【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及聚四氟乙烯复合材料制造领域，特别涉及到一种玻璃纤维布增强氟树脂复合材料及其制备方法、保持架及轴承。
技术介绍
1、大推力新型火箭发动机是我国深空探测、载人航天事业顺利发展的关键，超低温高速重载涡轮泵轴承则是火箭发动机输送液氢/液氧燃料的核心部件。从世界范围看，火箭发动机涡轮泵轴承保持架断裂、润滑失效是发动机事故发生的主要原因之一，高强度、自润滑兼具有良好转移膜、高可靠性的固体自润滑复合材料及保持架是世界公认的材料领域尖端课题之一。
2、现有低温保持架用复合材料均为聚四氟乙烯及其改性材料，现有技术中采用短切玻璃纤维粉及其他润滑剂增强润滑改性聚四氟乙烯，虽然该类保持架润滑性能有所提升，尤其是转移膜转移性能有所提升，但是其室温拉伸强度一般不超过30mpa，强度及强度余量不足仍限制其使用，在大推力发动机轴承的应用中受到限制。
3、中国专利文献cn101186117b公开了一种玻璃布增强聚四氟乙烯复合材料保持架的制作方法，采用电子级无碱玻璃布增强聚四氟乙烯制作的复合材料，该保持架强度达到120mpa，但是其应用时存在的不足之处是自润滑有效时间余量相对不足，导热性低。此外，目前所用的电子级无碱玻璃纤维布增强的聚四氟乙烯保持架，在轴承运转过程中，随着保持架磨损，在润滑不足的情况下，裸露的玻璃纤维会磨蚀轴承滚道；同时，现有专利技术制备的玻璃布增强聚四氟乙烯复合材料，容易出现褶皱、分层、纵裂等缺陷，导致轴承可靠性降低。随着我国航天事业的快速发展，为满足更大推力的新型运载火箭发动机的应用要求，需进一步提升现有应
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种玻璃纤维布增强氟树脂复合材料，用于解决现有技术中玻璃纤维布增强氟树脂复合材料强度和摩擦性能不足以及导热性能差的问题。
2、本专利技术还提供了一种玻璃纤维布增强氟树脂复合材料制备方法，用于解决现有技术中玻璃纤维布增强氟树脂复合材料强度和摩擦性能不足以及导热性能差的问题。
3、本专利技术还提供了一种玻璃纤维布增强氟树脂复合材料制成的保持架，用于解决现有技术中玻璃纤维布增强氟树脂复合材料强度和摩擦性能不足以及导热性能差的问题。
4、本专利技术还提供了一种使用保持架的轴承，用于解决现有技术中玻璃纤维布增强氟树脂复合材料由于褶皱、分层、纵裂等缺陷，导致轴承可靠性降低问题。
5、为实现上述目的，本专利技术所提供的玻璃纤维布增强氟树脂复合材料，所采用的技术方案是：一种玻璃纤维布增强氟树脂复合材料，包括改性聚四氟乙烯基体和分散在改性聚四氟乙烯基体中的增强纤维布，所述聚四氟乙烯基体主要包括聚四氟乙烯和导热材料，所述增强纤维布为玻璃纤维与聚四氟乙烯纤维混织布，所述增强纤维布中聚四氟乙烯纤维质量含量为5～10％；所述玻璃纤维单丝直径为5～10微米，聚四氟乙烯纤维细度为50～200d。
6、本专利技术的有益效果是：本专利技术采用高强玻璃纤维与聚四氟乙烯纤维混织布作为增强相，使得保持架材料在常温、超低温环境下具有极高的环状拉伸强度，可满足保持架在低温、高速、重载条件下的高强要求；同时采用高强玻璃纤维与聚四氟乙烯纤维混织，可有效改善基材的润滑特性，随着轴承服役，保持架磨损加剧，混编入其中的聚四氟乙烯纤维可有效补充转移润滑，进一步满足轴承的寿命要求；由于聚四氟乙烯、混纺布的导热系数较低，本专利技术专利通过在聚四氟乙烯中添加导热材料，可提高复合材料的导热系数，在使用时能有助于将摩擦热导出，避免保持架或轴承出现热损伤，有效提升轴承的稳定性与可靠性。本专利技术制备的玻璃纤维布增强氟树脂复合材料的环状拉伸强度≥190mpa，达到现有技术的1.58倍，导热系数≥0.36w·m-1·k-1，达到现有技术的1.6倍，同时摩擦性能优异。
7、为了提高复合材料的导热性能，避免保持架或轴承出现热损伤，优选地，所述改性聚四氟乙烯基体中导热材料和聚四氟乙烯的质量比为(1～10)：(30～60)。
8、为了进一步提高复合材料的强度和改善基材的润滑特性，优选地，所述增强纤维布的经纬密度为16～25根/cm。
9、为了防止导热材料硬度大影响复合材料的稳定性，优选地，所述导热材料为石墨烯、碳纳米管、碳纤维其中的一种。
10、本专利技术还提供了一种玻璃纤维布增强氟树脂复合材料制备方法，包括以下步骤：将玻璃纤维与聚四氟乙烯纤维混织布浸渍改性聚四氟乙烯乳液，再进行卷制预成型和烧结固化；所述改性聚四氟乙烯乳液由聚四氟乙烯乳液和导热材料混合而成。
11、本专利技术的有益效果是：本专利技术通过玻璃纤维和聚四氟乙烯纤维进行混织布加工，有效提高复合材料的强度和改善基材的润滑特性，并浸入改性的聚四氟乙烯乳液，提高复合材料的导热性和粘接性；同时通过烧结固化，使复合材料充分固化粘合，避免导致复合材料出现褶皱、分层、纵裂等缺陷，获得的复合材料保持高强度的同时摩擦性能和导热性能好，有效解决成型合格率低的问题。
12、为了使得混织布浸渍充分，优选地，所述浸渍包括牵引玻璃纤维与聚四氟乙烯纤维混织布经过改性聚四氟乙烯乳液，然后进行烘焙；所述牵引速度为1～2m/min，所述烘焙处理温度为250～300℃。
13、为了使得聚四氟乙烯充分固化粘合，避免导致复合材料出现褶皱、分层、纵裂等缺陷，优选地，所述烧结固化工艺温度为370～390℃，保温时间为120～180min。
14、本专利技术还提供了一种玻璃纤维布增强氟树脂复合材料制成的保持架。
15、本专利技术的有益效果是：本专利技术采用高强玻璃纤维与聚四氟乙烯纤维混织布作为增强相，使得保持架材料在常温、超低温环境下具有极高的环状拉伸强度和好的润滑特性，可满足保持架在低温、高速、重载条件下的高强要求，同时在导热材料的作用下提高导热性能，避免保持架出现热损伤。
16、本专利技术还提供了一种使用保持架的轴承。
17、本专利技术的有益效果是：采用高强玻璃纤维与聚四氟乙烯纤维混织，保持复合材料的强度的同时可有效改善基材的润滑特性，随着轴承服役，保持架磨损加剧，混编入其中的聚四氟乙烯纤维可有效补充转移润滑，进一步满足轴承的寿命要求；通过在树脂乳液中添加导热材料，可提高复合材料的导热系数，在轴承高速运转时，能有助于将摩擦热导出，避免保持架或轴承出现热损伤，有效提升轴承的稳定性与可靠性。
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1.一种玻璃纤维布增强氟树脂复合材料，其特征在于，包括改性聚四氟乙烯基体和分散在改性聚四氟乙烯基体中的增强纤维布，所述聚四氟乙烯基体主要包括聚四氟乙烯和导热材料，所述增强纤维布为玻璃纤维与聚四氟乙烯纤维混织布，所述增强纤维布中聚四氟乙烯纤维质量含量为5～10％；所述玻璃纤维单丝直径为5～10微米，聚四氟乙烯纤维细度为50～200D。
2.根据权利要求1所述的玻璃纤维布增强氟树脂复合材料，其特征在于，所述改性聚四氟乙烯基体中导热材料和聚四氟乙烯的质量比为(1～10)：(30～60)。
3.根据权利要求1所述的玻璃纤维布增强氟树脂复合材料，其特征在于，所述增强纤维布的经纬密度为16～25根/cm。
4.根据权利要求2所述的玻璃纤维布增强氟树脂复合材料，其特征在于，所述导热材料为石墨烯、碳纳米管、碳纤维其中的一种。
5.权利要求1～4任一项所述的玻璃纤维布增强氟树脂复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：将玻璃纤维与聚四氟乙烯纤维混织布浸渍改性聚四氟乙烯乳液，再进行卷制预成型和烧结固化；所述改性聚四氟乙烯乳液由聚四氟乙烯乳液和导热材
6.根据权利要求5所述的玻璃纤维布增强氟树脂复合材料的制备方法，其特征在于，所述浸渍包括牵引玻璃纤维与聚四氟乙烯纤维混织布经过改性聚四氟乙烯乳液，然后进行烘焙；所述牵引速度为1～2m/min，所述烘焙处理温度为250～300℃。
7.根据权利要求5所述的玻璃纤维布增强氟树脂复合材料的制备方法，其特征在于，所述烧结固化工艺温度为370～390℃，保温时间为120～180min。
8.一种由权利要求1～4任一项所述的玻璃纤维布增强氟树脂复合材料、权利要求5～7任一项所述的制备方法制备得到的玻璃纤维布增强氟树脂复合材料制成的保持架。
9.一种使用权利要求8所述的保持架的轴承。
...【技术特征摘要】
1.一种玻璃纤维布增强氟树脂复合材料，其特征在于，包括改性聚四氟乙烯基体和分散在改性聚四氟乙烯基体中的增强纤维布，所述聚四氟乙烯基体主要包括聚四氟乙烯和导热材料，所述增强纤维布为玻璃纤维与聚四氟乙烯纤维混织布，所述增强纤维布中聚四氟乙烯纤维质量含量为5～10％；所述玻璃纤维单丝直径为5～10微米，聚四氟乙烯纤维细度为50～200d。
2.根据权利要求1所述的玻璃纤维布增强氟树脂复合材料，其特征在于，所述改性聚四氟乙烯基体中导热材料和聚四氟乙烯的质量比为(1～10)：(30～60)。
3.根据权利要求1所述的玻璃纤维布增强氟树脂复合材料，其特征在于，所述增强纤维布的经纬密度为16～25根/cm。
4.根据权利要求2所述的玻璃纤维布增强氟树脂复合材料，其特征在于，所述导热材料为石墨烯、碳纳米管、碳纤维其中的一种。
5.权利要求1～4任一项所述的玻璃纤维布增强氟树...
【专利技术属性】
技术研发人员：孙小波，李媛媛，李文超，李建星，尚晓辉，姚春伟，田本州，唐培杰，
申请(专利权)人：洛阳轴承研究所有限公司，
类型：发明
国别省市：
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