1.本发明涉及大型船舶推进系统领域，具体涉及一种舰用层压板式水润滑轴承板条材料及其制备方法。

  2.船艉轴承是船舶推进系统轴系的重要设备之一，不仅用于承受尾轴、螺旋桨轴、螺旋桨及其附件的重力载荷，还需要承受因轴系运行期间及因水下攻击武器爆炸产生的动态及瞬态冲击载荷，其性能优劣对舰船的技术性能和使用性能具备极其重大影响。尾轴承的润滑技术主要有水润滑和油润滑两种，当前军用舰船均使用水润滑艉轴承，以由水润滑代替油润滑不仅仅可以舰船在海洋航行期间的隐蔽性，更能够保障海洋环境不受滑油泄漏的污染，是国内外在船舶动力系统领域研究的重要方向。同时，由于水的来源相对来说比较稳定，节能环保，是最具有发展的潜在能力的工作介质。

  3.王家序在《水润滑轴承技术与引用》中指出，一般水润滑轴承工作时候的温度范围-28～90℃，加拿大赛龙轴承工作时候的温度范围-65～107℃，如果超过限定温度，轴承表面会变软，导致摩擦系数增大。

  4.由此可见，大型船舶用水润滑轴承承受载荷大，极限环境工况恶劣，其在使用的过程中有可能会出现烧焦、分层、异常磨损等故障。高分子轴瓦材料是水润滑轴承的关键零部件，其与轴组成摩擦副，实现轴承的承载和耐磨损功能。大型船舶用水润滑轴承的整机性能的实现离不开高性能高分子轴瓦材料的支撑。

  5.本发明的目的是为了克服上述现存技术存在的缺陷中的至少一个而提供一种适用于耐高温、耐高压、低噪声的机械工作状态的舰用层压板式水润滑轴承板条材料及其制备方法。应用在某水润滑轴承的轴瓦材料生产上。

  7.一种舰用层压板式水润滑轴承板条材料的制备方法，该方法有以下步骤：

  8.预处理：将苯酚、甲醛和催化剂加入反应釜中，反应后，得到热固性基料；

  9.改性：在热固性基料中加入石墨粉剂和二硫化钼，搅拌后，得到半胶化溶剂；

  11.压制：将半固化复合材料置入压机上压制，得到舰用层压板式水润滑轴承板条材料。

  12.进一步地，预处理的具体步骤为：将苯酚、甲醛和催化剂投料，经加热升温、冷却后，进行抽真空脱水，回温后，持续搅拌，获得热固性基料。

  13.进一步地，所述苯酚和甲醛的摩尔比为1:(1.35-1.46)，催化剂的质量为苯酚的1/(16-25)，所述的催化剂为碱性催化剂，包括氧化锌、氨水或氢氧化钠；所述的甲醛为浓度35-39wt％，密度约1.2g/cm3左右的溶液。

  14.进一步地，所述升温的温度为65-70℃，保温时间为60-70min；冷却的温度为45

  5℃；回温的温度为65℃，线.进一步地，热固性基料的分子量为600-800kg。

  16.进一步地，半胶化溶剂中，热固性基料的含量为94wt％，石墨粉剂占比5.5wt％，二硫化钼占比0.50wt％。石墨粉剂具备比较好的机械性质，能够加固材料内部分子结构的强度，使得材料具备均衡且稳定的力学性能。当分子层间受到很小的切应力作用时，很容易沿分子层产生相对滑动，因此，如果把摩擦转移到二硫化钼内部，其摩擦显然要小得多。二硫化钼的每个分子层厚度为钼的每个分子层厚度为而二硫化钼润滑膜的厚度通常为μm数量级，因此，它可能会产生的滑移平面很多，就非常有可能充分而有效地降低摩擦，减少磨损。

  17.另外，二硫化钼具备比较好的耐热性，在大气中，400℃左右才开始氧化，氧化后润滑性急剧下降，但实际热塑性加工时，高温接触时间比较短，因此，仍能保留较好的润滑性能。在二硫化钼层状结构中，碳原子与钼原子结合较牢，硫原子又与金属表面有较强的吸附力，因此二硫化钼有较强的耐压性能。

  19.进一步地，所述上胶的温度为70-130℃，速度为3-4m/min，所述的纤维毡基材为聚酰亚胺、矿物棉或陶瓷纤维，半固化高分子纳米复合材料片中含胶量为70-80wt％。

  20.进一步地，所述压制的初始压力为30kg，逐步加压至40-200kg，压制时，在130-150℃下保温，冷却的时间为2-3h，冷却出料的温度为60℃。通过对压制温度和压力确度的一系列调整和分析，确保上胶纤维毡基材平整不翘曲、不分层，使得材料具备很高的热稳定性，解决材料力学性能不稳定、抗咬合力差等问题。

  23.(1)本发明采用石墨融入几种高分子加入添加剂填入纤维毡基材经高压下形成铁梨木相似的材料来替代铁梨木，材料的压缩强度高，承载能力强；

  24.(2)本发明在树脂类合成材料中添加一些助剂的同时，严控压制温度及压力确度，通过改善加工工艺有效的解决材料水溶胀问题，相比进口材料，采用该方法生产的板条材料水胀系数更低；

  25.(3)本发明石墨高分子合成树脂上胶增强型纤维毡基材，渗透极强，压制后的石墨复合材料耐高温、耐磨，高温高压下不变形，无噪音；

  26.(4)本发明将石墨和二硫化钼作为添加剂材料，一方面利用石墨良好的导热性，提高了轴瓦材料的导热性能，另一方面利用石墨和二硫化钼固体润滑剂的作用，提升了轴瓦材料在边界润滑工况下的自润滑性能。

  28.下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不

  30.在反应锅中将苯酚、甲醛、碱性催化剂按顺序投料，搅拌加热后，抽真空脱水。继续加入石墨烯粉剂和二硫化钼的混合溶剂，持续搅拌并脱除气泡。浸渍于纤维毡基材材料中上胶，形成半固化高分子纳米复合材料片。置入压机上压制，通过一定的温控和曲线压力，冷却后出料，具体包括以下步骤：

  31.(1)在具有密封结构的容器中，按照顺序将一定比例的苯酚、甲醛、催化剂投料，加热温度区间65-70℃，保温60-70分钟后，冷却至45

  5℃。抽线℃左右，线mpa，形成热固型基料。所述苯酚和甲醛的摩尔比为1:(1.35-1.46)；甲醛浓度为35-39wt％，密度约1.2g/cm3左右的溶液。催化剂为碱性催化剂，氧化锌、氨水、氢氧化钠任一种；碱性催化剂的质量为苯酚的1/(16-25)，没有特别规定，一般为1/18。

  32.(2)在酚醛树脂内加入适量石墨粉剂和二硫化钼，搅拌时间持续80-140min，充分搅拌形成预制体。石墨粉剂具有较好的机械性质，能够加固材料内部分子结构的强度，使得材料具有均衡且稳定的力学性能。酚醛树脂分子量为600-800kg，占比94％，石墨粉剂占比5.5％，二硫化钼占比0.50％。

  33.(3)将纤维毡基材浸泡在上述半胶化溶剂中，上胶温度70-130℃，上胶速度为3-4m/min。纤维毡基材为聚酰亚胺、矿物棉、陶瓷纤维任一。半固化复合材料含胶量为70-80wt％。

  34.(4)将上述半固化复合材料置入压机上压制。设置初始压力为30kg，视流胶情况逐步加压：40-200kg。温度保持在130-150℃。冷却2-3小时，至60℃出料。通过对压制温度和压力确度的一系列调整和分析，确保上胶纤维毡基材平整不翘曲、不分层，使得材料具备极高的耐热性，解决材料力学性能不稳定、抗咬合力差等问题。

  36.一种舰用层压板式水润滑轴承板条材料及其制备方法，具体包括以下步骤：

  37.(1)在具有密封结构的容器中，按照顺序将特殊的比例的苯酚、甲醛、催化剂投料，加热温度区间65-70℃，保温60-70分钟后，冷却至45

  5℃。抽线℃左右，线mpa，形成热固型基料。所述苯酚和甲醛的摩尔比为1:(1.35-1.46)；甲醛浓度为35-39wt％，密度约1.2g/cm3左右的溶液。催化剂为碱性催化剂氢氧化钠；碱性催化剂的质量为苯酚的1/18。

  38.(2)在酚醛树脂内加入适量石墨粉剂和二硫化钼，搅拌时间持续80-140min，充分搅拌形成预制体。酚醛树脂分子量为600-800kg，占比94％，石墨粉剂占比5.5％，二硫化钼占比0.50％。

  39.(3)将纤维毡基材浸泡在上述半胶化溶剂中，上胶温度70-130℃，上胶速度为3-4m/min。纤维毡基材为聚酰亚胺、矿物棉、陶瓷纤维任一。半固化复合材料含胶量为70-80wt％。

  40.(4)将上述半固化复合材料置入压机上压制。设置初始压力为30kg，视流胶情况逐步加压：40-200kg。温度保持在130-150℃。冷却2-3小时，至60℃出料。

  42.一种舰用层压板式水润滑轴承板条材料及其制备方法，具体包括以下步骤：

  43.(1)在具有密封结构的容器中，按照顺序将一定比例的苯酚、甲醛、催化剂投料，加热温度区间65-70℃，保温60-70分钟后，冷却至45

  5℃。抽线℃左右，线mpa，形成热固型基料。所述苯酚和甲醛的摩尔比为1:(1.35-1.46)。催化剂为碱性催化剂氢氧化钠；碱性催化剂的质量为苯酚的1/18。

  44.(2)在酚醛树脂内加入适量石墨粉剂和二硫化钼，搅拌时间持续80-140min，充分搅拌形成预制体。酚醛树脂分子量为600-800kg，占比94％，石墨粉剂占比6％。

  45.(3)将纤维毡基材浸泡在上述半胶化溶剂中，上胶温度70-130℃，上胶速度为3-4m/min。纤维毡基材为聚酰亚胺、矿物棉、陶瓷纤维任一。半固化复合材料含胶量为70-80wt％。

  46.(4)将上述半固化复合材料置入压机上压制。设置初始压力为30kg，视流胶情况逐步加压：40-200kg。温度保持在130-150℃。冷却2-3小时，至60℃出料。

  48.一种舰用层压板式水润滑轴承板条材料及其制备方法，具体包括以下步骤：

  49.(1)在具有密封结构的容器中，按照顺序将一定比例的苯酚、甲醛、催化剂投料，加热温度区间65-70℃，保温60-70分钟后，冷却至45

  5℃。抽线℃左右，线mpa，形成热固型基料。所述苯酚和甲醛的摩尔比为1:1.35。催化剂为碱性催化剂氢氧化钠；碱性催化剂的质量为苯酚的1/18。

  50.(2)在酚醛树脂内加入适量石墨粉剂和二硫化钼，搅拌时间持续80-140min，充分搅拌形成预制体。酚醛树脂分子量为600-800kg，占比94％，石墨粉剂占比5.5％，二硫化钼占比0.50％。

  51.(3)将纤维毡基材浸泡在上述半胶化溶剂中，上胶温度70-130℃，上胶速度为3-4m/min。纤维毡基材为陶瓷纤维。半固化复合材料含胶量为70wt％。

  52.(4)将上述半固化复合材料置入压机上压制。设置初始压力为30kg，视流胶情况逐步加压：40-200kg。温度保持在130-150℃。冷却2-3小时，至60℃出料。

  54.一种舰用层压板式水润滑轴承板条材料及其制备方法，具体包括以下步骤：

  55.(1)在具有密封结构的容器中，按照顺序将一定比例的苯酚、甲醛、催化剂投料，加热温度区间65-70℃，保温60-70分钟后，冷却至45

  5℃。抽线℃左右，线mpa，形成热固型基料。所述苯酚和甲醛的摩尔比为1:1.46。催化剂为碱性催化剂氢氧化钠；碱性催化剂的质量为苯酚的1/18。

  56.(2)在酚醛树脂内加入适量石墨粉剂和二硫化钼，搅拌时间持续80-140min，充分搅拌形成预制体。酚醛树脂分子量为600-800kg，占比94％，石墨粉剂占比5.5％，二硫化钼占比0.50％。

  57.(3)将纤维毡基材浸泡在上述半胶化溶剂中，上胶温度70-130℃，上胶速度为3-4m/min。纤维毡基材为聚酰亚胺纤维。半固化复合材料含胶量为80wt％。

  58.(4)将上述半固化复合材料置入压机上压制。设置初始压力为30kg，视流胶情况逐步加压：40-200kg。温度保持在130-150℃。冷却2-3小时，至60℃出料。

  1密度g/cm31.211.34～1.35～1.34gb/t 1033.12压缩强度mpa14935～160～158gb/t 14483布氏硬度hbw3325～36～35gb/t 231.14水胀系数％1.300.25～0.25～0.24gb/t 14625湿摩擦系数0.20-0.250.08-0.19～0.08～0.25gb/t 39606热膨胀系数

  /℃14850～32～33iso 113597使用温度℃＜60℃＜100℃-196～180℃-196～180℃-61.对比例1相比于实施例1，没有添加二硫化钼，湿摩擦系数提高到实施例1的三倍以上，主要是因为缺少二硫化钼这一良好的润滑剂后，材料间的摩擦无法有合适的转移之处，只能够通过材料的消耗得以体现，因此表现出更高的湿摩擦系数。

  62.还可以看出，本发明与国外同类产品加拿大赛龙、英国飞龙t12对比试验证明，其综合性能指标优于国外进口轴承材料，使用温度范围更广，可作为解决典型舰船前期出现的进口水润滑轴承磨损严重问题的国产化替代方案。其水胀系数接近进口飞龙t12材料，明显优于赛龙材料，湿摩擦系数明显优于赛龙及飞龙t12材料，充分保证了轴承内衬材料的稳定性。

  63.材料的综合性能指标优于国外进口轴承材料，使用温度范围更广，使其具有较强机械性能及尺寸的稳定性的同时，保证在极限工况下具备较低的水胀系数、湿摩擦系数、热膨胀系数，充分保证了轴承内衬材料的稳定性。本发明尤其适用于耐高温、耐高压、低噪声的机械工作状态，如军舰等，轴承耐磨材料温度近200℃，材料不易脱落，不易氧化，能够有效延长轴承和装置的寿命，具备比较好的经济效益、社会效益和国防效益。

  64.以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非是对本发明作其它形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为等同变化的等效实施例。但是凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与改型，仍属于本发明技术方案的保护范围。