[发明专利]一种氯磺化聚乙烯橡胶组合物、及其制备的水润滑橡胶轴承衬套

说明书

技术领域

本发明涉及一种氯磺化聚乙烯橡胶组合物、及其制备的水润滑橡胶轴承衬套，属于橡胶轴承技术领域。

背景技术

尾轴承是船舶推进系统的重要组成部分，其作用是支承螺旋桨轴。随着船舶吨位的增大和航速的提高，这使尾轴承处在严酷工作状态(润滑状态)，从而产生严重的摩擦、磨损，致使密封失效在低速、重载、启动、停机等一些特殊工况下，恶劣的润滑状态会导致轴颈与轴承摩擦副产生振动噪声，严重影响水下航行器的安全性、隐蔽性及生存能力。尾轴承的摩擦、磨损、噪声已成为威胁舰船可靠运行的关键因素。

长期以来，船舶尾轴承多使用金属材料，并以矿物油作为润滑介质，这样不仅耗费了大量的油料和贵重金属等战略资源，而且无法解决因油泄漏引发的严重水污染问题。目前，上述问题已经引起全世界范围内的广泛关注，一些发达国家投入了巨额资金进行治理技术和新型装备的研究开发。随着低碳经济时代的到来，“绿色船舶”的理念被提上发展的意识日程上，国际海事组织(IMO)、欧盟以及各大船级社纷纷出台各种规范、标准，从制度上确保海洋环境免受污染。因此，在舰船尾轴承中，具有资源节约与环境友好特点的水润滑轴承取代油润滑轴承，是必然的发展趋势。

水作润滑介质具有无污染、来源广、节能、安全等特点，而橡胶具有高减振、易加工、抗摩擦和抗疲劳等性能。利用橡胶替代金属构件作为轴承摩擦副，用水替代矿物油作为润滑介质(水润滑橡胶轴承)，可以从根本上解决金属构件组成的轴承摩擦副存在的磨损大、振动强、噪声高、无功能耗高、可靠性差和寿命较短以及漏油污染等一系列问题，满足经济可持续和环境友好的发展要求。

水润滑尾轴承材料的使用主要经历了三个阶段，目前进入了采用SPA、赛龙、BTG等以橡胶为基体的复合材料的使用阶段。而对船舶尾轴承材料的研制一直是水润滑橡胶轴承领域的关键技术。

Roy L Omdorfif Jr等自20世纪60年代至70年代，对各类水润滑轴承材料的性能开展了广泛的研究，结果表明丁腈橡胶(NBR)是最优良的水润滑轴承材料之一，具有良好的物理化学性能，优异的气密性和良好的吸振性等，是目前在水润滑橡胶轴承材料方面应用最为成功、最为广泛的一种橡胶材料。重庆大学开发的BTG及国外EasyTum等水润滑轴承的摩擦副材料均为丁腈橡胶。

氯磺化聚乙烯(CSM)在水润滑橡胶轴承的制备中尚无公开发表。CSM属于饱和型橡胶，因此，较其它不饱和型橡胶，CSM具有优异的耐臭氧、耐天候老化性能；突出的耐热老化性能，在120～140℃高温下能连续使用数年；良好的耐水、耐油、耐化学品等性能；同时CSM的耐燃性优异，是仅次于氯丁橡胶的耐燃橡胶；在加工过程中，CSM能与天然、丁苯、丁基、丁腈或氯丁等橡胶几乎按任何配比并用，这些特性特别适合于制备水润滑橡胶轴承，有可能成为新型的水润滑橡胶轴承材料。

发明内容

本发明通过采用氯磺化聚乙烯橡胶代替现有丁腈橡胶制备水润滑橡胶轴承衬套，提高了水润滑橡胶轴承的性能，也扩大了氯磺化聚乙烯橡胶的应用领域。

本发明提供了一种氯磺化聚乙烯橡胶组合物，所述组合物包括如下组分：

本发明所述氯磺化聚乙烯的氯含量优选为23～47％、硫含量优选为0.5～1.8％。

本发明所述环氧树脂优选为二酚基丙烷型环氧树脂、有机钛改性二酚基丙烷型环氧树脂、有机硅改性二酚基丙烷型环氧树脂、二酚基丙烷侧链型环氧树脂、酚醛多环氧树脂、丙三醇环氧树脂硅环氧树脂、酚酞环氧树脂、四酚基环氧树脂中的至少一种。

本发明所述促进剂优选为N-环己基-2-苯并噻唑次磺酰胺、N,N-二环己基-2-苯并噻唑次磺酰胺、一硫化四甲基秋兰姆、一硫化四丁基秋兰姆、二硫化四甲基秋兰姆、二硫化四乙基秋兰姆、二硫化四丁基秋兰姆、四硫化双戊亚甲基秋兰姆、2-硫醇基苯并噻唑、二硫化二苯并噻唑、2-(4-吗啉硫代)苯并噻唑、二苯胍中的至少一种。

本发明所述防老剂优选为N-苯基-α-萘胺、N-苯基-β-萘胺、2,2,4-三甲基-1,2-二氢化喹啉聚合体、N,N-二丁基二硫代氨基甲酸镍、N-异丙基-N'-苯基对苯二胺中的至少一种。

本发明所述润滑剂优选为古马隆、氯化石蜡、石油树脂、合成树脂中的至少一种。

本发明所述合成树脂优选为癸二酸二辛酯、己二酸二辛酯、壬二酸二辛酯、邻苯二甲酸二辛酯中的至少一种。

本发明所述炭黑优选为超耐磨炉法炭黑、中超耐磨炉法炭黑、高耐磨炉法炭黑、通用炉法炭黑和半补强炉法炭黑中的一种。

本发明所述耐磨剂优选为二硫化钼、石墨、聚四氟乙烯和碳纤维中的一种。