由聚乙烯作為基體的多孔含油潤滑材料及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及潤滑材料技術(shù)領(lǐng)域，具體的說是一種由聚乙烯作為基體的多孔含油潤滑材料及其制備工藝和用途。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著社會(huì)的不斷發(fā)展，人們對社會(huì)產(chǎn)品質(zhì)量的要求也越來越高，這也對工業(yè)以及生活用品生產(chǎn)提出了更高的標(biāo)準(zhǔn)，由此，掀起了工業(yè)革命，工業(yè)革命也帶動(dòng)了設(shè)備的技術(shù)升級(jí)。生產(chǎn)設(shè)備的磨損問題也隨之而來，潤滑的效果決定了設(shè)備的使用壽命。
[0003]摩擦副在機(jī)械設(shè)備中有廣泛的應(yīng)用，摩擦副的潤滑效果是設(shè)備使用壽命的重要影響因素。紡織機(jī)械、機(jī)器人、航天航空、印刷設(shè)備等對環(huán)境要求較苛刻，同時(shí)實(shí)現(xiàn)摩擦副的長壽命至關(guān)重要。
[0004]機(jī)械設(shè)備中摩擦副的潤滑效果直接影響設(shè)備的使用壽命和產(chǎn)品質(zhì)量。紡織設(shè)備、印刷設(shè)備等體積較大，內(nèi)部構(gòu)造復(fù)雜且可用空間較小，尤其對內(nèi)部有桿連接的摩擦部件實(shí)現(xiàn)其良好潤滑是困擾各大廠家的一道難題。目前，常用的潤滑解決方案有:定期對機(jī)械設(shè)備進(jìn)行人工潤滑油脂的加注或設(shè)計(jì)供油系統(tǒng)。以上兩種潤滑方式使用比較普遍，但也存在很大的問題:第一，定期地加注潤滑油脂比較繁瑣，而且會(huì)增大設(shè)備的維護(hù)成本;第二，對于一些特殊的部位難以直接加注潤滑油脂;第三，油量過多時(shí)，易吸附灰塵，或者出現(xiàn)滴漏現(xiàn)象，影響設(shè)備使用壽命，污染在制產(chǎn)品；第四，在機(jī)械設(shè)備工作中，溫度升高會(huì)使?jié)櫥椭扯冉档?，致使?jié)櫥椭霈F(xiàn)滴漏現(xiàn)象，造成設(shè)備環(huán)境以及在制品的污染;第五，設(shè)計(jì)供油系統(tǒng)會(huì)很大程度增加設(shè)計(jì)難度及生產(chǎn)成本。
[0005]近年來，多孔含油自潤滑材料的出現(xiàn)解決了一部分上述問題，但是，現(xiàn)有的多孔含油自潤滑材料由于自身性能的限制，其內(nèi)部微孔量和微孔的均勻度都不能實(shí)現(xiàn)均一保證，自潤滑材料本身強(qiáng)度較低以及與基體的結(jié)合力較差，會(huì)降低材料的強(qiáng)度、韌性和耐磨性。同時(shí)，多孔含油自潤滑材料對于摩擦部件需要大量潤滑油進(jìn)行持續(xù)潤滑的問題依舊不能解決。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的為:通過簡單的制備工藝制備一種內(nèi)部具有豐富的多孔結(jié)構(gòu)，能夠在工作狀態(tài)下連續(xù)穩(wěn)定地提供潤滑油，并兼具耐磨損、抗沖擊、耐化學(xué)腐蝕、耐低溫等優(yōu)異性能的多孔含油潤滑材料，并用該材料對摩擦副進(jìn)行持續(xù)供油。
[0007]為實(shí)現(xiàn)上述技術(shù)目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案為:由聚乙烯作為基體的多孔含油潤滑材料，按照重量份數(shù)計(jì)，所述的多孔含油潤滑材料包括以下組分:聚乙烯30?94份、潤滑油5?60份、固體潤滑劑I?10份，其中，聚乙稀的平均分子量為3CK1000萬。
[0008]所述的潤滑油為礦物油、半合成油或合成油中的至少一種，且潤滑油在40°C時(shí)的黏度為5?5000厘斯。
[0009]所述的固體潤滑劑為石墨、二硫化鉬、脂肪酸鹽或聚四氟乙烯中的至少一種。
[0010]—種由聚乙烯作為基體的多孔含油潤滑材料，按照重量份數(shù)計(jì)，所述的多孔含油潤滑材料包括以下組分:聚乙烯30?45份、潤滑油45?60份、固體潤滑劑I?10份，其中，所述的固體潤滑劑包括脂肪酸鹽。
[0011]—種由聚乙烯作為基體的多孔含油潤滑材料的制備方法，包括以下步驟:
步驟一、按重量份數(shù)，依次取30?94份聚乙烯、5?60份潤滑油和I?10份固體潤滑劑，
充分?jǐn)嚢韬?，得到混合物?br> 步驟二、將步驟一制得的混合物裝入模具中，并將模具置于0.1?5MPa壓力下進(jìn)行預(yù)壓制，保壓1min后卸壓，再于0.5?20MPa壓力下進(jìn)行壓制成型，保壓5?1min，即得到成型物(含模具);
步驟三、將步驟二制得的成型物(含模具)放入溫度為50?80°C的燒結(jié)爐內(nèi)進(jìn)行預(yù)熱20min，之后，以5?15°C/min的升溫速率控制燒結(jié)爐升溫至120?130°C，然后，再以8?20°C/min的升溫速率控制燒結(jié)爐升溫至145?200°C，保溫10?150min，之后，冷卻至室溫，并進(jìn)行脫模，即得多孔含油潤滑材料。
[0012]—種利用由聚乙烯作為基體的多孔含油潤滑材料進(jìn)行摩擦副潤滑的方法，包括將多孔含油潤滑材料裁切、加工成潤滑型材的步驟;將潤滑型材通過固定輔件設(shè)置為與待潤滑的摩擦副呈部分接觸的步驟;通過潤滑型材和摩擦副之間的接觸為摩擦副進(jìn)行持續(xù)供油。
[0013]—種由聚乙烯作為基體的多孔含油潤滑材料進(jìn)行再充油的方法，包括將多孔含油潤滑材料通過供油介質(zhì)與補(bǔ)給油池連接的步驟，該步驟中，補(bǔ)給油池通過供油介質(zhì)將其內(nèi)存儲(chǔ)的潤滑油補(bǔ)給給多孔含油潤滑材料。
[0014]所述的供油介質(zhì)為由閥門控制的管道、海綿體或由多孔含油潤滑材料制成的供油通道中的任意一種。
[0015]有益效果:
1、本發(fā)明的多孔含油潤滑材料，由于其內(nèi)部豐富的多孔結(jié)構(gòu)，能夠吸附并儲(chǔ)存潤滑油，在工作狀態(tài)時(shí)又能夠在溫度和壓力的作用下連續(xù)穩(wěn)定地提供潤滑油，從而可以保證設(shè)備長時(shí)間不更換潤滑油，也依然具有優(yōu)異的潤滑性能，同時(shí)，也不會(huì)出現(xiàn)油量過多吸附灰塵或者滴油等現(xiàn)象。在一定程度上，延長了設(shè)備的使用壽命，避免了設(shè)備及在制產(chǎn)品的污染。
[0016]2、本發(fā)明的制備工藝操作簡單，成本低廉，實(shí)用性強(qiáng)。使用聚乙烯和潤滑油均勻混合后先壓制成型，再燒結(jié)的方式，使成品內(nèi)部具有更大的比表面積，能夠通過自身儲(chǔ)存更多的潤滑油，具有更尚的含油量。
[0017]3、本發(fā)明在將混合物裝入模具內(nèi)后，采用多次加壓的壓制方式有利于排出由于模具裝料混入的氣體，使材料內(nèi)部結(jié)構(gòu)更加均一，在二次加壓的過程中增加材料的強(qiáng)度，保證多孔含油潤滑材料內(nèi)部微孔分布和微孔孔徑的均勻性。
[0018]4、在材料燒結(jié)過程中，由于模具和材料的傳熱系數(shù)不同，直接升溫加熱會(huì)導(dǎo)致材料內(nèi)部溫度升高不同步，影響材料性能。本發(fā)明采用預(yù)熱以及保溫的方式能夠很好地使材料內(nèi)部溫度達(dá)到一致，并進(jìn)一步排出材料內(nèi)部氣體，保持材料內(nèi)部溫度均一和材料性能的穩(wěn)定變化;緩慢升溫至120?130°C后保溫一段時(shí)間，可排出材料中混入的水分;之后快速升溫，并具體選擇在145?200°C溫度范圍內(nèi)進(jìn)行燒結(jié)，可以保證多孔含油潤滑材料的基材處于熔融狀態(tài)，能夠使聚乙烯的分子結(jié)構(gòu)和分子聚集形態(tài)發(fā)生變化，避免氧化和降解，從而使多孔含油潤滑材料具有更優(yōu)異的物理性能，并能夠更好地控制材料內(nèi)部微孔結(jié)構(gòu)。經(jīng)過測定，本發(fā)明的多孔含油潤滑材料其摩擦系數(shù)降低至0.030，材料內(nèi)部微孔孔徑可以控制在ιμπι左右。
[0019]5、本發(fā)明的多孔含油潤滑材料具體采用石墨、二硫化鉬、脂肪酸鹽(如月桂酸鈣、辛酸鈣等)或聚四氟乙烯至少其中之一作為固體潤滑劑。固體潤滑劑自身具有的較低的摩擦系數(shù)，可使多孔含油潤滑材料具有一定的抗磨耐壓能力。同時(shí)，由于固體潤滑劑的熔點(diǎn)與聚乙烯黏流溫度相差較大，在其作為助劑參與多孔含油潤滑材料的基體材料混合成型過程中，當(dāng)溫度升高一定溫度后，固體潤滑劑能夠在材料內(nèi)部形成不同的形態(tài)，影響聚乙烯分子鏈之間作用力，打擾了聚乙烯分子鏈正常的相互纏結(jié)，改變材料內(nèi)部原來分子鏈的排列與堆砌結(jié)構(gòu)。使多孔含油潤滑材料的聚集態(tài)結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，呈均勻排布，促使分子鏈間產(chǎn)生較大空隙，在沒有較大外界作用力情況下，材料內(nèi)部分子鏈結(jié)構(gòu)非原態(tài)排列，形成了孔結(jié)構(gòu)。
[0020]6、本發(fā)明的多孔含油潤滑材料具有耐磨損性好、抗沖擊性優(yōu)良、耐低溫、耐低溫開裂、負(fù)載能力強(qiáng)，生物相容性、憎水性好、可加工性強(qiáng)等優(yōu)異的物理化學(xué)性能。
[0021]7、本發(fā)明的多孔含油潤滑材料內(nèi)部的多孔結(jié)構(gòu)能夠儲(chǔ)存潤滑油，能夠通過接觸轉(zhuǎn)移實(shí)現(xiàn)對摩擦副的持續(xù)供油，相比于普通潤滑方式，不需要另外對摩擦副補(bǔ)給潤滑油。同時(shí)，能夠?qū)崿F(xiàn)長壽命潤滑，無需加注潤滑油，安裝或替換方便，能夠很好的避免潤滑油脂滴漏帶來的工作環(huán)境以及在制品的污染，并且能夠節(jié)省空間，大大降低了設(shè)備生產(chǎn)成本，還具有低損耗、綠色環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)。
[0022]8、本發(fā)明對摩擦副的潤滑方式可適用于各種機(jī)械設(shè)備中，能夠針對各種不同形式的摩擦副，設(shè)計(jì)出不同的潤滑方案對其進(jìn)行潤滑，具有占用空間小，使用壽命長等優(yōu)點(diǎn)。對于齒輪、桿式、鏈條等形式的摩擦副有良好的潤滑效果。
[0023]9、本發(fā)明中的補(bǔ)給油池能夠通過供油介質(zhì)對多孔含油潤滑材料進(jìn)行供油潤滑后的油量補(bǔ)給。能夠?qū)崿F(xiàn)持久潤滑，無需更換潤滑材料。同時(shí)能夠很好的避免潤滑油脂滴漏帶來的對工作環(huán)境以及在制品的污染，降低設(shè)備生產(chǎn)成本。
【附圖說明】
[0024]圖1為