一种耐高温塑态油、塑态油轴承的制备方法及塑态油元件的制备方法与流程

本发明涉及领域，具体的说是一种耐高温塑态油、塑态油轴承的制备方法及塑态油元件的制备方法。

背景技术：

1、塑态油由基体聚合物、以及其孔内贮存的润滑油组成的多孔含油润滑材料。塑态油是一项新型润滑技术，是以基体为主的固体形态，通过与摩擦副接触，将内部所储存的润滑油转移到摩擦面，为其提供润滑油的方式实现润滑目的。

2、目前，我司现有专利cn201610002077.1公布了一种多孔含油润滑材料（塑态油）技术，能够制备一种内部具有丰富的多孔结构，能在工作状态下连续稳定地提供润滑油，并兼具耐磨损、抗冲击、耐化学腐蚀、耐低温等优异性能的多孔含油润滑材料，对摩擦副进行持续供油。其特点明显：1）不需要重复加注润滑油脂，可以降低设备维护成本和停机时间；2）能够给一些特殊位置提供持久润滑；3）能够减少或消除由于润滑油脂滴漏带来的环境污染；4）在轴承应用中，该材料能够防止污染物进入轴承内部，并延长轴承的使用寿命；5）能够在在低温超低温，高度湿润环境下实现有效润滑。

3、上述专利公布的多孔含油润滑材料在大部分工作环境下能够使用且表现优异，却也有不足之处，即在高温条件下并不适合使用。由于使用聚乙烯基材的自身性能，上述专利材料在高温条件下，基材容易软化，塑态油骨架结构塌陷，内部孔结构以及表面都会产生负面变化，物理性能降低，为摩擦副提供润滑的有效性大打折扣。对于高温条件下使用的耐高塑态油需求，异常迫切。

技术实现思路

1、为了解决现有技术中的不足，本发明提供一种耐高温塑态油、塑态油轴承的制备方法及塑态油元件的制备方法，本发明中的塑态油在高温条件下能够正常使用，并且能够连续稳定地提供润滑油，并兼具耐磨损、抗冲击、耐化学腐蚀等优异性能的耐高温塑态油，并对相应摩擦副进行持续供油，实现有效润滑。

2、为了实现上述目的，本发明采用的具体方案为：

3、一方面，本发明公开了一种耐高温塑态油，该塑态油宏观上呈与塑料相似的状态，按重量份数计，包括以下组分：聚合物30~50份、润滑油50~60份、固体润滑剂1~10份、交联剂0.5~3份、增强剂0~5份。

4、进一步地，所述的聚合物为聚乙烯、超高分子量聚乙烯、聚苯硫醚、聚酰亚胺、聚醚醚酮中的至少一种；

5、进一步地，润滑油为全合成耐230℃高温润滑油；

6、和/或；

7、所述固体润滑剂为氧化铝、二硫化钼、脂肪酸盐、聚四氟乙烯中的至少一种。

8、进一步地，所述交联剂为过氧化二苯甲酰、过氧化氢叔丁基、过氧化二异丙苯中的至少一种；

9、和/或；

10、所述增强剂为玻璃纤维、碳纤维、芳纶纤维中的至少一种。

11、另一方面，本发明公开了一种塑态油轴承的制备方法，包括将配方量的原料在50-80℃的温度下恒温真空搅拌制备黏性流体状的料膏的步骤、以及利用料膏制备塑态油轴承的步骤；

12、其中，利用料膏制备塑态油轴承的步骤包含以下两种方法：

13、方法一、将料膏注入轴承并一并加热至料膏熔融，待冷却固化，即制得塑态油轴承；

14、方法二、利用注射成型设备将料膏加热至150-280℃，使其由黏性流体状成为熔融状态，然后注入轴承中，待冷却固化，即制得塑态油轴承。

15、进一步地，方法一中，将料膏加热至熔融的方法为：先以10~15℃/min的速率升温至135-150℃，保温1-30min，然后以8~20℃/ min的速率升温至150~280℃即可。

16、进一步地，所述塑态油轴承耐温达230℃。

17、再一方面，本发明公开了一种塑态油元件的制备方法，包括将配方量的原料在50-80℃的温度下恒温真空搅拌制备黏性流体状的料膏的步骤、以及利用料膏制备塑态油元件的步骤；

18、其中，利用料膏制备塑态油元件的步骤包含以下两种方法：

19、方法一、将料膏注入模具并一并加热至料膏熔融，待冷却固化，脱模，即制得塑态油元件；

20、方法二、对料膏进行加热使其成为熔融态，然后注入模具中，待冷却固化，脱模，即制得塑态油元件。

21、进一步地，方法一中，将料膏加热至熔融的方法为：先以10~15℃/min的速率升温至135-150℃，保温1-30min，然后以8~20℃/ min的速率升温至150~280℃即可。

22、进一步地，所述塑态油元件耐温达230℃。

23、有益效果：

24、1）、本发明制备高温塑态油轴承或高温塑态油结构件的原料中，含有聚合物、润滑油、固体润滑剂、交联剂、增强剂。塑态油中聚合物基材本身的耐温有限，使用合适的助剂，改变聚合物的分子内部结构，就能够提高材料的耐温上限。本发明中加入了交联剂，在交联剂作用下，使得主碳链是线性聚乙烯，通过交联剂的作用使得聚乙烯主链形成三维网状互穿立体结构。交联过后的聚合物基材，其耐热温度等物理性能均得到提高，同时也提高了塑态油的使用温度。

25、本发明制备塑态油轴承或塑态油元件的步骤中，聚合物、固体润滑剂与润滑油混合，采用恒温真空搅拌的方式，能够排除润滑油和剩余原料混合物之间的空气，有利于粉料与润滑油的接触混合。粉料是固体粒子，润滑油为液体，保持混合期间的真空度，能够排出粒子表面的空气，更好的促进粒子与润滑油接触。在混合过程中，经过一定时间的搅拌，润滑油与粒子表面之间的渗透更加充分；且聚合物粉料和润滑油充分混合，能够减少加入交联剂后，聚乙烯交联的负面作用。

26、本发明制备塑态油轴承或塑态油元件的步骤中，交联剂、聚合物、固体润滑剂以及润滑油在恒温真空环境下充分搅拌，充足的分散时间，可以使交联剂、聚合物和固体润滑剂在润滑油中充分均匀混合。在成型过程中，采用方法一进行成型时，缓慢升温前期，聚合物粉料开始熔融，在此过程中，由于交联剂的存在，聚合物会产生少量自由基，自由基偶合而产生小部分交联，但整体处于稳定状态。保温一段时间后，继续升温，聚合物开始充分熔融，此时交联剂活性也会增强，过氧化物分解为过氧化物自由基(ro•)，从聚合物链中提取（去除）氢原子，产生更多的自由基，此时聚合物的交联程度增强，线性聚合物交联成三维网状互穿立体结构，塑态油的物理化学性能得到提高，耐温性能同时得到大幅度提高。

27、本发明中，固体润滑剂自身具有的较低的摩擦系数，可使多塑态油具有一定的抗磨耐压能力。同时，由于固体润滑剂的熔点与聚合物黏流温度相差较大，在其作为助剂参与塑态油的基体材料混合成型过程时，当温度升高一定温度后，固体润滑剂能够在材料内部形成不同的形态，影响聚合物分子链之间作用力，扰乱了聚合物分子链正常的相互缠结，改变材料内部原来分子链的排列与堆砌结构。使多塑态油聚合物基材的聚集态结构发生变化，呈均匀排布，促使分子链间产生较大空隙，在没有较大外界作用力情况下，材料内部分子链结构非原态排列，形成了孔结构。

28、本发明在塑态油基材中加入了适量的二硫化钼或氧化铝作为固体润滑剂，固体润滑剂自身具有的较低的摩擦系数，可使塑态油材料具有一定的抗磨耐压能力。其次，由于二硫化钼本身具有自润滑性能，其粒子分散在两种材料的基体中可以充当刚硬支撑点的作用，在材料与对偶面的摩擦过程中可以阻止硬质粒子的嵌入和磨削，从而提高了材料的耐磨性能。二硫化钼或氧化铝本身具有较高的耐热温度，在材料体系内作为耐温支点，可以增强塑态油整体的耐温稳定性。另外其还具有一定的导热性能，可以避免多孔含油润滑材料在使用过程中的局部温度升高，有利于材料内部储存的润滑油的均匀扩散，延长使用寿命。

29、由于二硫化钼无机粒子的存在，在制备过程中，无机粒子在基体中呈球状，基体对颗粒的作用力在两极为拉应力，在赤道处为压应力。由于力的相互作用，颗粒赤道附近位置的聚合物基体受到颗粒的压应力作用，有利于屈服发生，材料的韧性得到了提高。

30、本发明塑态油内部的多孔结构能够储存润滑油，能够通过接触转移实现对摩擦副的持续供油，相比于普通润滑方式，不需要另外对摩擦副补给润滑油。同时，能够实现长寿命润滑，无需加注润滑油，安装或替换方便，能够很好的避免润滑油脂滴漏带来的工作环境以及在制品的污染，并且能够节省空间，大大降低了设备生产成本，还具有低损耗、绿色环保等优点。

31、发明制备塑态油轴承或塑态油元件的步骤中，制备过程中聚合物交联过程俱在模具中进行，交联成型冷却后就能得到需求的塑态油产品；对于有特殊形状需求的产品，可以设计不同的模具或者包覆件，例如轴承等复杂结构。制备方法整体工艺简单，成本较低，灵活性好，实用性强。