以uhmwpe作為基體的多孔含油潤滑材料的制備方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及潤滑材料技術領域，具體的說是一種以熱塑性UHMWPE作為基體的多孔含油潤滑材料的制備方法和用途。
【背景技術】
[0002]隨著社會的不斷發展，人們對社會產品質量的要求也越來越高，這也對工業以及生活用品生產提出了更高的標準，由此，掀起了工業革命，工業革命也帶動了設備的技術升級。生產設備的磨損問題也隨之而來，潤滑的效果決定了設備的使用壽命。
[0003]摩擦副在機械設備中有廣泛的應用，摩擦副的潤滑效果是設備使用壽命的重要影響因素。紡織機械、機器人、航天航空、印刷設備等對環境要求較苛刻，同時實現摩擦副的長壽命至關重要。
[0004]機械設備中摩擦副的潤滑效果直接影響設備的使用壽命和產品質量。紡織設備、印刷設備等體積較大，內部構造復雜且可用空間較小，尤其對內部有桿連接的摩擦部件實現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:定期對機械設備進行人工潤滑油脂的加注或設計供油系統。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，而且會增大設備的維護成本;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，易吸附灰塵，或者出現滴漏現象，影響設備使用壽命，污染在制產品；第四，在機械設備工作中，溫度升高會使潤滑油脂粘度降低，致使潤滑油脂出現滴漏現象，造成設備環境以及在制品的污染;第五，設計供油系統會很大程度增加設計難度及生產成本;第六，機械設備對環境要求較高等苛刻條件下，由于潤滑油脂加注量較少，便很難實現長壽命的要求;第七，對于對使用環境要求較高的精密設備，常用的潤滑油脂在使用過程中造成的滴漏，會使設備精度降低。
[0005]在上述情況下，多孔含油自潤滑材料的出現解決了一部分上述問題，但是，現有的多孔含油自潤滑材料由于自身性能的限制，其內部微孔量和微孔的均勻度都不能實現均一保證，自潤滑材料本身強度較低以及與基體的結合力較差，會降低材料的強度、韌性和耐磨性。同時，多孔含油自潤滑材料對于摩擦部件需要大量潤滑油進行持續潤滑的問題依舊不能解決。
[0006]同時，目前國內某些專利涉及到一種熱塑性聚酰亞胺多孔材料的制備方法，由于市面上聚酰亞胺的價格昂貴達到1500元/Kg左右，是超高分子量聚乙烯基材的50倍左右，因此聚酰亞胺多孔材料在民用市場很難得到推廣及應用。
【發明內容】
[0007]本發明的目的為:通過簡單的制備工藝制備一種內部具有豐富的多孔結構，能夠在工作狀態下連續穩定地提供潤滑油，并兼具耐磨損、抗沖擊、耐化學腐蝕、耐低溫等優異性能的多孔含油潤滑材料，并用該材料對摩擦副進行持續供油。
[0008]為實現上述技術目的，本發明所采用的技術方案為:以UHMWPE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，依次取UHMWPE70-90份、聚四氟乙烯1-20份和固體潤滑劑1-1 O份，充分攪拌后，得到復合粉料；
步驟二、將步驟一制得的復合粉料裝入模具中，并將模具置于2Mpa壓力下預壓制，保壓Imin后卸壓，再于l-15Mpa壓力下進行壓制成型，然后，將成型物(含模具)放入燒結爐內，控制燒結爐內溫度以5?15 °C /mi η的升溫速率升溫至110?140 °C，之后，再以I?1 °C /min的升溫速率升溫至230~300°C，保溫100-150min，之后，取出、自然冷卻至室溫、并進行脫模，得到多孔材料；
步驟三、將步驟二制得的多孔材料置于真空度為0.05-0.1Mpa的真空干燥箱內盛有潤滑油的容器中，控制真空干燥箱內溫度升高至50-100°C進行真空浸漬潤滑油8-24h，取出即得以UHMffPE作為基體的多孔含油潤滑材料。
[0009]在步驟一中，所述的固體潤滑劑為二硫化鉬或石墨中的至少一種。
[0010]所述步驟三中，真空浸油處理的溫度為80°C。
[0011]利用以UHMWPE作為基體的多孔含油潤滑材料進行摩擦副潤滑的方法，包括將多孔含油潤滑材料裁切成潤滑型材的步驟和將潤滑型材通過固定輔件設置為與待潤滑的摩擦副呈部分接觸結構的步驟;通過潤滑型材和摩擦副之間的摩擦接觸為摩擦副進行持續供油。
[0012]對以UHMWPE作為基體的多孔含油潤滑材料進行再充油的方法，包括將多孔含油潤滑材料通過供油介質與補給油池連接的步驟，該步驟中，補給油池通過供油介質將其內存儲的潤滑油補給給多孔含油潤滑材料。
[0013]所述的供油介質為由閥門控制的管道、海綿體或由多孔含油材料制成的供油通道中的任意一種。
[0014]有益效果:
1、本發明制備的多孔含油潤滑材料，由于其內部豐富的多孔結構，能夠吸附并儲存潤滑油，在工作狀態時能夠在溫度和壓力的作用下連續穩定地提供潤滑油，從而可以保證設備長時間不更換潤滑油，也依然具有優異的潤滑性能。同時，也不會出現油量過多吸附灰塵或者滴油等現象。在一定程度上，延長了設備的使用壽命，避免了設備及在制產品的污染。
[0015]2、本發明的制備工藝操作簡單，成本低廉，實用性強。使用基料先混合并壓制成型，再燒結的方式，使成品內部具有更大的比表面積，能夠在后續的浸油過程中通過自身內部微孔儲存更多的潤滑油。其采用的主基料熱塑性超高分子量聚乙烯的價格僅為熱塑性聚酰亞胺的1/50左右，能夠更好的滿足民用市場需求，可廣泛適用于精密設備部件潤滑、齒輪潤滑、鏈條潤滑等對環境和壽命要求苛刻的領域。
[0016]3、本發明在基材中加入了適量的二硫化鉬和石墨作為固體潤滑劑，固體潤滑劑自身具有的較低的摩擦系數，可使多孔含油潤滑材料具有一定的抗磨耐壓能力。其次，由于二硫化鉬本身具有自潤滑性能，其粒子分散在兩種材料的基體中可以充當剛硬支撐點的作用，在材料與對偶面的摩擦過程中可以阻止硬質粒子的嵌入和磨削，從而提高了材料的耐磨性能。另外其還具有一定的導熱性能，可以避免多孔含油潤滑材料在使用過程中的局部溫度升高，有利于材料內部儲存的潤滑油的均勻擴散，延長使用壽命。同時，由于固體潤滑劑的熔點與超高分子量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，當溫度升高一定溫度后，固體潤滑劑能夠在材料內部形成不同的形態，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，改變材料內部原來分子鏈的排列與堆砌結構。使多孔含油材料的聚集態結構發生變化，呈均勻排布，促使分子鏈間產生較大空隙，在沒有較大外界作用力情況下，材料內部分子鏈結構非原態排列，形成了較多的孔結構。
[0017]4、本發明的制備工藝在壓制過程中先對其進行小壓力壓制，卸壓后，再次加壓。可使模具中的材料上下端受壓均勻，以保證材料內部密度相同，解決材料因密度不一致而影響材料的耐沖擊、耐壓性、抗凍性、保溫性、自潤滑性、抗結垢性、耐應力開裂性等性能問題。同時材料內部均一的密度也可以促使內部孔經均勻，分布更加規律，提高材料的儲油鎖油能力。<