除包套,得到芳纶纤维布增强聚四氟乙烯轴承保持架材料。
实施例5
提供PFA改性聚四氟乙烯分散液:
将PFA乳液与PTFE乳液混合均匀,得到PFA改性聚四氟乙烯分散液(固含量为50wt%,聚四氟乙烯与PFA的质量比为8.5:1.5;聚四氟乙烯的平均粒径为0.25μm,PFA的平均粒径为0.25μm);
将芳纶纤维平纹布(芳纶纤维的细度为200D,径向、纬向密度为13根/cm)采用丙酮进行清洗后干燥,得到预处理后的芳纶纤维平纹布;
将所述预处理后的芳纶纤维平纹布在浸胶机上浸渍PFA改性聚四氟乙烯分散液(刮胶辊间隙为0.2mm,烘干温度为280℃,浸渍速度为1.5m/min),得到芳纶纤维-聚四氟乙烯预浸布;
将所述芳纶纤维-聚四氟乙烯预浸布在缠绕机上进行卷制(热辊温度为120℃,热卷压力为300N,热卷速度为0.5m/min),得到芳纶纤维-聚四氟乙烯层压管;
将所述芳纶纤维-聚四氟乙烯层压管放入铝制包套中,抽真空至10-3Pa,将抽气口焊死,然后放入热等静压机中进行烧结(在10MPa条件下,以5℃/min的升温速率升温至330℃,保温45分钟;以5℃/min的升温速率继续升温至370℃,保温120分钟;降温至100℃后;压力降至常压,温度降至室温),去除包套,得到芳纶纤维布增强聚四氟乙烯轴承保持架材料。
测试例
将实施例1~5制备得到的芳纶纤维布增强聚四氟乙烯轴承保持架材料进行性能测试,测试标准和测试条件如下:
抗拉强度:GB/T 1040.2-2006《塑料拉伸性能的测定第2部分:模塑和挤塑料的试验条件》;
冲击强度:GB/T 1043.1-2008,《塑料简支梁冲击性能的测定》;
硬度:GB/T 2411-2008《塑料和硬橡胶使用硬度计测定压痕硬度(邵氏硬度)》;
摩擦系数和磨损率的测试条件:以球盘接触、旋转运动形式,上试样为GCr15材质的对偶球(直径为
Figure BDA0002391601810000102
),下试样为芳纶纤维布增强聚四氟乙烯轴承保持架材料,测试载荷为5N,速度为198rpm。常温摩擦系数测试在常温条件下进行;在进行低温摩擦试验时,先将腔体环境温度降至-150℃,然后开始试验。摩擦系数直接由试验机给出,体积磨损率通过三维轮廓仪表征磨痕,再由公式(常规磨损率的计算公式)计算得。
测试结果如表1所示:
表1实施例1~5制备的芳纶纤维布增强聚四氟乙烯轴承保持架材料的性能
Figure BDA0002391601810000101
由表1可知,利用本发明所述的制备方法制备得到的芳纶纤维布增强聚四氟乙烯轴承保持架材料的抗拉强度≥200MPa,冲击强度≥45kJ/m2,邵氏硬度≥70D,常温下的摩擦系数≤0.12,磨损率≤5×10-5mm3/(N·m),在-150℃下的摩擦系数≤0.05,磨损率≤7.5×10-6mm3/(N·m)。
以上所述仅是本发明的优选实施方式,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明原理的前提下,还可以做出若干改进和润饰,这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种芳纶纤维布增强聚四氟乙烯轴承保持架材料的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
提供全氟丙基乙烯醚-四氟乙烯共聚物改性聚四氟乙烯分散液;
将芳纶纤维布浸渍于所述全氟丙基乙烯醚-四氟乙烯共聚物改性聚四氟乙烯分散液中,得到芳纶纤维-聚四氟乙烯预浸布;
将所述芳纶纤维-聚四氟乙烯预浸布进行卷制,得到芳纶纤维-聚四氟乙烯层压管;
在真空条件下,将所述芳纶纤维-聚四氟乙烯层压管进行热等静压烧结,得到芳纶纤维布增强聚四氟乙烯轴承保持架材料。
2.如权利要求1所述的制备方法,其特征在于,所述全氟丙基乙烯醚-四氟乙烯共聚物改性聚四氟乙烯分散液的固含量为50wt%~60wt%。
3.如权利要求2所述的制备方法,其特征在于,所述全氟丙基乙烯醚-四氟乙烯共聚物改性聚四氟乙烯分散液的制备方法包括以下步骤:
将全氟丙基乙烯醚-四氟乙烯共聚物乳液和聚四氟乙烯乳液混合,得到所述全氟丙基乙烯醚-四氟乙烯共聚物改性聚四氟乙烯分散液;
所述全氟丙基乙烯醚-四氟乙烯共聚物乳液中的全氟丙基乙烯醚-四氟乙烯共聚物和所述聚四氟乙烯乳液中的聚四氟乙烯的质量比为(5~20):(80~95)。
4.如权利要求3所述的制备方法,其特征在于,所述聚四氟乙烯的粒径为0.1~0.25μm,所述全氟丙基乙烯醚-四氟乙烯共聚物的粒径为0.1~0.25μm。
5.如权利要求1所述的制备方法,其特征在于,所述芳纶纤维布为芳纶纤维平纹布;
所述芳纶纤维平纹布中的芳纶纤维的纤维细度为200D,经向或纬向的密度独立地为5~15根/cm。
6.如权利要求1所述的制备方法,其特征在于,所述浸渍在浸胶机上进行;
所述浸胶机的刮胶辊间隙为0.15~0.35mm;所述浸渍的速度为1~1.5m/min。
7.如权利要求1所述的制备方法,其特征在于,所述卷制的条件为:热辊温度为100~150℃,热卷压力为200~300N,热卷速度为0.5~1.0m。
8.如权利要求1所述的制备方法,其特征在于,所述热等静压烧结的过程为:在2~10MPa条件下,升温至320~340℃,保温45~60分钟;继续升温至360~380℃,保温60~120分钟;降温至100~150℃后;压力降至常压,温度降至室温。
9.权利要求1~7任一项所述的制备方法制备得到的芳纶纤维布增强聚四氟乙烯轴承保持架材料,其特征在于,包括芳纶纤维布、聚四氟乙烯树脂和全氟丙基乙烯醚-四氟乙烯共聚物。
CN202010116313.9A 2020-02-25 2020-02-25 一种芳纶纤维布增强聚四氟乙烯轴承保持架材料及其制备方法 Active CN111484691B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010116313.9A CN111484691B (zh) 2020-02-25 2020-02-25 一种芳纶纤维布增强聚四氟乙烯轴承保持架材料及其制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010116313.9A CN111484691B (zh) 2020-02-25 2020-02-25 一种芳纶纤维布增强聚四氟乙烯轴承保持架材料及其制备方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN111484691A true CN111484691A (zh) 2020-08-04
CN111484691B CN111484691B (zh) 2021-02-19

Family

ID=71811634

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202010116313.9A Active CN111484691B (zh) 2020-02-25 2020-02-25 一种芳纶纤维布增强聚四氟乙烯轴承保持架材料及其制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN111484691B (zh)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB928433A (en) * 1960-08-23 1963-06-12 Glacier Co Ltd Plain bearing and materials for making such bearings
EP0450488A3 (en) * 1990-04-03 1992-03-11 Hoechst Aktiengesellschaft Fibre-reinforced material, production process and application
EP1676903A2 (de) * 2004-12-01 2006-07-05 Gebrüder Reinfurt GmbH & Co. KG Wälzlagerkäfig
CN102391645A (zh) * 2011-09-28 2012-03-28 洛阳轴研科技股份有限公司 轴承保持架用热塑性聚酰亚胺基复合材料的制备方法
CN110435064A (zh) * 2019-08-16 2019-11-12 中国科学院兰州化学物理研究所 一种多孔聚酰亚胺保持架材料及其制备方法

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB928433A (en) * 1960-08-23 1963-06-12 Glacier Co Ltd Plain bearing and materials for making such bearings
EP0450488A3 (en) * 1990-04-03 1992-03-11 Hoechst Aktiengesellschaft Fibre-reinforced material, production process and application
EP1676903A2 (de) * 2004-12-01 2006-07-05 Gebrüder Reinfurt GmbH & Co. KG Wälzlagerkäfig
CN102391645A (zh) * 2011-09-28 2012-03-28 洛阳轴研科技股份有限公司 轴承保持架用热塑性聚酰亚胺基复合材料的制备方法
CN110435064A (zh) * 2019-08-16 2019-11-12 中国科学院兰州化学物理研究所 一种多孔聚酰亚胺保持架材料及其制备方法

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
G.A.COOPER 等: "Stiff and strong bearing materials for high speed dry operation", 《WEAR》 *
吴宣岐: "纤维增强自润滑保持架材料研究", 《中国优秀硕士学位论文全文数据库工程科技Ⅱ辑(月刊)》 *
燕鹏华 等: "聚四氟乙烯改性乳聚丁苯橡胶性能研究", 《弹性体》 *

Also Published As

Publication number Publication date
CN111484691B (zh) 2021-02-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9970483B2 (en) Self-lubricating thermoplastic layers containing PTFE additive having a polymodal molecular weight
KR101538279B1 (ko) 개질 폴리이미드 마모층을 갖는 3층 복합 자체 윤활 활주 베어링 및 그 제조 방법
US10767695B2 (en) Sliding contact surface-forming material, slide bearing containing same, and method of using same in a moist environment
US20180335083A1 (en) Sliding contact surface-forming material, slide bearing containing same, and method of using same in a moist environment
CN110843294B (zh) 一种高速工况自润滑织物衬垫复合材料的制备方法
EP2623802A1 (en) Retainer for rolling bearing, and rolling bearing
CN114621545B (zh) 一种高耐磨复合材料及其制备方法和应用
CN113024856B (zh) 一种碳纤维增强聚酰亚胺自润滑复合材料及其制备方法
KR20110136709A (ko) 슬라이드 베어링 부품, 슬라이드 베어링 및 슬라이드 베어링 부품을 제조하기 위한 방법
CN115322570B (zh) 混杂连续纤维增强杂萘联苯聚芳醚树脂基复合材料及其制备方法
CN111909477A (zh) 高性能氧化碳纤维/石墨/聚酰亚胺改性聚四氟乙烯高分子复合材料及其制备方法
CN110819064A (zh) 一种高导热耐磨自润滑衬垫及其制备方法
CN111286196B (zh) 一种自润滑织物衬垫复合材料及其制备方法和应用
CN115975318A (zh) 一种低磨损自润滑材料及其制备方法
CN111484691B (zh) 一种芳纶纤维布增强聚四氟乙烯轴承保持架材料及其制备方法
JP4519355B2 (ja) 水中用摺動部材ならびにその製造方法
CN107987462A (zh) 一种适用于油润滑工况的聚醚醚酮基复合材料及其制备方法
CN114016295B (zh) 一种具有梯度润滑结构的纤维织物复合材料及其制备方法和应用
EP2171282A1 (en) Thermoplastic polymer bushings
CN109705503B (zh) 一种含氟耐磨材料及其制备方法与应用
WO2009015301A1 (en) Fluoropolymer bushings
EP3189124B1 (en) Composite bearing with enhanced wear and machinability
CN111718528A (zh) 一种舰船用泵水润滑轴承制备方法
Shelestova et al. New antifriction materials of the Fluvis group based on modified carbon fibers.
CN113981700B (zh) 一种纤维织物自润滑复合材料及其制备方法和应用

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant