本发明属于复合材料

技术领域：

，具体涉及一种水润滑聚氨酯复合材料轴承及其制备方法。

背景技术：

：传统的船尾轴承主要使用油润滑。传统的机油润滑尾轴承主要由金属材料制成，而金属材料是不可再生的宝贵资源。而且，它使用润滑油作为润滑油介质，不仅加工成本高，而且润滑油的泄漏也是不可避免的问题。如果要减少润滑油的泄漏，则需要确保密封装置的密封性，这对密封装置有很高的要求。这将大大增加密封装置的成本，增加船舶的总成本，并降低船主的经济利益。因此，很少有船东使用昂贵的密封装置来减少润滑油的泄漏。尽管每艘船的润滑油泄漏量是有限的：根据相关统计，功率为880KW的船舶每年泄漏的润滑油量约为3吨，与海水总量相比微不足道。但是，世界上成千上万艘船舶的泄漏总量很大。近年来，发生了许多船舶润滑油大量泄漏的事件。泄漏的油流入水中并与水一起流动，严重破坏了沿途的水域和周围环境。自人类进入21世纪以来，节能环保已成为世界的主题。水资源作为人们日常生活中必不可少的资源之一，已经成为重要的保护资源，船舶排放法规越来越严格。与油润滑的尾巴轴承相比，更环保的水润滑的尾巴轴承无疑更适合人们的需求。根据相关研究，该船的水润滑尾翼轴承支撑整个尾轴，并且是该船轴系的重要支撑部分之一。它的摩擦和磨损性能会影响整个轴系的工作性能，并且是整个船舶的关键部件之一。

它的工作可靠性和使用寿命直接影响船舶的航行安全，运行性能和成本。 轴承工作中承受的负载非常复杂：螺旋桨自身重量造成的应力；轴系自身重量和轴系振动引起的应力；轴系安装偏差引起的应力。当遇到强风和大浪等极端天气时，船会左右摇摆并产生更大的附加应力，从而极大地增加了船尾的工作量轴承。合理选择用于水润滑的材料轴承对于其摩擦性能具有重要意义。目前，橡胶材料作为水润滑材料已广泛用于工业轴承。但是，橡胶材料的局限性也更加明显。它的弹性模量低，承载能力差，并且存在诸如老化和蠕变的现象，这在一定程度上限制了它的性能。为了寻求更好的水润滑轴承材料，许多大学和研究单位已开始进行相关的理论和实验研究。聚氨酯材料具有优异的耐磨性，广泛的硬度，高弹性，高承载能力，耐疲劳性和减震能力，良好的耐油性和对各种溶剂的耐受性，因此已成为当今水润滑的一种轴承材料研究热点。然而，单一的聚氨酯材料在摩擦过程中易于产生大量的热量，并且其摩擦系数大，并且其抗干扰能力差，这使得难以发挥其优异的性能。因此，通常使用物理或化学方法来改性聚氨酯基质材料。即，通过向聚氨酯中添加合适的基质材料来满足制备水润滑的轴承材料的性能要求，从而获得一种新型的复合材料。技术实现因素：本发明的目的是改善水润滑轴承材料的摩擦性能，并提供一种新型的聚氨酯复合轴承材料及其制备方法。

为了达到上述目的，技术方案如下：一种用于水润滑的聚氨酯复合材料轴承，一种由聚氨酯预聚物与固化剂作为基体反应形成的交联网络，与聚环氧乙烷钠，制备消泡剂。根据上述方案，所使用的原料按重量份如下：100份聚氨酯预聚物；和2-30份氧化钠聚乙烯； 1-3份消泡剂； 10-40份聚氨酯固化剂；其中，聚氨酯的预聚物分子量为400-2000;末端异氰酸酯含量为4.2-21 wt％。根据以上方案，通过使聚醚与甲苯-2，4-二异氰酸酯在40-100℃下反应1-3小时来制备聚氨酯预聚物。根据上述方案，聚氨酯固化剂是4，4′-亚甲基双（3-氯-2曼铂，6-二乙基苯胺），4，4′-二氨基-3，3′-二氯苯甲烷之一。根据上述方案，该消泡剂是SAG1522消泡剂，SAG622消泡剂，SAG638消泡剂和SAG240消泡剂中的任何一种。用于水润滑的聚氨酯复合材料的制备方法轴承包括以下步骤：在100-200℃下加热并共混聚氨酯预聚物和聚环氧乙烷钠，以获得组分A；和将聚氨酯固化剂加热至50-200℃，在消泡剂中加入消泡剂得到B组分。均匀混合AB成分，将其引入模具中，脱模并成型用于水润滑的聚氨酯复合材料轴承。按照上述方案，将AB组分混合并加热到100-200°C，然后引入模具中。

与现有技术相比，本发明的有益效果是本发明的水润滑的轴承材料可以通过将氧化钠聚乙烯与聚氨酯材料混合来改善材料的润滑性能。工作期间形成辅助水膜。由此，有效提高了材料的摩擦性能和材料的抗干扰性能，从而达到了提高材料的整体性能的目的，并获得了一种更为优良的水润滑轴承材料。本发明的复合材料在高速下的摩擦系数明显低于低速下的摩擦系数。材料的摩擦系数受载荷的影响较小，工作稳定性更好。同时，该材料可以在大多数工作条件下有效降低材料的摩擦系数，表现出更优异的摩擦性能。特别是在负荷低的情况下，可以有效降低材料的摩擦系数，提高材料的摩擦性能。本发明在材料生产工程中加入了相应的固化剂和消泡剂，以提高各种材料之间的附着力，使复合材料可以均匀混合，实现了材料结构和性能的均匀性。本发明的材料改善了单一聚氨酯材料在工作工程中的高摩擦系数和较差的抗干扰性能的缺点。具体实施方式以下实施例进一步举例说明本发明的技术方案，但并不用于限制本发明的保护范围。在以下实施例中使用的聚氨酯预聚物的制备方法：在真空中将聚醚加热至90-130℃以进行脱水。将脱水的聚醚冷却至60-80℃，并逐滴添加TDI。将混合物加热至80-100°C，反应2h。

将反应后的混合物取出并密封以储存以制备聚氨酯预聚物。实施例11、将不同质量份的聚乙烯氧化钠和100份聚氨酯混合并加热。2、加热4，4′-亚甲基双（3-氯-2，6-二乙基苯胺）固化剂，并在消泡剂中加入消泡剂。3、将步骤1和步骤2中获得的材料充分搅拌以均匀混合。4、将步骤3中获得的材料混合物放入造粒机中，以获得模制复合材料。模制材料是直径为10mm，高度为20mm的圆柱形材料。每种材料中氧化聚乙烯钠的含量示于表1中。在CBZ-1摩擦磨损试验机上进行了摩擦试验，该摩擦试验片为锡青铜盘。考虑到船舶轴系的正常运行速度约为250r / min，并且船尾轴承在重载下的摩擦性能较差。为此测试选择的测试速度为250r / min，测试负载为0.9MPa。润滑介质为蒸馏水，测试时间为2小时。表1每种材料的聚环氧乙烷钠含量组的含量聚环氧乙烷钠的质量份A2-7B8-15C16-30摩擦试验2小时后，聚环氧乙烷钠的含量对橡胶的摩擦性能有很大影响材料。具有8-15份钠氧化聚乙烯的材料的摩擦系数最低0.15，明显低于其他含量；具有2-7份钠氧化聚乙烯的材料的摩擦系数最低0.22；氧化聚乙烯钠含量为16-30份的材料的摩擦系数最低0.27。

实施例2的材料制备方法与实施例1相同，除了确定聚环氧乙烷钠的含量并改变摩擦试验的具体条件。氧化钠聚乙烯的特定质量份示于表2，该材料的摩擦性能示于表3。摩擦试验的特定条件也已改变。摩擦测试在CBZ-1摩擦磨损测试仪上进行。试件为锡青铜盘，试验速度为50r / min和250r / min，压力为0.1MPa，0.3MPa，0.5MPa，0.7MPa和0.9MPa 。同时，添加一组纯聚氨酯材料进行比较。润滑介质为蒸馏水，测试时间为2小时。表2每种材料的质量份表2每种材料的质量份成分聚氨酯氧化聚乙烯钠M-CDEA质量份表3的质量份100份8-15份10-40份摩擦2小时后的聚氨酯复合材料的摩擦性能测试中船舶尾轴承 水润滑 高分子塑料，从表3中可以看出，新型复合材料在高速时的摩擦系数明显低于低速时的摩擦系数。材料的摩擦系数受载荷的影响较小，工作稳定性更好。同时，该材料可以在大多数工作条件下有效降低材料的摩擦系数，表现出更优异的摩擦性能。实施例3的材料制备方法，摩擦性能检测方法和条件与实施例2相同，除了所使用的固化剂的类型不同于聚环氧乙烷钠的质量分数。该批材料选择了4,4'-二氨基-3,3'-二氯二苯甲烷固化剂。氧化钠聚乙烯的特定质量份示于表4，材料的摩擦性能示于表5。

表4每种材料的质量份表5聚氨酯复合材料的摩擦性能经过两个小时的摩擦测试，从表5中可以看出，当负载较低时，该材料可以有效降低材料的摩擦系数。尤其是当负载为0.3MPa时，可以有效降低材料的摩擦系数；当载荷达到0.7MPa时，材料不能完全有效地降低材料的摩擦系数。可以看出，当负荷较低时曼铂，该材料可以有效地降低材料的摩擦系数，提高其摩擦性能。当前第1页1＆nbsp2＆nbsp3＆nbsp