本發(fā)明涉及一種水潤滑軸承用橡膠復(fù)合材料及其制備方法與應(yīng)用，屬于高分子復(fù)合材料技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

軸承是當(dāng)代機(jī)械設(shè)備中一種重要零部件。它的主要功能是支撐機(jī)械旋轉(zhuǎn)體，降低其在運(yùn)動(dòng)過程中的摩擦系數(shù)，并保證其回轉(zhuǎn)精度。常用的軸承有滑動(dòng)軸承、滾動(dòng)軸承和關(guān)節(jié)軸承。其中，滑動(dòng)軸承又主要有水潤滑軸承和油潤滑軸承。水潤滑軸承采用水作為潤滑劑，與油潤滑軸承相比較具有綠色環(huán)保、能耗低等性能優(yōu)勢(shì)，被廣泛應(yīng)用于船舶、水泵、水輪機(jī)等領(lǐng)域。橡膠具有優(yōu)異的減震、降噪、耐泥沙性能，常被作為水潤滑軸承使用。其中，由于丁腈類橡膠耐油、耐水、耐高溫性能優(yōu)良，因此，被廣泛用作水潤滑軸承的基體材料。例如，中國專利一種水潤滑橡膠軸承的制備方法(公開號(hào)103467795A)，采用丁腈橡膠作為基體材料通過優(yōu)化配方得到了在海水環(huán)境下具有低磨損率的材料。但是，由于丁腈橡膠的極性較大，這類橡膠軸承只能在低于50℃水的環(huán)境中長期工作，在高溫水環(huán)境下特別容易發(fā)生老化降解，導(dǎo)致軸承失效，而對(duì)于熱電廠的冷凝泵等設(shè)備，運(yùn)行環(huán)境水溫接近100℃，這類橡膠軸承已滿足不了這一需求。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是如何提供一種適合于高溫水環(huán)境使用的水潤滑軸承用橡膠復(fù)合材料及其制備方法與應(yīng)用。

本發(fā)明實(shí)現(xiàn)上述目的采用的技術(shù)方案如下。

水潤滑軸承用橡膠復(fù)合材料，組成及重量份為：

優(yōu)選的是，所述超高分子量聚乙烯的數(shù)均分子量為300萬～800萬。

優(yōu)選的是，所述自潤滑劑為石墨和/或二硫化鉬。

優(yōu)選的是，所述交聯(lián)劑為1,4-雙-(2-叔丁基過氧化異丙基)苯或過氧化二異丙苯。

優(yōu)選的是，所述抗氧劑為β-(3,5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸十八碳醇酯、1,1,3-三(2-甲基-4-羥基-5-叔丁苯基)丁烷、三(2,4-二叔丁基苯基)亞磷酸酯、2-巰基苯并咪唑、2,2,4-三甲基-1,2-二氫喹啉聚合物中的一種或多種按任意比例的混合。

上述水潤滑軸承用橡膠復(fù)合材料的制備方法，是按重量份稱取各組分，將各組分在密煉機(jī)中于120℃～140℃，密煉混合均勻后，然后于140～190℃，模壓成型，即得到水潤滑軸承用橡膠復(fù)合材料。

上述水潤滑軸承用橡膠復(fù)合材料在制備水潤滑軸承中的應(yīng)用。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：

本發(fā)明的水潤滑軸承用橡膠復(fù)合材料，通過采用乙丙橡膠為基體橡膠材料，利用乙丙橡膠和超高分子量聚乙烯的良好相容性，以及各組分協(xié)同作用，獲得了良好的耐高溫水性能、自潤滑性能和耐磨性能，經(jīng)實(shí)驗(yàn)檢測(cè)，本發(fā)明的復(fù)合材料在載荷：66N，轉(zhuǎn)速：1100rpm，時(shí)間：96h，潤滑介質(zhì)：水，溫度：90±2℃的條件下，摩擦系數(shù)為0.013～0.018，磨耗量僅為1.2～2.8mg，表面無破損，能夠適用于冷凝泵等高溫運(yùn)行環(huán)境所用軸承的使用；

本發(fā)明的水潤滑軸承用橡膠復(fù)合材料制備方法，簡單易操作，且采用超高分子量聚乙烯和自潤滑劑的總量低于乙丙橡膠的量，保證密煉過程中各組分能夠結(jié)合到一起，實(shí)現(xiàn)成型。

具體實(shí)施方式

為了進(jìn)一步了解本發(fā)明，下面結(jié)合具體實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方案進(jìn)行描述，但是應(yīng)當(dāng)理解，這些描述只是為進(jìn)一步說明本發(fā)明的特征和優(yōu)點(diǎn)，而不是對(duì)本發(fā)明專利要求的限制。

實(shí)施例1

水潤滑軸承用橡膠復(fù)合材料，按重量份計(jì)，由乙丙橡膠100份、超高分子量聚乙烯30份(數(shù)均分子量300萬)、石墨10份、二硫化鉬10份、氧化鋅1.5份、硬脂酸0.3份、過氧化二異丙苯1份、β-(3,5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸十八碳醇酯0.1份和2,2,4-三甲基-1,2-二氫喹啉聚合物0.1份組成。

上述水潤滑軸承用橡膠復(fù)合材料的制備：將上述組分在密煉機(jī)中于120℃混合均勻，然后將混合物置于模具中，于140℃模壓成型，即得到水潤滑軸承用橡膠復(fù)合材料。

實(shí)施例2

水潤滑軸承用橡膠復(fù)合材料，按重量份計(jì)，由乙丙橡膠100份、超高分子量聚乙烯10份(數(shù)均分子量500萬)、石墨40份、氧化鋅1.0份、硬脂酸0.3份、1,4-雙-(2-叔丁基過氧化異丙基)苯0.1份、β-(3,5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸十八碳醇酯0.2份、1,1,3-三(2-甲基-4-羥基-5-叔丁苯基)丁烷0.3份和2,2,4-三甲基-1,2-二氫喹啉聚合物0.2份組成。

上述水潤滑軸承用橡膠復(fù)合材料的制備：將上述組分在密煉機(jī)中于140℃混合均勻，然后將混合物置于模具中，于190℃模壓成型，即得到水潤滑軸承用橡膠復(fù)合材料。

實(shí)施例3

水潤滑軸承用橡膠復(fù)合材料，按重量份計(jì)，由乙丙橡膠100份、超高分子量聚乙烯50份(數(shù)均分子量是800萬)、二硫化鉬10份、氧化鋅5份、硬脂酸1份、1,4-雙-(2-叔丁基過氧化異丙基)苯3份、三(2,4-二叔丁基苯基)亞磷酸酯1份、1,1,3-三(2-甲基-4-羥基-5-叔丁苯基)丁烷1份和2,2,4-三甲基-1,2-二氫喹啉聚合物1份組成。

上述水潤滑軸承用橡膠復(fù)合材料的制備：將上述組分在密煉機(jī)中于130℃混合均勻，然后將混合物置于模具中，于180℃模壓成型，即得到水潤滑軸承用橡膠復(fù)合材料。

實(shí)施例4

水潤滑軸承用橡膠復(fù)合材料，按重量份計(jì)，由乙丙橡膠100份、超高分子量聚乙烯30份(數(shù)均分子量800萬)、二硫化鉬10份、石墨20份、氧化鋅3份、硬脂酸0.5份、過氧化二異丙苯2份、2-巰基苯并咪唑0.2份、1,1,3-三(2-甲基-4-羥基-5-叔丁苯基)丁烷0.2份和2,2,4-三甲基-1,2-二氫喹啉聚合物0.5份組成。

上述水潤滑軸承用橡膠復(fù)合材料的制備：將上述組分在密煉機(jī)中于140℃混合均勻，然后將混合物置于模具中，于190℃模壓成型，即得到水潤滑軸承用橡膠復(fù)合材料。

實(shí)施例5

水潤滑軸承用橡膠復(fù)合材料，按重量份計(jì)，由乙丙橡膠100份、超高分子量聚乙烯40份(數(shù)均分子量500萬)、二硫化鉬15份、石墨15份、氧化鋅2份、硬脂酸0.5份、過氧化二異丙苯2份、2-巰基苯并咪唑0.2份、1,1,3-三(2-甲基-4-羥基-5-叔丁苯基)丁烷0.2份和2,2,4-三甲基-1,2-二氫喹啉聚合物0.5份組成。

上述水潤滑軸承用橡膠復(fù)合材料的制備：將上述組分在密煉機(jī)中于120℃混合均勻，然后將混合物置于模具中，于170℃模壓成型，即得到水潤滑軸承用橡膠復(fù)合材料。

對(duì)比例1

由丁腈橡膠100份、超高分子量聚乙烯40份(數(shù)均分子量500萬)、二硫化鉬15份、石墨15份、氧化鋅2份、硬脂酸0.5份、過氧化二異丙苯2份、2-巰基苯并咪唑0.2份、1,1,3-三(2-甲基-4-羥基-5-叔丁苯基)丁烷0.2份和2,2,4-三甲基-1,2-二氫喹啉聚合物0.5份組成。

上述水潤滑軸承用橡膠復(fù)合材料的制備：將上述組分在密煉機(jī)中于120℃混合均勻，然后將混合物置于模具中，于160℃模壓成型，即得到對(duì)比試樣。

對(duì)實(shí)施例1～5的水潤滑軸承用橡膠復(fù)合材料和對(duì)比例1得到的對(duì)比試樣的摩擦性能進(jìn)行檢測(cè)。檢測(cè)設(shè)備：MRH-3A型高速環(huán)塊摩擦試驗(yàn)機(jī)。測(cè)試條件：載荷：66N，轉(zhuǎn)速：1100rpm，時(shí)間：96h，潤滑介質(zhì)：水，溫度：90±2℃，以摩擦前后的重量差作為磨耗量。結(jié)果如表1所示。

表1實(shí)施例1～5的水潤滑軸承用橡膠復(fù)合材料和對(duì)比例的對(duì)比試樣摩擦性能測(cè)試結(jié)果

從表1可以看出，本發(fā)明的水潤滑軸承用橡膠復(fù)合材料的高溫耐摩擦性能明顯優(yōu)于丁腈橡膠類水潤滑軸承用橡膠復(fù)合材料。