[发明专利]一种双层结构聚氨酯复合轴承的制备方法

说明书

本发明公开了一种双层结构聚氨酯复合轴承的制备方法，属于滑动轴承技术领域。该轴承是由起支撑承载作用的硬质聚氨酯外层(2)和具备自润滑耐磨的软质聚氨酯面层(1)组成，先利用圆筒模具，离心浇注法浇注出软质面层，将面层外表面，打磨、清洗、干燥后，刷涂胶粘剂，充当模具模芯，再在其外表面浇注出硬质外层，层间通过胶粘剂粘接复合而成。本发明的轴承具有高承载、可短时断水干启动、耐泥沙、易加工及低成本等技术特点，弥补了国内市场空白。复合材料整体具有优异的耐高低温变、耐水解等性能，使用寿命长，可广泛应用于水泵、螺旋桨艉轴承、舵轴承等旋转或摇摆滑动部位。

技术领域

本发明属于滑动轴承技术领域，特别涉及一种双层结构聚氨酯复合轴承的制备方法。

背景技术

广泛用于滑动摩擦领域的高分子材料种类很多，例如橡胶、尼龙、聚氨酯、聚四氟乙烯、超高分子量聚乙烯、聚醚醚酮、聚醚砜以及酚醛树脂等等，不同种类的高分子轴承，性能特点不一样，需要根据不同的工况条件，选用合适的轴承，但是国内生产的以上高分子材料轴承均不能同时兼容高承载、可短时断水运行、耐泥沙、易加工、成本低等特点，导致在需要高承载、耐泥沙、可短时断水的工况下，比如挖泥船、泥沙水质深水泵等领域，大多选择价格较高的进口产品，或者采用传统的橡胶复合金属背衬的做法，不仅仅橡胶的磨具加工费用高，而且由于产品尺寸的非标准化，模具的利用率低，导致整个轴承的成本非常昂贵。

鉴于目前市场国内产品的空白，结合各种材料的优缺点，本发明开创性的将具有优异耐泥沙工况的软质橡胶或者聚氨酯与具有优异承载性能的硬质环氧或硬质聚氨酯双层复合，可以根据调节软质层的厚度来适用于不同承载的需求，在保持面层优异的低摩擦系数及自润滑耐干磨等性能的基础上，通过简单加工硬质外层的尺寸调节保障整个轴承的安装精度，机械加工简单，成本低廉。另外，内外双层聚氨酯耐低温性能良好，可以实现液氮或者干冰冷冻过盈安装，面层材料优异的柔韧性，确保安装过程的精度要求不需要特别苛刻，且硬质外层具备一定的弹性，过盈安装后利用自身膨胀压力能够与外套金属严密配合，不需要再涂抹一层胶粘剂固定，整个安装过程快捷方便，可完美替代国外进口产品用于挖泥船以及泥沙较多的水泵等领域。

现有技术CN103104605A公开了一种双层复合型聚合物基耐磨轴承及其制备方法，此专利与本申请首先是材料不同，此专利内层为聚氨酯复合材料，外层为聚丙烯基复合材料。本申请的内外层均为聚氨酯材料。另外，加工工艺也不同，此专利采用双螺杆挤出技术，内外层一起挤出成型，本申请内层做好后，在其外表面浇筑出外层，内外层间通过胶黏剂粘接在一起；因为材料的不同和加工工艺的不同，造成了此专利的缺点是所采用的双螺杆挤出技术，模具贵，成品率低，整体工艺复杂，能耗高。

发明内容

针对现有技术的不足和缺陷，本发明提供一种成品率高、易加工、能耗低的双层结构聚氨酯复合轴承的制备方法。

针对本发明所要解决的技术问题，采用的技术方案是：

设计一种双层结构聚氨酯复合轴承的制备方法，包括以下步骤：

步骤一：软质面层预聚体的制备；首先在密闭结构的不锈钢反应釜中将预聚体a聚四氢呋喃醚二醇加热至110℃，进行真空脱水，真空度为<1000Pa，脱水时间为3小时；然后将脱水后的预聚体a聚四氢呋喃醚二醇冷却40℃～60℃，然后缓慢的加入到装有预聚体b甲苯二异氰酸酯的不锈钢反应釜内，在氮气氛围下搅拌保持反应温度为70℃～130℃，反应10分钟～1小时后，加入耐磨助剂聚四氟乙烯微粉，降温冷却的同时真空脱泡，得到软质面层聚氨酯预聚体，并转入浇注机的A料罐中，同时在浇注机的B料罐中装有扩链剂1,4-丁二醇，备用；

步骤二：软质面层圆筒的制备；调节好浇注机A料罐中的A料软质面层聚氨酯预聚体、B罐中B料扩链剂的比例，A料:B料的比例为质量比(100：3)～(100：5)，通过混合机头将混合均匀的A料、B料浇注到内衬圆筒不锈钢管的圆筒模具中，固化成型后，脱模，将半成品放入100℃烘箱中退火24小时，拿出室温冷却，即得软质面层圆筒；