本发明属于水润滑轴承用石墨酚醛复合材料，特别涉及一种水润滑轴承用高强度高纯石墨酚醛复合材料及其制备方法。
背景技术：
1、水润滑轴承是核电泵阀的关键组件之一，由于其特殊的使用工况，需要材料具有使用寿命长、高纯度(低熔点金属、硫、卤族元素含量为ppm级)，极高的压缩强度(≥250mpa)及优异的耐摩擦性能。目前国内尚无此类材料研制先例。其难点在于传统工艺制备的高纯石墨酚醛复合材料压缩强度在150～230mpa之间，通过融渗金属可以将压缩强度提高至300mpa以上，但是会造成金属含量超标，因此石墨酚醛复合材料组分结构与关键性能匹配问题是该类材料研发的关键问题之一。另外，现有等静压工艺流程复杂、周期长、焙烧过程易开裂、致密化效率低等问题困扰着该类材料的快速迭代研发，亟待开发一种新型的石墨轴承材料成型工艺。
2、究其根本，石墨酚醛复合材料骨架强度低、致密化工艺复杂是造成该类材料压缩强度低、工艺周期长的主要原因。酚醛树脂是苯酚-甲醛加成及缩合反应的低分子量混合物，其固化反应主要包括羟甲基之间的脱水缩合反应、羟甲基与酚环活泼氢之间的缩合反应，不同化学特征结构的酚醛树脂压缩性能差异极大，复合材料压缩强度与树脂的压缩强度正相关。另外，石墨酚醛复合材料组成直接决定了复合材料的纯度、摩擦性能、成型工艺性能等，因此石墨酚醛复合材料配方与组分、成型工艺是本发明的关键技术。当前的技术难点在于，实现石墨酚醛复合材料的高压缩强度的同时满足材料的高纯要求，同时材料制备工艺简单、高效。基于以上，亟需开发了一种新型高纯、低成本、短周期、高性能的石墨酚醛复合材料。
技术实现思路
1、为了克服现有技术中的不足，本发明人进行了锐意研究，提供了一种水润滑轴承用高强度高纯石墨酚醛复合材料及其制备方法，石墨酚醛复合材料具有高纯度、高压缩强度和弯曲强度、优异的摩擦性能等特点，可用于核电领域湿绕组电机主泵等领域，采用模压工艺代替传统的热等静压工艺，从而实现石墨材料的高效制备，解决了传统石墨酚醛复合材料关键性能偏低、成型工艺周期长等技术难题，
2、本发明提供的技术方案如下：
3、第一方面，一种水润滑轴承用高强度高纯石墨酚醛复合材料，由包括如下质量份的原料制成：
4、
5、第二方面，一种水润滑轴承用高强度高纯石墨酚醛复合材料的制备方法，包括：将石墨粉、线性酚醛树脂、高碳酚醛树脂、增强填料、固化剂和分散介质搅拌混合后得到浆料，浆料经铺覆、干燥后形成预浸料，预浸料经过模压固化、加热后处理工艺后形成石墨酚醛复合材料；
6、具体地，该制备方法，包括如下步骤：将线性酚醛树脂溶解在分散介质中，搅拌至完全溶解后，加入固化剂，搅拌；待完全溶解后加入高碳酚醛树脂，搅拌，树脂溶液待用；
7、将石墨粉溶解在上述树脂溶液中，搅拌均匀后加入增强填料，继续搅拌，得到浆料；
8、将上述浆料均匀铺涂，20～40℃下干燥，得到预浸料块料，将块料粉碎后过筛，得到石墨酚醛复合材料预浸料；
9、将石墨酚醛复合材料预浸料放入模具中，模压固化，冷却；
10、将模压固化后的材料在170～280℃下进行高温处理，得到水润滑轴承用高强度高纯石墨酚醛复合材料。
11、根据本发明提供的一种水润滑轴承用高强度高纯石墨酚醛复合材料及其制备方法，具有以下有益效果：
12、(1)本发明提供的一种水润滑轴承用高强度高纯石墨酚醛复合材料及其制备方法，采用线性酚醛树脂和高碳酚醛树脂共聚物作为骨架结构、氮化硅等增强填料作为刚性组元来增加裂纹扩展路径从而提高石墨酚醛压缩强度，通过优化水润滑轴承用高强度高纯石墨酚醛复合材料配方，有效解决了传统轴承石墨材料关键性能偏低的问题，高纯石墨酚醛复合材料压缩强度达到250～310mpa，弯曲强度80～110mpa，90℃水环境连续摩擦10h后磨损量不超过0.035mm，具有优异的力学性能、摩擦性能；
13、(2)本发明提供的一种水润滑轴承用高强度高纯石墨酚醛复合材料及其制备方法，采用模压工艺代替传统的热等静压工艺，石墨材料成型工艺周期从原30天降至7天，通过合理设计石墨酚醛复合材料成型工艺，巧妙解决了传统轴承石墨材料关键性能偏低、成型工艺周期长等技术难题；
14、(3)本发明提供的一种水润滑轴承用高强度高纯石墨酚醛复合材料及其制备方法，通过控制石墨粉中金属元素和卤素元素等杂质含量，获得了高纯复合材料。
1.一种水润滑轴承用石墨酚醛复合材料，其特征在于，由包括如下质量份的原料制成：
2.根据权利要求1所述的水润滑轴承用石墨酚醛复合材料，其特征在于，所述石墨粉中含有的金属元素≤50ppm、卤素元素≤50ppm，平均粒径为10～100μm。
3.根据权利要求1所述的水润滑轴承用石墨酚醛复合材料，其特征在于，所述线性酚醛树脂为热塑性酚醛树脂的重均分子量为6000～10000g/mol。
4.根据权利要求1所述的水润滑轴承用石墨酚醛复合材料，其特征在于，所述高碳酚醛树脂为热固性酚醛树脂，固体含量≥65％、50％溶液旋转粘度≤70mpa·s，游离酚含量≤12％，凝胶时间为150～210s，800℃残碳率≥65％。
5.根据权利要求1所述的水润滑轴承用石墨酚醛复合材料，其特征在于，所述增强填料为氮化硅粉、碳化硅粉或二氧化硅粉中的至少一种。
6.根据权利要求1所述的水润滑轴承用石墨酚醛复合材料，其特征在于，所述增强填料的平均粒径为1～200μm。
7.根据权利要求1所述的水润滑轴承用石墨酚醛复合材料，其特征在于，所述固化剂为六亚甲基四胺。
8.一种权利要求1至7之一所述的水润滑轴承用石墨酚醛复合材料的制备方法，其特征在于，将石墨粉、线性酚醛树脂、高碳酚醛树脂、增强填料、固化剂和分散介质搅拌混合后得到浆料，浆料经铺覆、干燥后形成预浸料，预浸料经过模压固化、加热后处理工艺后形成石墨酚醛复合材料。
9.根据权利要求8所述的水润滑轴承用石墨酚醛复合材料的制备方法，其特征在于，具体包括：
10.根据权利要求9所述的水润滑轴承用石墨酚醛复合材料的制备方法，其特征在于，所述将石墨酚醛复合材料预浸料放入模具中，模压固化，冷却的步骤，具体包括：将石墨酚醛复合材料预浸料放入模具中，按0.5～1.5℃/min升温速率升温至85～95℃，开始加压使预浸料承压120～150mpa，恒温反应1～5h，按0.5～1.5℃/min升温速率升温至120～130℃，恒温反应1～3h，按0.5～1.5℃/min升温速率升温至160～200℃，恒温反应3～6h，自然冷却。
