[发明专利]一种UHMWPE/氟化石墨/HNBR纳米复合材料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种UHMWPE/氟化石墨/HNBR纳米复合材料及其制备方法，属于机械工程材料领域，该复合材料包括以下质量份的原料：100份HNBR、0.5～1.2份硬脂酸、1～8份氧化锌、0.5～4份防老剂、10～60份炭黑、2～10份硫化剂、1～9份硫化促进剂、0.5～5份UHMWPE和0.2～5.5份氟化石墨；本发明采用溶液共混母胶法制备UHMWPE/氟化石墨/HNBR纳米复合材料，通过添加UHMWPE、氟化石墨和其他组分的协同作用，可解决现有技术中水润滑橡胶轴承摩擦系数大、磨损严重等问题。

技术领域

本发明涉及机械工程材料领域，具体涉及到一种UHMWPE/氟化石墨/HNBR纳米复合材料及其制备方法。

背景技术

船舶尾轴属于悬伸布置，本身受力不均匀，且启停以及航行在含砂较多的水域时工作情况异常恶劣，水润滑轴承通常处于混合润滑状态，轴承的偏心往往也会加剧摩擦，恶化润滑状态，此外水的粘度低，润滑膜承载能力弱，很容易产生严重的摩擦和黏着磨损，对轴承材料的耐磨性、拉伸强度、承载能力以及水润滑摩擦系数有较高的要求。

1966年至20世纪70年代初，人们广泛研究了许多不同合成弹性体化合物轴承材料的摩擦磨损性能。结果表明，丁腈橡胶(NBR)仍然是最佳的轴承弹性体材料，对丁腈橡胶分子链上的不饱和双键进行部分加氢生成饱和的碳碳单键便是氢化丁腈橡胶(HNBR)。HNBR具有比NBR更优异的力学性能，广泛应用于汽车、航空航天、空调和油气开发等行业，但HNBR在水润滑轴承材料中的应用以及改性研究较少，主要原因在于HNBR的价格比NBR高出很多，短时间内难以大量普及，但随着国内HNBR产能的不断提升，对进口HNBR的依赖将逐渐减少，价格也将逐渐下降，HNBR将成为水润滑橡胶轴承材料的最佳替代者之一。但目前国内外针对HNBR水润滑轴承纳米填料减摩降磨改性研究却鲜有报道。鉴于此，提供一种UHMWPE/氟化石墨/HNBR纳米复合材料及其制备方法也就显得十分的有意义。

发明内容

针对上述的不足或缺陷，本发明的目的是提供一种UHMWPE/氟化石墨/HNBR纳米复合材料及其制备方法，可有效解决现有技术中存在水润滑橡胶轴承摩擦系数大和磨损严重的问题。

为达上述目的，本发明采取如下的技术方案：

本发明提供一种UHMWPE/氟化石墨/HNBR纳米复合材料，包括以下质量份的原料：100份HNBR、0.5～1.2份硬脂酸、1～8份氧化锌、0.5～4份防老剂、10～60份炭黑、2～10份硫化剂、1～9份硫化促进剂、0.5～5份UHMWPE和0.2～5.5份氟化石墨。

进一步地，一种UHMWPE/氟化石墨/HNBR纳米复合材料，包括以下质量份的原料：100份HNBR、0.5～1.2份硬脂酸、1～8份氧化锌、0.5～4份防老剂、10～60份炭黑、2～10份硫化剂、1～9份硫化促进剂、1份UHMWPE和4份氟化石墨。

进一步地，一种UHMWPE/氟化石墨/HNBR纳米复合材料，包括以下质量份的原料：100份HNBR、1份硬脂酸、5份氧化锌、4份防老剂、50份炭黑、7份硫化剂、8份硫化促进剂、1份UHMWPE和4份氟化石墨。

进一步地，防老剂为防老剂445、防老剂ZMTI、防老剂4010和防老剂264中的一种或几种。

进一步地，硫化剂为无味DCP和硫化剂DTDC中的一种或两种。

进一步地，硫化促进剂为硫化促进剂GR、硫化促进剂TT、硫化促进剂TMTD和硫化促进剂M中的一种或几种。

进一步地，UHMWPE(超高分子量聚乙烯)的分子量为350～380万g/mol。

本发明中HNBR(氢化丁腈橡胶)并无特殊限定，可直接购买或通过如乙烯一丙烯腈共聚法、NBR溶液加氢法和NBR乳液加氢法等常规方法制备；硬脂酸、氧化锌、炭黑和氟化石墨无特殊限定，可直接购买。