專利名稱：玄武巖纖維增強(qiáng)聚合物基自潤滑材料及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是關(guān)于一種玄武巖纖維增強(qiáng)聚合物基自潤滑材料及其制備方法。
背景技術(shù)：
聚酰亞胺是20世紀(jì)50年代發(fā)展起來的耐熱性較高的一類高分子材料，耐高 溫、耐輻射，且具有優(yōu)良的械性能和摩擦學(xué)性能，被譽(yù)為"塑料之王"尤其在高 溫、高壓和高速等苛刻環(huán)境下具有優(yōu)異的減摩潤滑特性，已在航空、航天、電器、 機(jī)械、化工及微電子等高技術(shù)領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。聚酰亞胺的應(yīng)用領(lǐng)域非常廣 泛，其制品主要以薄膜和模壓件形式存在。其中，模壓件主要用于高溫?zé)o潤滑軸 承的制造，具有較高的使用價(jià)值。純聚酰亞胺的自潤滑性能相對較差，在某些苛 刻條件下難以滿足要求，為此，因而對于現(xiàn)有聚酰亞胺進(jìn)行改性成為當(dāng)前研究的
國內(nèi)目前的聚合物自潤滑材料主要存在兩個(gè)問題 一是強(qiáng)度不夠，二是價(jià)格
昂貴。國內(nèi)現(xiàn)有相關(guān)專利有03141663.2芳綸纖維/聚酰亞胺復(fù)合材料及其制備 方法、200410053664.0稀土改性碳纖維/聚酰亞胺復(fù)合材料制備方法、 00119685.5短切纖維增強(qiáng)聚酰亞胺模塑料及其制備方法200410032159.8 —種短 纖維增強(qiáng)聚酰亞胺復(fù)合材料及制備方法和用途、200510112204.5稀土改性玻璃 纖維/聚酰亞胺復(fù)合材料的制備方法。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的是提供一種玄武巖纖維增強(qiáng)聚合物基自潤滑材料及其制備方法， 該材料具有良好的機(jī)械強(qiáng)度、良好的自潤滑性能以及較長的使用壽命。
本發(fā)明的目的通過如下措施來實(shí)現(xiàn)
本發(fā)明的材料是由樹脂基體、增強(qiáng)體和固體潤滑劑構(gòu)成組成。選用聚酰亞胺 做樹脂基體是因?yàn)槠淠透邷亍⒛洼椛?，且具有?yōu)良的機(jī)械性能和摩擦學(xué)性能；選 用玄武巖纖維做增強(qiáng)體是因?yàn)槠涑杀镜?、力學(xué)性能好、導(dǎo)熱系數(shù)好、摩擦學(xué)性能
優(yōu)越；選用二硫化鉬做固體潤滑劑是因?yàn)槠錈岱€(wěn)定性和化學(xué)穩(wěn)定性好且減摩性能 優(yōu)秀。一種玄武巖纖維增強(qiáng)聚合物基自潤滑材料，其特征在于該材料的組成和質(zhì)量
分?jǐn)?shù)為聚酰亞胺30 50%、短切玄武巖纖維10 30%以及二硫化鉬30 60 %。
本發(fā)明采用的聚酰亞胺為單醚酐型，分子中具有十分穩(wěn)定的苯環(huán)和柔順的醚
鍵結(jié)構(gòu)，有較低的摩擦系數(shù)及良好的耐磨性能。其結(jié)構(gòu)單元為 o o
本發(fā)明的玄武巖纖維增強(qiáng)聚合物基自潤滑材料價(jià)格低并且具有良好的自潤 滑性能。
一種玄武巖纖維增強(qiáng)聚合物基自潤滑材料的制備方法，其特征在于該方法將
聚酰亞胺、二硫化鉬做潤滑添加劑以及短切玄武巖纖維混合均勻；放入模具中熱 壓成型，模壓溫度360 380°C，壓力35 40MPa，自然冷卻。
上述的制備過程中，聚酰亞胺的粒徑為50 75pm; 二硫化鉬的粒徑為50 75pm;玄武巖纖維的纖維直徑13^m，長度4 6mm。
本發(fā)明制備的玄武巖纖維增強(qiáng)聚合物基自潤滑材料機(jī)械強(qiáng)度高，摩擦系數(shù) 小、磨損率低等特點(diǎn)，具有良好的潤滑性能和機(jī)械性能，可以通過使接觸面產(chǎn)生 輕薄均一的轉(zhuǎn)移膜的方法解決聚酰亞胺材料摩擦系數(shù)高，提高了材料的減摩耐磨 能力，延長材料使用壽命。
本發(fā)明材料的主要性能指標(biāo)如下
1. 表面硬度(HB): 280
2. 大氣下摩擦系數(shù)0.09 0.11
3. 大氣下體積磨損率^7.5xlO'7mm3/N-m
4. 壓縮強(qiáng)度2160MPa;壓縮彈性模量^6000 MPa
5. 彎曲強(qiáng)度^80MPa;彎曲彈性模量^1.4GPa
采用二硫化鉬改善聚酰亞胺摩擦學(xué)性能，同時(shí)采用用短切玄武巖纖維填充， 保證材料具有良好的機(jī)械性能，同時(shí)所選用的玄武巖纖維成本遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于其他纖維 填充材料，進(jìn)而材料的成本大大降低。該材料可加工為滑片，軸承等使用，提高了材料的減摩耐磨能力，延長材料使用壽命。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例1
(1) 選用聚酰亞胺做樹脂基體，質(zhì)量分?jǐn)?shù)30%;
(2) 選用短切玄武巖纖維做增強(qiáng)體，質(zhì)量分?jǐn)?shù)20%;
(3) 選用二硫化鉬做潤滑添加劑，質(zhì)量分?jǐn)?shù)50%;
(4) 先將聚酰亞胺和二硫化鉬混合均勻，然后加入短切玄武巖纖維，充分 混合均勻；
(5) 將混好的模料倒入模具中熱壓成型，模壓溫度360°C，壓力35MPa, 自然冷卻。
實(shí)施例2
(1) 選用聚酰亞胺做樹脂基體，質(zhì)量分?jǐn)?shù)40%;
(2) 選用短切玄武巖纖維做增強(qiáng)體，質(zhì)量分?jǐn)?shù)10%;
(3) 選用二硫化鉬做潤滑添加劑，質(zhì)量分?jǐn)?shù)50%;
(4) 先將聚酰亞胺和二硫化鉬混合均勻，然后加入短切玄武巖纖維，充分 混合均勻；
(5) 將混好的模料倒入模具中熱壓成型，模壓溫度380'C，壓力38MPa，自 然冷卻。
實(shí)施例3
(1) 選用聚酰亞胺做樹脂基體，質(zhì)量分?jǐn)?shù)50%;
(2) 選用短切玄武巖纖維做增強(qiáng)體，質(zhì)量分?jǐn)?shù)10%;
(3) 選用二硫化鉬做潤滑添加劑，質(zhì)量分?jǐn)?shù)40%;
(4) 先將聚酰亞胺和二硫化鉬混合均勻，然后加入短切玄武巖纖維，充分 混合均勻；
(5) 將混好的模料倒入模具中熱壓成型，模壓溫度37(TC，壓力40MPa， 自然冷卻。
實(shí)施例4
(1) 選用聚酰亞胺做樹脂基體，質(zhì)量分?jǐn)?shù)50%;
(2) 選用短切玄武巖纖維做增強(qiáng)體，質(zhì)量分?jǐn)?shù)15%;
5(3) 選用二硫化鉬做潤滑添加劑，質(zhì)量分?jǐn)?shù)35%;
(4) 先將聚酰亞胺和二硫化鉬混合均勻，然后加入短切玄武巖纖維，充分 混合均勻；
(5) 將混好的模料倒入模具中熱壓成型，模壓溫度360°C，壓力35MPa， 自然冷卻。
權(quán)利要求
1、一種玄武巖纖維增強(qiáng)聚合物基自潤滑材料，其特征在于該材料的組成和質(zhì)量分?jǐn)?shù)為聚酰亞胺30～50％、短切玄武巖纖維10～30％以及二硫化鉬30～60％。
2、根據(jù)權(quán)利要求l所述的材料，其特征在于聚酰亞胺為單醚酐型，其結(jié)構(gòu)單元為<formula>formula see original document page 2</formula>
3、 根據(jù)權(quán)利要求1或2材料的制備方法，其特征在于該方法將聚酰亞胺、二硫化鉬做潤滑添加劑以及短切玄武巖纖維混合均勻；放入模具中熱壓成型，模壓溫度360 380'C，壓力35 40MPa，自然冷卻。
4、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于聚酰亞胺的粒徑為50 75pm。
5、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于二硫化鉬的粒徑為50 75pm。
6、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于玄武巖纖維的纖維直徑13pm， 長度4 6mm。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種玄武巖纖維增強(qiáng)聚合物基自潤滑材料及其制備方法。該材料的組成和質(zhì)量分?jǐn)?shù)為聚酰亞胺30～50％、短切玄武巖纖維10～30％以及二硫化鉬30～60％。自潤滑材料具有良好的潤滑性能和機(jī)械性能，該材料可加工為滑片，軸承等使用。
文檔編號C08L79/00GK101544824SQ200810086378
公開日2009年9月30日 申請日期2008年3月24日 優(yōu)先權(quán)日2008年3月24日
發(fā)明者張新瑞, 王齊華 申請人:中國科學(xué)院蘭州化學(xué)物理研究所