CN115141443A - 一种航空滚轮轴承用自润滑材料及其应用 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种航空滚轮轴承用自润滑材料及其应用，属于自润滑滚轮轴承技术领域。本发明中，丙烯酸酯单体的分子结构中的化学双键，在引发剂的作用下激发活性，使其打开双键并产生活化中心，通过活化分子与未活化的单体分子作用进行连锁聚合反应，直至大分子链的活化终止，调控单体的分子链结构、官能度以及反应时间，制备出了具有优异耐温性能和良好机械强度的热固性树脂基体，即聚丙烯酸酯；聚丙烯酸酯基体中添加润滑剂和增强剂，硬质增强剂和软质润滑剂在树脂基体中的界面化学作用，改善了与聚丙烯酸酯的结合能力，提高了自润滑材料润滑性的同时，提高了材料的承载能力和耐磨性能。

Description

一种航空滚轮轴承用自润滑材料及其应用
技术领域
本发明涉及自润滑滚轮轴承技术领域，尤其涉及一种航空滚轮轴承用自润滑材料及其应用。
背景技术
滚轮轴承是一种轴承外圈不安装入轴承座，外圈可以直接在轨道上滚动的轴承。与普通滚动轴承相比，具有较厚的外圈和较大的滚动体，提高了轴承的承载能力，结构上滚轮轴承外圈与轮毂合二为一，具有轴承和滚动轮毂的双重性能。在实际应用中，滚轮轴承可以简化机械结构，减小机构体积、重量和零件数量，大幅降低制造成本，为安装、维护和更换带来了极大的便利。自润滑滚轮轴承利用自润滑材料替代了滚轮轴承的滚动体，将传统的滚动摩擦副变为滑动摩擦副，在降低滚轮轴承自身重量的同时，省去了油润滑所需的复杂供油装置，具有结构紧凑、质轻、承载能力大、免维护、服役寿命长、自润滑等优点，大幅增强了滚轮轴承的使用性和可靠性，广泛应用于航空领域，是传统滚轮轴承的重要替代产品。
目前，应用于航空领域的自润滑滚轮轴承大多采用自润滑长纤维织物作为自润滑衬垫，其难以机加工，摩擦副之间的形位公差不能精确控制，易导致衬垫磨损不均匀，局部磨损过大降低了轴承的使用寿命。随着材料技术的发展，航空轴承公司已相继开发出了以增强高分子树脂材料作为基体的新型自润滑耐磨材料，如美国专利US4717268A、US8034865B2，替代了传统的长纤维自润滑织物衬垫。此类材料与金属附着力强，无长纤维结构，可以进行机械加工，实现形位公差的精确控制，但是仍存在耐磨寿命低的问题。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种航空滚轮轴承用自润滑材料及其应用。本发明提供的航空滚轮轴承用自润滑材料具有良好的抗承载能力和低摩擦、耐磨损特性。
为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：
本发明提供了一种航空滚轮轴承用自润滑材料，包括以下质量百分数的组分：聚丙烯酸酯30％～55％、润滑剂30％～50％、增强剂10％～20％和触变剂1％～5％，所述聚丙烯酸酯由丙烯酸酯单体、促进剂和引发剂制得，所述丙烯酸酯单体的分子链上含有氧化乙基官能团。
优选地，所述丙烯酸酯单体包括以下质量百分数的组分：乙氧化季戊四醇四丙烯酸酯30％～60％、乙氧化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯25％～50％和甲基丙烯酸-2-苯氧乙酯10％～20％。
优选地，所述促进剂的质量为丙烯酸酯单体质量的0.3％～0.8％。
优选地，所述促进剂为2-羟乙基甲基丙烯酸酯磷酸酯或烷基丙烯酸酯磷酸酯。
优选地，所述引发剂为有机过氧化物，所述引发剂的质量为丙烯酸酯单体质量的3％～8％。
优选地，所述有机过氧化物为过氧化苯甲酸叔丁酯或过氧化2-乙基己基酸叔丁酯。
优选地，所述增强剂包括碳酸钙晶须、钛酸钾晶须、碳纤维、玻璃纤维和芳纶纤维中的一种或多种。
优选地，所述润滑剂包括聚四氟乙烯、二硫化钼、石墨和聚乙烯蜡中的一种或多种。
优选地，所述触变剂包括有机膨润土、凹凸棒土和气相二氧化硅中的一种或多种。
本发明还提供了上述技术方案所述的航空滚轮轴承用自润滑材料在航空自润滑滚轮轴承中的应用，包括以下步骤：
将航空自润滑滚轮轴承的内、外圈进行表面处理，得到预处理样品；
将所述航空滚轮轴承用自润滑材料注入所述预处理样品内外圈之间的型腔空隙中，进行成型，得到自润滑衬垫；
将所述自润滑衬垫进行固化后装配，得到自润滑滚轮轴承。
优选地，所述固化包括以下步骤：以1℃/min的速率升温至170℃±5℃，保温720～1440min，然后随炉自然冷却至室温。
本发明提供了一种航空滚轮轴承用自润滑材料，包括以下质量百分数的组分：聚丙烯酸酯30％～55％、润滑剂30％～50％、增强剂10％～20％和触变剂1％～5％，所述聚丙烯酸酯由丙烯酸酯单体、促进剂和引发剂制得，所述丙烯酸酯单体的分子链上含有氧化乙基官能团。
本发明中，所述丙烯酸酯单体包括乙氧化季戊四醇四丙烯酸酯、乙氧化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯和甲基丙烯酸-2-苯氧乙酯，所述丙烯酸酯单体分别具有四官能度、三官能度和单官能度。不同官能度的丙烯酸酯单体聚合有利于形成具有互穿网络结构(IPNs)的聚丙烯酸酯，不仅可以提高自润滑材料基体树脂的机械强度和抗承载能力，而且可以提高自润滑材料的耐磨性。
本发明中，丙烯酸酯单体的分子结构中的化学双键，在引发剂的作用下激发活性，使其打开双键并产生活化中心，通过活化分子与未活化的单体分子作用进行连锁聚合反应，直至大分子链的活化终止，调控单体的分子链结构、官能度以及反应时间，制备出了具有优异耐温性能和良好机械强度的热固性树脂基体，即聚丙烯酸酯；聚丙烯酸酯基体中添加润滑剂和增强剂，硬质增强剂和软质润滑剂在树脂基体中的界面化学作用，改善了与聚丙烯酸酯的结合能力，提高了自润滑材料润滑性的同时，提高了材料的承载能力和耐磨性能，可以满足航空飞机襟翼、缝翼等部位对自润滑滚轮轴承的服役要求。
进一步地，本发明中航空滚轮轴承用自润滑材料包括聚丙烯酸酯与润滑剂、增强剂，其中聚丙烯酸酯是通过丙烯酸酯单体的链引发、链增长实现本体聚合反应成型的，自润滑材料无长纤维结构，因此可实现机械加工，可获得更高的精度。
实施例的数据表明，含有本发明提供的自润滑衬垫的滚轮轴承，在室温环境、动载荷85MPa，线速度0.025m/min、±5周交替旋转工况条件下，运转10万次后，平均摩擦系数≤0.04，自润滑衬垫磨损深度≤0.050mm；本发明的自润滑材料反应成型后，衬垫洛氏硬度≥85HRM，在额定静载荷450MPa下，衬垫的压缩永久变形≤0.076mm，在极限静载荷675MPa下，衬垫无脱落、无开裂。
进一步地，本发明的自润滑材料可以通过喷涂、刷涂、注射成型以及离心旋涂方式涂覆于工件表面，从而制备具有摩擦系数低、承载能力高、耐磨寿命长的航空滚轮轴承用自润滑衬垫。
附图说明
图1为含有本发明所述自润滑衬垫的螺栓型滚轮轴承；
图2为含有本发明所述自润滑衬垫的螺栓型滚轮轴承内圈；
图3为含有本发明所述自润滑衬垫的螺栓型滚轮轴承外圈；
其中：1为螺栓型滚轮轴承内圈；11为自润滑衬垫；2为螺栓型滚轮轴承外圈；21为自润滑衬垫；3为端面挡圈；4为防尘圈。
具体实施方式
本发明提供了一种航空滚轮轴承用自润滑材料，包括以下质量百分数的组分：聚丙烯酸酯30％～55％、润滑剂30％～50％、增强剂10％～20％和触变剂1％～5％，所述聚丙烯酸酯由丙烯酸酯单体、促进剂和引发剂制得，所述丙烯酸酯单体的分子链上含有氧化乙基官能团。
在本发明中，若无特殊说明，使用的原料均为本领域市售商品。
本发明提供的航空滚轮轴承用自润滑材料中聚丙烯酸酯的质量百分数优选为40％～50％。
在本发明中，所述丙烯酸酯单体优选包括以下质量百分数的组分：乙氧化季戊四醇四丙烯酸酯30％～60％、乙氧化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯25％～50％和甲基丙烯酸-2-苯氧乙酯10％～20％。
在本发明中，所述丙烯酸酯单体中乙氧化季戊四醇四丙烯酸酯(EQ4PETA)的质量百分数优选为45～55％。
在本发明中，所述乙氧化季戊四醇四丙烯酸酯的结构式如式I所示：
Figure BDA0003765219720000041
在本发明中，所述丙烯酸酯单体中乙氧化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯的质量百分数优选为35～45％。
在本发明中，所述乙氧化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯的结构式如式II所示：
Figure BDA0003765219720000051
在本发明中，所述丙烯酸酯单体中甲基丙烯酸-2-苯氧乙酯的质量百分数优选为10～15％。
在本发明中，所述甲基丙烯酸-2-苯氧乙酯的结构式如式III所示：
Figure BDA0003765219720000052
在本发明中，所述丙烯酸酯单体中的氧化乙基官能团具有乙氧化作用，不仅可以提高单体对分散填料的化学粘结性，而且可以提高聚丙烯酸酯与金属基底的化学粘附力。
在本发明中，所述促进剂的质量优选为丙烯酸酯单体质量的0.3％～0.8％，更优选为0.4％～0.7％，最优选为0.5％～0.6％。
在本发明中，所述促进剂优选为2-羟乙基甲基丙烯酸酯磷酸酯或烷基丙烯酸酯磷酸酯。在本发明中，所述促进剂为含有官能团的丙烯酸酯磷酸酯，磷酸酯基团可以润湿金属表面，从而有效提高聚丙烯酸酯与金属的化学粘接力。
在本发明中，所述引发剂的质量优选为丙烯酸酯单体质量的3％～8％，更优选为4％～7％，最优选为5％～6％。
在本发明中，所述引发剂优选为有机过氧化物，所述有机过氧化物优选为过氧化苯甲酸叔丁酯(TBPB)或过氧化2-乙基己基酸叔丁酯(TBPO)。
在本发明中，所述聚丙烯酸酯优选在航空滚轮轴承用自润滑材料具体应用的过程中实现聚合。
本发明提供的航空滚轮轴承用自润滑材料中增强剂的质量百分数优选为13％～16％。在本发明中，所述增强剂不仅可以提高自润滑材料的机械强度和抗承载能力，而且能够提高自润滑材料的耐磨性。
在本发明中，所述增强剂优选包括碳酸钙晶须、钛酸钾晶须、碳纤维、玻璃纤维和芳纶纤维中的一种或多种，更优选为任意两种的组合，所述两种的组合中两种物质的质量比优选1:1～1:2。
在本发明中，所述增强剂的平均长度优选为40～100μm。
本发明提供的航空滚轮轴承用自润滑材料中润滑剂的质量百分数优选为35％～45％。在本发明中，所述润滑剂不仅可以显著降低聚丙烯酸酯的摩擦系数，而且可以在摩擦过程中与聚丙烯酸酯共同形成牢固致密的摩擦转移膜，固体润滑剂的复配有利于摩擦初始阶段快速生成摩擦转移膜。
在本发明中，所述润滑剂优选包括聚四氟乙烯、二硫化钼、石墨和聚乙烯蜡中的一种或多种，更优选为任意两种的组合，所述两种的组合中两种物质的质量比优选1:1～1:2。
在本发明中，所述润滑剂的平均粒径优选为10～30μm。
本发明提供的航空滚轮轴承用自润滑材料中触变剂的质量百分数优选为2％～4％。
在本发明中，所述触变剂优选包括有机膨润土、凹凸棒土和气相二氧化硅中的一种或多种，更优选为任意两种的组合，所述两种的组合中两种物质的质量比优选1:1～1:2。
在本发明中，所述触变剂的平均粒径优选为10～50nm。
本发明对所述航空滚轮轴承用自润滑材料的制备方法没有特殊的限定，采用本领域技术人员熟知的制备方法制得即可。在本发明的具体实施例中，所述航空滚轮轴承用自润滑材料的制备方法如下：将所述丙烯酸酯单体倒入真空混合机中进行搅拌混合，真空度为0.070～0.090MPa，搅拌速率为50～200rpm，混合时间为10～40min，混合完成后恢复至常压；然后加入所述促进剂后开启真空，混合10～20min；然后加入所述引发剂，混合10～20min，加入所述触变剂，混合搅拌10～30min；最后加入所述润滑剂和增强剂，混合搅拌30～60min，得到所述航空滚轮轴承用自润滑材料。
在本发明中，当所述引发剂加入后会以引起所述促进剂的活性，使得丙烯酸酯单体发生扩链与增长；因真空度和混合时间受控制，常温下不会发生凝胶反应，在所述航空滚轮轴承用自润滑材料的应用过程中，通过控制环境温度，会实现所述丙烯酸酯单体的聚合反应，得到所述聚丙烯酸酯。
本发明还提供了上述技术方案所述的航空滚轮轴承用自润滑材料在航空自润滑滚轮轴承中的应用，包括以下步骤：
将航空自润滑滚轮轴承的内、外圈进行表面处理，得到预处理样品；
将所述航空滚轮轴承用自润滑材料注入所述预处理样品内外圈之间的型腔空隙中，进行成型，得到自润滑衬垫；
将所述自润滑衬垫进行固化后装配，得到自润滑滚轮轴承。
本发明将航空自润滑滚轮轴承的内、外圈进行表面处理，得到预处理样品。
在本发明中，所述表面处理优选为喷砂处理，本发明对所述喷砂处理的具体参数没有特殊的限定，能够使表面粗糙度不小于Ra2.0即可。
所述喷砂处理完成后，本发明优选还包括超声清洗的步骤，本发明对所述超声清洗的具体操作没有特殊的限定。
得到预处理样品后，本发明将所述预处理样品置于成型模具中，将所述航空滚轮轴承用自润滑材料注入所述预处理样品内外圈之间的型腔空隙中，进行成型，得到自润滑衬垫。
本发明优选通过胶枪将所述航空滚轮轴承用自润滑材料注入内外圈之间的型腔空隙中。
在本发明中，所述成型优选包括以下步骤：将注射完成后的成型模具装入离心机中，充入氮气，气压保持0.6～1.5MPa，离心速率200～600rpm，温度40～60℃，反应时间30～60min，在内圈外圆柱面和外圈两侧端面上进行凝胶反应。
在本发明中，所述成型完成后，本发明优选进行机械加工，得到所述自润滑衬垫。在本发明中，所述机械加工优选包括依次进行脱模和剪裁。
得到自润滑衬垫后，本发明将所述自润滑衬垫进行固化后装配，得到自润滑滚轮轴承。
在本发明中，所述固化优选包括以下步骤：以1℃/min的速率升温至170℃±5℃，保温720～1440min，然后随炉自然冷却至室温。
在本发明中，所述固化优选在烘箱中进行。
本发明对所述装配的具体方式没有特殊的限定，采用本领域技术人员熟知的方式即可。
为了进一步说明本发明，下面结合实例对本发明提供的航空滚轮轴承用自润滑材料及其应用进行详细地描述，但不能将它们理解为对本发明保护范围的限定。
实施例1
一种自润滑材料，包括：丙烯酸酯单体70g、润滑剂100g、增强剂24g、触变剂5.2g、促进剂0.4g以及引发剂4g。
具体制备方法如下：
依次称取35g乙氧化季戊四醇四丙烯酸酯、28g乙氧化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、7g乙氧化苯基丙烯酸酯，用玻璃棒搅拌均匀后，倒入真空混合机中进行混合，真空度0.080MPa，搅拌速率100rpm，混合20min后恢复至常压；加入0.4g2-羟乙基甲基丙烯酸酯磷酸酯，混合20min后恢复至常压；加入4g过氧化苯甲酸叔丁酯(TBPB)，混合20min后恢复至常压；加入5.2g气相二氧化硅，混合15min后恢复至常压；加入100g聚四氟乙烯粉和24g短切碳纤维粉，混合40min后停机，恢复至常压，完成组分制备，装入胶管内备用。
该自润滑材料在航空自润滑滚轮轴承中的应用：
⑴将航空自润滑滚轮轴承的内圈1和外圈2与自润滑衬垫结合部位进行喷砂粗化处理，喷砂压力0.60MPa，砂料材质碳化钨，粒径20目，喷砂后表面粗糙度Ra3.0，超声清洗干净；
⑵分别将上述内圈1和外圈2置于成型模具中，并将上述已封装好的自润滑材料通过胶枪注入模具型腔内；
⑶分别将上述模具装入专用离心机中，充入氮气，气压0.8MPa，离心速率500rpm，温度40℃，反应时间50min，在内圈外圆柱面和外圈两侧端面上形成已发生凝胶反应的自润滑衬垫；
⑷脱模，取出滚轮轴承内圈1和外圈2，将自润滑衬垫机加工至设计尺寸，得到满足要求的滚轮轴承内圈自润滑衬垫11和外圈自润滑衬垫21，分别如图2、图3所示；
⑸将步骤⑷完成的内圈1和外圈2放入烘箱，按1℃/min的升温速率，升温至170℃，保温1440min，随炉自然冷却至室温。
⑹将步骤⑸中已完成固化的内圈1和外圈2进行装配，得到带螺钉自润滑滚轮轴承，如图1所示。
实施例2
一种自润滑材料，包括：丙烯酸酯单体80g、润滑剂80g、增强剂30g、触变剂9g、促进剂0.5g以及引发剂5g。
具体制备方法如下：
依次称取40g乙氧化季戊四醇四丙烯酸酯、32g乙氧化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、8g乙氧化苯基丙烯酸酯，用玻璃棒搅拌均匀后，倒入真空混合机中进行混合，真空度0.085MPa，搅拌速率120rpm，混合25min后恢复至常压；加入0.5g2-羟乙基甲基丙烯酸酯磷酸酯，混合15min后恢复至常压；加入5g过氧化2-乙基己基酸叔丁酯(TBPO)，混合15min后恢复至常压；加入9g气相二氧化硅，混合20min后恢复至常压；加入80g聚四氟乙烯粉和30g短切玻璃纤维粉，混合40min后停机，恢复至常压，完成组分制备，装入胶管内备用。
该自润滑材料在航空自润滑滚轮轴承中的应用：
⑴将航空自润滑滚轮轴承的内圈1和外圈2与自润滑衬垫结合部位进行喷砂粗化处理，喷砂压力0.60MPa，砂料材质棕刚玉，粒径为800～1100μm，喷砂后表面粗糙度Ra3.0，超声清洗干净；
⑵分别将上述内圈1和外圈2置于成型模具中，并将上述已封装好的自润滑材料通过胶枪注入模具型腔内；
⑶分别将上述模具装入专用离心机中，充入氮气，气压1.0MPa，离心速率400rpm，温度50℃，反应时间40min，在内圈外圆柱面和外圈两侧端面上形成已发生凝胶反应的自润滑衬垫；
⑷脱模，取出滚轮轴承内圈1和外圈2，将自润滑衬垫机加工至设计尺寸，得到满足要求的滚轮轴承内圈自润滑衬垫11和外圈自润滑衬垫21，分别如图2、图3所示；
⑸将步骤⑷完成的内圈1和外圈2放入烘箱，按1℃/min的升温速率，升温至170℃，保温1200min，随炉自然冷却至室温。
⑹将步骤⑸中已完成固化的内圈1和外圈2进行装配，得到带螺钉自润滑滚轮轴承，如图1所示。
实施例3
一种自润滑材料，包括：丙烯酸酯单体100g、润滑剂60g、增强剂32g、触变剂7.4g、促进剂0.3g以及引发剂3g。
具体制备方法如下：
依次称取50g乙氧化季戊四醇四丙烯酸酯、40g乙氧化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、10g乙氧化苯基丙烯酸酯，用玻璃棒搅拌均匀后，倒入真空混合机中进行混合，真空度0.090MPa，搅拌速率80rpm，混合20min后恢复至常压；加入0.3g2-羟乙基甲基丙烯酸酯磷酸酯，混合20min后恢复至常压；加入3g过氧化苯甲酸叔丁酯(TBPB)，混合20min后恢复至常压；加入7.4g凹凸棒土，混合30min后恢复至常压；加入60g聚乙烯蜡微粉和32g芳纶纤维粉，混合50min后停机，恢复至常压，完成组分制备，装入胶管内备用。
该自润滑材料在航空自润滑滚轮轴承中的应用：
⑴将航空自润滑滚轮轴承的内圈1和外圈2与自润滑衬垫结合部位进行喷砂粗化处理，喷砂压力0.60MPa，砂料材质碳化钨，粒径20目，喷砂后表面粗糙度Ra5.0，超声清洗干净；
⑵分别将上述内圈1和外圈2置于成型模具中，并将上述已封装好的自润滑材料通过胶枪注入模具型腔内；
⑶分别将上述模具装入专用离心机中，充入氮气，气压0.6MPa，离心速率600rpm，温度60℃，反应时间30min，在内圈外圆柱面和外圈两侧端面上形成已发生凝胶反应的自润滑衬垫；
⑷脱模，取出滚轮轴承内圈1和外圈2，将自润滑衬垫机加工至设计尺寸，得到满足要求的滚轮轴承内圈自润滑衬垫11和外圈自润滑衬垫21，分别如图2、图3所示；
⑸将步骤⑷完成的内圈1和外圈2放入烘箱，按1℃/min的升温速率，升温至165℃，保温720min，随炉自然冷却至室温。
⑹将步骤⑸中已完成固化的内圈1和外圈2进行装配，得到带螺钉自润滑滚轮轴承，如图1所示。
对比例
与实施例1相同，区别在于将聚丙烯酸酯替换为双酚A型环氧乙烯基酯树脂。
对实施例1～3以及对比例的自润滑衬垫与金属基底的结合强度进行测试，测试标准为GB 11177-1989，结果如表1所示，可知采用本发明所述的含氧化乙基官能团的丙烯酸酯单体，大幅提高了自润滑衬垫于金属基底的结合强度，有利于提高自润滑滚轮轴承的承载能力和耐磨寿命。
表1实施例1～3以及对比例的自润滑衬垫与金属基底的结合强度测试结果
Figure BDA0003765219720000111
将实施例1～3以及对比例的自润滑材料成型于滚轮轴承内外圈上，制造出自润滑滚轮轴承，在标准BPS-B-173规定的试验条件下进行摩擦系数和磨损寿命测试，实验条件：室温、载荷85MPa、线速度0.025m/s、每旋转5圈更换一次旋转方向，如此交替，试验以两个滚轮为一组，运行10万次，试验结果如表2所示。根据表2可知，本发明所述的自润滑材料大幅降低了自润滑滚轮轴承的摩擦系数和磨损，提高了轴承的可靠性、使用寿命和维护周期。
表2实施例1～3以及对比例的自润滑衬垫的自润滑滚轮轴承的摩擦系数和磨损测试结果
Figure BDA0003765219720000121
以上所述仅是本发明的优选实施方式，并非对本发明作任何形式上的限制。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 (10)

1.一种航空滚轮轴承用自润滑材料，其特征在于，包括以下质量百分数的组分：聚丙烯酸酯30％～55％、润滑剂30％～50％、增强剂10％～20％和触变剂1％～5％，所述聚丙烯酸酯由丙烯酸酯单体、促进剂和引发剂制得，所述丙烯酸酯单体的分子链上含有氧化乙基官能团。
2.根据权利要求1所述的航空滚轮轴承用自润滑材料，其特征在于，所述丙烯酸酯单体包括以下质量百分数的组分：乙氧化季戊四醇四丙烯酸酯30％～60％、乙氧化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯25％～50％和甲基丙烯酸-2-苯氧乙酯10％～20％。
3.根据权利要求1所述的航空滚轮轴承用自润滑材料，其特征在于，所述促进剂为2-羟乙基甲基丙烯酸酯磷酸酯或烷基丙烯酸酯磷酸酯，所述促进剂的质量为丙烯酸酯单体质量的0.3％～0.8％。
4.根据权利要求1所述的航空滚轮轴承用自润滑材料，其特征在于，所述引发剂为有机过氧化物，所述引发剂的质量为丙烯酸酯单体质量的3％～8％。
5.根据权利要求4所述的航空滚轮轴承用自润滑材料，其特征在于，所述有机过氧化物为过氧化苯甲酸叔丁酯或过氧化2-乙基己基酸叔丁酯。
6.根据权利要求1所述的航空滚轮轴承用自润滑材料，其特征在于，所述增强剂包括碳酸钙晶须、钛酸钾晶须、碳纤维、玻璃纤维和芳纶纤维中的一种或多种。
7.根据权利要求1所述的航空滚轮轴承用自润滑材料，其特征在于，所述润滑剂包括聚四氟乙烯、二硫化钼、石墨和聚乙烯蜡中的一种或多种。
8.根据权利要求1所述的航空滚轮轴承用自润滑材料，其特征在于，所述触变剂包括有机膨润土、凹凸棒土和气相二氧化硅中的一种或多种。
9.权利要求1～8任一项所述的航空滚轮轴承用自润滑材料在航空自润滑滚轮轴承中的应用，其特征在于，包括以下步骤：
将航空自润滑滚轮轴承的内、外圈进行表面处理，得到预处理样品；
将所述航空滚轮轴承用自润滑材料注入所述预处理样品内外圈之间的型腔空隙中，进行成型，得到自润滑衬垫；
将所述自润滑衬垫进行固化后装配，得到自润滑滚轮轴承。
10.根据权利要求9所述的应用，其特征在于，所述固化包括以下步骤：以1℃/min的速率升温至170℃±5℃，保温720～1440min，然后随炉自然冷却至室温。
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Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102979824A (zh) * 2011-09-02 2013-03-20 美国滚柱轴承公司 用于低摩擦或软基底应用的自润滑表面涂料组合物
CN103788623A (zh) * 2012-11-02 2014-05-14 中国科学院兰州化学物理研究所 一种具有高承载力及自润滑性的水润滑轴承
JP2014224233A (ja) * 2013-04-25 2014-12-04 株式会社リコー 光重合性組成物、光重合性インクジェットインク、インクカートリッジ、塗工物
CN109777308A (zh) * 2018-12-03 2019-05-21 上海康达化工新材料股份有限公司 一种用于水平尺粘接的低气味丙烯酸酯胶黏剂及其制备方法
CN111269663A (zh) * 2020-03-26 2020-06-12 中国科学院兰州化学物理研究所 一种碳纤维织物自润滑衬垫材料及其制备方法和应用
CN111892979A (zh) * 2020-08-05 2020-11-06 中国科学院兰州化学物理研究所 一种航空关节轴承用自润滑衬垫材料及其应用

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102979824A (zh) * 2011-09-02 2013-03-20 美国滚柱轴承公司 用于低摩擦或软基底应用的自润滑表面涂料组合物
CN103788623A (zh) * 2012-11-02 2014-05-14 中国科学院兰州化学物理研究所 一种具有高承载力及自润滑性的水润滑轴承
JP2014224233A (ja) * 2013-04-25 2014-12-04 株式会社リコー 光重合性組成物、光重合性インクジェットインク、インクカートリッジ、塗工物
CN109777308A (zh) * 2018-12-03 2019-05-21 上海康达化工新材料股份有限公司 一种用于水平尺粘接的低气味丙烯酸酯胶黏剂及其制备方法
CN111269663A (zh) * 2020-03-26 2020-06-12 中国科学院兰州化学物理研究所 一种碳纤维织物自润滑衬垫材料及其制备方法和应用
CN111892979A (zh) * 2020-08-05 2020-11-06 中国科学院兰州化学物理研究所 一种航空关节轴承用自润滑衬垫材料及其应用

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